Химия (с ответами). Всероссийская олимпиада школьников в Москве (2024-2025 год) - часть 8

 

  Главная      Книги - Разные     Химия (с ответами). Всероссийская олимпиада школьников в Москве (2024-2025 год)

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

   

 

   

 

содержание      ..     6      7      8      9     ..

 

 

 

Химия (с ответами). Всероссийская олимпиада школьников в Москве (2024-2025 год) - часть 8

 

 

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 10 класс
Задача 9 (24)
Пропелленты - это вещества, создающие давление внутри аэрозольного
баллона, для вытеснения продукта из упаковки. Многие косметические
средства (например, лаки для волос, дезодоранты) используют в качества
бытового пропеллента смесь пропана, н-бутана и изобутана.
В лабораторию для анализа поступил баллончик некоторого дезодоранта.
Содержимое баллончика аккуратно и количественно перенесли в герметичный
сосуд большого объёма. Все компоненты дезодоранта, кроме газа-
пропеллента, сконденсировались на дне сосуда тонким слоем. Оставшийся
газ-пропеллент откачали в другой герметичный сосуд объёмом 25 л и взвесили
его, плотность смеси при 25оС составила 2,18 г/л, а давление в сосуде
составило 99,1 кПа.
Рассчитайте массы всех компонентов газа-пропеллента (в граммах) в
исследуемом образце. Дополнительно известно, что в смеси количество
первичных атомов углерода в 11 раз больше, чем третичных. В ответ запишите
число, если число нецелое, то округлите его до десятых.
Ответ:
24.
m(пропана)
m(н-бутана)
m(изобутана)
Задача 10 (25-26)
Дана цепочка превращений:
NaC≡CH
H2 (1 экв.)
HBr
Br2 (1 экв.)
Zn
X1
X2
X3
X4
X5
X6
кат.
ROOR
t
t
Известно, что вещество X1 является моноиодалканом (массовая доля иода
64,14%) симметричного строения с нормальной углеродной цепью.
Определите вещества X2 - X6, в ответе укажите их молярные массы (г/моль) с
точностью до целых.
Ответ:
25.
Вещество X2
Вещество X3
Вещество X4
Вещество X5
Вещество X6
6
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 10 класс
Приведите название вещества X6 по систематической номенклатуре ИЮПАК.
Пример записи - 2,2-диметилбутан
Ответ:
26.
Задача 11 (27)
Дана схема превращений
А - простое кристаллическое вещество жёлтого цвета. В состав соединений
Х1 - Х7 входят атомы одного и того же элемента. Определите вещества А, Х1 -
Х7, в поля для ответов введите значения их молярных масс (в г/моль),
предварительно округлив их до целых чисел.
Ответ:
27.
Вещество A
Вещество X1
Вещество X2
Вещество X3
Вещество X4
Вещество X5
Вещество X6
Вещество X7
7
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 10 класс
Задача 12 (28-30)
Для исследования взяли бесцветные кристаллы безводной соли азотной
кислоты. Выданную соль тщательно высушили и взяли навеску массой 2,76 г,
которую поместили в пробирку-реактор. В эту же пробирку добавили избыток
раствора гидроксида натрия и внесли мелкие гранулы алюминия тоже с явным
избытком. Через некоторое время реакция началась, причём скорость её резко
возрастала, реакционная смесь закипела. Из пробирки-реактора выделялись
пары воды и два газа: X и Y. Газ X полностью поглотили водой и довели объём
раствора до 500 мл. С помощью пипетки отобрали 10 мл этого раствора и
добавили раствор фенолфталеина. Индикатор принял малиновую окраску. Для
титрования этой пробы раствора газа X потребовалось 8,00 мл раствора,
содержащего 0,100 моль/л HCl.
Какие газы X и Y выделялись из пробирки-реактора? В поля для ответов
введите их химические формулы.
Ответ:
28.
Вещество X -
29.
Вещество Y -
33. Считая выходы всех реакций количественными, определите, нитрат какого
металла взяли для исследования. В поле для ответа введите химический
символ этого металла.
Ответ:
30.
8
ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ
ХИМИЯ. 2024-2025 уч. г.
МУНИЦИПАЛЬНЫЙ ЭТАП. 10 КЛАСС
ОТВЕТЫ И КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ
Максимальный балл за работу - 100.
Задача 1 (1-4)
По правой части уравнения химической реакции восстановите левую.
Запишите формулы соединений В и С и соответствующие им коэффициенты.
Для вещества А укажите коэффициент только в реакции № 3.
№ 1. А + B → PbO2 + 2Pb(NO3)2 + 2H2O
№ 2. А + C → 3PbCl2 + Cl2 + 4H2O
№ 3. А
6PbO + O2
Ответ:
1.
Вещество A
Pb3O4
1 балл
2.
Вещество B
HNO3
1 балл
3.
Вещество C
HCl
1 балл
4.
Коэффициент для А
2
1 балл
Коэффициент для B
4
1 балл
Коэффициент для C
8
1 балл
Итого - 6 баллов.
Задача 2 (5-8)
Молекулы веществ А, Б, В, Г содержат одинаковое (небольшое) число атомов.
Газ А используют для обнаружения в растворе двухзарядных катионов
некоторых металлов. Вещество Б - огнеопасная, бесцветная, токсичная
жидкость с приятным «эфирным» запахом, горит голубоватым пламенем с
образованием вещества А и бесцветного газа Г с характерным резким запахом.
Газ Г является одним из основных компонентов вулканических газов.
Формула газа В - среднее арифметическое между формулами А и Б.
Определите вещества А, Б, В, Г и запишите их формулы в ответ.
1
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 10 класс. Ответы и критерии
Ответ:
5.
Вещество A
СО2
2 балла
6.
Вещество Б
СS2
2 балла
7.
Вещество В
COS
2 балла
8.
Вещество Г
SO2
2 балла
Итого - 8 баллов
Задача 3 (9)
Даны термохимические уравнения гидрирования бутадиена-1,3 и бутена-1:
CH2=CH-CH=CH2 + 2H2 CH3-CH2-CH2-CH3 + 235 кДж
CH2=CH-CH2-CH3 + H2 CH3-CH2-CH2-CH3 + 126 кДж
Исходя из них, оцените энергию сопряжения в бутадиене (кДж/моль,
с точностью до целых, ), т.е. абсолютное значение разности энергий бутадиена
и гипотетического углеводорода такого же строения, в котором двойные связи
изолированы, т.е. -электроны двойных связей не объединяются в единую
систему.
Ответ:
9.
17
6 баллов
Итого - 6 баллов
Решение.
При гидрировании одной двойной связи выделяется 126 кДж/моль. Если бы
в бутадиене двойные связи были изолированы, то выделялось бы
252 кДж/моль, но из-за сопряжения энергия бутадиена ниже, поэтому теплоты
выделяется меньше. Разность теплот и есть энергия сопряжения: 252 - 235 =
= 17 кДж/моль.
Задача 4 (10-12)
Два изомерных углеводорода А и В (87,8 % углерода по массе) при неполном
гидрировании
образуют
2,3-диметилбутен-2
и
4-метилпентен-1,
соответственно. При окислении А подкисленным раствором перманганата
калия образуется бутандион. При окислении изомера В в тех же условиях
образуется 3-метилбутановая (изовалериановая) кислота. В обоих случаях при
окислении выделяется углекислый газ.
Определите молекулярную формулу изомеров.
Ответ:
10.
C6H10
2 балла
2
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 10 класс. Ответы и критерии
Установите строение изомеров А и В и составьте уравнение реакции
окисления одного из них (любого). В ответе приведите сумму минимальных
целочисленных коэффициентов в уравнении реакции.
Ответ:
11.
59 или 118
4 балла
Из предложенного перечня выберите реагент, с помощью которого можно
различить изомеры А и В:
o соляная кислота;
o бромная вода;
гидроксид диамминсеребра(I);
o нитрат серебра;
o водный раствор перманганата калия.
Ответ:
12.
гидроксид диамминсеребра(I)
2 балла
Итого - 8 баллов
Решение.
1) Пусть m(CxHy) = 100 г, тогда х : y = n(C) : n(H) = (87,8/12) : (12,2/1) =
= 1:1,666 = 3 : 5. y - чётное, следовательно, молекулярная формула - С6Н10.
2) В изомерах А и В по две π-связи.
На основании анализа продуктов неполного гидрирования и окисления можно
заключить, что изомер А - 2,3-диметилбутадиен-1,3, а изомер В - 4-
метилпентин-1.
Уравнения реакций неполного гидрирования изомеров А и В:
СН2=С(СН3)С(СН3)=СН2 + Н2 СН3С(СН3)=С(СН3)СН3
СН3СН(СН3)СН2С≡СН + Н2 СН3СН(СН3)СН2СН=СН2
Уравнения реакций окисления изомеров А и В:
5СН2=С(СН3)С(СН3)=СН2 + 16KMnO4 + 24H2SO4
→5CH3C(O)C(O)CH3 + 10CO2 + 8K2SO4 + 16MnSO4 + 34H2O
Сумма коэффициентов равна 118.
5СН3СН(СН3)СН2С≡СН + 8KMnO4 + 12H2SO4
→5СН3СН(СН3)СН2СOOH + 5CO2 + 4K2SO4 + 8MnSO4 + 12H2O
Сумма коэффициентов равна 59.
3) Так как изомер В относится к алкинам с терминальной тройной связью, его
можно отличить от изомера А с помощью реактива Толленса:
СН3СН(СН3)СН2С≡СН + [Ag(NH3)2]OH →
→СН3СН(СН3)СН2С≡СAg↓ + 2NH3 + H2O
Качественным признаком реакции является выпадение осадка ацетиленида
серебра. Изомер А - 2,3-диметилбутадиен-1,3 такой реакции не даёт.
3
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 10 класс. Ответы и критерии
Задача 5 (13-17)
Иногда некоторые вещества или соединения в химии получают достаточно
причудливые названия. Например - царская водка, стекло цвета «рубинового
золота» или даже название «дьявольская руда». Элемент Z также имеет
интересное название - в переводе на русский «волчья пена». Это название
дали средневековые металлурги, считая, что минерал, образованный этим
элементом, пожирает олово, как волк овцу. Ниже представлена схема синтеза
простого вещества Y, образованного этим элементом, из некоторой соли Y1.
Na2CO3
HCl
800oC
H2, toC
Y1
Y2
Y3
Y4
Y
(Z) = 63,9 %
(Z) = 79,3 %
Дополнительно известно, что в соединениях Y1-Y4 элемент Z проявляет одну
и ту же степень окисления +6.
Определите вещества Y, Y1-Y4. В ответ запишите их формулы.
Ответ:
13.
Вещество Y
W
2 балла
14.
Вещество Y1
CaWO4
2 балла
15.
Вещество Y2
Na2WO4
2 балла
16.
Вещество Y3
H2WO4
2 балла
17.
Вещество Y4
WO3
2 балла
Итого - 10 баллов.
Решение.
Вещество Y4 образуется в ходе разложения вещества Y3, а затем при его
восстановлении водородом образуется простое вещество Y. Такая цепочка
превращений характерна для оксидов, тогда Y4 можно представить в виде ZO3.
Зная массовую долю, найдём элемент Z:
M(Z) = 48/0,2069 · 0,7931 = 184 г/моль, что соответствует вольфраму,
следовательно,
Z/Y - W, Y4 - WO3
Так как в соединениях Y1-Y4 вольфрам проявляет одну и туже степень
окисления +6, то Y1, скорее всего, соль с кислотным остатком WO42-. Тогда
M(Y1) = 184/0,639 = 288 г/моль. Проверим одно- и двухзарядные катионы:
M2WO4, M(M) = 20 г/моль - не подходит
MWO4, M(M) = 40 г/моль, следовательно Y1 - СaWO4 (минерал шеелит).
Так как в ходе реакций не происходит изменения степени окисления
вольфрама, значит, это - не окислительно-восстановительные реакции:
CaWO4 + Na2CO3 Na2WO4 (Y2) + CaCO3
4
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 10 класс. Ответы и критерии
Na2WO4 + 2HCl H2WO4 (Y3) + 2NaCl
H2WO4 WO3 + H2O
WO3 + 3H2 W + 3H2O
Задача 6 (18)
Различные термохимические параметры (например, теплоту сгорания или
теплоту образования вещества) можно оценить, используя метод групповых
вкладов, т.е. считая, что одинаковые элементы, например, химические связи,
вносят один и тот же вклад в искомый параметр. Известны следующие
удельные теплоты сгорания следующих веществ:
Удельная теплота сгорания,
Вещество
МДж/кг
Полиэтилен
46,88
Натуральный каучук (полимер изопрена)
44,70
На основании этих данных и используя метод групповых вкладов от
химических связей (помните, что мономеры полимерной цепи соединены друг
с другом дополнительной связью С-С) рассчитайте удельную теплоту
сгорания (МДж/кг) бутадиенового каучука. В ответ запишите число, округлив
его до десятых.
Подсказка:
Полиэтилен
Полибутадиен
Полиизопрен
(-СH2-CH2-)n
(-СН2-СН=СН-СН2-)n
(-СН2-С(СН3)=СН-СН2-)n
Ответ:
18.
44,2 [43,8 до 44,6]
8 баллов
Итого - 8 баллов.
Решение.
Для начала пересчитаем удельные теплоты сгорания на 1 моль мономеров
цепи:
Qсгор(полиэтилена) = 46,88 · 28/1000 = 1,31 МДж/моль
Qсгор(нат.кауч.) = 44,7 · 68/1000 = 3,04 МДж/моль
Каждое звено полиэтилена состоит из 2 связей С-С (так как мономеры
полимера связаны между собой ещё одной связью С-С) и 4 связей С-Н.
Мономерное звено полиизопрена включает 4 связи С-С, 8 связей С-Н и одну
связь С=С.
Мономерное звено полибутадиена - 3 связи С-С, 6 связей С-Н и одна связь
С=С.
Пусть Qсгор(C-C) = x, Qсгор(C-H) = y, Qсгор(C=C) = z, тогда
1,31 = 2x + 4y
5
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 10 класс. Ответы и критерии
3,04 = 4x + 8y + z = 2(2x + 4y) + z = 2 · 1,31 + z, отсюда z = 0,42 МДж/моль
Молярная теплота сгорания бутадиенового каучука:
Qсгор(бут.кауч.) = 3x + 6y + z = 1,5(2x + 4y) + z = 1,5 · 1,31 + 0,42 = 2,385
МДж/моль.
Удельная теплота сгорания:
Qсгор(бут.кауч.) = 2,385 · 1000/54 = 44,2 МДж/кг.
Задача 7 (19-20)
Вещество Х имеет широкое применение в пищевой промышленности -
в качестве консерванта, антиоксиданта, отбеливателя и разрыхлителя:
например, эта добавка предотвращает быстрое потемнение пищи и тем самым,
сохраняет её первоначальный вид.
Синтез этого соединения достаточно прост: избыток газа A1 (н.у. = 2,86 г/л)
пропускают через раствор гидроксида натрия. Образовавшуюся соль A2
выделяют и нагревают при 150-200оС. При этом образуется вещество Х,
а потеря массы при нагревании составляет 8,65%.
Определите зашифрованные вещества Х, А1, А2. В ответ запишите значения
их молярных масс (г/моль) с точностью до целых.
Ответ:
19.
Вещество Х
190
2 балла
Вещество А1
64
2 балла
Вещество А2
104
2 балла
Как называется кислотный остаток, образующий вещество Х? В ответ
запишите это название, используя русские буквы. Если данный кислотный
остаток имеет несколько возможных названий, напишите любое из них.
Х =
____________________ натрия
Ответ:
20.
бисульфит ИЛИ дисульфит ИЛИ пиросульфит
2 баллов
ИЛИ метабисульфит
Итого - 8 баллов.
Решение.
M(A1) = 2,86 · 22,4 = 64 г/моль, что соответствует SO2.
SO2(изб) + NaOH = NaHSO3 (A2, M = 104 г/моль)
При более высоких температурах разложение протекает согласно реакции:
2NaHSO3 Na2SO3 + SO2 + H2O
Но потеря массы составит в этом случае: 82/208 = 38,42%.
Потеря массы достаточно низкая, скорее всего в ходе реакции произошло
только отщепление воды, тогда
2NaHSO3 Na2S2O5 + H2O
6
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 10 класс. Ответы и критерии
Потеря массы: 18/208 = 8,65%
Следовательно, Х = Na2S2O5 (M = 190 г/моль)
Эта соль имеет название: бисульфит ИЛИ дисульфит ИЛИ пиросульфит
ИЛИ метабисульфит натрия.
Задача 8 (21-23)
Ниже схематично приведены процессы, в которых участвуют металл М и его
соединения М1-М4. Вещество HA - одноосновная кислота, которая может
образовывать кислые соли. Вещества X1 и X2 - газы, плотности которых при
н.у. равны 0,0893 г/л и 1,9643 г/л соответственно. Соединения металла M
окрашивают пламя в кирпично-красный цвет.
HCl(к.)
AgNO3
M2
HA
HNO3(к
M1
M
M3
- X1
- X2
KOH(р-р)
раствор M4
H2О взвесь M4
в воде
в воде
Определите молярные массы HA, M, M1-M4 (г/моль, с точностью до целых).
Укажите сумму минимальных целочисленных коэффициентов в реакции
металла М с концентрированной азотной кислотой. Других газообразных
продуктов кроме X2 в этой реакции не образуется.
Ответ:
21.
Вещество HA
20 г/моль
1 балл
Вещество M
40 г/моль
1 балл
Вещество M1
78 г/моль
1 балл
Вещество M2
111 г/моль
1 балл
Вещество M3
164 г/моль
1 балл
Вещество M4
74 г/моль
1 балл
Сумма коэффициентов
24
1 балл
Какое тривиальное название у взвеси M4 в воде?
Ответ:
22.
известковое молоко
1 балл
7
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 10 класс. Ответы и критерии
Какое тривиальное название у раствора M4 в воде?
Ответ:
23.
известковая вода
1 балл
Итого - 9 баллов.
Решение.
1) Вещества, их формулы и молярные массы:
Вещество
HA
X1
X2
M
M1
M2
M3
M4
Формула
HF
H2
N2O
Ca
CaF2
CaCl2
Ca(NO3)2
Ca(OH)2
Молярная
масса,
20
2
44
40
78
111
164
74
г/моль
2) Реакция между концентрированной азотной кислотой и металлом М:
4Ca + 10HNO3 → 4Ca(NO3)2 + N2O + 5H2O
Сумма коэффициентов в этой реакции равна 24.
3) Взвесь гидроксида кальция в воде называется «известковое молоко»,
раствор гидроксида кальция в воде называется «известковая вода».
Задача 9 (24)
Пропелленты - это вещества, создающие давление внутри аэрозольного
баллона, для вытеснения продукта из упаковки. Многие косметические
средства (например, лаки для волос, дезодоранты) используют в качества
бытового пропеллента смесь пропана, н-бутана и изобутана.
В лабораторию для анализа поступил баллончик некоторого дезодоранта.
Содержимое баллончика аккуратно и количественно перенесли в герметичный
сосуд большого объёма. Все компоненты дезодоранта, кроме газа-
пропеллента, сконденсировались на дне сосуда тонким слоем. Оставшийся
газ-пропеллент откачали в другой герметичный сосуд объёмом 25 л и взвесили
его, плотность смеси при 25оС составила 2,18 г/л, а давление в сосуде
составило 99,1 кПа.
Рассчитайте массы всех компонентов газа-пропеллента (в граммах)
в исследуемом образце. Дополнительно известно, что в смеси количество
первичных атомов углерода в 11 раз больше, чем третичных. В ответ запишите
число, если число нецелое, то округлите его до десятых.
Ответ:
24.
m(пропана)
11 г
3 балла
m(н-бутана)
31,9 г
3 балла
m(изобутана)
11,6 г
3 балла
Итого - 9 баллов.
8
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 10 класс. Ответы и критерии
Решение.
Пусть v(пропана) = x моль, v(н-бутана) = y моль, v(изобутана) = z моль.
m(смеси) = 25 · 2,18 = 54,5 г
v(смеси) = 99,1 · 25/(298 · 8,314) = 1 моль
Тогда получим систему уравнений,
44x + 58(y + z) = 54,5
x + (y + z) = 1
Из этой системы можно найти:
x = 0,25 моль, следовательно, m(пропана) = 11 г.
y + z = 0,75 моль.
vперв) = 2 · 0,25 + 2y + 3z = 0,5 + 2(y + z) + z = 0,5 + 2 · 0,75 + z = 2 + z
v(Cтрет) = z
vперв) = 11v(Cтрет)
2 + z = 11z
z = 0,2 моль, следовательно, y = 0,55 моль
m(н-бутана) = 0,55 · 58 = 31,9 г
m(изобутана) = 0,2 · 58 = 11,6 г
Задача 10 (25-26)
Дана цепочка превращений:
NaC≡CH
HBr
Br2 (1 экв.)
Zn
H2 (1 экв.)
X1
X2
X3
X4
X5
X6
кат.
ROOR
t
t
Известно, что вещество X1 является моноиодалканом (массовая доля иода
64,14%) симметричного строения с нормальной углеродной цепью.
Определите вещества X2-X6, в ответе укажите их молярные массы (г/моль)
с точностью до целых.
Ответ:
25.
Вещество X2
96
2 балла
Вещество X3
98
2 балла
Вещество X4
179
2 балла
Вещество X5
258
2 балла
Вещество X6
98
2 балла
Приведите название вещества X6 по систематической номенклатуре ИЮПАК.
Пример записи - 2,2-диметилбутан
Ответ:
26.
1,1-диэтилциклопропан
2 балла
Итого - 12 баллов.
9
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 10 класс. Ответы и критерии
Решение.
Вещество
X1
X2
X3
Структурная формула
I
Молярная масса, г/моль
198
96
98
Вещество
X4
X5
X6
Br
Структурная формула
Br
Br
Молярная масса, г/моль
179
258
98
Название X6: 1,1-диэтилциклопропан
Задача 11 (27)
Дана схема превращений
А - простое кристаллическое вещество жёлтого цвета. В состав соединений
Х1-Х7 входят атомы одного и того же элемента. Определите вещества А,
Х17, в поля для ответов введите значения их молярных масс (в г/моль),
предварительно округлив их до целых чисел.
Ответ:
27.
Вещество A
32 или 256
1 балл
Вещество X1
34
1 балл
Вещество X2
64
1 балл
10
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 10 класс. Ответы и критерии
Вещество X3
80
1 балл
Вещество X4
98
1 балл
Вещество X5
142 или 120
1 балл
Вещество X6
126
1 балл
Вещество X7
158
1 балл
Итого - 8 баллов.
Решение.
Простое вещество А, кристаллическое, жёлтого цвета, - это сера S (32 г/моль
или S8, 256 г/моль).
X1 - сероводород H2S (34 г/моль)
S + H2 = H2S
X2 - сернистый газ SO2 (64 г/моль)
S + H2 = H2S
2H2S + 3O2 (изб.) = 2SO2 + 2H2O
X3 - серный ангидрид SO3 (80 г/моль)
2SO2 + O2 (катал.) = 2SO3
X4 - серная кислота H2SO4 (98 г/моль)
SO3 + H2O = H2SO4
X5 - сульфат натрия Na2SO4 (142 г/моль) или гидросульфат натрия NaHSO4
(120 г/моль)
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O
X6 - сульфит натрия Na2SO3 (126 г/моль)
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O
SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O
X7 - тиосульфат натрия Na2S2O3 (158 г/моль)
S + Na2SO3 = Na2S2O3
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + S + H2O
Задача 12 (28-30)
Для исследования взяли бесцветные кристаллы безводной соли азотной
кислоты. Выданную соль тщательно высушили и взяли навеску массой 2,76 г,
которую поместили в пробирку-реактор. В эту же пробирку добавили избыток
раствора гидроксида натрия и внесли мелкие гранулы алюминия тоже с явным
избытком. Через некоторое время реакция началась, причём скорость её резко
возрастала, реакционная смесь закипела. Из пробирки-реактора выделялись
пары воды и два газа: X и Y. Газ X полностью поглотили водой и довели объём
раствора до 500 мл. С помощью пипетки отобрали 10 мл этого раствора и
добавили раствор фенолфталеина. Индикатор принял малиновую окраску. Для
11
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 10 класс. Ответы и критерии
титрования этой пробы раствора газа X потребовалось 8,00 мл раствора,
содержащего 0,100 моль/л HCl.
Какие газы X и Y выделялись из пробирки-реактора? В поля для ответов
введите их химические формулы.
Ответ:
28.
Вещество X
NH3
2 балла
29.
Вещество Y
H2
2 балла
Считая выходы всех реакций количественными, определите, нитрат какого
металла взяли для исследования. В поле для ответа введите химический
символ этого металла.
Ответ:
30.
Li
4 балла
Итого - 8 баллов.
Решение.
Газ Х - аммиак NH3, образуется при восстановлении нитратов алюминием
в щелочной среде:
3NO3- + 8Al + 18H2O + 5OH- = 3NH3 + 8[Al(OH)4]-
Y - водород H2, образуется при действии избытка щелочи на гранулы
алюминия:
2Al + 6H2O + 2OH- = 3H2 + 2[Al(OH)4]-
Аммиак титруют соляной кислотой:
NH3 + HCl = NH4Cl
Количество аммиака в 10 мл пробы:
8,00 мл
0,100 моль/л
4
n
n
8,0010
моль
NH
3
HCl
1000 мл/л
Общее количество аммиака, выделившегося в процессе восстановления
нитрата:
4
n
8,0010
моль
50 = 0,04 моль
NH
3
Если нитрат одновалентного металла, то его молярная масса
2,76 г
M
= 69 г/моль
MeNO
3
0,04 моль
M
69 г/моль62 г/моль = 7 г/моль. Металл - литий Li.
Me
№ Задачи
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Баллы
6
8
6
8
10
8
8
9
9
12
8
8
Максимальный балл за работу - 100.
12
ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ
ХИМИЯ. 2024-2025 уч. г.
МУНИЦИПАЛЬНЫЙ ЭТАП. 11 КЛАСС
Максимальный балл за работу - 100.
Задача 1 (1-3)
Неорганическое вещество А изоэлектронно бензолу. По физическим
свойствам А и бензол похожи. При очень сильном нагревании А отщепляет
водород и превращается в бинарное соединение В, которое изоэлектронно
кристаллическому углероду и по твёрдости приближается к алмазу. Вещество
A получают при нагревании смеси двух газообразных водородных
соединений - газа C и NH3, взятых в соотношении 1:2.
3C + 6NH3 2A + …
Установите формулы веществ A-C.
Ответ:
1.
Вещество A
2.
Вещество B
3.
Вещество C
Задача 2 (4-6)
Химический анализ бесцветного кристаллического соединения А показал
наличие атомов трёх химических элементов: С, Н и О, массовые доли которых
равны 34,6%, 3,9% и 61,5%. При нагревании вещества А выше 140°С образуется
жидкое при комнатной температуре вещество и газ В, массовая доля кислорода
в котором составляет 72,7%. Если же вещество А нагреть в присутствии оксида
фосфора(V), то образуется газообразное вещество С с резким удушливым
запахом. Газ С при хранении или при сжижении полимеризуется. Известно, что
С - бинарное соединение, массовая доля кислорода в котором 47,1%.
Установите молекулярные формулы веществ А-С.
Ответ:
4.
Вещество A
5.
Вещество B
6.
Вещество C
1
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс
Задача 3 (7)
При взаимодействии неразветвленного кетона с реактивом Гриньяра CH3MgBr
и последующем гидролизе образовался спирт, дегидратацией которого был
получен алкен. При озонировании этого алкена образуются ацетальдегид
и бутанон.
Определите структуру исходного кетона. В ответ запишите его систематическое
название. Пример записи- деканон-5
Ответ:
7.
Задача 4 (8-11)
Соединения элемента Х мало изучаются в школьном курсе химии. Однако,
кислота A (17,5 % X по массе) и соль B, содержащие этот элемент, продаются
в аптеках и используются в быту. На основе схем и уравнений превращений,
приведённых ниже, установите формулы X и его соединений A - C.
X + 3HNO3 A + …
4A + 2NaOH B + 7H2O
C
2X + 3H2
Ответ:
8.
Формула X
9.
Вещество A
10.
Вещество B
11.
Вещество C
Задача 5 (12-13)
Оранжевый раствор вещества А окрашивает пламя горелки в фиолетовый
цвет. К раствору А добавили избыток 20 %-й соляной кислоты. Изменение
цвета при этом не наблюдалось. К полученному раствору добавили избыток
цинковой пыли. Началась бурная реакция с выделением газа, в ходе реакции
цвет раствора изменился сначала на зелёный, а затем на ярко-голубой.
Полученный голубой раствор отфильтровали от избытка цинковой пыли
и добавили к фильтрату насыщенный раствор ацетата натрия. При этом выпал
малиновый осадок вещества Б. Вещество Б диамагнитно (не имеет
неспаренных электронов), имеет молекулярное строение и содержит 42,55 %
кислорода (по массе). При расчётах используйте целочисленные значения
молярных масс.
2
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс
Какой газ начинает выделяться при добавлении цинковой пыли? Введите
молярную массу этого газа с точностью до целых.
Ответ:
12.
Какой металл входит в состав соединений А и Б? Введите его порядковый
номер в периодической системе.
Ответ:
12.
Чему равна молярная масса соединения А? Приведите ответ с точностью
до целых.
Ответ:
12.
Чему равна молярная масса соединения Б? Приведите ответ с точностью
до целых.
Ответ:
13.
Задача 6 (14)
Углеводород А содержит 83,33 % углерода (по массе). При бромировании А
бромом на свету образуется единственное монобромпроизводное Б.
Соединение Б растворили в безводном диэтиловом эфире и добавили
магниевую стружку. После растворения магния полученный раствор охладили
и добавили к раствору сухой лёд. После завершения реакции реакционную
смесь вылили в стакан с избытком 10 % соляной кислоты. После экстракции
смеси диэтиловым эфиром и упаривания экстракта было выделено
соединение В. Нагревание соединения В с оксидом кальция приводит
к образованию нерастворимого в воде органического соединения Г.
Нагревание Г с гидразином и гидроксидом калия даёт углеводород Д.
Определите неизвестные вещества А-Д. Для веществ А-Г в ответе укажите
молярные массы (г/моль, с точностью до целых), а для вещества Д - число
первичных, вторичных, третичных и четвертичных атомов углерода.
Ответ:
14.
Молярная масса А
Молярная масса Б
Молярная масса В
Молярная масса Г
Количество первичных
атомов углерода в молекуле Д
Количество вторичных
атомов углерода в молекуле Д
3
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс
Количество третичных
атомов углерода в молекуле Д
Количество четвертичных
атомов углерода в молекуле Д
Задача 7 (15-18)
Необычное бинарное соединение X образовано элементами одного периода
периодической системы элементов. Данное соединение впервые было
получено в 1943 году. Вещество Х обладает следующей структурой:
При взаимодействии 2,00 г соединения X с избытком воды образуется 67,88 мл
водорода (при н.у.), осадок простого вещества Y и вещество Z, из-за которого
полученный раствор имеет сильнощелочную среду. Вещество Y известно
человечеству с древности и не растворяется в азотной и соляной кислотах,
но растворяется в их смеси. Вещество Z окрашивает пламя горелки в
характерный цвет, за что элемент, входящий в состав Z, и получил своё
название.
Определите неизвестные вещества X, Y и Z. Запишите их формулы.
Рассчитайте массу осадка Y (в граммах, с точностью до сотых). При расчётах
используйте целочисленные значения молярных масс.
Ответ:
15.
Вещество X
16.
Вещество Y
17.
Вещество Z
18.
Масса осадка Y
4
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс
Задача 8 (18)
Установите соответствие между восстановителями и продуктами, которые
образуются при действии этих восстановителей на соединение А.
Восстановитель:
А) LiAlH4
Б) NaBH4
В) H2 (1 атм), Pd/C
Г) N2H4, KOH, t
Д) H2 (50 атм), Ni, t
Ответ:
А
Б
В
Г
Д
Задача 9 (20)
Ниже схематично приведены процессы, в которых участвуют металл М и его
соединения М1 - М4. Вещество HA - одноосновная кислота, в реакциях
металлов с ней часто образуются различные газообразные продукты.
Вещества X1 - X3 являются газами, плотность X1 при н.у. равна 0,0893 г/л,
плотность X3 при тех же условиях равна 3,17 г/л. При разложении соединения
M1 образуется только два окрашенных оксида, один из которых является
катализатором разложения пероксида водорода.
5
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс
HA(15%)
HA(конц.)
t
M1
M
M1
M4
- X1
- X2
- X2
KOH(р-р)
HCl(разб.)
HCl(конц.)
M2
M
3
- X3
1) Определите молярные массы (г/моль) веществ HA, X1 - X3, M, M1 - M4.
Атомные массы элементов необходимо брать с точностью до целых, кроме
хлора, его атомную массу примите равной 35,5.
Ответ:
20.
Вещество HA
Вещество X1
Вещество X2
Вещество X3
Вещество M
Вещество M1
Вещество M2
Вещество M3
Вещество M4
2) Укажите сумму минимальных целочисленных коэффициентов в реакции
металла М с концентрированной кислотой HA. Других газообразных
продуктов кроме X2 в этой реакции не образуется.
Ответ:
20.
3) Укажите сумму минимальных целочисленных коэффициентов в реакции
между X1 и X2. Известно, что в этой реакции образуется простое вещество.
Ответ:
20.
6
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс
Задача 10 (21-23)
Токсичное вещество X можно получить несколькими способами:
NaClO
t; p
NaClO (NH2)2CO
NH3
X
NaOH; t
H2O2
ацетон
При окислении вещества X сернокислым раствором перманганата калия
выделяется газ Y с плотностью по водороду 14. Соотношение между
перманганатом калия и X в реакции составляет 4:5.
Определите вещества X и Y. В ответе укажите их формулы.
При окислении кислородом 1 моль вещества X выделяется 623 кДж теплоты.
Теплоты образования некоторых веществ, упомянутых в задаче, приведены
ниже в таблице.
Вещество
X
Y
H2O(ж.)
NH3(г.)
Qобр, кДж/моль
?
0
286
46
Ответ:
21.
Вещество X
22.
Вещество Y
Рассчитайте теплоту образования вещества X и теплоту гипотетической
реакции между X и водородом (коэффициенты должны быть минимальными
и целочисленными). Дайте ответ в кДж/моль и кДж соответственно,
с точностью до целых.
Ответ:
23.
Теплота образования X
Теплота реакции (X + H2)
7
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс
Задача 11 (24-27)
Собрали прибор, как показано на рисунке, и проверили его на герметичность.
Колба Вюрца (на рис. показана цифрой 1) служила реактором, её объем
составлял 500 мл. С помощью делительной воронки в эту колбу-реактор
поочерёдно добавляли следующие растворы: 30 мл 0,5 М нитрита натрия,
50 мл 1 М иодида калия и 50 мл 2 М серной кислоты. Из реакционной смеси
выделялся газ Х. Его последовательно пропускали через колонку
(2),
заполненную фосфорным ангидридом, банку (3), заполненную раствором
гидроксида натрия. Затем газ Х собирали над водой в цилиндр (4).
Какой газ X получали в данном приборе? Приведите его формулу.
Ответ:
24.
Газ X
Какое теоретически возможное количество вещества Х образовалось в колбе-
реакторе (1)? Ответ выразите в миллимолях и округлите до целых.
Ответ:
25.
Количество вещества Х
Масса банки (3) с раствором щелочи после опыта немного увеличилась.
Рассчитайте, на сколько миллиграммов теоретически могла увеличиться масса
этой банки, если принять, что опыт проводили при нормальных условиях.
Объёмами исходного воздуха в колонке (2), банке (3) и соединительных
трубках пренебречь. Также следует пренебречь растворимостью Х. Ответ
округлите до целых.
Ответ:
26.
Масса увеличиться на
8
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс
Газ X, который собирали в цилиндре (4), в качестве основной примеси
содержал значительное количество газа Y. Какой это газ? Введите значение
его молярной массы (в г/моль), предварительно округлив до целого числа.
Ответ:
27.
Молярная масса Х
Задача 12 (28)
Дана схема превращений
А - простое вещество белого цвета. При комнатной температуре мягкое как
воск, режется ножом. Медленно окисляется на воздухе, при слабом
нагревании воспламеняется. В состав соединений Х1 - Х7 входят атомы одного
и того же элемента. Определите вещества А, Х1 - Х7, в поля для ответов
введите значения их молярных масс (в г/моль), предварительно округлив до
целых чисел.
Ответ:
28.
Вещество A
Вещество X1
Вещество X2
Вещество X3
Вещество X4
Вещество X5
Вещество X6
Вещество X7
9
ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ
ХИМИЯ. 2024-2025 уч. г.
МУНИЦИПАЛЬНЫЙ ЭТАП. 11 КЛАСС
ОТВЕТЫ И КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ
Максимальный балл за работу - 100.
Задача 1 (1-3)
Неорганическое вещество А изоэлектронно бензолу. По физическим
свойствам А и бензол похожи. При очень сильном нагревании А отщепляет
водород и превращается в бинарное соединение В, которое изоэлектронно
кристаллическому углероду и по твёрдости приближается к алмазу. Вещество
A получают при нагревании смеси двух газообразных водородных
соединений - газа C и NH3, взятых в соотношении 1:2.
3C + 6NH3 2A + …
Установите формулы веществ A-C.
Вещество A
B3N3H6 или H6B3N3
2 балла
Ответ:
1.
или N3B3H6
2.
Вещество B
BN или NB
2 балла
3.
Вещество C
B2H6 или H6B2
2 балла
Итого - 6 баллов.
Задача 2 (4-6)
Химический анализ бесцветного кристаллического соединения А показал
наличие атомов трёх химических элементов: С, Н и О, массовые доли которых
равны 34,6%, 3,9% и 61,5%. При нагревании вещества А выше 140°С образуется
жидкое при комнатной температуре вещество и газ В, массовая доля кислорода
в котором составляет 72,7%. Если же вещество А нагреть в присутствии оксида
фосфора(V), то образуется газообразное вещество С с резким удушливым
запахом. Газ С при хранении или при сжижении полимеризуется. Известно, что
С - бинарное соединение, массовая доля кислорода в котором 47,1%.
Установите молекулярные формулы веществ А-С.
Ответ:
4.
Вещество A
C3H4O4 или H4C3O4
2 балла
5.
Вещество B
CO2
2 балла
6.
Вещество C
C3O2 или O2C3
2 балла
Итого - 6 баллов.
1
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс. Ответы и критерии
Решение.
Пусть m(CxHyOz) = 100 г. Тогда x : y : z = (34,6/12) : (3,9/1) : (61,5/16) = 3 : 4 : 4.
Простейшая формула А - С3Н4О4.
Расчёт формулы газа В. Наиболее вероятно, что вторым элементом в газе В
является углерод, так как этот газ образуется при нагревании соединения
состава С3Н4О4. Если молекула газа В содержит один атом кислорода, то его
молярная масса равна 16/0,727 = 22 г/моль. Оксида углерода с такой молярной
массой не существует. Если молекула газа В содержит два атома кислорода,
то его молярная масса равна 32/0,727 = 44 г/моль. Этой молярной массе
соответствует углекислый газ.
Расчёт формулы газа С. Оксид фосфора (V) используется как активное
дегидратирующее средство. Следовательно, соединение А под действием этого
соединения теряет воду и превращается в бинарное соединение СnОm, в котором
массовая доля кислорода составляет 47,1 %. Если молекула газа С содержит один
атом кислорода, то его молярная масса равна 16 / 0,471 = 34 г/моль. Соединения
углерода и кислорода с такой молярной массой не существует. Если молекула
газа С содержит два атома кислорода, то его молярная масса равна
32 / 0,471 = 68 г/моль. Этой молярной массе соответствует субоксид углерода
(диоксид триуглерода) - С3О2.(О=С=С=С=О).
Этот оксид образуется при нагревании малоновой кислоты в присутствии
оксида фосфора (V):
HOOCCH2COOH → О=С=С=С=О +2H2O
При нагревании малоновой кислоты при температуре выше температуры
плавления происходит реакция декарбоксилирования, в результате которой
образуется жидкое вещество - уксусная кислота и углекислый газ.
HOOCCH2COOH → СН3СООН + СО2
Задача 3 (7)
При взаимодействии неразветвленного кетона с реактивом Гриньяра CH3MgBr
и последующем гидролизе образовался спирт, дегидратацией которого был
получен алкен. При озонировании этого алкена образуются ацетальдегид
и бутанон.
Определите структуру исходного кетона. В ответ запишите его систематическое
название. Пример записи - деканон-5
Ответ:
7.
пентанон-3
6 баллов
Итого - 6 баллов.
2
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс. Ответы и критерии
Решение.
Продуктами озонирования алкена, который образуется при дегидратации
спирта, являются ацетальдегид и бутанон. На основании анализа продуктов
озонолиза можно определить строение алкена, который образуется при
дегидратации полученного спирта. Этим алкеном является 3-метилпентен-2:
О3
СН3СН=С(СН3)СН2СН3 → СН3СНО + СН3С(О)СН2СН3.
Этот алкен может образоваться при дегидратации вторичного спирта
СН3СН(OH)СH(СН3)СН2СН3
или
третичного
спирта
CH3CH2C(OH)(CH3)CH2CH3. Но из кетонов по реакции Гриньяра получают
третичные спирты. Искомый кетон содержал 6 - 1 = 5 атомов углерода
и кислород при третьем атоме углерода, это
- пентанон-3:
CH3CH2C(O)CH2CH3.
Задача 4 (8-11)
Соединения элемента Х мало изучаются в школьном курсе химии. Однако,
кислота A (17,5 % X по массе) и соль B, содержащие этот элемент, продаются
в аптеках и используются в быту. На основе схем и уравнений превращений,
приведённых ниже, установите формулы X и его соединений A - C.
X + 3HNO3 A + …
4A + 2NaOH B + 7H2O
C
2X + 3H2
Ответ:
8.
Формула X
B
2 балла
9.
Вещество A
H3BO3 или B(OH)3
2 балла
10.
Вещество B
Na2B4O7
2 балла
11.
Вещество C
B2H6
2 балла
Итого - 8 баллов.
Задача 5 (12-13)
Оранжевый раствор вещества А окрашивает пламя горелки в фиолетовый
цвет. К раствору А добавили избыток 20 %-й соляной кислоты. Изменение
цвета при этом не наблюдалось. К полученному раствору добавили избыток
цинковой пыли. Началась бурная реакция с выделением газа, в ходе реакции
цвет раствора изменился сначала на зелёный, а затем на ярко-голубой.
Полученный голубой раствор отфильтровали от избытка цинковой пыли
и добавили к фильтрату насыщенный раствор ацетата натрия. При этом выпал
малиновый осадок вещества Б. Вещество Б диамагнитно (не имеет
3
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс. Ответы и критерии
неспаренных электронов), имеет молекулярное строение и содержит 42,55 %
кислорода (по массе). При расчётах используйте целочисленные значения
молярных масс.
Какой газ начинает выделяться при добавлении цинковой пыли? Введите
молярную массу этого газа с точностью до целых.
Ответ:
12.
2 г/моль
1 балл
Какой металл входит в состав соединений А и Б? Введите его порядковый
номер в периодической системе.
Ответ:
12.
24
2 балла
Чему равна молярная масса соединения А? Приведите ответ с точностью
до целых.
Ответ:
12.
294 г/моль
1 балл
Чему равна молярная масса соединения Б? Приведите ответ с точностью
до целых.
Ответ:
13.
376 г/моль
4 балла
за ответ 188 г/моль
2 балла
Итого - 8 баллов.
Решение.
Изменение окраски веществ в ходе описанных реакций указывает на
соединения хрома. Исходное вещество А - дихромат калия K2Cr2O7. При
добавлении цинковой пыли к подкисленному раствору начинает выделять
водород Н2. Атомарный водород восстанавливает хром сначала до CrCl3
(зелёная окраска), а затем до CrCl2 (голубая окраска). При добавлении ацетата
натрия выпадает гидрат ацетата хрома (II) (количество кристаллизационной
воды можно вычислить по массовой доле кислорода). Данное соединение
имеет димерное строение и содержит связь Cr-Cr: Cr2(CH3COO)4·2H2O.
Задача 6 (14)
Углеводород А содержит 83,33 % углерода (по массе). При бромировании А
бромом на свету образуется единственное монобромпроизводное Б.
Соединение Б растворили в безводном диэтиловом эфире и добавили
магниевую стружку. После растворения магния полученный раствор охладили
и добавили к раствору сухой лёд. После завершения реакции реакционную
смесь вылили в стакан с избытком 10 % соляной кислоты. После экстракции
4
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс. Ответы и критерии
смеси диэтиловым эфиром и упаривания экстракта было выделено
соединение В. Нагревание соединения В с оксидом кальция приводит
к образованию нерастворимого в воде органического соединения Г.
Нагревание Г с гидразином и гидроксидом калия даёт углеводород Д.
Определите неизвестные вещества А-Д. Для веществ А-Г в ответе укажите
молярные массы (г/моль, с точностью до целых), а для вещества Д - число
первичных, вторичных, третичных и четвертичных атомов углерода.
Ответ:
14.
Молярная масса А
72 г/моль
1 балл
Молярная масса Б
151 г/моль
1 балл
Молярная масса В
116 г/моль
2 балла
Молярная масса Г
170 г/моль
2 балла
Количество первичных
6
1 балл
атомов углерода в молекуле Д
Количество вторичных
3
1 балл
атомов углерода в молекуле Д
Количество третичных
0
1 балл
атомов углерода в молекуле Д
Количество четвертичных
2
1 балл
атомов углерода в молекуле Д
Итого - 10 баллов.
Решение.
Исходя из массовой доли углерода в А, находим, что его формула С5H12.
Поскольку
при
его
бромировании
образуется
единственное
монобромпроизводное, соединение А
- это
2,2-диметилпропан. Тогда
соединение Б - это 1-бром-2,2-диметилпропан. Взаимодействие с магнием
даёт реактив Гриньяра, который при взаимодействии с углекислым газом и
последующем подкислении даёт
3,3-диметилбутановую кислоту В.
Нагревание кислоты В с оксидом кальция даёт 2,2,6,6-тетраметилгептанон-4
Г. Восстановление кетона Г гидразином в щелочной среде даёт 2,2,6,6-
тетраметилгептан Д.
А
Б
В
Г
Д
5
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс. Ответы и критерии
Задача 7 (15-18)
Необычное бинарное соединение X образовано элементами одного периода
периодической системы элементов. Данное соединение впервые было
получено в 1943 году. Вещество Х обладает следующей структурой:
При взаимодействии 2,00 г соединения X с избытком воды образуется 67,88 мл
водорода (при н.у.), осадок простого вещества Y и вещество Z, из-за которого
полученный раствор имеет сильнощелочную среду. Вещество Y известно
человечеству с древности и не растворяется в азотной и соляной кислотах,
но растворяется в их смеси. Вещество Z окрашивает пламя горелки в
характерный цвет, за что элемент, входящий в состав Z, и получил своё
название.
Определите неизвестные вещества X, Y и Z. Запишите их формулы.
Рассчитайте массу осадка Y (в граммах, с точностью до сотых). При расчётах
используйте целочисленные значения молярных масс.
Ответ:
15.
Вещество X
CsAu или AuCs
3 балла
16.
Вещество Y
Au
2 балла
17.
Вещество Z
CsOH
2 балла
18.
Масса осадка Y
1,19 г [1,18 до 1,20]
2 балла
Итого - 9 баллов.
Решение.
Структура соединения X показывает, что элементы в составе X находятся
в соотношении 1 : 1. Известное с древности простое вещество, нерастворимое
в соляной и азотной кислотах, но растворимое в царской водке - это золото Au
Y. Если из 1 моля X будет получаться 1 моль водорода, тогда молярная масса
X составит 165 г/моль, что меньше молярной массы золота. Если из 1 моль X
образуется 0,5 моль водорода, тогда молярная масса X составит 330 г/моль.
Тогда второй элемент имеет молярную массу 133 г/моль, что соответствует
цезию Cs. Цезий, как и золото, находится в шестом периоде. Своё название
элемент цезий получил за способность своих соединений окрашивать пламя
в небесно-голубой цвет (от лат. caesius - небесно-голубой). Таким образом,
6
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс. Ответы и критерии
соединение X - это аурид цезия CsAu. Тогда соединение Z - это гидроксид
цезия CsOH.
(H2) = 67,88 / 22,4 = 3,03 ммоль
(Cs) = 2 3,03 = 6,06 ммоль
m(Cs) = 6,0610-3 133 = 0,806 0,81 г
m(Au) = 2,00 - 0,81 = 1,19 г.
Задача 8 (19)
Установите соответствие между восстановителями и продуктами, которые
образуются при действии этих восстановителей на соединение А.
Восстановитель:
А) LiAlH4
Б) NaBH4
В) H2 (1 атм), Pd/C
Г) N2H4, KOH, t
Д) H2 (50 атм), Ni, t
Ответ:
А
Б
В
Г
Д
2
3
1
6
4
2 балла
2 балла
2 балла
2 балла
2 балла
Итого - 10 баллов.
7
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс. Ответы и критерии
Задача 9 (20)
Ниже схематично приведены процессы, в которых участвуют металл М и его
соединения М1-М4. Вещество HA - одноосновная кислота, в реакциях
металлов с ней часто образуются различные газообразные продукты.
Вещества X1-X3 являются газами, плотность X1 при н.у. равна 0,0893 г/л,
плотность X3 при тех же условиях равна 3,17 г/л. При разложении соединения
M1 образуется только два окрашенных оксида, один из которых является
катализатором разложения пероксида водорода.
HA(15%)
HA(конц.)
t
M1
M
M1
M4
- X1
- X2
- X2
KOH(р-р)
HCl(разб.)
HCl(конц.)
M2
M
3
- X3
1) Определите молярные массы (г/моль) веществ HA, X1-X3, M, M1-M4.
Атомные массы элементов необходимо брать с точностью до целых, кроме
хлора, его атомную массу примите равной 35,5.
Ответ:
20.
Вещество HA
63 г/моль
1 балл
Вещество X1
2 г/моль
1 балл
Вещество X2
46 г/моль
1 балл
Вещество X3
71 г/моль
1 балл
Вещество M
55 г/моль
1 балл
Вещество M1
179 г/моль
1 балл
Вещество M2
89 г/моль
1 балл
Вещество M3
126 г/моль
1 балл
Вещество M4
87 г/моль
1 балл
2) Укажите сумму минимальных целочисленных коэффициентов в реакции
металла М с концентрированной кислотой HA. Других газообразных
продуктов кроме X2 в этой реакции не образуется.
Ответ:
20.
10
1 балл
3) Укажите сумму минимальных целочисленных коэффициентов в реакции
между X1 и X2. Известно, что в этой реакции образуется простое вещество.
Ответ:
20.
11
1 балл
Итого - 11 баллов.
8
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс. Ответы и критерии
Решение.
1) Вещества, их формулы и молярные массы:
Вещество
HA
X1
X2
X3
M
M1
M2
M3
M4
Формула
HNO3
H2
NO2
Cl2
Mn
Mn(NO3)2
Mn(OH)2
MnCl2
MnO2
Молярная
масса,
63
2
46
71
55
179
89
126
87
г/моль
2) Реакция между концентрированной кислотой HA и металлом М:
Mn + 4HNO3 → Mn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Сумма коэффициентов в этой реакции равна 10.
3)Реакция между X1 и X2 происходит с образованием N2:
2NO2 + 4H2 → N2 + 4H2O
Сумма коэффициентов в этой реакции равна 11.
Задача 10 (21-23)
Токсичное вещество X можно получить несколькими способами:
NaClO
t; p
NaClO (NH2)2CO
NH3
X
NaOH; t
H2O2
ацетон
При окислении вещества X сернокислым раствором перманганата калия
выделяется газ Y с плотностью по водороду 14. Соотношение между
перманганатом калия и X в реакции составляет 4:5.
Определите вещества X и Y. В ответе укажите их формулы.
При окислении кислородом 1 моль вещества X выделяется 623 кДж теплоты.
Теплоты образования некоторых веществ, упомянутых в задаче, приведены
ниже в таблице.
Вещество
X
Y
H2O(ж.)
NH3(г.)
Qобр, кДж/моль
?
0
286
46
Ответ:
21.
Вещество X
N2H4
2 балла
21.
Вещество Y
N2
2 балла
Рассчитайте теплоту образования вещества X и теплоту гипотетической
реакции между X и водородом (коэффициенты должны быть минимальными
и целочисленными). Дайте ответ в кДж/моль и кДж соответственно,
с точностью до целых.
9
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс. Ответы и критерии
Ответ:
23.
Теплота образования X
-51 кДж/моль
2 балла
Теплота реакции (X + H2)
143 кДж
2 балла
Итого - 8 баллов.
Решение.
1) Вещество Y - N2, т.к. его молярная масса равна 28 г/моль и энтальпия
образования равна 0 кДж/моль, что исключает угарный газ и этилен, молярные
массы которых также равны 28 г/моль.
2) Если коэффициент перед перманганатом равен 4, а перед веществом X
равен 5, то это означает, что одна молекула X при окислении отдает
4 электрона. Также известно, что в реакции с перманганатом калия образуется
азот, все это указывает на то, что X - гидразин N2H4.
3)Реакция окисления гидразина кислородом:
N2H4 + O2 → N2 + 2H2O
С учётом того, что теплоты образования простых веществ равны нулю, можно
посчитать теплоту образования гидразина:
623 = 2Qобр(H2O) - Qобр(N2H4),
Qобр(N2H4) = 2286 - 623 = -51 (кДж/моль).
Теперь можно найти тепловой эффект реакции между гидразином и
водородом:
N2H4 + H2 → 2NH3
Q. = 246 - (-51) = 143 (кДж).
Задача 11 (24-27)
Собрали прибор, как показано на рисунке, и проверили его на герметичность.
Колба Вюрца (на рис. показана цифрой 1) служила реактором, её объем
составлял 500 мл. С помощью делительной воронки в эту колбу-реактор
10
Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024-2025 уч. г.
Муниципальный этап. 11 класс. Ответы и критерии
поочерёдно добавляли следующие растворы: 30 мл 0,5 М нитрита натрия,
50 мл 1 М иодида калия и 50 мл 2 М серной кислоты. Из реакционной смеси
выделялся газ Х. Его последовательно пропускали через колонку
(2),
заполненную фосфорным ангидридом, банку (3), заполненную раствором
гидроксида натрия. Затем газ Х собирали над водой в цилиндр (4).
Какой газ X получали в данном приборе? Приведите его формулу.
Ответ:
24.
Газ X
NO
2 балла
Какое теоретически возможное количество вещества Х образовалось в колбе-
реакторе (1)? Ответ выразите в миллимолях и округлите до целых.
Ответ:
25.
Количество вещества Х
15
2 балла
Масса банки (3) с раствором щелочи после опыта немного увеличилась.
Рассчитайте, на сколько миллиграммов теоретически могла увеличиться масса
этой банки, если принять, что опыт проводили при нормальных условиях.
Объёмами исходного воздуха в колонке (2), банке (3) и соединительных
трубках пренебречь. Также следует пренебречь растворимостью Х. Ответ
округлите до целых.
Ответ:
26.
Масса увеличиться на
432 [410 до 450]
4 балла
Газ X, который собирали в цилиндре (4), в качестве основной примеси
содержал значительное количество газа Y. Какой это газ? Введите значение
его молярной массы (в г/моль), предварительно округлив до целого числа.
Ответ:
27.
Молярная масса Х
28
2 балла
Итого 10 баллов.
Решение.
А. Получали оксид азота (II) NO:
2NaNO2 + 2KI + 2H2SO4 = Na2SO4 + K2SO4 + 2NO↑ + I2 + 2H2O
Б. Количества веществ в реакционной смеси:
30 мл
0,5 моль/л
n
0,015 моль = 15 ммоль
NaNO
2
1000 мл/л
50 мл
1 моль/л
n
0,05 моль = 50 ммоль
KI
1000 мл/л
50 мл
2 моль/л
n
0,1 моль = 100 ммоль
H
2
SO
4
1000 мл/л
Видно, что иодид калия и серная кислота взяты в избытке, поэтому образуется
15 ммоль NO.
В. Изначально колба (1) была заполнена воздухом, объём колбы 500 мл, при
н.у.
0,50 л
3
n
0,21
4,6910
моль = 4,69 ммоль
2
O
22,4 л/моль
11

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..     6      7      8      9     ..