Химия задания олимпиады 9-11




ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ
Школьный этап

г. Москва 2011/12 уч. год
Задания 9 класса.

9-1. Металлы А и В принадлежат к одной и той же группе и к одному и тому же периоду ПСХЭ. Оба металла имеют желтый цвет. Металл А из наиболее химически активных металлов, металл В относится к наиболее пассивным металлам. С древних времен металл В применялся для изготовления ювелирных украшений. Практически все соли металла А растворимы в воде. Определите, о каких металлах идет речь.

9-2. Используя только раствор щелочи, сульфат меди (II), цинковую пластинку и продукты превращения этих веществ приведите 4 типа реакции: присоединения, разложения, обмена и замещения. Проиллюстрируйте свой ответ уравнениями реакций

9-3. В трех сосудах без этикеток находятся растворы Ba(OH)2, Na2CO3, HCl. Не используя дополнительных реактивов, определите данные вещества. Проиллюстрируйте свой ответ уравнениями реакций

9-4. При растворении в серной кислоте вещества А образуется раствор синего цвета. Если к этому раствору при комнатной температуре добавить небольшой избыток вещества В, то образуется нерастворимое в воде вещество С синего цвета. Если добавление раствора В проводить в интервале температур 90-100є С, то выпадет осадок черного цвета А. О каких веществах идет речь?. Запишите уравнения всех упомянутых реакций.

9-5. Сожгли 54,8 г. неизвестного двухвалентного металла в избытке кислорода. Получили оксид металла, который полностью растворили в избытке соляной кислоты. При взаимодействии полученного раствора с избытком раствора сульфата калия образуется 93,2 г. белого осадка. Определите исходный металл.

9-6. При полном взаимодействии меди с концентрированной серной кислотой выделяется газ с резким запахом горящей спички, взаимодействие которого с избытком сероводорода сопровождается образованием 38,4 г. серы. Определите массу растворившегося металла.



ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ
Школьный этап
г. Москва 2011/12 уч. год
Решение заданий 9 класса.

9-1. Металлы А и В принадлежат к одной и той же группе и к одному и тому же периоду ПСХЭ. Оба металла имеют желтый цвет. Металл А из наиболее химически активных металлов, металл В относится к наиболее пассивным металлам. С древних времен металл В применялся для изготовления ювелирных украшений. Практически все соли металла А растворимы в воде. Определите, о каких металлах идет речь.
Ответ
Балл

Металл А – цезий (Cs)
3

Металл В – золото (Au)
3

Cs и Au – металлы I группы VI периода ПСХЭ


Итого
6


9-2. Используя только раствор щелочи, сульфат меди (II), цинковую пластинку и продукты превращения этих веществ, приведите 4 типа реакции: присоединения, разложения, обмена и замещения. Проиллюстрируйте свой ответ уравнениями реакций
Ответ
Балл

Zn + CuSO4 = Cu + Zn SO4 реакция замещения
2

CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4
Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2 реакция обмена
2

Cu(OH)2 = CuO + H2O реакция разложения
2

Cu(OH)2 +2 NaOH= Na2 [ Cu (OH)4 ]
Cu(OH)2 + 2OH- = [ Cu (OH)4 ] 2- реакция присоединения
4

Итого
10


9-3. В трех сосудах без этикеток находятся растворы Ba(OH)2, Na2CO3, HCl. Не используя дополнительных реактивов, определите данные вещества. Проиллюстрируйте свой ответ уравнениями реакций
Ответ
Балл

1. Если в испытуемом сосуде содержится раствор Na2CO3, то при прибавлении к пробам из двух других сосудов будет образовываться осадок – там Ba(OH)2 или образовываться газ – там HCl
Na2CO3 + Ba(OH)2 = 2NaOH + BaCO3 (1)
CO32- + Ba2+ = BaCO3
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2 (2)
CO32- + 2H+ = H2O + CO2
2


2

2

2. Если в испытуемом сосуде содержится раствор HCl, то при прибавлении к пробам из двух других сосудов будет наблюдаться только выделение газа (2). Реакция с Ba(OH)2 будет протекать, но визуально не будет наблюдаться.
2HCl + Ba(OH)2 = BaCl2 + 2 H2O (3)
H+ + OH- = H2O
2


2

3. Если в испытуемом сосуде содержится раствор Ba(OH)2, то при прибавлении к двум другим сосудам будет выпадать осадок (1)
2

Итого
12



9-4. При растворении в серной кислоте вещества А образуется раствор синего цвета. Если к этому раствору при комнатной температуре добавить небольшой избыток вещества В, то образуется нерастворимое в воде вещество С синего цвета. Если добавление раствора В проводить в интервале температур 90-100є С, то выпадет осадок черного цвета А. О каких веществах идет речь?. Запишите уравнения всех упомянутых реакций.
Ответ
Балл

А – CuO
В- NaOH
С- Cu(OH)2
1
1
1

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O (раствор синего цвета)
CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O
2

CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4 (осадок синего цвета)
Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2
2


CuSO4 + 2 NaOH = CuO + Na2SO4+ H2O (осадок черного цвета)

3

Итого
10


9-5. Сожгли 54,8 г. неизвестного двухвалентного металла в избытке кислорода. Получили оксид металла, который полностью растворили в избытке соляной кислоты. При взаимодействии полученного раствора с избытком раствора сульфата калия образуется 93,2 г. белого осадка. Определите исходный металл.
Ответ
Балл

Обозначим неизвестный двухвалентный металл Э и запишем для него и его продуктов все указанные в задании превращения
Э + Ѕ O2 = ЭО
ЭО + 2HCl = ЭCl2+ H2O
ЭCl2 + К2SO4 = ЭSO4+2 КCl


1
1
1

Из приведенных реакций видно, что количество прореагировавшего двухвалентного металла и количество образовавшегося осадка сульфата металла равны между собой

·(Э) =
·(ЭSO4) или
m(Э):X = m(ЭSO4):(X + 96), где X – атомная масса металла, Ar (SO42-) = 96
38,4X= 5260,8
X=137г/моль, исходный металл барий.


2
2

3

Итого
10


9-6. При полном взаимодействии меди с концентрированной серной кислотой выделяется газ с резким запахом горящей спички, взаимодействие которого с избытком сероводорода сопровождается образованием 38,4 г. серы. Определите массу растворившегося металла.
Ответ
Балл

Условию задания соответствуют уравнения реакций
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O (1)
SO2+ 2H2S = 2S + 2H2O (2)

3
3

Масса 38,4 г. серы соответствует ее количеству, равному

·(S)= m(S): М(S)= 38,4: 32=1,2 моль

2

В соответствии с уравнением (1) и (2) для образования такого количества серы должно вступить в реакцию в три раза меньшее количество SO2 и Cu

·(SO2)=
·(Cu)=
·(S)=0,4 моль


2

Такому количеству меди соответствует масса
m(Cu)=
·(Cu) ·М(Cu)=0,4 моль · 64 г/моль = 25,6 г.

2

Итого
12

Итого максимальное количество баллов за все задания - 60

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ
Школьный этап

г. Москва 2011/12 уч. год
Задания 10 класса.

10-1. В вашем распоряжении имеются вещества: оксид серы (VI), фтороводородная кислота, аргон, оксид кальция и азотная кислота. Какие из этих соединений могут реагировать между собой? Ответ подтвердите уравнениями реакций.

10-2. Определите вещества А, В, С, D и напишите уравнения реакций
O2 H2O H2S (изб.) углерод
SO2 A B C D
V2O5, tє

10-3. Три химических элемента I и II периодов ПСХЭ обозначены буквами А, Б, В. Простые вещества, образованные двумя из трех этих элементов, входят в состав воздуха Приведите уравнения химических реакций, которые зашифрованы следующим образом:
В2 + Б2 = 2ВБ
2ВБ + Б2 = 2ВБ2
3ВБ2 + А2Б = 2АВБ3 + ВБ
4АВБ3 = 4ВБ2 + Б2 + 2 А2Б
В2 + 3А2 = 2А3В
2А2 + Б2 = 2А2Б
4А3В + 3Б2 = 2В2 + 6А2Б

10-4. Приведите по одному примеру углеводородов, отвечающих общим формулам гомологических рядов метана, этилена (С2Н4), ацетилена С2Н2), молекулы которых были бы симметричны. Дайте названия всем веществам.

10-5. Смесь этилена, ацетилена (С2Н2) и водорода объемом 5,5 л. пропустили над никелевым катализатором. Вычислите состав (в % по объему) исходной смеси, если в результате реакции она полностью превратилась в этан, объемом 2,2 л.

10-6. После сливания двух растворов, содержащих соответственно 0,877 г. хлорида натрия и 1,7 г. нитрата серебра, образовался осадок, который отфильтровали. Сколько и каких ионов осталось после этого в растворе?




ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ
Школьный этап
г. Москва 2011/12 уч. год
Решение заданий 10 класса.

10-1. В вашем распоряжении имеются вещества: оксид серы (VI), фтороводородная кислота, аргон, оксид кальция и азотная кислота. Какие из этих соединений могут реагировать между собой? Ответ подтвердите уравнениями реакций.
Ответ
Балл

Аргон – благородный газ и не принимает участия в уравнениях
2

Оксид кальция – основной оксид и реагирует с кислотой и кислотным оксидом
CaO + SO3 = CaSO4
CaO + 2HF = CaF2 + H2O
CaO + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O
1
2
2
2

Итого
9

10-2. Определите вещества А, В, С, D и напишите уравнения реакций
O2 H2O H2S (изб.) углерод
SO2 A B C D
V2O5, tє

Ответ
Балл

A- SO3
B- H2SO4
C- S
D- CS2
1
1
1
1

2SO2 + O22SO3
1

SO3+ H2O=H2SO4
1

H2SO4 +3H2S= 4S + 4 H2O
1

C + 2S = CS2
1

CS2+ 3O2 = CO2 + 2SO2
1

Итого
9


10-
·3. Три химических элемента I и II периодов ПСХЭ обозначены буквами А, Б, В. Простые вещества, образованные двумя из трех этих элементов, входят в состав воздуха Приведите уравнения химических реакций, которые зашифрованы следующим образом:
В2 + Б2 = 2ВБ
2ВБ + Б2 = 2ВБ2
3ВБ2 + А2Б = 2АВБ3 + ВБ
4АВБ3 = 4ВБ2 + Б2 + 2 А2Б
В2 + 3А2 = 2А3В
2А2 + Б2 = 2А2Б
4А3В + 3Б2 = 2В2 + 6А2Б
Ответ
Балл

A- H
Б- O
В- N
1
1
1

1. N2 + O2 2NO
1

2. 2NO + O22NO2
1

3. 3NO2 + H2O 2HNO3 + NO
1

4. 4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O
1

5. N2 + 3H22NH3
1

6. 2H2+ O2 2H2O
1

7. 4NH3+ 3O2 = 2N2 + 6H2O
1

Итого
10

10-4. Приведите по одному примеру углеводородам, отвечающих общим формулам гомологических рядов метана, этилена, ацетилена, молекулы которых были бы симметричны. Дайте названия всем веществам.
Ответ
Балл

CH4 гомологический ряд метана

H3C-CH3 этан
CH3
CH3-С-CH3 2,2 диметилпропан
CH3

2

2

H2C=CH2 гомологический ряд этилена
H3C CH3 2,3 диметилбутен 2
C=C
H3C CH3


2

CH
·CH гомологический ряд ацетилена

H3C-C
·C-CH3 бутин 2
CH3 CH3
H3C-С-C
·C-С-CH3 2,2,5,5 тетраметилгексин 3
CH3 CH3


2

2


Итого
10


10-5. Смесь этилена, ацетилена (С2Н2) и водорода объемом 5,5 л. пропустили над никелевым катализатором. Вычислите состав (в % по объему) исходной смеси, если в результате реакции она полностью превратилась в этан, объемом 2,2 л.
Ответ
Балл

Этилен и ацетилен реагируют с водородом согласно уравнениям:
C2H4 + H2 C2H6 (1)
C2H2 + 2H2 C2H6 (2)

1
1

Объем исходной смеси 5,5 л.
Примем за X объем этана, полученного при гидрировании этилена (1),
а объем этана при гидрировании ацетилена (2) равен (2,2-X).


2

Тогда объем водорода, необходимый для гидрирования этилена составит X,
а для гидрирования ацетилена 2(2,2-X).


2

Следовательно состав исходной смеси согласно уравнениям (1) и (2) можно выразить следующим образом
X + X + (2,2-X) + 2(2,2-X)= 5,5 л.
6,6 – X=5,5
X= 1,1
3

Тогда состав исходной смеси:
этилена X=1,1 л. или 1,1/5,5· 100%=20%
ацетилена (2,2- X)= (2,2-1,1) л.=1,1л. или 1,1/5,5 =0,2 или 20%
водорода X+ 2(2,2- X) = 1,1 + 2(2,2-1,1) = 3,3 л. или 3,3/5,5=0,6 ли 60%

1
1
1

Итого
12


10-6. После сливания двух растворов, содержащих соответственно 0,877 г. хлорида натрия и 1,7 г. нитрата серебра, образовался осадок, который отфильтровали. Сколько и каких ионов осталось после этого в растворе?
Ответ
Балл


·(AgNO3) = 1,7/170 = 0,01 моль

·(NaCl) = 0,877/58,5 = 0,015 моль
1
1

По уравнению реакции
AgNO3 + NaCl= AgCl + NaNO3
1 моль 1 моль 1 моль по уравнению
0,01 моль 0,015 моль 0,01 моль, т. к. NaCl в избытке

2

2

Хлорид натрия взят в избытке
0,015 – 0,01= 0,005 моль NaCl

1

В растворе осталось
0,015 моль Na+

·=
··
·а=0,015 моль· 6,02· 1023ионов/моль =9,03· 1021ионов Na+


1

0,005 моль Cl-

·=
··
·а=0,005 моль· 6,02· 1023ионов/моль =3,01· 1021ионов Cl-

1

0,01 моль NO3-

·=
··
·а=0,01 моль· 6,02· 1023ионов/моль =6,02· 1021ионов NO3-

1

Итого
10


Итого максимальное количество баллов за все задания - 60











ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ
Школьный этап

г. Москва 2011/12 уч. год
Задания 11 класса.
11-1. Определите ион какого элемента будет состоять из 16 протонов и 18 электронов. Определите заряд этого иона. Приведите примеры положительного иона, разность между протонами и электронами в котором также равна 2.

11-2. Установите соответствие между сокращенными ионными уравнениями реакций обмена и веществами, вступающими в реакцию.
Соответствие запишите в виде 1-А, 2-Б,В, 3-Е,Ж и т. д. Приведите молекулярные уравнения соответствующих реакций.

СОКРАЩЕННЫЕ ИОННЫЕ УРАВНЕНИЯ
РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

1) Ca2+ + CO32- =CaCO3
А) H2SO4 и BaCl2

2) H+ + OH- =H2O
Б) Na2S и Cd(NO3)2

3) Ba2+ + SO42- = BaSO4
В) CdCl2 и K2SO4

4) Cd2+ + S2- =CdS
Г) Ba(OH)2 и HCl


Д) Na2CO3 и CaCl2


Е) NaOH и BaCl2


Ж) Ca(NO3)2 и HCOOH

11-3. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
HCl O2 NaOH(нед) NaOH(изб) Ca(OH)2
Ca3P2 X1 X2 X3 X4 Ca3(PO4)2
Определите формулы фосфорсодержащих продуктов X1, X2, X3, X4.

11-4. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
1 2 3 Ag2O(NH3р-р) NaOH
Ca X1 X2 этаналь X3 X4
Определите формулы продуктов X1, X2, X3, X4.

11-5. При взаимодействии 0,672 л. алкена (н. у.) с хлором образуется 3,39 г. его дихлорпроизводного. Определите молекулярную формулу алкена, запишите его структурную формулу и название.

11-6. Рассчитайте, какой объем 10%-ного раствора хлороводорода плотностью 1,05 г/мл пойдет на полную нейтрализацию гидроксида кальция, образовавшегося при гидролизе карбида кальция, если выделившийся при гидролизе газ занял объем 8,96 л. (н. у.)
ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ
Школьный этап
г. Москва 2011/12 уч. год
Решение заданий 11 класса.

11-1. Определите ион какого элемента будет состоять из 16 протонов и 18 электронов. Определите заряд этого иона. Приведите примеры положительного иона, разность между протонами и электронами в котором также равна 2.
Ответ
Балл

Ион серы S2-
3

Заряд иона = -2
1

Ион магния Mg 2+
3

Протонов 12, электронов 10
3

Итого
10


11-2. Установите соответствие между сокращенными ионными уравнениями реакций обмена и веществами, вступающими в реакцию. Соответствие запишите в виде 1-А, 2-Б,В, 3-Е,Ж и т. д. Приведите молекулярные уравнения соответствующих реакций.
СОКРАЩЕННЫЕ ИОННЫЕ УРАВНЕНИЯ
РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

1) Ca2+ + CO32- =CaCO3
А) H2SO4 и BaCl2

2) H+ + OH- =H2O
Б) Na2S и Cd(NO3)2

3) Ba2+ + SO42- = BaSO4
В) CdCl2 и K2SO4

4) Cd2+ + S2- =CdS
Г) Ba(OH)2 и HCl


Д) Na2CO3 и CaCl2


Е) NaOH и BaCl2


Ж) Ca(NO3)2 и HCOOH

Ответ
Балл

1-Д, 2-Г, 3-А, 4-Б
2

1) Ca2+ + CO32- =CaCO3
Na2CO3 + CaCl2= 2NaCl + CaCO3
2

2) H+ + OH- =H2O
Ba(OH)2 + 2HCl = BaCl2 + 2 H2O
2

3) Ba2+ + SO42- = BaSO4
H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2 HCl
2

4) Cd2+ + S2- =CdS
Na2S + Cd(NO3)2 = CdS + 2 NaNO3
2

Итого
10


11-3. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
HCl O2 NaOH(нед) NaOH(изб) Ca(OH)2
Ca3P2 X1 X2 X3 X4 Ca3(PO4)2
Определите формулы фосфорсодержащих продуктов X1, X2, X3, X4.
Ответ
Балл

1) Ca3P2 + 6HCl = 3CaCl2 + 2PH3, вещество X1 – PH3 фосфин
2

2) PH3 + 2O2 = H3PO4, вещество X2 - H3PO4 ортофосфорная кислота
2

3) H3PO4 + NaOH (недостаток) = NaH2PO4 + H2O, вещество X3 - NaH2PO4 дигидрофосфат натрия
или H3PO4 + NaOH (недостаток) = Na2HPO4 + H2O, или вещество X3 - Na2HPO4 гидрофосфат натрия
2

4) NaH2PO4+ 2NaOH (избыток) =Na3PO4 + 2H2O, вещество X4 - Na3PO4 ортофосфат натрия
2

5) Na3PO4 + Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 + 6NaOH
2

Итого
10



11-4. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
1 2 3 Ag2O(NH3р-р) NaOH
Ca X1 X2 этаналь X3 X4
Определите формулы продуктов X1, X2, X3, X4.
Ответ
Балл


1) Ca + 2C CaC2, X1 - CaC2 карбид кальция
2

2) CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2, X2 - C2H2 ацетилен
2

tє, Hg2+,H+
3) C2H2 + H2O CH3CHO

2

tє, NH3
4) CH3CHO + Ag2O CH3COOH + 2Ag, X3 - CH3COOH уксусная кислота

или CH3CHO + Ag2O + NH3 CH3COONH4 + 2Ag + H2O

или CH3CHO + 2[Ag(NH3)2]OH CH3COONH4 + 2Ag + H2O + 3NH3

2

5) CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O
или CH3COONH4+ NaOH CH3COONa+ H2O + NH3, X4 - CH3COONa ацетат натрия
2

Итого
10


11-5. При взаимодействии 0,672 л. алкена (н. у.) с хлором образуется 3,39 г. его дихлорпроизводного. Определите молекулярную формулу алкена, запишите его структурную формулу и название.
Ответ
Балл

1) Уравнение хлорирования алкена
CnH2n + Cl2 CnH2nCl2
2

2) Определение количества вещества алкена

·(CnH2n ) = 0,672/22,4 = 0,03моль
2

3) По уравнению, количество вещества алкена и дихлоралкана равны

·(CnH2n ) =
·(CnH2nCl2) = 0,03моль
2

4) Вычисление числа атомов углерода в молекуле дихлоралкана
M(CnH2nCl2)=m/n=3,39/0,03=113 г/моль
12n +2n + 71= 113
n=3
2

5) Молекулярная и структурная формула алкена и название
C3H6, CH3-CH=CH2 пропен
2

Итого
10


11-6. Рассчитайте, какой объем 10%-ного раствора хлороводорода плотностью 1,05 г/мл пойдет на полную нейтрализацию гидроксида кальция, образовавшегося при гидролизе карбида кальция, если выделившийся при гидролизе газ занял объем 8,96 л. (н. у.)
Ответ
Балл

1) Составление уравнений реакций
CaC2 + 2H2O=Ca(OH)2 + C2H2
Ca(OH)2 + 2HCl=CaCl2 + 2H2O

1
1

2) Вычисление количества вещества ацетилена и щелочи
n(C2H2) = 8,96/22,4= 0,4моль
n(Ca(OH)2)= n(C2H2) = 0,4моль
2

3) Вычисление количества хлороводорода и массы хлороводорода
n (HCl) =2n(Ca(OH)2)= 0,8моль
m(HCl)= 0,8
·36,5=29,2г.
2

4) Определение массы и объема раствора кислоты
m(HClр-ра) = 29,2/0,1=292 г.
V(HClр-ра) = 292/1,05 = 278,1мл.

2
2

Итого
10


Итого максимальное количество баллов за все задания - 60



·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·№
·№
·
·
·
·
·
·
·
·
·
· љЦЁ15

Приложенные файлы


Добавить комментарий