Московская городская олимпиада школьников по химии МГУ, 2001/2002 учебный год 10-11 класс

10 класс

10-1. Как распознать растворы сульфата алюминия, хлорида аммония, соляной кислоты, гидроксида натрия и гидроксида бария, находящиеся в склянках без этикеток? В вашем распоряжении имеется только раствор фенолфталеина. Предложите план анализа. Напишите уравнения реакций.

10-2. Смесь порошков кальция и алюминия массой 18,8 г прокалили с 11,28 г угля без доступа воздуха, а продукт обработали избытком разбавленной соляной кислоты. В результате взаимодействия получен газ с плотностью по водороду, равной 10. После пропускания указанного газа через реактор при температуре 1500 °С его плотность по водороду составила 8.
а) Определите состав исходной смеси металлов
б) определите состав смеси после пиролиза.

10-3. В обратимой реакции синтеза аммиака равновесная концентрация азота [N2] = 4 моль/л, а водорода [H2] = 9 моль/л. Константа равновесия реакции при данной температуре равна 0,0124. Вычислите исходные концентрации азота и водорода, взятых для реакции (исходная смесь аммиака не содержала).

10-4. Известно, что хлорирование углеводородов на свету протекает с образованием всехвозможных изомерных хлорпроизводных. Предложите структуры алканов, которые образуют:
а) только одно моно- и только одно тетрахлорпроизводное;
б) три моно- и три ундекахлорпроизводных (т.е. производных, содержащих 11 атомов хлора);
в) одно моно-, два три- и четыре тетрахлорпроизводных.

10-5. 9,2 г некоторого минерала, содержащего 34,78% серы, подвергли обжигу. Твердый остаток растворили при нагревании в азотной кислоте, раствор осторожно упарили и полученную при этом смесь нитратов двух металлов растворили в воде. В раствор опустили железную пластинку массой 9,0 г и выдержали ее там до окончания реакции. По окончании реакции в растворе присутствовали ионы только одного металла, а пластинка состояла из двух металлов.
а) Определите исходный минерал.
б) Рассчитайте, какую массу имела пластинка после взаимодействия. Напишите уравнения упомянутых реакций.

10-6. В результате экстракции стеблей крапивы раствором гидроксида натрия получили раствор, после упаривания которого выделили 0,05 г белого кристаллического вещества. При нагревании вещество теряет 1,47% своей массы (с выделением горючего газа). Полученное при этом соединение растворяли в водном растворе, содержащем избыток FeSO4, раствор охладили, выпавшие кристаллы отделили и исследовали их термический распад. Установлено, что распад происходит в два этапа: на первом потеря массы образца составляет 20,00%, на втором - 61,11% Остаток после прокаливания представлял собой 0,02 г черного порошка. Определите состав веществ, упомянутых в задаче. Напишите уравнения реакций.

____________________________
11 класс

11-1. Сероводород, содержащий только изотоп 34S, и сернистый газ, содержащий только изотоп 32S, смешали в мольном отношении 1:1 и нагрели в герметичном сосуде. Образовавшееся в результате реакции твердое вещество сожгли в кислороде. Какова плотность образовавшегося при этом газа? Напишите уравнения протекавших реакций.

11-2. При полном сгорании 1,00 г некоторого органического вещества - производного бензола - образовалось только 1,29 л (н.у.) углекислого газа и 0,443 г воды. Предложите возможные структурные формулы этого вещества, если известно, что оно дает реакцию "серебряного зеркала" и его молярная масса меньше 160 г/моль.

11-3. Химик-органик купил для своих синтезов в фирме "Aldrich" вещество А, которое имеет состав С6H11O4Na. Известно, что вещество А нацело растворяется в небольшом количестве воды с образованием щелочного раствора. При взаимодействии А с метилиодидом образуется жидкость состава С7H8O. Какое строение имеет вещество А? Напишите три уравнения реакций различных типов, в которые оно может вступать.

11-4. При нагревании 2,00 г лимонно-желтого порошка вещества А происходит разложение с образованием металла и выделением 0,623 л (н.у.) бесцветного газа. Образующийся порошок металла вспыхивает на воздухе и сгорает с образованием 1,072 г оксида с массовой долей кислорода 27,65%. Определите соединение А.

11-5. Расшифруйте вещества, участвующие в реакции:
С18H15M + газ X => соль кислоты Y + С12H10 (где M - металл),
если известно,что образующаяся соль кислоты Y содержит 62,80% металла M по массе, а при окислении С12H10 в жестких условиях образуется кислота Y.

11-6. Исходя из бензола и органических реагентов, содержащих не более трех атомов углерода, а также любых неорганических реагентов, синтезируйте следующие вещества:
а) 1,3-дигидроксибензол;
б) 1,3-дибромбензол;
в) 1,3-диметилбензол.