Задания муниципального этапа олимпиады для 11 класса (2023)
олимпиадные задания по химии (11 класс)
Задания и решения для подготовки к олимпиаде по химии
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 122.75 КБ |
![]() | 161.17 КБ |
Предварительный просмотр:
Всероссийская олимпиада школьников по химии
(муниципальный этап 2022/2023 уч. г.)
Задания 11 класс
Задача 1
В органической химии большинство молекул проще всего изображать в скелетной форме. В данной форме, каждый угол (изгиб) представляет из себя атом углерода. Также, допускается, что все атомы углерода образуют 4 связи. Т.е, если к определенному атому углерода нарисованы только две связи, подразумевается, что остальные два электрона используются на связь С-Н. Например, две структуры ниже являются идентичными.
- Нарисуйте скелетную структуру 1,2-дигидрокси-2-метил-3-этилгептана (1 балл)
При рассмотрении органических молекул очень полезным может оказаться поиск степени окисления атома углерода.
- Какая степень окисления каждого атома углерода в ацетальдегиде? (CH3CHO) (1 балл)
- Какая степень окисления каждого атома углерода в этаноле? (CH3CH2OH) (1 балл)
При метаболизме макромолекул, таких как белки, жиры или углеводы, выделяется энергия. Количество энергии пропорционально количеству электронов, которые образуются в процессе окисления этих самых макромолекул. Допустим, молекулы жира и углеводов имеет следующий вид:
Слева – молекула жира, справа – молекула углевода
Считайте, что и жиры, и углеводы в организме окисляются до СО2.
- От какой пищи можно получить больше энергии (при условии, что потребляется одинаковое количество атомов углерода) – той, что богата жирами, или той, что богата углеводами? Объясните. (5 баллов)
Задача 2
В растворе карбоната щелочного металла массовая доля соли составляет 25%. Массовая доля электронов в этом растворе составляет 2,9565 ∙ 10-4. Карбонат какого металла содержится в растворе? (Аr (е) = 5,486 ∙ 10-4)
.
Задача 3
Тетрациклин – распространенный антибиотик, применяемый против бактерий, устойчивых к пенициллину. Впервые тетрациклин был синтезирован профессором Вудвардом и фармацевтической компанией Pfizer в 1962 году.
Тетрациклин был получен из прекурсора с тремя кольцами
В этой задачей мы предлагаем рассмотреть самые первые этапы синтеза прекурсора тетрациклина. Несмотря на то, что молекула тетрациклина выглядит довольно сложной и большой, реакции, используемые в синтезе, вам наверняка знакомы.
Первой стадией синтеза (образование А) является конденсация Кляйзена, протекающая по механизму крайне схожему с альдольной конденсацией. Общий механизм альдольной конденсации приведен ниже:
Первые пять стадий указаны ниже
Известно, что В – это карбанион, а NaH выступает в роли сильного основания. Превращение B в С протекает по SN2 механизму.
- Нарисуйте структуры соединений А – Е.
- Нарисуйте механизм образования А.
- Укажите две резонансные структуры иона В.
- Нарисуйте механизм превращения В в С.
Задача 4
Восстановление оксида железа (III) углеродом протекает согласно уравнению
Fe2O3 (тв.) + 3С(графит) = 2Fe(тв.) + 3СО (г)
Пользуясь приведенными в таблице данными, рассчитайте, возможно ли протекание этой реакции при температурах 300 и 1200 К.
Вещество | ∆H кДж/моль | ∆S Дж/мольK | ∆G кДж/моль |
Fe2O3 (тв.) | - 821 | 90 | 741 |
Fe(тв.) | 0 | 27 | 0 |
С(графит) | 0 | 6 | 0 |
СО (г) | - 111 | 197 | 137 |
Задача 5
Имеются две одинаковые по мольному составу порции смеси Al, Mg, Fe, Zn, каждая массой 7,4 г. Одну порцию растворили в соляной кислоте и получили 3,584 л (н.у.) газа, другую – в растворе щелочи и получили 2,016 л (н.у.) газа. Известно, что в обеих смесях на один атом алюминия приходится три атома цинка. Найдите массы металлов в смеси.
Предварительный просмотр:
Ответы 11 класс
Задача 1 (8 баллов)
Скелетная структура 1,2-дигидрокси-2-метил-3-этилгептана
1 балл
- Атом в CH3 -3; атом в CHO +1 (1 связь с водородом, 2 связи с кислородом: -1+2=+1).
1 балл за полное соответствие. 0 баллов если хотя бы одна С.О. неверная.
- Атом в CH3 -3; атом в CH2OH -1 (две связи с водородом, одна с кислродом: -2+1= -1).
1 балл за полное соответствие. 0 баллов если хотя бы одна С.О. неверная.
В молекулах жира средняя степень окисления углерода ниже, чем в молекулах углеводов (2 балла за идею сравнения степеней окисления)
Значит, при окислении жиров выделяется больше электронов, чем при окислении углеводов (2 балла за большее кол-во электронов)
Значит, с пищи богатой жирами можно получить больше энергии
(1 балл за финальный ответ).
Задача 2 (10 баллов)
Из соотношений масс воды и соли У следует, что w(Н2О) = 0,75
w(У) = 0,25 1 балл
Массовая доля электронов в воде:
wH2O (e) = 10 ∙ 5,486 ∙ 10-4/ 18 = 3,045 ∙ 10-4 2 балла
Находим массовую долю электронов в соли:
2,9565 ∙ 10-4 = 0,75 ∙ 3,045 ∙ 10-4 + 0,25 wy(е)
wy(е) = 2,691 ∙ 10-4 2 балла
Соль состава Ме2СO3 обладает относительной молекулярной массой
Мr = 2Ar + 60. Относительная масса электронов, содержащихся в одной молекуле Ме2СO3 равна: m(е) = 5,486 ∙ 10-4(2Z + 30), где Z порядковый номер искомого элемента. Следовательно,
wy(е) = m(e)/ Mr 2,691 ∙ 10-4 = 5,486 ∙ 10-4(2Z + 30)/ 2Аr + 60 3 балла
2Аr = 4,077Z + 1,14. Для щелочных металлов это равенство выполняется лишь
При Z = 11 и Аr = 22,993, что отвечает натрию. 2 балла
Задача 3 (13 баллов)
За каждую структуру по 1,5 балла
2,5 балл за механизм
По 1 балла за структуру по центру и справа.
1 балл за Sn2 замещение.
Задача 4 (9 баллов)
Находим ∆Hх.р.и ∆S х.р
∆Hх.р. = [3(-111) + 2•0] - [-821+3•0] = +488 кДж; 2 балла
∆Sх.р = (2•27 + 3•197) - (90 + 3• 6) = 537 Дж/К. 2 балла
Энергию Гиббса при соответствующих температурах находим из соотношения:
∆G = ∆Hх.р. - Т∆Sх.р
∆G500 = 488 - 300•537/1000 = + 326,9 кДж; 2 балла
∆G1200 = 488 - 1200•537/1000 = -156,4 кДж. 2 балла
Так как ∆G300 > 0, а ∆G1200 < 0, то восстановление Fe2O3 углеродом возможно при 1200 К и невозможно при 300 К. 1 балл
Задача 5 (10 баллов)
Уравнения реакций со щелочью
х моль 1,5х моль
2Al + 2KOH + 6H2O = 2K[Al(OH)4] + 3H2 1 балл
3х моль 3х моль
Zn + 2KOH + 2H2O = K2[Zn(OH)4] + H2 1 балл
N (H2) = 0,09 моль.
4,5х = 0,09, х = 0,02.
n(Al) = 0,02 моль,
n(Zn) = 0,06 моль. 1 балл
m(Al) = n(Al)⋅ M(Al) = 0,02 моль⋅27 г/моль = 0,54 г;
m(Zn) = n(Zn)⋅ M(Zn) = 0,06 моль⋅65 г/моль = 3,90 г;
m(Al) + m(Zn) = 0,54 г + 3,90 г = 4,44 г.
Следовательно,
m(Mg) + m(Fe) = 7,4 г - 4,44 г = 2,96 г. 1 балл
Уравнения с кислотой:
0,02 моль 0,03 моль
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 0,5 балла
0,06 моль 0,06 моль
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 0,5 балла
Во время реакций смеси с кислотой всего было выделено газа:
n(Н2 )= 0,16 моль,
из них 0,03 + 0,06 = 0,09 моль за счет алюминия и цинка. 1 балл
у моль у моль
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2
z моль z моль
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 1 балл
Составляем систему уравнений: 24у + 56z = 2,96 Отсюда:
у + z = 0,07 у = 0,03, z = 0,04
n(Mg) = 0,03 моль,
n (Fe) = 0,04 моль. 2 балла
m(Mg) = n(Mg)⋅M(Mg) = 0,03 моль⋅24 г/моль = 0,72 г;
m(Fe) = n(Fe)⋅M(Fe) = 0,04 моль⋅56 г/моль = 2,24 г. 1 балл
Итого: 50 баллов
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
![](/sites/default/files/pictures/2014/12/05/picture-172787-1417791297.jpg)
Задания муниципального этапа всероссийской олимпиады школьников по английскому языку. (7 - 8 классы)
Задания муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников по английскому языку для 7 - 8 классов (2014 - 2015 учебный год)....
![](/sites/default/files/pictures/2014/12/05/picture-172787-1417791297.jpg)
Задания муниципального этапа всероссийской олимпиады школьников по английскому языку. (9 - 11 классы)
Задания муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников по английскому языку для 9 - 11 классов (2014 - 2015 учебный год)....
ЗАДАНИЙ МУНИЦИПАЛЬНОГО ЭТАПА ОЛИМПИАДЫ 2010 год
Задания муниципального этапа олимпиады 2010 года с ответами, решением и разбалловкой для жюри....
![](/sites/default/files/pictures/2015/03/12/picture-606823-1426159585.jpg)
Задания муниципального этапа олимпиады школьников по истории. 2017-2018 уч.год
Задания муниципального этапа олимпиады школьников по истории. 8 класс...
![](/sites/default/files/pictures/2015/03/12/picture-606823-1426159585.jpg)
Задания муниципального этапа олимпиады школьников по обществознанию. 2017-2018уч.год.
Задания муниципального этапа олимпиады школьников по обществознанию. 8 класс...
![](/sites/default/files/pictures/2018/06/13/picture-1043347-1528892464.jpg)
Задания муниципального этапа олимпиады по информатике для 5 - 6 классов, 2020 г.
В материале представлены задания муниципального этапа олимпиады по информатике для 5-6 классов (не программирование)...
![](/sites/default/files/pictures/2023/08/30/picture-1459270-1693385659.jpg)
Приказ УО об итогах проведения муниципального этапа олимпиады младших школьников «ЮНИОР» в 2022-2023 учебном году
Приказ УО об итогах проведения муниципального этапа олимпиады младших школьников «ЮНИОР» в 2022-2023 учебном году...