содержание .. 1 2 3 4 ..
Химия (с ответами). Всероссийская олимпиада школьников в Москве (2024-2025 год) - часть 3
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Задание № 2.
Помимо предсказания новых, для некоторых уже известных элементов
Менделеев скорректировал определённые ранее атомные веса, указав, что эти
элементы на самом деле находятся в другой группе периодической системы и
имеют другую валентность. Так, двухвалентный элемент, для которого
атомный вес предполагался равным
75, оказался на самом деле
трёхвалентным. Что это за элемент?
Ответ:
o Кадмий
Индий
o Мышьяк
o Ванадий
o Алюминий
o Самарий
o Актиний
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
Атомные массы элементов в XIX веке определяли на основе массовых
соотношений, в которых они соединяются с другими элементами, например,
кислородом. Это позволяет найти отношение атомной массы к валентности -
так называемый эквивалент элемента, а вот сама атомная масса могла быть
ошибочной, если были сделаны неверные предположения о валентности.
Считая, что эквивалент 75 ÷ 2 = 37.5 был определён приблизительно верно,
найдём атомную массу трёхвалентного элемента: 37.5 · 3 = 112.5 а.е.м. Это
ближе всего к кадмию, но он двухвалентен, а ближайший трёхвалентный
элемент - индий.
Максимальный балл за задания №1-2 - 5
2
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Задания № 3-4.
Бинарное соединение X имеет молярную массу 110 г/моль и состоит из трёх
ионов с одинаковой электронной конфигурацией.
Запишите формулу X.
Ответ: K2S
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
Идентичная электронная конфигурация ионов говорит о том, что их молярные
массы сходны, поэтому приблизительная молярная масса каждого из ионов
близка к 110 ÷ 3 = 37 г/моль. Такую молярную массу имеют анионы третьей
группы (S2-, Cl-) и катионы четвёртой группы (K+, Ca2+, Sc3+). Если иона
в составе три, то состав вещества либо A2B, либо AB2 (А - катион,
B - анион), что соответствует либо K2S, либо CaCl2. Из этих веществ молярная
масса 110 г/моль соответствует K2S.
Задание № 4.
Запишите формулу другого бинарного соединения, состоящего из трёх ионов
с той же самой электронной конфигурацией.
Ответ: CaCl2
Точное совпадение ответа - 2 балла
Максимальный балл за задания №3-4 - 4
3
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Задания № 5-7.
Томторское месторождение редкоземельных металлов, находящееся на севере
Якутии, является одним из самых богатых в мире, но из-за своей удалённости
только начинает осваиваться.
Установлено, что образец руды содержит 0.016 % Er, 0.37 % Tb, 0.008 % Y
и 0.008 % Yb по массе.
Заполните пропуски целыми числами.
Это означает, что в образце руды на 1 атом иттербия приходится ...
атомов иттрия, ... атомов тербия и ... атомов эрбия.
Это означает, что в образце руды на 1 атом иттербия приходится … атомов
иттрия
Ответ: 2
Точное совпадение ответа - 1 балл
Это означает, что в образце руды на 1 атом иттербия приходится … атомов
тербия
Ответ: 50
Точное совпадение ответа - 1 балл
Это означает, что в образце руды на 1 атом иттербия приходится … атомов эрбия
Ответ: 2
Точное совпадение ответа - 1 балл
Максимальный балл за задание - 3
4
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Решение.
Рассмотрим произвольную массу руды, например, 100000 г. Тогда такой образец
будет содержать x =100000·0.016% = 16 г Er. Проведя аналогичный расчёт,
100%
получим, что массы Tb, Y и Yb составляют 370, 8 и 8 г соответственно. Используя
атомные массы элементов (Mr(Er) = 167 г/моль, Mr (Tb) = 159 г/моль,
Mr (Y) = 89 г/моль и Mr (Yb) = 173 г/моль), рассчитаем количества вещества
элементов и их соотношения:
n(Yb) = 8 г ÷ 173 г/моль = 0.0462 моль
n(Y) = 8 г ÷ 89 г/моль = 0.0900 моль
n(Tb) = 370 г ÷ 159 г/моль = 2.327 моль
n(Er) = 16 г ÷ 167 г/моль = 0.0958 моль
Их соотношение равно n(Yb) : n(Y) : n(Tb) : n(Er) = 1 : 2 : 50 : 2
Задание № 6.
Сколько килограммов руды нужно переработать, чтобы получить по 1 кг всех
четырёх вышеперечисленных редкоземельных элементов? Ответ округлите
до целых.
Ответ: 12500
Точное совпадение ответа - 1 балл
Решение.
Для ответа на второй вопрос необходимо рассмотреть элементы, содержание
которых в руде наименьшее по массе - это Y и Yb. Чтобы получить по 1 кг
каждого из этих элементов, необходимо переработать 1 ÷ 0.00008 = 12500 кг.
Массы Er и Tb, добытых из той же массы руды, значительно превысят 1 кг.
Задание № 7.
Как называется семейство элементов, к которой относится большинство
редкоземельных элементов?
Ответ: лантаноиды
Точное совпадение ответа - 1 балл
Максимальный балл за задание №5-7 - 5
5
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Задания № 8-9.
Если в летучем водородном соединении X все атомы протия заместить
дейтерием, то массовая доля водорода в полученном соединении Y станет
выше в 1.6 раза.
Запишите формулу водородного соединения X.
Ответ: CH4
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
Обозначим формулу летучего водородного соединения как XHn, где
X - неизвестный элемент.
Молярная масса такого соединения равна M(MXn) = M(X) + n, а массовая доля
водорода в этом веществе составляет:
n
ω(H) =
M(X) + n
Аналогичное соединение с дейтерием будет иметь формулу XDn и молярную
массу M(X) +2n, а массовая доля дейтерия в веществе составит:
2n
ω(H) =
M(X) + 2n
Поделив эти выражения друг на друга, получим:
ω(D) 2n(M(X) + n)
ω(H)
= n(M(X) + 2n) = 1.6
Выразив из данного уравнения M(X) через n, получим M(X) = 3n, что при
n = 4 даёт 12 - молярную массу углерода. Это соответствует валентности
данного элемента. Тогда искомое вещество - CH4.
Задание № 9.
Вещество Y может быть получено при реакции между жидким при комнатной
температуре бинарным соединением Z и бинарным соединением металла
с углеродом. Запишите формулу Z.
Ответ: D2O
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
Соединения металлов с углеродом - карбиды - подвергаются гидролизу. Это
самый простой способ получить соответствующее водородное соединение.
Чтобы получить CD4, вместо воды следует использовать D2O - тяжёлую воду.
Максимальный балл за задания №8-9 - 4
6
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Задания № 10-11.
Работая в Казанском университете, Карл Клаус открыл новый химический
элемент, названный им рутением в честь латинского названия России
(Ruthenia).
В процессе отделения рутения от других благородных металлов Клаус осадил
его виде соли, содержащей, помимо рутения, 20.2 % калия, 45.9 % хлора,
4.1 % кислорода и 3.6 % ещё одного элемента по массе.
Запишите символ этого элемента.
Ответ: N
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
Запишем формулу соли как RuaKbClcOdXe, где a-e - индексы, X - неизвестный
элемент. Отношение индексов может быть связано с молярными массами
элементов и их массовыми долями следующим образом:
ω(Ru) ω(K) ω(Cl) ω(O) ω(X)
a: b: c: d: e =
:
:
:
:
M(Ru)
M(K)
M(Cl)
M(O)
M(X)
ω(Ru) составляет 100 - 20.2 - 45.9 - 4.1 - 3.6 = 26.2 %
Расчёт индексов по приведённому выше уравнению даёт a : b : c : d =
1 : 2 : 5 : 1, то есть формула вещества имеет вид RuK2Cl5OXe. Если e равно 1,
то M(X) из уравнения выше даёт 14, что соответствует азоту.
7
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Задание № 11.
Сколько всего атомов всех элементов содержится в 1 формульной единице
этой соли?
Ответ: 10
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
Тогда формула вещества K2RuCl5NO. Символ элемента - N. Формульная
единица соли содержит 10 атомов.
Максимальный балл за задания №10-11 - 4
Задания № 12-13.
В ходе работы с рутением Карл Клаус неоднократно ощущал резкий запах,
который помог ему понять, что он имеет дело с неизвестным элементом.
Выберите формулу летучего вещества, являющегося сильным окислителем
и источником этого запаха:
Ответ:
RuO4
o O3
o Ru
o K2RuCl6
o NaRuO4
o NO2
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
Неизвестное летучее вещество должно содержать новый элемент - рутений.
Ионные соединения обладают крайне низкой летучестью, как и металлический
рутений. Верный ответ - RuO4.
8
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Задание № 13.
Помимо запаха, открыть рутений помог необычный вкус его соединений. Для
Клауса, как и для многих других известных химиков того времени, язык был
самым чувствительным аналитическим инструментом. Можно ли пробовать
вещества на вкус в химической лаборатории?
Ответ:
o Можно
o Можно, если они имеют нейтральную реакцию раствора
o Можно, если это соединения благородных металлов
Нельзя ни в коем случае
Точное совпадение ответа - 1 балл
Решение.
Любое вещество, находящееся в химической лаборатории, может оказаться
опасным само по себе или содержать примеси опасных веществ, поэтому
пробовать вещества на вкус в лаборатории нельзя ни в коем случае.
Максимальный балл за задания №12-13 - 3
9
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Задания № 14-15.
Выберите вещества, 1 г которых можно употребить внутрь без нежелательных
последствий для организма:
Ответ:
H2O
o H2O2
NaCl
o BaCl2
BaSO4
CaCO3
o BaCO3
o RuCl4
За каждый верный ответ - 1 балл. За каждую ошибку снимается - 1 балл
Максимальный балл за задание - 4
Решение.
Из приведённого списка человек ежедневно употребляет в количествах,
превышающих 1 г, хлорид натрия и воду. Карбонат кальция в небольших
количествах также не представляет вреда для организма. Соли бария ядовиты,
однако малорастворимый сульфат бария в больших количествах принимают
внутрь при перед рентгенографией кишечника в качестве контрастного агента.
Остальные вещества в списке ядовиты.
Карбонат бария тоже малорастворим в воде, но образован слабой кислотой,
поэтому будет растворяться в кислой среде в желудке, а ядовитые ионы бария
будут переходить в раствор.
10
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Задание № 15.
Суточная норма иода для человека составляет 0.15 мг. В аптеках иод продаётся
в форме раствора в водно-спиртовой смеси с плотностью 0.926 г/мл,
содержащего 5 % иода и 2 % иодида калия по массе, разлитого во флаконы
ёмкостью 25 мл. Какое минимальное число таких флаконов потребуется,
чтобы обеспечить суточную норму иода для человека от его рождения до
выхода на пенсию в 65 лет? Прочими источниками иода в расчётах
пренебречь.
Ответ: 3
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
За
65 лет человеку потребуется
0.15·10-3 ·
65
·
365
=
3.56 г иода.
Масса содержимого одного флакона равна 0.926 · 25 = 23.15 г; масса иода во
флаконе равна 0.05 · 23.15 = 1.16 г, масса иодида - 0.02 · 23.15 = 0.46 г,
а масса иода в иодиде - 0.46 · 0.765 = 0.35 г, где 0.765 - массовая доля иода в
KI.
Всего 1 флакон содержит 1.16 + 0.35 = 1.51 г иода, а 3.56 г соответствует 2.36
флакона. Значит, потребуется минимум 3 флакона.
Максимальный балл за задания №14-15 - 6
11
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Задания № 16-17.
1.5 л некоторого раствора содержат 0.9 моль ионов натрия, 0.6 моль
сульфат-ионов, 0.3 моль хлорид-ионов и ионы калия. Чему равна молярная
концентрация ионов калия в растворе? Ответ округлите до десятых.
Ответ: 0.4
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
Заряд положительных ионов в растворе должен быть скомпенсирован зарядом
отрицательных ионов, так как раствор электронейтрален. Отсюда получаем
следующее:
n(Na+) + n(K+) = n(Cl-) + 2n(SO42-)
Коэффициент 2 перед количеством сульфат-иона возникает из-за того, что
этот ион двухзарядный.
Решение данного уравнения даёт n(K+) = 0.6 моль. Молярная концентрация
ионов С = n ÷ V = 0.6 ÷ 1.5 = 0.4 моль/л.
Задание № 17.
Какая масса твёрдого остатка может быть получена при выпаривании
раствора с последующим прокаливанием остатка? Считайте, что при этом
кристаллогидраты теряют кристаллизационную воду. Ответ выразите в граммах,
округлите до целых.
Ответ: засчитывается в диапазоне [112; 113]
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
В остатке после упаривания будут твёрдые соли, не содержащие воды. Их
общая масса может быть найдена суммированием масс образующих их ионов:
m = 0.9·23 + 0.6·39 + 0.6·96 + 0.3·35.5 = 112 г.
Максимальный балл за задания №16-17 - 4
12
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Задания № 18-20.
В бутылку с водой было помещено твёрдое бинарное соединение, содержащее
62.5 % кальция по массе.
Выделившимся газом наполнили воздушные шары и подвесили их на верёвке.
После поджигания шары лопнули, а их содержимое загорелось и взорвалось.
Запишите формулу газа, которым были наполнены воздушные шары.
Ответ: C2H2
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
Рассчитаем молярную массу неизвестного вещества, предположив, что оно
содержит в составе 1 атом кальция: M = 40 ÷ 0.625 = 64 г/моль. За вычетом
кальция получаем остаток 24 г/моль, который соответствует двум атомам
углерода (магний не подходит, так как не образует летучих соединений).
Искомое вещество имеет формулу CaC2. При гидролизе такого вещества
образуется соответствующее водородное соединение - C2H2 - ацетилен.
CaC2+ 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2
13
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Задание № 19.
Воздушный шар наполнили газом из бутылки с водой, в которую было помещено
твёрдое бинарное соединение, содержащее 95.2 % кальция по массе.
Запишите формулу этого соединения кальция.
Ответ: CaH2
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
Рассчитаем молярную массу другого неизвестного вещества, предположив,
что оно содержит в составе 1 атом кальция: M = 40 ÷ 0.952 = 42 г/моль. За
вычетом кальция получаем остаток 2 г/моль, который может соответствовать
только двум атомам водорода. Искомое вещество имеет формулу CaH2.
При его гидролизе выделяется водород.
CaH2+ 2H2O = 2H2 + Ca(OH)2
Задание № 20.
Что произойдёт с содержимым этого шара после попытки его поджечь?
Ответ:
Загорится и взорвётся
o Не загорится
o Потушит пламя
Точное совпадение ответа - 1 балл
Максимальный балл за задания №18-20 - 5
14
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Задания № 21-22.
Соль X при нагревании обратимо разлагается с образованием двух газообразных
веществ Y и Z, не оставляя твёрдого остатка. Газ Y не окрашивает раствор
фенолфталеина. В какой цвет окрашивает раствор фенолфталеина газ Z?
Ответ:
o красный
o оранжевый
o жёлтый
o зелёный
o голубой
o синий
o фиолетовый
розовый
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
Обратимое разложение соли на два газообразных вещества указывает на то,
что это соль аммония, которая разлагается на аммиак и летучую кислоту.
Кислоты не окрашивают раствор фенолфталеина, а аммиак будет создавать
щелочную среду и окрашивать раствор фенолфталеина в розовый цвет.
Задание № 22.
Плотность газа Y превышает плотность газа Z в 2 раза. Запишите формулу Y.
Ответ: H2S
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
Плотность газа пропорциональна его молярной массе. Если плотность Y вдвое
превышает плотность аммиака (Z), то же справедливо и для молярных масс.
Таким образом, необходимо найти летучую кислоту с молярной массой
17 · 2 = 34 г/моль. Это H2S (фосфин PH3 не образует солей с аммиаком).
Соль X - NH4HS, которая разлагается по уравнению:
NH4HS = NH3 +H2S.
Максимальный балл за задания №21-22 - 4
15
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Задания № 23-24.
Диоксид титана TiO2 широко используется в качестве белого пигмента.
В зависимости от способа получения его точный стехиометрический состав
может различаться из-за наличия дефектов в кристаллической структуре, что
можно описать общей формулой TiO2-x.
Определите среднюю степень окисления титана в оксиде при x = 0.16. Ответ
округлите до сотых.
Ответ: 3.68
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
При x = 0.16 формула вещества TiO1.84. Соединение электронейтрально,
обозначим степень окисления титана за y. Получаем уравнение:
y - 2·1.84 = 0,
решением которого является y = 3.68.
Задание № 24.
Дефектный оксид титана TiO2-x можно представить как смесь двух оксидов:
Ti2O3⋅TiO2. Определите значение n для дефектного оксида титана с x = 0.16.
Ответ округлите до сотых.
Ответ: 4.25
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
Объединим индексы в формуле Ti2O3·nTiO2, представив её как Ti(2+n)O(3+2n).
Отношение индекса кислорода к индексу титана должно составлять 1.84:
3 + 2n
1.84 =
2+n
Решением данного уравнения будет n = 4.25
Максимальный балл за задания №23-24 - 4
16
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 9 класс. Критерии оценивания
Задания № 25-26.
Добавление избытка раствора нитрата серебра в стакан с раствором,
содержащим 13.2 г смеси хлорида и иодида одновалентного металла, привело
к выпадению 20.5 г осадка. Запишите химический символ этого металла.
Ответ: K
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
Предположим, что в растворе был только хлорид MeCl. Тогда его количество
совпадает с количеством полученного из него хлорида серебра, то есть:
13.2
20.5
M(MeCl)
= 143.5
Откуда M(MeCl) = 92.4 г/моль, а M(Me) = 57.4 г/моль.
Теперь предположим, что в растворе был только иодид MeI. Тогда
справедливо:
13.2
20.5
=
M(MeI)
235
Откуда M(MeI) = 151.3 г/моль, а M(Me) = 24.3 г/моль.
Мы установили граничные значения молярной массы металла. Если в растворе
окажется смесь хлорида и иодида, молярная масса металла будет заключена
между 24 и 57 г/моль. Среди щелочных металлов в этом диапазоне находится
только калий.
Задание № 26.
Запишите формулу вещества, которое останется на дне стакана после
промывания осадка водным раствором аммиака.
Ответ: AgI
Точное совпадение ответа - 2 балла
Решение.
Осадок состоит из AgCl и AgI. Второй обладает гораздо меньшей
растворимостью, поэтому не может быть растворён в присутствии аммиака.
В случае же хлорида серебра происходит растворение в результате реакции:
AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl.
Максимальный балл за задания №25-26- 4
Максимальный балл за работу - 55.
17
ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ
ХИМИЯ. 2024 г. ПРИГЛАСИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП. 10 КЛАСС
Максимальное количество баллов - 53
Задания № 1-2.
Мальвина укоризненно покачала головой:
- Буратино, ты собираешься стать великим учёным, а до сих пор путаешь такие
понятия, как изомеры и гомологи. Попробуем ещё раз!
Даны соединения:
Метилацетат
Пентин
Пропановая кислота
Этиловый эфир уксусной кислоты
Пентен
Бутановая кислота
Изомерами являются…
Задание № 2.
Гомологами являются…
Задания № 3-4.
35.00 %
59.96 %
5.04 %
Определите химическую формулу зашифрованного вещества. Рисунки
содержат ассоциации к элементам, входящим в состав вещества, а
приведённые числа показывают их процентное содержание по массе. На
первом изображении представлены сосуды, которые используют для хранения
сжиженного простого вещества, образованного атомами зашифрованного
элемента. В ответ запишите брутто-формулу зашифрованного вещества,
расположив элементы в том же порядке, что и в ребусе. При расчётах атомные
массы элементов округляйте до десятых.
1
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс
Задание № 4.
Выберите тривиальное название зашифрованного вещества.
o Аммонийная селитра
o Индийская селитра
o Чилийская селитра
o Норвежская селитра
Задания № 5-6.
…Профессор продолжал:
- Таким образом, с использованием химических реактивов вам надо
установить содержимое четырёх неподписанных склянок, в которых
находятся фенол, пентаналь, глицерин и уксусная кислота.
- А я могу и без реакций их определить, - выкрикнула Катя Пятёрочкина.
- Повторяю, с использованием химических реактивов.
- А чем мы располагаем? - осведомился Коля Лабораторкин.
- Мы располагаем растворами хлорида железа (III), гидрокарбоната калия,
гидроксида натрия, а также свежеосажденным гидроксидом меди (II) и
соляной кислотой. Но… прошу ответить на два вопроса:
Какое наименьшее количество реактивов понадобится для этой цели?
o 1
o 2
o 3
o 4
o 5
Задание № 6.
Какие реактивы для этого понадобятся?
o Раствор хлорида железа (III)
o Раствор карбоната калия
o Свежеосаждённый гидроксид меди (II)
o Раствор гидроксида натрия
o Соляная кислота
2
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс
Задания № 7-8.
Для придания выпечке пышности (обильной пористости) в тесто добавляют
разрыхлитель, он же «пекарский порошок»
- вещество, которое при
нагревании разлагается с образованием безопасных продуктов, содержащих
хотя бы одно газообразное вещество. В качестве такого разрыхлителя может
использоваться пищевая сода. Определите максимальный объём газа (н.у.),
который может выделиться при термическом разложении 6 граммов пищевой
соды (это около половины чайной ложки). Ответ выразите в миллилитрах,
округлите до целых.
Задание №8.
С помощью каких дополнительных ингредиентов (компонентов), добавляемых
в тесто, можно увеличить количество газа, получающегося из разрыхлителя?
Укажите эти ингредиенты:
o Сахар
o Столовый уксус
o Поваренная соль
o Сок лимона
o Крахмал
3
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс
Задание №9.
Установите соответствие между химическими реакциями и именами учёных,
в честь которых они названы.
Имена учёных: Н.Н. Зинин; М.И. Коновалов; Е.Е. Вагнер; С.В. Лебедев; М.Г.
Кучеров; Ш.А. Вюрц
4
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс
Задание №10.
Покинув третью планету системы Медузы, корабль механика Зелёного
отправился в соседнюю галактику. И - о чудо! - первая же встреченная
планета была покрыта океанами, в которых виднелись острова.
«Ура! Снова можно гулять без скафандров!» - обрадовалась Алиса.
«Осторожно, дочка, - предостерёг профессор Селезнёв. - Сначала надо
проверить состав атмосферы. Итак, что мы имеем:
Кислорода в воздухе примерно 20 объёмных процентов и около 60 % неона.
Воздух этой планеты примерно на 30 % легче воздуха на корабле.
При пропускании через воду объём уменьшается почти на 80 %».
«Профессор! - вмешался тут Зелёный. - Посмотрите: я открыл банку с соляной
кислотой в атмосфере этой планеты, и сразу начал образовываться белый дым»
«Все ясно, - заключил профессор. - Без скафандров походить не удастся».
Присутствие какого газа в атмосфере планеты (помимо кислорода) обнаружил
профессор Селезнёв? Определите молярную массу газа. Ответ выразите
в г/моль, округлите до целых.
Задания №11-12.
Дана последовательность превращений органических веществ, с помощью
которой может быть получено вещество C, являющееся природным
консервантом. Известно, что вещество A является распространённым
органическим растворителем и простейшим представителем одного из классов
углеводородов, а в состав вещества B входит бром.
Массовая доля углерода в соединении C равна 68.85 %. Запишите молярные
массы веществ A - C. Ответ выразите в г/моль, округлите до целых.
Молярная масса вещества А…
Молярная масса вещества B…
Молярная масса вещества C…
Задание №12.
Выберите название вещества C.
o Бензойная кислота
o Бензойный альдегид
o Бензиловый спирт
5
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс
Задания №13-14.
Доктор Медуница из Зелёного города рассказала жителям Зелёного города о
том, как приготовленный ею из лишайников индикатор - лакмус - меняет цвет
в зависимости от среды раствора. После лекции она решила проверить,
насколько усвоен материал, и, конечно же, выбрала для проведения контроля
Незнайку. Ему было поручено установить соответствие между названием соли
и цветом, который приобретает лакмус в водном растворе этой соли.
Вот что он написал:
Сульфид калия - жёлтый
Карбонат натрия - синий
Нитрат цинка - розовый
Хлорид аммония - синий
Нитрат алюминия - зелёный
Сколько ошибок допустил Незнайка в этой проверочной работе?
Задание №14.
Помогите ему исправить неверные ответы и установите соответствие между
названием соли и цветом лакмуса в её водном растворе.
Цвет лакмуса: розовый, оранжевый, жёлтый, зеленый, синий, фиолетовый.
Сульфид калия
Карбонат натрия
Нитрат цинка
Хлорид аммония
Нитрат алюминия
Задание №15.
В молекуле алкана X число атомов водорода в 2.22 раза больше числа атомов
углерода. Известно, что алкан X имеет четвертичный атом углерода, а при
хлорировании на свету он может образовать
5 монохлорпроизводных,
являющихся структурными изомерами. Выберите название алкана,
соответствующего условию задачи.
o 3,5-диметилгептан
o 2,2,3-триметилпентан
o 2,2,3-триметилбутан
o 4,4-диметилгептан
o 2,2,5 -триметилгексан
6
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс
Задания №16-19.
Жёлто-зелёный газ B, полученный электролизом раствора соли A, пропустили
через водный раствор едкого кали на холоде, при этом образовался раствор
смеси веществ A и C. Полученный раствор нагревали при 80 ℃, после чего
испарили воду при небольшом нагревании. При этом вещество C превратилось
в D, а количество вещества A увеличилось. Полученную смесь веществ A и D
прокалили при температуре 500 ℃. В качестве твёрдого продукта было
получено только вещество A. Запишите молярные массы веществ A - D. Ответ
выразите в г/моль, округлите до десятых.
Молярная масса вещества А…
Задание №17.
Молярная масса вещества B…
Задание №18.
Молярная масса вещества C…
Задание №19.
Молярная масса вещества D…
Задания №20-21.
Смешали 10 граммов уксусной кислоты и 10 граммов н-бутилового спирта
и прокипятили с каплей серной кислоты. В результате из реакционной смеси
выделили 10 граммов органического вещества с фруктовым запахом.
Какое вещество было получено?
o Этиловый эфир бутановой кислоты
o Бутилацетат
o Бутиловый эфир бутановой кислоты
o Этилацетат
o Бутен-1
o Уксусный ангидрид
Задание №21.
Определите выход этого продукта. Ответ выразите в процентах, округлите
до целых.
7
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс
Задание №22.
В каталитической грелке происходит беспламенное сгорание паров жидкого
органического топлива на поверхности мелкораздробленной платины
(катализатора). В быту обычно используют грелки с объёмом резервуара
для жидкого топлива от 15 до 30 мл, одного заряда хватает на 10-18 часов
непрерывной работы.
Изучите справочные данные:
Плотность,
Стандартная образования,
г/мл
кДж/моль
Циклогексан
0.7739
156.23
Октан
0.6982
249.95
Углекислый газ
-
393.51
Водяной пар
-
241.81
Какое количество теплоты выделится за всё время работы грелки,
заправленной 25 мл циклогексана либо октана? В ответ запишите наибольшее
из рассчитанных по справочным данным значений, округлите до целых.
Максимальный балл за работу - 53.
8
ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ
ХИМИЯ. 2024 г. ПРИГЛАСИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП. 10 КЛАСС
ОТВЕТЫ И КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ
Максимальное количество баллов - 53
Задания № 1-2.
Мальвина укоризненно покачала головой:
- Буратино, ты собираешься стать великим учёным, а до сих пор путаешь такие
понятия, как изомеры и гомологи. Попробуем ещё раз!
Даны соединения:
Метилацетат
Пентин
Пропановая кислота
Этиловый эфир уксусной кислоты
Пентен
Бутановая кислота
Изомерами являются…
Ответ:
Метилацетат
Пропановая кислота
Этиловый эфир уксусной кислоты
Бутановая кислота
За каждую верную пару - 1 балл.
Максимальный балл за задание - 2
Решение.
Изомеры - соединения, имеющие одинаковый качественный и количественный
состав, но разное строение, а значит, и разные свойства. Из предложенного
списка соединений первой парой изомеров являются сложный эфир метилацетат
и пропановая кислота (состав их молекул С3Н6О2):
Вторую пару изомеров составляют этиловый эфир уксусной кислоты
и бутановая кислота (их состав С4Н8О2):
1
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс. Критерии оценивания
Задание № 2.
Гомологами являются…
Ответ:
Метилацетат
Этиловый эфир уксусной кислоты
Пропановая кислота
Бутановая кислота
За каждую верную пару - 1 балл.
Максимальный балл за задание - 2
Решение.
Гомологи, наоборот, имеют сходное строение и свойства, но в гомологическом
ряду последующий член от предыдущего отличается на группу СН2. Из
предложенного списка соединений гомологами являются два сложных эфира,
метилацетат и этиловый эфир уксусной кислоты, состав молекул которых
отличается на одну метиленовую группу, т.е. С3Н6О2 и С4Н8О2:
Второй парой гомологов являются пропановая и бутановая кислоты:
Максимальный балл за задания №1-2 - 4
2
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс. Критерии оценивания
Задания № 3-4.
35.00 %
59.96 %
5.04 %
Определите химическую формулу зашифрованного вещества. Рисунки
содержат ассоциации к элементам, входящим в состав вещества, а
приведённые числа показывают их процентное содержание по массе. На
первом изображении представлены сосуды, которые используют для хранения
сжиженного простого вещества, образованного атомами зашифрованного
элемента. В ответ запишите брутто-формулу зашифрованного вещества,
расположив элементы в том же порядке, что и в ребусе. При расчётах атомные
массы элементов округляйте до десятых.
Ответ: N2O3H4
Точное совпадение ответа - 3 балла
Решение.
Выясним, каким элементам могут соответствовать изображения. Очевидно,
что сосуды Дьюара, приведённые на первой картинке, используются для
хранения сжиженных газов. Чаще всего можно встретиться с жидким азотом.
Устройство на втором изображении используется для поддержания дыхания
пациентов в лечебных заведениях, в баллоне содержится кислород. Наконец,
дирижабль на третьем рисунке наводит на мысль о водороде - ведь именно им
заправляли эти летательные аппараты. Таким образом, в состав загаданного
вещества входят элементы азот, кислород и водород. Пусть числа атомов
азота, кислорода и водорода, входящих в состав соединения, составляют x, y и
z соответственно. Определим брутто-формулу соединения NxOyHz, получим:
w(N) : w(O) : w(H) = 0.3500 : 0.5996 : 0.0504 = 6.94 : 11.89 : 1.00 = 14x : 16y
∶ z,
M
M
M
где М - молярная масса вещества.
Рассмотрим выражение: 6.94 : 11.89 = 14x : 16y, откуда х = 0.667 · y. Перебирая
M
M
целочисленные значения у, получим, что х = 2 при у = 3. Аналогично получим,
что z = 4. Таким образом, брутто-формула загаданного вещества - N2O3H4. Это
не что иное, как нитрат аммония NH4NO3.
3
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс. Критерии оценивания
Задание № 4.
Выберите тривиальное название зашифрованного вещества.
Ответ:
Аммонийная селитра
o Индийская селитра
o Чилийская селитра
o Норвежская селитра
Точное совпадение ответа - 1 балл
Решение.
Тривиальное название вещества - аммонийная селитра.
Максимальный балл за задания №3-4 - 4
Задания № 5-6.
…Профессор продолжал:
- Таким образом, с использованием химических реактивов вам надо
установить содержимое четырёх неподписанных склянок, в которых
находятся фенол, пентаналь, глицерин и уксусная кислота.
- А я могу и без реакций их определить, - выкрикнула Катя Пятёрочкина.
- Повторяю, с использованием химических реактивов.
- А чем мы располагаем? - осведомился Коля Лабораторкин.
- Мы располагаем растворами хлорида железа (III), гидрокарбоната калия,
гидроксида натрия, а также свежеосажденным гидроксидом меди (II) и
соляной кислотой. Но… прошу ответить на два вопроса:
Какое наименьшее количество реактивов понадобится для этой цели?
Ответ:
1
o 2
o 3
o 4
o 5
Точное совпадение ответа - 1 балл
4
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс. Критерии оценивания
Задание № 6.
Какие реактивы для этого понадобятся?
Ответ:
o Раствор хлорида железа (III)
o Раствор карбоната калия
Свежеосаждённый гидроксид меди (II)
o Раствор гидроксида натрия
o Соляная кислота
Точное совпадение ответа - 1 балл
Решение.
Наименьшее количество требующихся реактивов для распознавания
содержимого склянок - 1: свежеосаждённый гидроксид меди (II).
Фенол не вступает с ним в реакцию.
Пентаналь
- альдегид. Альдегиды легко окисляются. При окислении
пентаналя свежеосаждённым гидроксидом меди (II) при нагревании (это
существенно!) образуется кирпично-красный осадок оксида меди (I)
-
качественная реакция на альдегиды:
Глицерин взаимодействует со свежеосаждённым гидроксидом меди (II) в
щелочной среде без нагревания (качественная реакция на многоатомные
спирты) с образованием глицерата меди (II) ярко-синего цвета:
При реакции уксусной кислоты со свежеосаждённым гидроксидом меди (II)
при нагревании образуется раствор голубого цвета:
Максимальный балл за задания №5-6 - 2
5
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс. Критерии оценивания
Задания № 7-8.
Для придания выпечке пышности (обильной пористости) в тесто добавляют
разрыхлитель, он же «пекарский порошок»
- вещество, которое при
нагревании разлагается с образованием безопасных продуктов, содержащих
хотя бы одно газообразное вещество. В качестве такого разрыхлителя может
использоваться пищевая сода. Определите максимальный объём газа (н.у.),
который может выделиться при термическом разложении 6 граммов пищевой
соды (это около половины чайной ложки). Ответ выразите в миллилитрах,
округлите до целых.
Ответ: засчитывается в диапазоне [780; 820]
Точное совпадение ответа - 3 балла
Решение.
Запишем уравнение реакции термического разложения пищевой соды
(гидрокарбоната натрия):
2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O.
Из одного моля NaHCO3 при термическом распаде получается половина моля
углекислого газа.
Молярная масса гидрокарбоната натрия:
M(NaHCO3) = 23 + 1 + 12 + 48 = 84 г/моль.
Объём углекислого газа, получающегося из 6 граммов пищевой соды, равен:
⁄
· 1 · 6 г
V(CO2) = 22.4
= 0.8 литра или 800 мл.
2 ·84
⁄
6
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс. Критерии оценивания
Задание №8.
С помощью каких дополнительных ингредиентов (компонентов), добавляемых
в тесто, можно увеличить количество газа, получающегося из разрыхлителя?
Укажите эти ингредиенты:
Ответ:
o Сахар
Столовый уксус
o Поваренная соль
Сок лимона
o Крахмал
За каждый верный ответ - 1 балл
За каждую ошибку снимается 1 балл
Максимальный балл за задание - 2
Решение.
Увеличить объём выделяющегося газа можно добавлением в тесто
ингредиентов, содержащих пищевые кислоты: столового уксуса (водного
раствора уксусной кислоты) или сока лимона, который содержит большое
количество лимонной кислоты. Добавленные в тесто кислоты будут
реагировать с содой с выделением дополнительного количества углекислого
газа (из одного моля пищевой соды получится один моль углекислого газа):
NaHCO3 + CH3COOH = CH3COONa + CO2 + H2O
Максимальный балл за задания №7-8 - 5
7
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс. Критерии оценивания
Задание №9.
Установите соответствие между химическими реакциями и именами учёных,
в честь которых они названы.
Ответ:
М.И. Коновалов
Н.Н. Зинин
Е.Е. Вагнер
Ш.А. Вюрц
М.Г. Кучеров
С.В. Лебедев
За каждую верную пару - 1 балл.
Максимальный балл за задание - 6
8
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс. Критерии оценивания
Задание №10.
Покинув третью планету системы Медузы, корабль механика Зелёного
отправился в соседнюю галактику. И - о чудо! - первая же встреченная
планета была покрыта океанами, в которых виднелись острова.
«Ура! Снова можно гулять без скафандров!»
- обрадовалась Алиса.
«Осторожно, дочка, - предостерёг профессор Селезнёв. - Сначала надо
проверить состав атмосферы. Итак, что мы имеем:
Кислорода в воздухе примерно 20 объёмных процентов и около
60 % неона.
Воздух этой планеты примерно на 30 % легче воздуха на корабле.
При пропускании через воду объём уменьшается почти на 80 %».
«Профессор! - вмешался тут Зелёный. - Посмотрите: я открыл банку с соляной
кислотой в атмосфере этой планеты, и сразу начал образовываться белый
дым»
«Все ясно, - заключил профессор. - Без скафандров походить не удастся».
Присутствие какого газа в атмосфере планеты (помимо кислорода) обнаружил
профессор Селезнёв? Определите молярную массу газа. Ответ выразите
в г/моль, округлите до целых.
Ответ: 17
Точное совпадение ответа - 4 балла
Решение.
В тексте задания указано, что кислорода в атмосфере планеты примерно 20 %,
неона - 60 %, в то же время при пропускании через воду объём воздуха
уменьшается почти на 80 %. Поскольку кислород в воде растворим плохо,
поглощается другой компонент. Таким газом мог бы быть галогеноводород
или аммиак. Газ легче воздуха, следовательно, набор сокращается до аммиака
и фтороводорода. Образование белого дыма при взаимодействии
хлороводорода (именно он выделяется в воздух из соляной кислоты)
и неизвестного газа указывает на аммиак: NH3 + HCl = NH4Cl.
Молярная масса аммиака - 17 г/моль.
9
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс. Критерии оценивания
Задания №11-12.
Дана последовательность превращений органических веществ, с помощью
которой может быть получено вещество C, являющееся природным
консервантом. Известно, что вещество A является распространённым
органическим растворителем и простейшим представителем одного из классов
углеводородов, а в состав вещества B входит бром.
Массовая доля углерода в соединении C равна 68.85 %. Запишите молярные
массы веществ A - C. Ответ выразите в г/моль, округлите до целых.
Молярная масса вещества А…
Ответ: 78
Точное совпадение ответа - 1 балл
Молярная масса вещества B…
Ответ: 109
Точное совпадение ответа - 1 балл
Молярная масса вещества C…
Ответ: 122
Точное совпадение ответа - 1 балл
Максимальный балл за задание - 3
10
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024 г.
Пригласительный этап. 10 класс. Критерии оценивания
Задание №12.
Выберите название вещества C.
Ответ:
Бензойная кислота
o Бензойный альдегид
o Бензиловый спирт
Точное совпадение ответа - 1 балл
Решение.
Начнём расшифровку представленной цепочки превращений с анализа
брутто-формулы промежуточного вещества С8Н10. Судя по высокой величине
формальной непредельности, это вещество может быть отнесено, например,
к классу аренов. Кроме того, на стадии, приводящей нас к этому веществу,
используется хлористый алюминий - это неорганическое вещество служит
катализатором в реакциях, протекающих по механизму электрофильного
ароматического замещения. Вероятно, на этой стадии могло происходить
алкилирование ароматического кольца. Предположим, какие структурные
формулы могут соответствовать брутто-составу С8Н10:
Согласно схеме превращений, конечное вещество С получается окислением
вещества С8Н10 перманганатом калия в кислой среде. Перечисленные выше
вещества будут окисляться до карбоновых кислот: диметилбензолы
-
до фталевых кислот, а этилбензол - до бензойной кислоты. Приведённой
массовой доле углерода в веществе С соответствует только бензойная кислота.
Тогда вещество С8Н10 - это этилбензол, вещество В - бромистый этил,
а вещество А - бензол. Тогда молярные массы веществ А, В и С составляют
78, 109 и 122 г/моль соответственно. Описанные в задаче превращения могут
быть отражены в виде следующей схемы:
Максимальный балл за задания №11-12 - 4
11