Всероссийская олимпиада по химии (1 этап - школьный), 2015-2016 учебный год.
Задание № 1.
В некоторых вариантах Периодической системы химических элементов водород размещен одновременно в I и VII группах. В чём заключается сходство и отличие в сравнении свойств водорода и элементов этих групп?
1. Докажите, что водород – элемент I группы (нетипичный, как самый первый в группе). Приведите уравнения реакций, подтверждающие это.
2. Докажите, что водород – элемент VII группы (нетипичный, как самый первый в группе). Приведите уравнения реакций, подтверждающие это.
Задание № 2.
Два кубика одинакового размера, один из которых изготовлен из алюминия, а другой – из магния, растворили в соляной кислоте. Объём водорода, выделившегося в первом случае, оказался в 2 раза больше, чем во втором случае. Какова плотность магния, если плотность алюминия 2,7 г/см3?
Задание № 3.
В четырёх пронумерованных склянках без этикеток находятся растворы гидроксида натрия, хлорида меди(II), сульфата натрия, хлорида бария. Как химическим путём, используя минимальное количество реактивов, определить каждое вещество? Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде, укажите внешние признаки реакций.
Задание № 4.
Смешали два раствора, содержащих соответственно серную кислоту количеством вещества 3 моль и гидроксид натрия количеством вещества 7 моль. Какая соль образовалась в результате химической реакции? Определите количество вещества и массу образовавшейся соли, реакцию среды в растворе после реакции, количество и массу одного из реагентов, оставшегося после реакции.
Задание № 5.
Известно, что 5 моль двухатомных молекул некоторого простого вещества, образованного неметаллом, имеют массу 140г. О каком химическом элементе идет речь? Опишите его положение в периодической системе химических элементов, составьте схему строения атома. Напишите химическую формулу и название простого вещества. Ответ подтвердите расчетом.
Рекомендации
к проверке работ учащихся на школьном этапе Всероссийской олимпиады по химии.
1. Допускаются любые формулировки ответа, не искажающие его смысла.
2. Призёрами являются учащиеся, набравшие больше половины максимальной суммы баллов.
3. Победителем считается ученик, набравший максимальный балл среди призёров.
9 класс.
Ответы к заданиям олимпиады и их оценивание. Максимальное количество баллов – 40.
Призёры - учащиеся, набравшие более 20 баллов.
Победитель – учащийся, набравший максимальный балл среди призёров.
Задание 1 (8 баллов)
1. По числу валентных электронов в атоме (1 электрон) водород должен находиться в I А группе ПСХЭ. Сходство со щелочными металлами: 1)закономерности в изменении свойств элементов IА группы - сверху вниз уменьшается энергия ионизации (у водорода наибольшее значение), увеличивается радиус атома, возрастает химическая активность элементов в виде простых веществ (водород наименее активный); 2)взаимодействие с галогенами: H2+Cl2 →2HCl, 2Li+Cl2→2LiCl, 3)электролитическая диссоциация: HCl↔H++Cl - , LiCl↔Li++Cl- Отличие от щелочных металлов: водород – неметалл, значительно более высокая энергия ионизации, наименьшая активность в свободном состоянии. 2. Для завершения внешнего электронного слоя атому водорода не хватает одного электрона, поэтому водород следует поместить в VII А группу (семейство галогенов). Сходство: для водорода, как и для галогенов, характерно образование ионных соединений со щелочными и щелочноземельными металлами – гидридов: Na+H2 → 2NaH, Ca+H2 → CaH2, взаимодействие с галогенами: Ca+Cl2 → CaCl2 , см. также пункт 1.2. Отличие: 1)если в ряду галогенов выделение энергии при присоединении к атому одного электрона (сродство к электрону) уменьшается от фтора к йоду, то у водорода это значение наименьшее - меньше, чем у йода; 2)гидриды щелочных металлов, в отличие от галогенидов, легко разлагаются водой: NaH+H2O →NaOH+H2 | 4 балла 4 балла |
Задание 2 (8 баллов)
Ответ: плотность магния равна 1,8 г/см3. | 1 балл |
Пусть объем каждого кубика равен 1 см3. Тогда масса алюминия равна 2,7г, количество алюминия равно 0,1 моль. Расчет по химическому уравнению: 2 Al+6HCl = 2AlCl3+3H2. При взаимодействии 0,1 моль алюминия с раствором HCl выделяется 0,15 моль водорода – по условию это в 2 раза больше, поэтому при растворении магния в кислоте выделилось 0,15/2=0,075 моль водорода. По уравнению: Mg+2HCl=MgCl2+H2 количество магния равно количеству водорода и составляет 0,075 моль, масса магниевого кубика равна 0,075 моль ∙ 24 г/моль=1,8г, следовательно плотность магния равна 1,8 г/см3. | 2 балла 2 балла 2 балла 1 балл |
Задание 3 (8 баллов)
Предложен план определения путем попарного сливания исследуемых растворов. Хлорид бария можно «открыть» качественной реакцией с раствором, содержащим сульфат-анион, образуется белый осадок. При взаимодействии растворов NaOH и CuCl2 образуется голубой осадок Cu(OH)2. Щелочную среду в растворе NaOH можно определить при помощи индикатора. Составлены химические уравнения в молекулярном и ионно-молекулярном виде, написано уравнение электролитической диссоциации NaOH, указаны индикатор и его окраска в растворе, среда и значение рН. | 2балла 1балл 1балл 1балл 3балла |
Задание 4 (8 баллов)
1. Уравнение реакции: H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O 2. По уравнению: n(Н2SO4):n(NaОН) =1:2, а по условию n(Н2SO4):n(NaОН) = 3:7=1:2,33. В избытке – щелочь, среда в растворе щелочная, рНñ7, образуется средняя соль Na2SO4. 3. По уравнению: n(Na2SO4) = n(Н2SO4) = 3 моль; m (Na2SO4)=3 моль∙142г/моль=426 г. 4. По уравнению на реакцию с 3 моль H2SO4 расходуется 6 моль NaOH, значит, осталось после реакции 7 моль - 6моль=1моль гидроксида натрия, масса которого составляет 40г. | 1 балл 3 балла 2 балла 2 балла |
Задание 5 (8 баллов)
Пусть Х – обозначение химического элемента, Х2 – формула простого вещества. Молярная масса вещества равна отношению массы к количеству: М (Х2)=140г/5 моль=28 г/моль. Атомная масса неметалла в 2 раза меньше: 28/2=14. В ПСХЭ элемент с такой атомной массой – азот: положение в ПС, схема строения атома. Простое вещество – N2 (азот). | 2 балла 2 балла 1 балл 2 балл 1 балл |
Всероссийская олимпиада по химии (1 этап - школьный), 2015-2016 учебный год.
Задание № 1.
Напишите структурные формулы 5 веществ, содержащих карбонильную группу и относящихся к пяти различным классам органических соединений. Подпишите названия классов органических веществ, выделите карбонильную группу в каждой структурной формуле.
Задание № 2.
В медицине для ингаляционного наркоза используется вещество фторотан CF3-CHBrCl. Напишите его полную структурную формулу и название по заместительной номенклатуре. Приведите полные структурные формулы и названия трех изомеров этого вещества. Пронумеруйте атомы углерода во всех изомерах.
Задание № 3.
Методом электронного баланса подберите коэффициенты в схеме окислительно-восстановительной реакции, укажите окислитель и восстановитель:
H2S + K2Cr2O7 + H2SO4 → S + Cr2(SO4)3 +….. + …..
Задание № 4.
При взаимодействии 1,74г алкана с бромом образовалось 4,11г монобромпроизводного. Напишите уравнение реакции в общем виде. Произведите расчеты и определите молекулярную формулу алкана. Составьте структурные формулы двух его изомеров и назовите их.
Задание № 5.
Юный химик собрал прибор для получения углекислого газа. Он засыпал в прибор мрамор, но вместо соляной кислоты добавил 20%-ную серную кислоту.
1. Что изменится в процессе выделения газа по сравнению с прибором, в котором используются мрамор и соляная кислота?
2. Что изменится, если вместо серной кислоты взять: а) 20%-ную фосфорную кислоту;
б) 20%-ную азотную кислоту?
Ответ подтвердите химическими уравнениями.
Рекомендации к проверке работ учащихся на школьном этапе Всероссийской олимпиады по химии
1. Допускаются любые формулировки ответа, не искажающие его смысла.
2. Призёрами являются учащиеся, набравшие больше половины максимальной суммы баллов.
3. Победителем считается ученик, набравший максимальный балл среди призёров.
10 класс
Ответы к заданиям олимпиады и их оценивание. Максимальное количество баллов – 40.
Призёры - учащиеся, набравшие более 20 баллов. Победитель – учащийся, набравший максимальный балл среди призёров.
Задание 1 (8 баллов)
1. Альдегиды. 2.Кетоны. 3.Карбоновые кислоты. 4.Сложные эфиры. 5. Аминокислоты. | 8 б. |
Задание 2 (8 баллов)
Название фторотана по заместительной номенклатуре: 2-бром-1,1,1-трифтор-2-хлорэтан. Названия возможных изомеров: 1) 1-бром-1,2,2-трифтор-1-хлорэтан; 2) 2-бром-1,1,2-трифтор-1-хлорэтан; 3) 1-бром-1,1,2-трифтор-2-хлорэтан. Максимально: | 2балла 2балла 2балла 2балла 8 балл. |
Задание 3 (8 баллов)
3 H2S + K2Cr2O7 + 4 H2SO4 → 3S + Cr2(SO4)3 + K2SO4+ 7 H2O Окислитель - K2Cr2O7 за счёт Cr+6, восстановитель - H2S за счёт S-2. Составить электронный баланс. Максимально: | 3балла 2 балла 3балла 8баллов |
Задание 4 (8 баллов)
Уравнение реакции в общем виде: CnH2n+2 + Br2 → CnH2n+1Br + HBr По уравнению: n1 (CnH2n+2) = n2 (CnH2n+1Br), следовательно m1/M1 = m2/M2 или 1,74/14n+2 = 4,11/14n+81 n = 4, молекулярная формула С4Н10. Структурные формулы и названия двух изомеров: бутан, 2-метилпропан. Максимально: | 2 балла 4 балла 2 балла 8баллов |
Задание 5 (8 баллов)
Реакция мрамора с соляной кислотой идет активно, мрамор растворяется, бурно выделяется углекислый газ (оценить уравнение реакции). 1. Реакция скоро замедлится из-за образования пленки малорастворимого сульфата кальция на поверхности мрамора (растворимость – 202мг на 100г воды). 2. а) Реакция быстро замедлится (раньше, чем в п.1) и практически остановится, так как растворимость среднего фосфата кальция очень мала и составляет 4мг на 100г воды. б) Реакция будет идти быстро, как и с соляной кислотой, так как растворимость нитрата кальция велика -120г соли на 100г воды при комнатной температуре (оценить уравнение реакции). Максимально:
| 2балла 2балла 2балла 2 балла 8баллов |
Всероссийская олимпиада по химии (1 этап - школьный), 2015-2016 учебный год.
Задание № 1.
Молекулы типа АВ3 могут иметь форму треугольника или треугольной пирамиды. Какую из этих геометрических фигур имеет: а) молекула аммиака; б) молекула хлорида бора? Напишите молекулярные формулы этих веществ. Используя знания о положении химических элементов в периодической системе и строении атомов, определите тип гибридизации атомов азота и бора, валентный угол в этих молекулах. Нарисуйте схемы перекрывания электронных облаков в молекулах аммиака и хлорида бора.
Задание № 2.
Методом электронного баланса подберите коэффициенты в схеме окислительно-восстановительной реакции, укажите окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления:
H2О2 + KMnO4 + H2SO4 → MnSO4 + O2 +….. + …..
Задание № 3.
Кристаллогидрат английской («горькой») соли используется в медицине для снижения артериального давления, при некоторых заболеваниях нервной системы. Выведите формулу препарата, если массовые доли элементов в этом веществе составляют: 9,86% магния, 13,01% серы, 71,40% кислорода, 5,73% водорода.
Задание № 4.
В вашем распоряжении имеются следующие вещества: газы – углекислый газ, сероводород, оксид азота (I); жидкости - CS2, H2O, HNO3, H2SO4, CH3COOH; металлы – Au, Ni, Cu, Pt. Предложите наиболее короткий способ синтеза метана (не более пяти стадий) с использованием любых из перечисленных веществ. Историческая справка: этот способ был открыт французским химиком М. Бертло; перечисленные в задании вещества находились в его лаборатории.
Задание № 5.
Из 560 мл ацетилена (н. у.) с практическим выходом 80% от теоретически возможного получили ацетальдегид, который полностью прореагировал с избытком аммиачного раствора оксида серебра. Какова масса образовавшегося серебра? Напишите уравнения реакций, используя структурные формулы органических веществ.
Рекомендации к проверке работ учащихся на школьном этапе Всероссийской олимпиады по химии.
1. Допускаются любые формулировки ответа, не искажающие его смысла.
2. Призёрами являются учащиеся, набравшие больше половины максимальной суммы баллов.
3. Победителем считается ученик, набравший максимальный балл среди призёров.
11 класс
Ответы к заданиям олимпиады и их оценивание. Максимальное количество баллов – 40.
Призёры – учащиеся, набравшие более 20 баллов. Победитель – учащийся, набравший максимальный балл среди призёров.
Задание 1 (8 баллов)
Содержание верного ответа (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла.) | Балл |
Химические свойства элементов определяются электронным строением атомов. Молекула аммиака NH3 имеет форму треугольной пирамиды, азот в состоянии sp3- гибридизации, неподеленная пара электронов в вершине пирамиды, из-за отталкивания от этой пары электронов гибридных атомных орбиталей угол между связями уменьшается до 108°. Молекула хлорида бора BCl3 имеет форму правильного треугольника, бор в состоянии sp2 – гибридизации, в образовании трех гибридных атомных орбиталей участвуют три неспаренных электрона возбужденного атома, валентный угол 120°. | 3 3 |
Схема перекрывания электронных облаков в молекулах | 2 |
Максимальный балл | 8 |
Задание 2 (8 баллов)
Содержание верного ответа (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла.) | Балл |
5 5 H2О2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 → 2 MnSO4 + 5 O2 + K2SO4 + 8 H2O | 3 |
Окислитель - KMnO4 за счёт Mn+7, восстановитель - H2О2 за счёт О-. | 2 |
Составлен электронный баланс. | 3 |
Максимальный балл | 8 |
Задание 3 (8 баллов)
Содержание верного ответа (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла.) | Балл |
Формулу соли можно представить как MgхSуОzHk. Для определения индексов надо найти соотношение частных от деления массовых долей компонентов на их относительные атомные массы: x : у : z : k = 0,0986/24 : 0,1301/32 : 0,7140/16 : 0,0573/1 = 1:1:11:14. По условию вещество – кристаллогидрат, формула которого MgSО4 ∙ 7 H2О. Состав английской соли выражается формулой MgSО4 ∙7 H2О. | 2 3 2 1 |
Максимальный балл | 8 |
Задание 4 (8 баллов)
Содержание верного ответа (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла.) | Балл |
Предложен план синтеза. Из перечисленных в условии веществ для получения метана нужны только три: H2S, CS2, Cu. Пропуская смесь паров H2S и CS2 над раскаленной медью, М. Бертло в 1853 году получил метан: 8 Cu + 2 H2S + CS2 = 4 Cu2S + CH4↑. | 2 2 4 |
Максимальный балл | 8 |
Задание 5 (8 баллов)
Содержание верного ответа (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла.) | Балл |
Уравнения реакций: 1) СНºСН + НОН → СН3-СОН (указать условие реакции) 2) СН3-СОН + Ag2O (амм. р-р) → СН3-СООН + 2Ag↓ (возможно написание уравнения реакции с комплексным соединением серебра). n(С2Н2) = 0,56/22,4=0,025 моль. С учетом 80%-ного выхода n(С2Н4О) =0,025∙ 0,8 = 0,02 моль. В соответствии с уравнением (2): n(Ag) = 2∙ n(С2Н4О) = 2∙ 0,02 = 0,04 моль. Этому количеству серебра соответствует его масса: m (Ag) = 0,04∙108 =4,32г. | 2 2 4 |
Максимальный балл | 8 |
