LXVI Московская городская олимпиада школьников по химии (2010).11 класс.Решения
Страница 1 из 1
LXVI Московская городская олимпиада школьников по химии (2010).11 класс.Решения
МОСКОВСКАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ОЛИМПИАДА 2010 (11 класс)
РЕШЕНИЯ
1. Для решения этой задачи необходимо проявить химическое творчество. Полезно вспомнить
все известные вам по школьной программе жидкие вещества. Среди неорганических
соединений это: Br2, Hg, H2O, галогениды неметаллов и др. Органическое соединение
практически любого класса может быть жидким (в зависимости от молекулярной массы).
Возможные ответы: а) Hg + Br2 = HgBr2 б) C6H10 + Br2 = C6H10Br2 в) SOCl2 + H2O = SO2 + 2 HCl.
2. По реакции с PCl5 и Na2CO3 можно практически однозначно установить, что вещество А –карбоновая кислота с формулой RCOOH. Определим формулу заместителя R по массовой
доле углерода в A: M(A) = (12/48,65%)×100%×n = 24,666×n, где n – целое число.
Целочисленная молярная масса A получается при n = 3, а именно M(A) = 74 г/моль. Тогда
M(R) = 74 – M(COOH) = 74 – 45 = 29 г/моль. То есть R = C2H5, а А = C2H5СOOH. Ответ:
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
3. По закону Гесса тепловые эффекты реакций можно суммировать для получения теплового
эффекта суммарной реакции. Таким образом тепловой эффект реакции электролиза водного
раствора NaCl можно представить как сумму:
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + 2HCl –2ENaOH+HCl
2HCl = Cl2 + H2 ECl–Cl + EH–H – 2EH–Cl
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2 ECl–Cl + EH–H – 2EH–Cl –2ENaOH+HCl
Таким образом тепловой эффект реакции электролиза 2 моль NaCl составляет 240 + 432 –
2×428 – 2×55 = – 294 кДж. На один моль NaCl – 147 кДж. Знак минус указывает на то, что
энергия была затрачена, а не выделялась в виде тепла. Точно определить энергию
необходимую для электролиза невозможно по нескольким причинам. В частности, при
электролизе NaCl протекают побочные процессы, в первую очередь электролиз воды 2H2O =
H2 + O2. Кроме того данные о энергии связей даны для газовой фазы, а реакция протекает в
растворе, т.е. при решении не учитывается энергия гидратации HCl, H2 и Cl2.
4. Из условий задачи следует, что при сгорании органического вещества образуется только
смесь газов с кислотными свойствами. Один из этих газов очевидно CO2, другим может быть
галогеноводород или оксид неметалла. Последнее маловероятно, поскольку для образования
одновременно CO2 и оксида неметалла потребуется более 1 моль кислорода. Таким образом
разумно предположить, что в задаче описана реакция:
CH2X2 + O2 = CO2 + 2HX, где X – галоген. Определим HX по данным о плотности смеси газов:
19,5×2 = (2×M(HX) + 44)/3, откуда M(HX) = 36,5 г/моль. То есть X = Cl.
Получить CH2Cl2 из неорганических соединений можно, например, так:
Al4C3 + 4H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4
CH4 + 2Cl2 = CH2Cl2 + 2HCl
5. Сначала проще всего определить молярную массу газа T по закону сохранения массы:
M(T) = (1,00 – 0,181)/(0,655/22,4) = 28 г/моль. Такую молярную массу имеют C2H4, CO, N2,
причем в реакции термического разложения образование этилена маловероятно. Попробуем
теперь разгадать формулу соли Q, по массовой доле серебра в ней:
w(Ag в Q) = 4,12×(108/188)/3,29 = 0,720 или 72%, откуда молярная масса Q:
M(Q) = (108/0,72)×n = 150×n г/моль, где n – целое число соответствующее количеству атомов
серебра в молекуле Q. При n = 1, масса аниона соли Q составляет: 150 – 108 = 48 г/моль.
Отметим, что анион должен содержать азот, углерод или кислород, поскольку эти элементы
содержатся в газе T (CO или N2). Учитывая это, можно предположить, что анионом Q являетсяазид N3–, а сама соль – азид серебра AgN3.
Определим массовую долю брома в R и аналогичным образом попытаемся разгадать состав:
w(Br в R) = 4,12×(80/188)/1,83 = 0,958 или 95,8%, откуда молярная масса R:
M(R) = (80/0,958)×n = 83,5×n г/моль, где n – целое число соответствующее количеству атомов
брома в молекуле R. Таким образом молярная масса приходящаяся на остаток (не бром) в
молекуле R очень мала и составляет (83,5–80)×n = 3,5×n г/моль. При n = 1 и 2 масса остатка
слишком мала, но при n = 3 она приблизительно соответствует массе бора 10,8 г/моль, т.е. R =
BBr3. Таким образом, в задаче описана реакция 3AgN3 + BBr3 = 3AgBr + B(N3)3 (соотношение
реагентов можно получить из их масс). Разложение B(N3)3 (как можно рассчитать из масс S, T
и U) протекает по уравнению: B(N3)3 = BN + N2.
Вещество S = B(N3)3 имеет строение азида бора (можно написать несколько резонансных
структур):
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Поскольку указано, что вещество U (BN) имеет твердость близкую к алмазу, можно
предположить, что оно имеет алмазо- или графито-подобную структуру:
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Поскольку при разложении B(N3)3 выделяется большой объем газа, это вещество может
применяться в качестве взрывчатки. Также можно предложить использовать B(N3)3 для покрытия поверхностей твердой пленкой пленкой BN.
6. Реакция присоединения воды в присутствии HgSO4 указывает на наличие в молекуле W
тройных связей. Разница брутто формул W и X соответствует H4O2, т.е. W – это диалкин, к которому присоединилось две молекулы воды с образованием дикетона X. Дальнейшие
реакции X – это, очевидно, восстановление до диспирта Y (H2/Ni) и отщепление одной
молекулы воды или, что более вероятно, образование простого эфира Z. Таким образом
можно предложит схему:
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Сравнение состава веществ показывает V = 3×W, т.е. под действием катализатора происходит
тримеризация алкина W с образованием производного бензола V. В веществе V отсутствуют
свободные тройные связи, поскольку оно не реагирует с бромной водой. Можно предложить
две такие структуры:
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Простейший способ получения W из какого-либо циклоалкана – использование реакции
расщепления циклопропана бромом:
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Простой эфир Z может существовать в виде двух энантиомеров с транс-расположением
метильных групп и одного оптически-неактивного цис-изомера:
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
РЕШЕНИЯ
1. Для решения этой задачи необходимо проявить химическое творчество. Полезно вспомнить
все известные вам по школьной программе жидкие вещества. Среди неорганических
соединений это: Br2, Hg, H2O, галогениды неметаллов и др. Органическое соединение
практически любого класса может быть жидким (в зависимости от молекулярной массы).
Возможные ответы: а) Hg + Br2 = HgBr2 б) C6H10 + Br2 = C6H10Br2 в) SOCl2 + H2O = SO2 + 2 HCl.
2. По реакции с PCl5 и Na2CO3 можно практически однозначно установить, что вещество А –карбоновая кислота с формулой RCOOH. Определим формулу заместителя R по массовой
доле углерода в A: M(A) = (12/48,65%)×100%×n = 24,666×n, где n – целое число.
Целочисленная молярная масса A получается при n = 3, а именно M(A) = 74 г/моль. Тогда
M(R) = 74 – M(COOH) = 74 – 45 = 29 г/моль. То есть R = C2H5, а А = C2H5СOOH. Ответ:
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
3. По закону Гесса тепловые эффекты реакций можно суммировать для получения теплового
эффекта суммарной реакции. Таким образом тепловой эффект реакции электролиза водного
раствора NaCl можно представить как сумму:
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + 2HCl –2ENaOH+HCl
2HCl = Cl2 + H2 ECl–Cl + EH–H – 2EH–Cl
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2 ECl–Cl + EH–H – 2EH–Cl –2ENaOH+HCl
Таким образом тепловой эффект реакции электролиза 2 моль NaCl составляет 240 + 432 –
2×428 – 2×55 = – 294 кДж. На один моль NaCl – 147 кДж. Знак минус указывает на то, что
энергия была затрачена, а не выделялась в виде тепла. Точно определить энергию
необходимую для электролиза невозможно по нескольким причинам. В частности, при
электролизе NaCl протекают побочные процессы, в первую очередь электролиз воды 2H2O =
H2 + O2. Кроме того данные о энергии связей даны для газовой фазы, а реакция протекает в
растворе, т.е. при решении не учитывается энергия гидратации HCl, H2 и Cl2.
4. Из условий задачи следует, что при сгорании органического вещества образуется только
смесь газов с кислотными свойствами. Один из этих газов очевидно CO2, другим может быть
галогеноводород или оксид неметалла. Последнее маловероятно, поскольку для образования
одновременно CO2 и оксида неметалла потребуется более 1 моль кислорода. Таким образом
разумно предположить, что в задаче описана реакция:
CH2X2 + O2 = CO2 + 2HX, где X – галоген. Определим HX по данным о плотности смеси газов:
19,5×2 = (2×M(HX) + 44)/3, откуда M(HX) = 36,5 г/моль. То есть X = Cl.
Получить CH2Cl2 из неорганических соединений можно, например, так:
Al4C3 + 4H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4
CH4 + 2Cl2 = CH2Cl2 + 2HCl
5. Сначала проще всего определить молярную массу газа T по закону сохранения массы:
M(T) = (1,00 – 0,181)/(0,655/22,4) = 28 г/моль. Такую молярную массу имеют C2H4, CO, N2,
причем в реакции термического разложения образование этилена маловероятно. Попробуем
теперь разгадать формулу соли Q, по массовой доле серебра в ней:
w(Ag в Q) = 4,12×(108/188)/3,29 = 0,720 или 72%, откуда молярная масса Q:
M(Q) = (108/0,72)×n = 150×n г/моль, где n – целое число соответствующее количеству атомов
серебра в молекуле Q. При n = 1, масса аниона соли Q составляет: 150 – 108 = 48 г/моль.
Отметим, что анион должен содержать азот, углерод или кислород, поскольку эти элементы
содержатся в газе T (CO или N2). Учитывая это, можно предположить, что анионом Q являетсяазид N3–, а сама соль – азид серебра AgN3.
Определим массовую долю брома в R и аналогичным образом попытаемся разгадать состав:
w(Br в R) = 4,12×(80/188)/1,83 = 0,958 или 95,8%, откуда молярная масса R:
M(R) = (80/0,958)×n = 83,5×n г/моль, где n – целое число соответствующее количеству атомов
брома в молекуле R. Таким образом молярная масса приходящаяся на остаток (не бром) в
молекуле R очень мала и составляет (83,5–80)×n = 3,5×n г/моль. При n = 1 и 2 масса остатка
слишком мала, но при n = 3 она приблизительно соответствует массе бора 10,8 г/моль, т.е. R =
BBr3. Таким образом, в задаче описана реакция 3AgN3 + BBr3 = 3AgBr + B(N3)3 (соотношение
реагентов можно получить из их масс). Разложение B(N3)3 (как можно рассчитать из масс S, T
и U) протекает по уравнению: B(N3)3 = BN + N2.
Вещество S = B(N3)3 имеет строение азида бора (можно написать несколько резонансных
структур):
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Поскольку указано, что вещество U (BN) имеет твердость близкую к алмазу, можно
предположить, что оно имеет алмазо- или графито-подобную структуру:
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Поскольку при разложении B(N3)3 выделяется большой объем газа, это вещество может
применяться в качестве взрывчатки. Также можно предложить использовать B(N3)3 для покрытия поверхностей твердой пленкой пленкой BN.
6. Реакция присоединения воды в присутствии HgSO4 указывает на наличие в молекуле W
тройных связей. Разница брутто формул W и X соответствует H4O2, т.е. W – это диалкин, к которому присоединилось две молекулы воды с образованием дикетона X. Дальнейшие
реакции X – это, очевидно, восстановление до диспирта Y (H2/Ni) и отщепление одной
молекулы воды или, что более вероятно, образование простого эфира Z. Таким образом
можно предложит схему:
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Сравнение состава веществ показывает V = 3×W, т.е. под действием катализатора происходит
тримеризация алкина W с образованием производного бензола V. В веществе V отсутствуют
свободные тройные связи, поскольку оно не реагирует с бромной водой. Можно предложить
две такие структуры:
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Простейший способ получения W из какого-либо циклоалкана – использование реакции
расщепления циклопропана бромом:
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Простой эфир Z может существовать в виде двух энантиомеров с транс-расположением
метильных групп и одного оптически-неактивного цис-изомера:
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
vella- VIP
- Сообщения : 2576
Дата регистрации : 2009-09-06
Похожие темы
» LXVI Московская городская олимпиада школьников по химии (2010).10 класс.Решения
» LXVI Московская городская олимпиада школьников по химии (2010).9 класс.Решения
» LXVI Московская городская олимпиада школьников по химии (2010)/8класс.Решения
» LXVI Московская городская олимпиада школьников по химии (2010).10 класс.Задания
» LXVI Московская городская олимпиада школьников по химии (2010).8 класс.Задания
» LXVI Московская городская олимпиада школьников по химии (2010).9 класс.Решения
» LXVI Московская городская олимпиада школьников по химии (2010)/8класс.Решения
» LXVI Московская городская олимпиада школьников по химии (2010).10 класс.Задания
» LXVI Московская городская олимпиада школьников по химии (2010).8 класс.Задания
Страница 1 из 1
Права доступа к этому форуму:
Вы не можете отвечать на сообщения
|
|
Ср Июн 12, 2024 11:53 am автор Шалкар
» Программа Изоляция
Пт Янв 19, 2024 8:57 pm автор dadiz
» Помогите найти программу!
Ср Ноя 08, 2023 4:05 pm автор Amatar
» Чертков И.Н. и др.Самодельные демонстрационные приборы по химии
Пн Ноя 06, 2023 12:58 pm автор кардинал
» М.Склодовская-Кюри.Радій и радіактивность
Сб Июн 03, 2023 5:00 pm автор Admin
» Урбанский Т.и др.Пиротехника. Сборник книг (1956-2011)
Сб Июн 03, 2023 4:47 pm автор Admin
» HyperChem
Вс Мар 26, 2023 1:25 am автор bioshok_15@mail.ru
» мочевина
Сб Мар 11, 2023 6:34 am автор mariyana
» Централизованное тестирование. Химия. Полный сборник тестов.2006-2013 года
Чт Мар 02, 2023 10:29 am автор Admin
» Авторская программа Соболевой А.Д.Химический лицей.Семинары по органической химии.Тесты заданий.11 класс
Вт Ноя 29, 2022 4:23 am автор Svetlanat
» Склодовская-Кюри М." Изслъедованія надъ радіоактивными веществами"
Вс Июл 03, 2022 8:20 pm автор Dalma
» Гемпель К.А. Справочник по редким металлам
Вс Июл 03, 2022 7:59 pm автор Dalma
» Т.К. Веселовская и др. "Вопросы и задачи по органической химии" под ред.:Н.Н.Суворова
Пт Июн 24, 2022 5:22 pm автор Admin
» Оржековский П.А.и др.ЕГЭ 2015, Химия, Сборник заданий
Вс Янв 16, 2022 7:50 pm автор Admin
» XPowder
Сб Авг 14, 2021 8:02 pm автор Admin
» Формулы Периодического Закона химических элементов
Ср Фев 17, 2021 8:50 am автор sengukim
» Macromedia Flash 8-полный видеокурс
Пт Янв 08, 2021 6:25 pm автор braso
» Ищу "Химический тренажер" Нентвиг, Кройдер, Моргенштерн Москва, Мир, 1986
Пн Апр 27, 2020 7:41 pm автор ilia1985
» Штремплер Г.И.Часть 6. Тесты. Химические реакции
Пт Мар 13, 2020 9:40 pm автор Admin
» Пак Е.П.Проверочные работы по химии 8 класс
Вс Янв 26, 2020 9:34 pm автор эл
» Сказка "Король «Бензол»"
Вт Янв 07, 2020 6:36 pm автор эл
» ПОМОГИТЕ С РЕАКЦИЕЙ, ПОЖАЛУЙСТА
Сб Авг 31, 2019 2:08 pm автор Admin
» помогите определить вещество
Сб Авг 31, 2019 1:33 pm автор Admin
» The Elements Spectra 1.0.6 - Русская версия
Ср Авг 01, 2018 11:19 pm автор Admin
» Строение вещества
Пн Апр 23, 2018 2:53 pm автор эл
» Лурье Ю.Ю. - Справочник по аналитической химии
Вс Мар 25, 2018 5:42 pm автор АлисаМалиса
» Видеоурок по химии.Мыло и моющие вещества
Сб Мар 24, 2018 11:14 pm автор vella
» задача
Пн Мар 19, 2018 7:10 pm автор Tem
» превращения веществ
Пт Мар 16, 2018 4:10 am автор Кщьштштш
» Задачка по химии
Чт Мар 15, 2018 4:53 pm автор Sanchous
» Генрих Штремплер.Видео "Учебный эксперимент по химии"
Ср Янв 17, 2018 2:52 am автор Генрих Штремплер
» Генрих Штремплер.Видео "Учебный эксперимент по химии"
Ср Янв 17, 2018 2:49 am автор Генрих Штремплер
» Нижник Я.П.Лекция 11 "Альдегиды и кетоны"
Чт Янв 11, 2018 11:42 pm автор vella
» Нижник Я.П. Лекция №4: "Непредельные углеводороды.Алкены"
Чт Янв 11, 2018 11:37 pm автор vella
» Нижник Я.П.Лекция 5 .Алкадиены и алкины
Чт Янв 11, 2018 11:34 pm автор vella
» Нижник Я.П.Лекция 7. Арены-ароматические углеводороды
Чт Янв 11, 2018 11:30 pm автор vella
» Нижник Я.П.Лекция 8:"Галогенпроизводные углеводородов"
Чт Янв 11, 2018 11:26 pm автор vella
» Нижник Я.П.Лекция 9:"Спирты"
Чт Янв 11, 2018 11:23 pm автор vella
» Нижник Я.П.Лекция 10 :"Фенолы.Простые эфиры"
Чт Янв 11, 2018 11:19 pm автор vella
» Нижник Я.П. Лекция №3 "Углеводороды.Алканы"
Чт Янв 11, 2018 11:14 pm автор vella
» Нижник Я.П.Лекция 6.Циклические соединения
Пн Янв 08, 2018 6:41 am автор Likia
» Строение атома.
Сб Дек 30, 2017 11:33 am автор vella
» превращения веществ
Сб Окт 14, 2017 8:47 pm автор dbnzq1
» Хочу найти ответ на свой вопрос в старых темах
Сб Окт 14, 2017 8:43 pm автор dbnzq1
» "Интеграл" серия - "Эколог"
Чт Окт 12, 2017 12:53 pm автор sherzatikmatov
» Академия занимательных наук.Химия(часть 47).Химический источник тока. Процесс электролиза.
Чт Окт 12, 2017 3:41 am автор Irino4ka
» Научный проект:"Радуга химических реакций"
Чт Окт 12, 2017 2:09 am автор Irino4ka
» Онлайн калькулятор определения степеней оксиления элементов в соединение
Сб Сен 16, 2017 10:58 am автор кардинал
» MarvinSketch 5.1.3.2
Пн Сен 11, 2017 5:26 pm автор кардинал
» Carlson.Civil.Suite.2017.160728
Вт Июл 18, 2017 6:42 pm автор кузбасс42