Задания школьной олипиады по химии 2017-2018 уч. год
олимпиадные задания по химии (9, 10, 11 класс) на тему

9класс (макс. 19 баллов)

1. Капля дождя имеет массу около 10-4 г. Рассчитайте количество молекул воды и суммарное количество атомов всех элементов, содержащихся в этой капле.(4 балла)

Решениеn(H2O)=5,56⋅10-6моль

N(H2O)=33,5⋅1017молекул

Суммарное количество всех элементов равно3*33,5⋅1017=100,4⋅1017≈1019атомов

2. В среднем за год курица несет 220 яиц. Масса карбоната кальция, содержащегося в яйце, в среднем составляет 5 г. Какое количество кальция должно восполняться в организме несушки за год?(4 балла)

Решение.ω(СаСО3)=40/100=0,4

масса кальция в курином яйце m(Са)=0,4⋅5=2г

Таким образом, с каждым яйцом курица теряет 2г кальция. В год она теряет 2⋅220=440г кальция. Эта масса кальция должна восполняться в рационе несушки  в течение года.

3. Какими пятью различными способами можно получить хлорид цинка? Приведите уравнения соответствующих реакций. классифицируйте реакции по их типу. (8 баллов, по 1 баллу за каждую реакцию, + 3 балла за классификацию реакций по их типу)

4. При растворении диоксида серы в воде получается сернистая кислота. На сколько грамм полученный раствор весит больше взятой воды, если в ней растворилось 1,12 л (н.у.) этого газа?(3 балла)

Решение. m(SO2)=3,2г Следовательно, полученный раствор имеет массу на 3,2 г больше массы взятой воды.

10 класс (макс. 29 баллов)

1. Студенистое вещество А нейтрализуется бесцветным веществом Б с образованием голубого раствора вещества В. При выпаривании раствора и прокаливании осадка образуются: газ бурого цвета Г, газ Д (бесцветный, в котором вспыхивает тлеющая лучинка) и твердое вещество Е черного цвета, которое может вступать в реакцию с веществом Б с образованием вещества В. Определите вещества А, Б, В, Г, Д и Е и приведите уравнения соответствующих реакций. При протекании реакций в растворах приведите ионную форму записи уравнений реакций. (11баллов: по 1 баллу за определение веществ, по 1 баллу за написание уравнений реакций, по 1 баллу за написание ионных уравнений)

Решение. Вещество А – Cu(OH)2, бесцветное вещество Б – HNO3:

Cu(OH)2 + HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O

Cu(NO3)2 – голубой раствор. При прокаливании кристаллов этой соли образуются:

t0

2Cu(NO3)2 = 2CuO↓ + 4NO2↑ + O2↑

Е – вещество черного цвета CuO, Г – бурый газ NO2, Д – бесцв. газ, в котором вспыхивает лучинка O2

Вещество Е реагирует с веществом Б с образованием вещества В

CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O.

2. Минерал халькопирит, состоящий из 34,8 мас. % меди, 34,8 мас. % серы и 30,4 мас. % железа внешним видом очень напоминает золото. вычислите химическую формулу халькопирита. Какой химической реакцией можно доказать, что халькопирит – не золото? Приведите уравнение этой реакции.(3 балла)

Решение.n(Cu) = 34,8/64=0,54 моль

n(S) = 34,8/32=1,09 моль

n(Fe) = 30,4/56=0,54 моль

Таким образом количественные соотношения между атомами равны

Cu : S : Fe = 0,54 : 1,09 : 0,54= 1 : 2 : 1  Формула халькопирита - CuFeS2

В отличие от золота халькопирит окисляется с образованием соответствующих оксидов

4CuFeS2+ 13О2 = 4CuO + 2Fe2O3 + 8SO2

3. Какой объем 12%-ного по массе гидроксида калия плотностью 1,1 г/мл можно приготовить из 2 л 44%-ного по массе раствора КОН плотностью 1,5 г/мл?(5 баллов)

Решение.

12=

44 =

Решая эту систему уравнений относительно V, получим V=10000мл = 10л

4. Смесь кальция и фосфора нагрели, а образовавшееся вещество растворили в избытке хлороводородной кислоты. При растворении образовалось 56 л (н.у.) газа, который сожгли в избытке кислорода с получением оксида фосфора (V) реагирует с водным раствором гидроксида натрия с образованием 284г гидрофосфата натрия. Определите массовый состав (в процентах) исходной смеси.(10 баллов)

Решение3Са + 2 P = Ca3P2,                (1)

Ca3P2  + 6HCl = 3CaCl2 + 2PH3↑,                (2)

2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3 H2O,                        (3)

P2O5 + 4NaOH = 2Na2HPO4 + H2O                (4)

Массе 284г Na2HPO4соответствует количество соли равное 284/142=2 моль

В реакциях принимает участие эквимолярное количество PH3(2 моль) и 1 моль Ca3P2(0,5nPH3)

Для образования 1 моль Ca3P2по реакции (1) должно вступить в реакцию 3моль Ca и 2 моль Р. Объем образовавшегося по реакции (2) PH3 равен 2*22,4=44,8л

Избыток (56л) образовавшегося газа можно объяснить избыточным содержанием в исходной смеси Са, который взаимодействует с HCl:

Ca + 2HCl = CaCl2 + H2↑                        (5)

Объем (н.у.) образовавшегося водорода: V(Н2)=56-44,8=11,2л (0,5 моль)

Т.о. n(Ca)= 3+0,5=3,5 моль; m(Са)=140г это соответствует 69,3%

m(Р)=2*31=62г это соответсвует30,7%

11 класс (макс. 33 балла)

1. Какова структурная формула алкена, если 7г его обесцвечивают 80г 20%-ного раствора брома в хлороформе и он имеет цис- и транс- изомеры?(5 баллов)

Решение. В 80г 205-ного раствора содержится 80*0,2=16гброма, n(Br2)=0,1 моль

СnH2n + Br2→CnH2nBr2

По уравнению 7г алкена соответствует 0,2 моль, следовательно М(алкена)=7/0,1=70г/моль

Что соответствует формуле С5Н10. Цис- и транс- изомеры могут быть только у пентена-2.

2. При растворении 14г неизвестного металла в разбавленном серной кислоте выделяется 5,6л водорода и образуется соль МеSO4, из которой можно получить 69,5г кристаллогидрата, используемого в производстве красок и пропитке древесины, предотвращающей ее от гниения. Определите формулу кристаллогидрата.(5 баллов)

Решение.Me + H2SO4 = MeSO4 + H2↑

n(H2)=5,6/22,4=0,25 моль, следовательно n(Ме)=0,25моль, или 14г, тогда M(Me)=14/0,25=56г/моль. Неизвестный металл – железо.

Масса 0,25 моль FeSO4 равна 0,25*152=38г Формула кристаллогидратаFeSO4⋅7H2O, воды в нем 69,5-38=31,5г, тогда FeSO4:H2O= 38/152:31,5/18=0,25:1,75=1:7

3. При стандартных условиях теплота полного сгорания белого фосфора равна 760,1кДж/моль, а теплота полного сгорания черного фосфора равна 722,1 кДж/моль. Чему равна теплота превращения черного фосфора в белый при стандартных условиях?(5 баллов)

Решение. Р (ч) + 5/4О2 = 1/2Р2О5 + 722,1 кДж/моль

Это процесс можно провести в две стадии: сначала превратить один моль черного фосфора в моль белого: Р (ч) = Р (б) + Q,

а затем сжечь белый фосфор: Р(б) + 5/4О2 = 1/2Р2О5 + 760,1кДж/моль

По закону Гесса: 722,1 = Q + 760,1 откуда Q= - 38 кДж/моль

4. Смесь бензойной кислоты и фенола обработали бромной водой до прекращения обесцвечивания, на что пошло 1,5 кг бромной воды с ω(Br2)= 3,2%, затем  - 10%-ным водным раствором NaOH(ρ= 1,11г/мл) объемом 180,2 мл. Найдите массовые доли кислоты и фенола в исходной смеси.(10 баллов)

Решение.

+ 3Br2→                +3HBr                (1)

                      + NaOH→                    + H2O                (2)

+    NaOH→+ H2O                (3)

HBr + NaOH =NaBr + H2O                                        (4)

1,5 кг бромной воды содержат 0,03 моль Br2, что соответствует 0,1 моль фенола, или 0,1*94=9,4г (уравнение 1)

На нейтрализацию пошло 0,5 моль NaOH. Из них 0,1 моль прореагировал с 0,1 моль трибромфенола (уравнение 3), 0,3 моль потребовалось на нейтрализацию HBr(из уравнения 1 и 4), значит на нейтрализацию бензойной кислоты потребовалось 0,5- (0,1+0,3) = 0,1 моль

По уравнению 2 бензойной кислоты тоже было 0,1 моль или 0,1*122=12,2 г

Следовательно, исходная смесь состоит из = 43,5%фенола и 56,5% бензойной кислоты.

5.В шести различных пробирках находятся водные растворы солей натрия: карбоната, сульфита, тиосульфата, сульфида, нитрита, хлорида. Неизвестно, какая соль находится в каждой конкретной пробирке. С помощью какого одного универсального реактива органолептически можно обнаружить каждую из перечисленных солей? Ответ проиллюстрируйте уравнениями соответствующих реакций.(8 баллов: по 1 баллу за уравнение реакции, по 0,5 баллов за указание признака реакции)

Решение. Универсальным реактивом является раствор хлороводородной кислоты:

CO32- + 2H+ = H2O + CO2 (выделение бесцветного газа, газ без запаха)

SO32- + 2H+ = SO2 + H2O(выделение бесцветного газа с характерным резким запахом)

S2O32- + 2H+ =SO2 + H2O + S(выделение бесцветного газа с характерным резким запахом с одновременным помутнением раствора)

S2- + 2H+ = H2S(выделение бесцветного газа с характерным запахом тухлых яиц)

4NaNO2 + 4HCl + O2 = 4NaCl + 4NO2↑ + 2 H2O(выделение бурого газа)

NaCl + HCl – нет видимых изменений

9класс

1. Капля дождя имеет массу около 10-4 г. Рассчитайте количество молекул воды и суммарное количество атомов всех элементов, содержащихся в этой капле.

2. В среднем за год курица несет 220 яиц. Масса карбоната кальция, содержащегося в яйце, в среднем составляет 5 г. Какое количество кальция должно восполняться в организме несушки за год?

3. Какими пятью различными способами можно получить хлорид цинка? Приведите уравнения соответствующих реакций. классифицируйте реакции по их типу.

4. При растворении диоксида серы в воде получается сернистая кислота. На сколько грамм полученный раствор весит больше взятой воды, если в ней растворилось 1,12 л (н.у.) этого газа?

10 класс

1. Студенистое вещество А нейтрализуется бесцветным веществом Б с образованием голубого раствора вещества В. При выпаривании раствора и прокаливании осадка образуются: газ бурого цвета Г, газ Д (бесцветный, в котором вспыхивает тлеющая лучинка) и твердое вещество Е черного цвета, которое может вступать в реакцию с веществом Б с образованием вещества В. Определите вещества А, Б, В, Г, Д и Е и приведите уравнения соответствующих реакций. При протекании реакций в растворах приведите ионную форму записи уравнений реакций.

2. Минерал халькопирит, состоящий из 34,8 мас. % меди, 34,8 мас. % серы и 30,4 мас. % железа внешним видом очень напоминает золото. вычислите химическую формулу халькопирита. Какой химической реакцией можно доказать, что халькопирит – не золото? Приведите уравнение этой реакции.

3. Какой объем 12%-ного по массе гидроксида калия плотностью 1,1 г/мл можно приготовить из 2 л 44%-ного по массе раствора КОН плотностью 1,5 г/мл?

4. Смесь кальция и фосфора нагрели, а образовавшееся вещество растворили в избытке хлороводородной кислоты. При растворении образовалось 56 л (н.у.) газа, который сожгли в избытке кислорода с получением оксида фосфора (V) реагирует с водным раствором гидроксида натрия с образованием 284г гидрофосфата натрия. Определите массовый состав (в процентах) исходной смеси.

11 класс

1. Какова структурная формула алкена, если 7г его обесцвечивают 80г 20%-ного раствора брома в хлороформе и он имеет цис- и транс- изомеры?

2. При растворении 14г неизвестного металла в разбавленном серной кислоте выделяется 5,6л водорода и образуется соль МеSO4, из которой можно получить 69,5г кристаллогидрата, используемого в производстве красок и пропитке древесины, предотвращающей ее от гниения. Определите формулу кристаллогидрата.

3. При стандартных условиях теплота полного сгорания белого фосфора равна 760,1кДж/моль, а теплота полного сгорания черного фосфора равна 722,1 кДж/моль. Чему равна теплота превращения черного фосфора в белый при стандартных условиях?

4. Смесь бензойной кислоты и фенола обработали бромной водой до прекращения обесцвечивания, на что пошло 1,5 кг бромной воды с ω(Br2)= 3.2%, затем  - 10%-ным водным раствором NaOH(ρ= 1,11г/мл) объемом 180,2 мл. Найдите массовые доли кислоты и фенола в исходной смеси.

5.В шести различных пробирках находятся водные растворы солей натрия: карбоната, сульфита, тиосульфата, сульфида, нитрита, хлорида. Неизвестно, какая соль находится в каждой конкретной пробирке. С помощью какого одного универсального реактива органолептически можно обнаружить каждую из перечисленных солей? Ответ проиллюстрируйте уравнениями соответствующих реакций.

9класс

1. Капля дождя имеет массу около 10-4 г. Рассчитайте количество молекул воды и суммарное количество атомов всех элементов, содержащихся в этой капле.

2. В среднем за год курица несет 220 яиц. Масса карбоната кальция, содержащегося в яйце, в среднем составляет 5 г. Какое количество кальция должно восполняться в организме несушки за год?

3. Какими пятью различными способами можно получить хлорид цинка? Приведите уравнения соответствующих реакций. классифицируйте реакции по их типу.

4. При растворении диоксида серы в воде получается сернистая кислота. На сколько грамм полученный раствор весит больше взятой воды, если в ней растворилось 1,12 л (н.у.) этого газа?

10 класс

1. Студенистое вещество А нейтрализуется бесцветным веществом Б с образованием голубого раствора вещества В. При выпаривании раствора и прокаливании осадка образуются: газ бурого цвета Г, газ Д (бесцветный, в котором вспыхивает тлеющая лучинка) и твердое вещество Е черного цвета, которое может вступать в реакцию с веществом Б с образованием вещества В. Определите вещества А, Б, В, Г, Д и Е и приведите уравнения соответствующих реакций. При протекании реакций в растворах приведите ионную форму записи уравнений реакций.

2. Минерал халькопирит, состоящий из 34,8 мас. % меди, 34,8 мас. % серы и 30,4 мас. % железа внешним видом очень напоминает золото. вычислите химическую формулу халькопирита. Какой химической реакцией можно доказать, что халькопирит – не золото? Приведите уравнение этой реакции.

3. Какой объем 12%-ного по массе гидроксида калия плотностью 1,1 г/мл можно приготовить из 2 л 44%-ного по массе раствора КОН плотностью 1,5 г/мл?

4. Смесь кальция и фосфора нагрели, а образовавшееся вещество растворили в избытке хлороводородной кислоты. При растворении образовалось 56 л (н.у.) газа, который сожгли в избытке кислорода с получением оксида фосфора (V) реагирует с водным раствором гидроксида натрия с образованием 284г гидрофосфата натрия. Определите массовый состав (в процентах) исходной смеси.

11 класс

1. Какова структурная формула алкена, если 7г его обесцвечивают 80г 20%-ного раствора брома в хлороформе и он имеет цис- и транс- изомеры?

2. При растворении 14г неизвестного металла в разбавленном серной кислоте выделяется 5,6л водорода и образуется соль МеSO4, из которой можно получить 69,5г кристаллогидрата, используемого в производстве красок и пропитке древесины, предотвращающей ее от гниения. Определите формулу кристаллогидрата.

3. При стандартных условиях теплота полного сгорания белого фосфора равна 760,1кДж/моль, а теплота полного сгорания черного фосфора равна 722,1 кДж/моль. Чему равна теплота превращения черного фосфора в белый при стандартных условиях?

4. Смесь бензойной кислоты и фенола обработали бромной водой до прекращения обесцвечивания, на что пошло 1,5 кг бромной воды с ω(Br2)= 3.2%, затем  - 10%-ным водным раствором NaOH(ρ= 1,11г/мл) объемом 180,2 мл. Найдите массовые доли кислоты и фенола в исходной смеси.

5.В шести различных пробирках находятся водные растворы солей натрия: карбоната, сульфита, тиосульфата, сульфида, нитрита, хлорида. Неизвестно, какая соль находится в каждой конкретной пробирке. С помощью какого одного универсального реактива органолептически можно обнаружить каждую из перечисленных солей? Ответ проиллюстрируйте уравнениями соответствующих реакций.