На схеме приведены превращения соединения X:

Олимпиада 9 класс (1 тур)
1. Какова плотность по водороду оксида серы, образующего сернистую
кислоту?
4 балла
2. Два стакана одинаковой массы, в одном из которых находится 100 г
18,25 %-ной соляной кислоты, а в другом – 100 г 16 %-ного раствора сульфата
меди, поместили на две чаши весов. К соляной кислоте добавили 3,94 г
карбоната бария. Вычислите массу никеля, которую нужно добавить в другой
стакан, чтобы весы уравновесились.
10 баллов
3. Как изменяется прочность связи Н – Э в ряду Н2О – Н2S – Н2Sе – Н2Те ?
Ответ поясните.
4 балла
4. Рассчитайте среднюю молярную массу воздуха, имеющего следующий
состав (в об. %): 21 % кислорода, 78 % азота, 0,5 % аргона и 0,5 % углекислого
газа.
4 балла
5. Приведите уравнение реакции, в которой из трёх сложных веществ
образуется средняя соль.
2 балла
Сумма – 24 балла
Олимпиада 9 класс (1 тур)
1. Какова плотность по водороду оксида серы, образующего сернистую
кислоту?
Формула сернистой кислоты Н2SО3, степень окисления серы
в ней +4. Значит, Н2SО3 образуется из оксида серы (IV) – SО2.
Мr(SО2) = 64
D(Н2) = Мr(SО2) / 2 = 64 / 2 = 32
– 2 балла
– 2 балла
Сумма – 4 балла
2. Два стакана одинаковой массы, в одном из которых находится 100 г
18,25 %-ной соляной кислоты, а в другом – 100 г 16 %-ного раствора
сульфата меди, поместили на две чаши весов. К соляной кислоте добавили
3,94 г карбоната бария. Вычислите массу никеля, которую нужно добавить
в другой стакан, чтобы весы уравновесились.
Написано уравнение реакции в первом стакане
Определено, какой из реагентов находится в недостатке
Вычислена масса СО2
Написано уравнение реакции во втором стакане
Вычислена масса никеля
Сумма – 10 баллов
При добавлении в стакан с НСl ВаСО3 протекает реакция:
2НСl + ВаСО3 = ВаСl2 + Н2О + СО2↑
Масса веществ в первом стакане после добавления ВаСО3:
m1 = 100 г + m(ВаСО3) – m(СО2)
Найдём в избытке или недостатке НСl:
n(НСl) = m / М
m(НСl) = mр-ра · ω = 100 · 0,1825 = 18,25 г
n(НСl) = 18,25 / 36,5 = 0,5 моль
n(ВаСО3) = 3,94 / 197 = 0,02 моль
по уравнению реакции: 2n(НСl) = n(ВаСО3)
– 1 балл
– 3 балла
– 2 балла
– 1 балл
– 3 балла
0,5 / 2 > 0,02 / 1, значит НСl в избытке, ВаСО3 прореагирует весь, поэтому
m(СО2) рассчитывается по ВаСО3.
n(СО2) = n(ВаСО3) = 0,02 моль
m(СО2) = n · М = 0,02 · 44 = 0,88 г
Вычислим массу веществ в первом стакане после окончания реакции:
m1 = 100 г + 3,94 – 0,88 = 103,06 г, то есть масса веществ в первом стакане
увеличилась на 103,06 – 100 = 3,06 г.
При добавлении Ni во второй стакан протекает реакция:
Ni + СuSО4 = NiSО4 + Сu
Так как не происходит выделение газообразных веществ, масса стакана
после реакции будет увеличиваться на массу добавленного Ni. Поэтому для
того, чтобы весы уравновесились, нужно добавить во второй стакан 3,06 г Ni.
3. Как изменяется прочность связи Н – Э в ряду Н2О – Н2S – Н2Sе – Н2Те ?
Ответ поясните.
Отмечено, что элементы одной подгруппы
Указано, что радиусы атомов элементов в этом ряду
(в подгруппе сверху вниз) увеличиваются
Сделан вывод, что длина ковалентной связи увеличивается
Сделан вывод, что прочность ковалентной связи уменьшается
– 1 балл
– 1 балл
– 1 балл
– 1 балл
Сумма – 4 балла
В указанном ряду размеры валентных электронных облаков элементов (О,
S, Sе, Те) возрастают, что приводит к уменьшению степени их перекрывания с
электронным облаком атома водорода и к возрастающему удалению области
перекрывания от ядра атома соответствующего элемента. Это вызывает
ослабление притяжения ядер взаимодействующих атомов к области перекрывания электронных облаков, т. е. ослабление связи. К этому же результату
приводит возрастающее экранирование ядер рассматриваемых элементов в
ряду О – S – Sе – Те вследствие увеличения числа промежуточных электронных
слоев. Таким образом, при переходе от кислорода к теллуру прочность связи Н
– Э уменьшается.
4. Рассчитайте среднюю молярную массу воздуха, имеющего следующий
состав (в об. %): 21 % кислорода, 78 % азота, 0,5 % аргона и 0,5 %
углекислого газа.
Правильно записаны химические формулы веществ
Записана формула для расчёта молярной массы воздуха
Найдены количества вещества или объёмы веществ
Рассчитана молярная масса воздуха
– 1 балл
– 1 балл
– 1 балл
– 1 балл
Сумма – 4 балла
Решение.
Поскольку объёмы газов пропорциональны их количествам (по закону
Авогадро), то среднюю молярную массу смеси можно выразить как через
объёмы, так и через количества веществ:
Мср. = (М1V1 + M2V2 + M3V3 + …)/(V1 + V2 + V3 + …),
Мср. = (М1n1 + M2n2 + M3n3 + …)/(n1 + n2 + n3 + …).
Примем количество вещества воздуха за 1 моль.
Тогда n(O2) = 0,21 моль, n(N2) = 0,78 моль, n(Ar) = 0,005 моль и
n(СO2) = 0,005 моль.
Подставляя эти значения в формулу, получаем:
Мср. (воздуха) = (0,21·32 + 0,78·28 + 0,005·40 + 0,005·44)/(0,21 + 0,78 +
0,005 + 0,005) = 28,98 г/моль ≈ 29 г/моль.
5. Приведите уравнение реакции, в которой из трёх сложных веществ
образуется средняя соль.
Составлено уравнение реакции
Правильно определены коэффициенты в уравнении реакции
– 1 балл
– 1 балл
Сумма – 2 балла
Решение.
Пример такой реакции – образование карбоната аммония при пропускании
избытка аммиака через водный раствор углекислого газа:
CO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2CO3.
Олимпиада 10 класс (1 тур)
1. При действии цинка на концентрированный водный раствор какой из
солей: СuSО4, ВаВr2 или АlСl3, выделяется водород? Поясните ответ,
приведите уравнения возможных реакций.
6 баллов
2. Коксовый газ имеет следующий объемный состав: 60 % H2, 7 % СO,
1 % N2, 25 % СН4, 7 % СО2. При сжигании одного моля Н2, СН4 и СО
выделяется 58, 213 и 69 ккал соответственно. Вычислите, сколько теплоты
выделится при сжигании 1 м3 коксового газа (объём указан в пересчете на
нормальные условия).
9 баллов
3. Железную пластинку массой 20 г погрузили в раствор массой 80 г с
массовой долей нитрата серебра 12 %. Через некоторое время массовая
доля нитрата серебра в растворе составила 8 %. Определите, чему стала
равна масса металлической пластины, если все полученное серебро
выделилось на ней.
15 баллов
4. Сырьем для получения серной кислоты являются руды, содержащие пирит
FеS2. Для анализа руды на содержание серы были проведены следующие
операции. Навеску руды массой 0,5 г спекли с карбонатом натрия Nа2СО3
и перманганатом калия КМnО4. Спёк обработали раствором соляной
кислоты, отфильтровали от осадка и осаждали раствором хлорида бария.
После нескольких часов выстаивания осадок отфильтровали, промыли
водой, высушили, прокалили до постоянной массы и взвесили.
Напишите реакции, которые происходили по ходу анализа. Вычислите
массовую долю (%) серы в руде, если масса полученного осадка сульфата
бария составила 1,3590 г.
15 баллов
Сумма – 45 баллов
Олимпиада 10 класс (1 тур)
1. При действии цинка на концентрированный водный раствор какой
из солей СuSО4, ВаВr2 или АlСl3, выделяется водород? Поясните ответ,
приведите уравнения возможных реакций.
Отмечено, что при взаимодействии цинка с раствором СuSО4
более активный цинк вытесняет медь из раствора её соли –
водород не выделяется
Написано уравнение реакции
Zn + ВаВr2 – взаимодействия нет – водород не выделяется
Zn + АlСl3 – реакция замещения не протекает,
так как Zn менее активный, чем Аl
Указано, что в результате гидролиза АlСl3 среда раствора
кислая, написано уравнение реакции гидролиза
Отмечено, что Zn вытесняет Н2 из кислоты,
образующейся при гидролизе, написано уравнение реакции
– 1 балл
– 1 балл
– 0,5 балла
– 0,5 балла
– 1,5 балла
– 1,5 балла
Сумма – 6 баллов
Zn + СuSО4 = ZnSО4 + Сu
АlСl3 + Н2О = АlОНСl2 + НСl
Аl3+ + 3Сl– + Н2О = АlОН2+ + 2Сl– + Н+ + Сl–
Аl3+ + Н2О = АlОН2+ + Н+
Zn + 2НСl = ZnСl2 + Н2
2. Коксовый газ имеет следующий объемный состав: 60 % H2, 7 % СO,
1 % N2, 25 % СН4, 7 % СО2. При сжигании одного моля Н2, СН4 и СО
выделяется 58, 213 и 69 ккал соответственно. Вычислите, сколько теплоты
выделится при сжигании 1 м3 коксового газа (объём указан в пересчете на
нормальные условия).
При сжигании коксового газа указанного состава протекают следующие
реакции:
Н2 + 1/2О2 = Н2О + 58 ккал
СО + 1/2О2 = СО2 + 69 ккал
СН4 + 2О2 → CО2 + 2H2О + 213 ккал
В 1 м3 коксового газа при нормальных условиях содержится
1000 · 60/100 = 600 л, то есть 600/22,4 = 26,8 моль Н2
1000 · 7/100 = 70 л, то есть 70/22,4 = 3,13 моль СО
1000 · 25/100 = 250 л, то есть 250/22,4 = 11,2 моль СН4
Общее количество теплоты, выделяющееся при сжигании 1 м3 коксового
газа, равно
Q = 26,8 · 58 + 3,13 · 69 + 11,2 · 213 ≈ 4160 (ккал)
3. Железную пластинку массой 20 г погрузили в раствор массой 80 г с
массовой долей нитрата серебра 12 %. Через некоторое время массовая
доля нитрата серебра в растворе составила 8 %. Определите, чему стала
равна масса металлической пластины, если все полученное серебро
выделилось на ней.
Записываем уравнение реакции между железом и нитратом серебра в
растворе:
Fe + 2AgNО3 = Fe(NО3)2 + 2Ag
Вычисляем массу нитрата серебра в исходном растворе:
m1(AgNО3) = m1ω1(AgNО3);
m(AgNO3) = 80 · 0,12 г = 9,6 г,
где m1 – масса исходного раствора.
Вводим обозначения:
х – масса железа, вступившего в реакцию, то есть m(Fe) = x г,
у – масса серебра, выделившегося в результате реакции, то есть m(Ag) = y г
В результате реакции масса раствора изменилась:
m2 = m1 – m(Ag) + m(Fe); m2 = (80 – у + х) г,
так как серебро выделилось из раствора, а железо перешло в раствор.
Определяем массу нитрата серебра в растворе после реакции:
m2(AgNO3) = m2ω2(AgNО3);
m2(AgNO3) = (80 – y + x) · 0,08 г.
Находим массу нитрата серебра, вступившего в реакцию:
m(AgNO3) = m1(AgNO3) – m2(AgNO3);
m(AgNО3) = [9,6 – (80 – y + x ) · 0,081 г = (3,2 + 0,08у – 0,08х) г.
Количество вещества нитрата серебра, вступившего в реакцию, равно:
n(AgNО3) =
m
;
M
n(AgNО3) =
3,2  0,08 у  0,08 х
моль.
170
Определяем количества вещества железа, вступившего в реакцию, и
серебра, полученного в результате реакции:
n(Fе) =
m
х
; n(Fе) =
моль;
M
56
n(Аg) =
На основании уравнения реакции записываем:
у
m
; n(Аg) =
моль;
M
108
n (Fe)
= 1 : 2;
n (AgNO 3 )
или
2n(Fе) = n(АgNО3),
2х 3,2  0,08 у  0,08 х
=
170
56
(1)
Из уравнения реакции следует также:
n (Fe)
= 1 : 2;
n (Ag)
2n(Fе) = n(Аg),
или
у
2х
=
56 108
(2)
Решая систему из уравнений (1) и (2) с двумя неизвестными, определяем:
х = 0,52; у = 2,0, то есть m(Fe) = 0,52 г; m(Ag) = 2,0 г.
Находим массу пластины после реакции:
m2(пластины) = m1(пластины) – m(Fe) + m(Ag);
m2(пластины) = (20 – 0,52 + 2) = 21,48 г.
4. Сырьем для получения серной кислоты являются руды,
содержащие пирит FеS2. Для анализа руды на содержание серы были
проведены следующие операции. Навеску руды массой 0,5 г спекли с
карбонатом натрия Nа2СО3 и перманганатом калия КМnО4. Спёк
обработали раствором соляной кислоты, отфильтровали от осадка и
осаждали раствором хлорида бария. После нескольких часов выстаивания
осадок отфильтровали, промыли водой, высушили, прокалили до
постоянной массы и взвесили.
Напишите реакции, которые происходили по ходу анализа. Вычислите
массовую долю (%) серы в руде, если масса полученного осадка сульфата
бария составила 1,3590 г.
Составлено уравнение реакции при сплавлении
Написаны уравнения двух реакций, протекающих
при обработке спёка раствором НСl (по 2 балла)
Написано уравнение реакции с ВаСl2
Вычислена масса серы в образце для анализа
Определена массовая доля серы в руде
Сумма – 15 баллов
– 4 балла
– 4 балла
– 1 балл
– 4 балла
– 2 балла
n(ВаSО4) = n(Nа2SО4) = n(S)
Олимпиада 11 класс (1 тур)
5. Можно ли осуществить превращение:
с помощью а) НСl
б) Н2S
в) Н2О
ВаS → Ва(НS)2
г) NаОН
Подтвердите ответ молекулярными и ионно-молекулярными уравнениями
возможных реакций.
7 баллов
6. Соотношение молекулярных масс высших хлорида и оксида элемента,
расположенного в IV группе периодической системы, составляет 17 : 6.
Определите элемент.
2 балла
7. Растворение образца алюминия в растворе гидроксида калия при 20 0С
заканчивается за 36 минут, а при 40 0С – за 4 минуты. За какое время такой
же образец алюминия растворится при 65 0С? Напишите уравнение
реакции.
4 балла
8. Два стакана одинаковой массы, в одном из которых находится 100 г
18,25%-ного раствора хлороводородной кислоты, а в другом – 100 г 16%ного раствора сульфата меди, поместили на две чашки весов. Равновесие
весов нарушили, добавив к соляной кислоте 2 г карбоната кальция.
Вычислите массу порции железа, которую следует добавить в другой
стакан, чтобы весы вновь уравновесились.
6 баллов
9. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить
следующие превращения:
5 баллов
10. Определите молекулярную формулу алкена, если известно, что одно и
тоже количество его, взаимодействуя с различными галогеноводородами,
образует, соответственно, или 5,23г хлорпроизводного, или 8,2г
бромпроизводного.
2 балла
11. Продукты полного сгорания смеси пропана и метиламина в избытке
кислорода пропустили через избыток раствора гидроксида бария, в
результате чего образовалось 13,97г осадка. Не поглощенные при этом
газы пропустили над раскаленной медью. После чего приведенный к
нормальным условиям объем газа стал в 2,5 раза меньше объема исходной
смеси пропана и метиламина (н.у.). Определите массовые доли веществ в
исходной смеси газов.
10 баллов
Олимпиада 11 класс (1 тур)
(ответы)
1. Можно ли осуществить превращение:
ВаS → Ва(НS)2
с помощью а) НСl
г) NаОН?
б) Н2S
в) Н2О
Подтвердите ответ молекулярными
уравнениями возможных реакций.
и
ионно-молекулярными
а) 2ВаS + 2НСl = Ва(НS)2 + ВаСl2
2Ва2+ + 2S2– + 2Н+ + 2Сl– = Ва2+ + 2НS– + Ва2+ + 2Сl–
2S2– + 2Н+ = 2НS–
S2– + Н+ = НS–
Можно
2б
б) ВаS + Н2S = Ва(НS)2
Ва2+ + S2– + Н2S = Ва2+ + 2НS–
S2– + Н2S = 2НS–
Можно
2б
в) 2ВаS + 2Н2О = Ва(НS)2 + Ва(ОН)2
2б
2–
–
–
S + Н2О = НS + ОН
Нельзя, так как гидролизу подвергается только часть исходного
вещества.
г) ВаS + 2NaOН = Ва(OН)2 + Na2S
Ва2+ + S2– + 2Na+ + 2OH– = Ва2+ + 2OН– + 2Na+ + S2–
Нельзя, так как реакция не идёт.
1б
2. Соотношение молекулярных масс высших хлорида и оксида
элемента, расположенного в IV группе периодической системы, составляет
17 : 6. Определите элемент.
Элемент IV группы (Э) имеет высшую валентность IV и образует хлорид
ЭСl4 и оксид ЭО2:
М(ЭСl4) = х + 4·35,5 = (х + 142) г/моль,
М(ЭО2) = х + 2·16 = (х + 32) г/моль.
1б
Так как по условию
М(ЭСl4) ∕ М(ЭО2) = 17 ∕ 6, то
(х + 142) ∕ (х + 32) = 17 ∕ 6.
Откуда х = 28. Это элемент кремний.
1б
3. Растворение образца алюминия в растворе гидроксида калия при 20
С заканчивается за 36 минут, а при 400С – за 4 минуты. За какое время
такой же образец алюминия растворится при 650С? Напишите уравнение
реакции.
0
Уравнение реакции
2Al + 2KOH + 6H2O = 2K[Al(OH)4] + 3H2↑.
1б
Так как средняя скорость реакции обратно пропорциональна времени
реакции, то при повышении температуры с 200С до 40 0С скорость реакции
возрастёт в
36
 9 раз.
4
По правилу Вант-Гоффа
9
(
t
2
t
1

t 2 - t1
10
) получим значение γ:
40 - 20
10
9 = γ2
γ = 3.
1б
Повышение скорости реакции при увеличении температуры с 400С до 650С
составит:
65 - 40
 65
 3 10  3 2,5  15,588 раз.
 40
1б
Следовательно, время реакции при 650С будет в 15,588 раз меньше, чем
при 400С и равно
4 ìèí
240 ñåê

 15,396  15,4ñåê.
15,588 15,588
1б
4. Два стакана одинаковой массы, в одном из которых находится 100 г
18,25%-ного раствора хлороводородной кислоты, а в другом – 100 г 16%ного раствора сульфата меди, поместили на две чашки весов. Равновесие
весов нарушили, добавив к соляной кислоте 2 г карбоната кальция.
Вычислите массу порции железа, которую следует добавить в другой
стакан, чтобы весы вновь уравновесились.
В стакане с соляной кислотой содержится
100·0,1825 = 18,25 г HCl.
1б
После добавления CaCO3 происходит реакция
2HCl + CaCO3 = CaCl2 + CO2 + H2O,
1б
при этом CaCO3 полностью расходуется, так как HCl в растворе содержится в
избытке (что видно из решения пропорции):
2·36,5г HCl ─ 100г CaCO3
х г HCl ─
2г CaCO3
х = 1,46 г HCl требуется (из 18,25г) для растворения CaCO3 ,
1б
и образуется
100г CaCO3 ─ 44г СО2
2г CaCO3 ─ у г СО2
у = 0,88г СО2.
1б
Таким образом, масса стакана с HCl увеличилась на 2г в момент добавления
CaCO3 и уменьшилась на 0,88г после окончания реакции за счёт удаления СО2
(считаем, что весь СО2 улетучивается) и стала равной
100г + 2г – 0,88г = 101,12г.
Это больше исходной массы на 1,12г.
1б
Во второй стакан для восстановления равновесия весов следует добавить
столько же (1,12г) Fe, так как в результате реакции
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
1б
образуются вещества, остающиеся в стакане.
5. Напишите уравнения реакций, с помощью
осуществить следующие превращения:
которых можно
Элементы ответа:
Составлены уравнения реакций, соответствующие схеме превращений:
1) СН3СНСl2 + 2KOH
CH3CHO + 2KCl + H2O
кат.,t0
2) CH3CHO + H2
3) C2H5OH + NH3
,
CH3CH2OH
.
300 0 кат
C2H5NH2 + H2O
4) C2H5NH2 + CO2 + H2O [C2H5NH3]HCO3
(допустимо образование [C2H5NH3]CO3)
5) [C2H5NH3]HCO3
t
0
C2H5NH2 + C2H5NH2 + CO2 + H2O
Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы 5
баллов
Правильно записаны 4 уравнения реакций
4
балла
Правильно записаны 3 уравнения реакций
3
балла
Правильно записаны 2 уравнения реакций
2
балла
Правильно записаны 1 уравнения реакций
1
балла
Все элементы ответа записаны неверно
0
балла
Балл: max 5
6. Определите молекулярную формулу алкена, если известно, что одно
и тоже количество его, взаимодействуя с различными галогеноводородами,
образует, соответственно, или 5,23г хлорпроизводного, или 8,2г
бромпроизводного.
Элементы ответа:
1) Записаны уравнения реакций и указано, что количества веществ
галогеналканов равны друг другу:
CnH2n + HCl
CnH2n+1Cl
CnH2n + HBr
CnH2n+1Br
n(CnH2n+1Cl) = n(CnH2n+1Br)
2) Решением алгебраического уравнения найдена молекулярная формула
алкена:
5,23/(14n+36,5) = 8,2/(14n+81)
n=3
Молекулярная формула алкена С3Н6
Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы 2
балла
Правильно записан первый элемент ответа
1
Все элементы ответа записаны неверно
0
балл
баллов
Максимальный балл
2
Балл: max2
7. Продукты полного сгорания смеси пропана и метиламина в избытке
кислорода пропустили через избыток раствора гидроксида бария, в
результате чего образовалось 13,97г осадка. Не поглощенные при этом
газы пропустили над раскаленной медью. После чего приведенный к
нормальным условиям объем газа стал в 2,5 раза меньше объема исходной
смеси пропана и метиламина (н.у.). Определите массовые доли веществ в
исходной смеси газов.
Решение:
1. С3Р8 + 5О2 -------- 3CO2 + 4H2O
2. 4CH3NH2 + 9O2 ------ 4CO2 + 2N2 + 10 H2O
3. CO2 + Ba(OH)2 ------ BaCO3 + H2O
4. O2 + 2Cu ------ 2CuO
Пусть ν(С3H8) = х моль, ν(CH3NH2) = у моль, тогда
ν(СО2) = 3х+у, ν(СО2) = ν(BaCO3)= 13,97/197 = 0,0709 моля
3х+у = 0,0709
После пропускания над медью остался только азот.
ν(N2) = 0,5у, ν (исходных газов) = х+у
х+у= 2,5(0,5у) х= 0,25у
3х+у+0,0709 0,75у+у=0,0709
1,75у=0,0709
х=0,25*0,0405= 0,0101
у=0,0709/1,75=0,0405
ν(С3Н8) = 0,0101 моля; m(C3H8)= 0,0101*44= 0?446u
ν(CH3NH2) = 0,0405 моля; m(CH3NH2)0,0405*31= 1,256г
m(смеси) = 0,446+1,256 = 1,7г
ω(С3Н8) = 0,0446/1,7= 0,262(26,2%)
ω(СН3Н2)=1,256/1,7=0,738(73,8%)
1. Составлены уравнения химических реакций
2 балла
2. Составлено уравнение для расчета
2 балла
3. Сделано заключение об оставшемся газе и определено его количество
вещества 2 балл
4. Составлена и решена система уравнений
3 балла
5. Определены массовые доли веществ
1 балл
Балл: max 10 б.