asyan.org
добавить свой файл
1


Завдання

І етапу Всеукраїнської олімпіади з хімії

2012-2013 навчальний рік

7 КЛАС

1. Коли Василь прийшов додому після одного з перших уроків хімії, то із здивуванням помітив, що його просто-таки переслідують хімічні процеси. Так, колір змінюють папір під пензликом з аквареллю, екран ввімкненого телевізора, бризки бруду, що висихають на черевиках; тепло виділяють сірник, що горить, батарея опалення та шкіра самого Василька; сира картопля відрізняється за смаком від смаженої, навіть якщо її вмочити в олію; бульбашки газу виділяються з пляшки «Коли», зі здобного тіста і з гарячої сковорідки, на яку потрапила вода. Зараховуючи всі ці явища до хімічних, Василь вирішив, що хімія — найважливіша наука, і, занедбавши всі інші предмети, зайнявся тільки нею. Які свої помилки Василь скоро побачить? Відповідь мотивуйте. (5 балів)
2. У чотирьох газометрах знаходяться кисень, водень, азот і вуглекислий газ. Як визначити, який газ знаходиться в кожному газометрі? Напишіть рівняння реакцій, що відбуваються. (10 балів)
3. Чи мають сенс такі вирази? Відповідь обґрунтуйте. а) Атом цукру; б) атом Оксигену; в) молекула паперу; г) молекулярна маса повітря; д) молярна маса повітря; є) молекула хлоридної кислоти; є) молекула хлороводню; ж) молекулярна маса ацетатної кислоти; з) хімічний елемент Уран-238; и) атом Урану-238. (10 балів)
4. Мідні руди вважаються багатими, якщо містять понад 3 % міді (за масою), і бідними, якщо містять менше, ніж 2 % міді. До якого типу слід зарахувати руду, яка містить 4 % мінералу CuFeS2? (15 балів)
5. У приміщенні з температурою 25 °С стоять дві склянки з дистильованою водою і з розчином сульфатної кислоти з масовою часткою кислоти 80 % . Температура рідин у склянках також 25 °С. Чи змінюватиметься температура рідин з часом, і якщо так, то яким чином? (20 балів).

Відповіді до завдань

ШКІЛЬНОЇ ОЛІМПІАДИ З ХІМІЇ у 7 класі

1. Коли Василь прийшов додому після одного з перших уроків хімії, то із здивуванням помітив, що його просто-таки переслідують хімічні процеси. Так, колір змінюють папір під пензликом з аквареллю, екран ввімкненого телевізора, бризки бруду, що висихають на черевиках; тепло виділяють сірник, що горить, батарея опалення та шкіра самого Василька; сира картопля відрізняється за смаком від смаженої, навіть якщо її вмочити в олію; бульбашки газу виділяються з пляшки «Коли», зі здобного тіста і з гарячої сковорідки, на яку потрапила вода. Зараховуючи всі ці явища до хімічних, Василь вирішив, що хімія — найважливіша наука, і, занедбавши всі інші предмети, зайнявся тільки нею. Які свої помилки Василь скоро побачить? Відповідь мотивуйте.

Розв'язання

Хімічні процеси: виділення тепла запаленим сірником і шкірою людини; зміна смаку картоплі під час смаження; виділення вуглекислого газу зі здобного тіста. Головна помилка полягає в тому, що хімію неможливо вивчати, не маючи знань з математики та фізики.
2. У чотирьох газометрах знаходяться кисень, водень, азот і вуглекислий газ. Як визначити, який газ знаходиться в кожному газометрі? Напишіть рівняння реакцій, що відбуваються.

Розв'язання

Піднесемо до кожного з газометрів тліючу скіпку. Вона спалахне лише в кисні.

До трьох балонів, які залишилися, піднесемо палаючу скіпку. Біля газометра з воднем почується характерний глухий короткий звук: 2Н2 + 02 = 2Н20 .

Азот і вуглекислий газ, які залишилися, можна розрізнити, пропускаючи гази через вапняну воду:

Са (ОН)2 + С02 = СаС03 + Н20 .

Випад осаду вказує на те, що в газометрі міститься С02. Азот знаходиться в останньому газометрі.
3. Чи мають сенс такі вирази? Відповідь обґрунтуйте. а) Атом цукру; б) атом Оксигену; в) молекула паперу; г) молекулярна маса повітря; д) молярна маса повітря; є) молекула хлоридної кислоти; є) молекула хлороводню; ж) молекулярна маса ацетатної кислоти; з) хімічний елемент Уран-238; и) атом Урану-238.

Розв'язання

а) Ні, цукор — складна речовина, складається з атомів різного виду; б) так; в) ні, папір слід розглядати як суміш; г) ні, повітря — суміш, складається з різних молекул, має сенс лише вираз «середня молекулярна маса повітря»; д) так, оскільки 1 моль будь-якого газу займає один і той самий об'єм; є) ні, це розчин хлороводню у воді, який зараховують до сумішей; є) так; ж) так; з) ні, хімічний елемент — це природна сукупність атомів, для урану це суміш кількох нуклідів; и) так, такий нуклід реально існує.
4. Мідні руди вважаються багатими, якщо містять понад 3 % міді (за масою), і бідними, якщо містять менше, ніж 2 % міді. До якого типу слід зарахувати руду, яка містить 4 °/о .мінералу CuFeS2?

Розв'язання

Масова частка Купруму в мінералі:

. М(Си) 64г/моль

w Си) = ---------------- = -------------- x 100% = 35%

M(CuFeS2) 184 г/моль

Визначимо масу міді в 100 г руди:

т(Си) = w(Си) • m(CuFeS2) = w(Cu) x т (CuFeS2) • т (руди) = 0,35x0,04x100г = 1,4 г. Масова частка Купруму в руді:

, . m(Cu) 1,4 г

W(Си) = ------------- 100% = — 100% = 1,4% .

v ; т (руди) 100 г

Таким чином, руда містить лише 1,4 % міді, тому її слід вважати бідною.
5. У приміщенні з температурою 25 °С стоять дві склянки з дистильованою водою і з розчином сульфатної кислоти з масовою часткою кислоти 80 % . Температура рідин у склянках також 25 °С . Чи змінюватиметься температура рідин з часом, і якщо так, то яким чином?

Розв'язання

Сульфатна кислота є активним водопоглинаючим агентом, тиск парів води над склянкою із сульфатною кислотою значно нижчий, ніж над склянкою з водою. Під час поглинання води сульфатна кислота нагрівається. Зі склянки з водою вода випаровуватиметься, охолоджуючи вміст склянки.
^ Завдання І етапу Всеукраїнської олімпіади з хімії

2012-2013 навчальний рік

8 класі


1. Внесення 0,3 кг бору на гектар цілком виліковує льон від бактеріозу і підвищує врожай насіння та волокна льону. Обчисліть, скільки треба кілограмів бури Nа2В4О7 * Н2О, щоб унести в грунт 0,3кг бору. (5 балів)
2.Масова частка Гідрогену в деякому гідриді АНп складає 12,5 %. Визначте елемент А. (10 балів)
3.За допомогою якої послідовності реакцій можна одержати цинк оксид, використовуючи цинк, кальцій оксид, воду й хлоридну кислоту? До яких типів належать використані вами реакції? (10 балів)

4.Над 10 г розжарених залізних ошурок пропустили водяну пару. Ошурки пропагували повністю. Об’єм одного з продуктів реакції — водню — за н. у. склав 5,3 л. Визначте формулу другого продукту реакції. (15 балів)
5. Наведіть приклади використання в народному господарстві енергії, яка виділяється під час хімічних перетворень. Де можливо, запишіть рівняння реакцій. (10 балів)

^

Відповіді до завдань шкільної олімпіади

з хімії у 8 класі


1. Внесення 0,3 кг бору на гектар цілком виліковує льон від бактеріозу і підвищує врожай насіння та волокна льону. Обчисліть, скільки треба кілограмів бури Nа2В4О7 * Н2О, щоб унести в грунт 0,3кг бору.

2. Масова частка Гідрогену в деякому гідриді АНп складає 12,5 %. Визначте елемент А.

Розв'язання

Складемо пропорцію:

1 г Гідрогену з’єднаний з х г елементу А,

12,5 г » з 87,5 г »,

звідки х = 7 г.

Перебираючи значення валентності елементу А від 1 до 6, знаходимо два розв’язки: Літій і Силіцій.

Отже, формули гідридів — LіН, SiH4.

3. За допомогою якої послідовності реакцій можна одержати цинк оксид, використовуючи цинк, кальцій оксид, воду й хлоридну кислоту? До яких типів належать використані вами реакції?

Розв’язання Схема з участю всіх запропонованих речовин:

Zn + 2НС1 = ZnCl2 + Н2 (заміщення);

СаО + Н2О = Са (ОН)2 (сполучення);

Са(ОН)2 + ZnCl2 = Zn(OH)2(осад) + СаС12 (обмін);

Zn(OH)2(нагрівання)= ZnO + Н2О (розклад).

Можливий коротший варіант розв’язання, в якому використовуються не всі запропоновані реагенти:

електроліз

2О = 2Н2 + О2 (розклад);

2Zn + О2 = 2ZnO (сполучення).

4. Над 10 г розжарених залізних ошурок пропустили водяну пару. Ошурки пропагували повністю. Об’єм одного з продуктів реакції — водню — за н. у. склав 5,3 л. Визначте формулу другого продукту реакції.

Розв’язання

Під час реакції заліза з водяною парою утворюється ферум оксид: Fe + Н2О —> FeхOу + Н2.

Невідомі індекси х і у можна визначити із відношення кількостей речовин Феруму та Оксигену в сполуці.

c:\docume~1\admin\locals~1\temp\finereader11\media\image1.png

Отже, оксид має формулу Fe3 O4.


5. Наведіть приклади використання в народному господарстві енергії, яка виділяється під час хімічних перетворень. Де можливо, запишіть рівняння реакцій.

Розв’язання

У першу чергу це спалювання палива —

метану: СН4 + О2 = СО2 + Н2 О,

вугілля: С + О2 = СО2;

бензину та інших фракцій нафти.

Ацетиленова аварка і різання металів: \ .

2Н2 + 5О2 = 4СО2 + 2Н2О .

Електрична енергія — батареї та акумулятори. Наприклад, свинцевий акумулятор:

РЬО2 + РЬ + H2SО4 = PbSО4 + Н2О.


Завдання І етапу Всеукраїнської олімпіади з хімії

2012-2013 навчальний рік
^

у 9 класі


  1. У чотирьох пробірках знаходяться порошки купрум(ІІ) оксиду, ферум(ІІІ) оксиду, металічних срібла й заліза. Як хімічно відрізнити ці речовини, використовуючи лише один реактив? (5 балів)




  1. Посудина, заповнена карбон (IV) оксидом, має масу 422 г. Ця ж посудина, заповнена аргоном, має масу 420 г. Якщо ж посудину наповнити сумішшю, яка містить 50 % (за об’ємом) аргону і 50% газу X, то її маса складе 417 г. Визначте масу посудини, її об’єм і молярну масу газу X, якщо досліди проводились за н..у.

(10 балів)


  1. При спалюванні 8,96 л суміші метану СН4, етану С2Н6 і карбон (II) оксиду одержано 13,44 л вуглекислого газу (всі об’єми приведені до однакових умов). Визначте об’ємну частку етану в суміші. (10 балів)




  1. Метан використали для добування ацетилену. Розрахуйте ступінь перетворення метану, якщо відомо, що одержана газова суміш містить 10% ацетилену (за об’ємом). Вважайте, що побічні процеси при розкладі метану не відбувались.

(15 балів)

  1. Газову суміш, що утворилася при спалюванні 3,6 г невідомої речовини, пропустили через поглинач з фосфор (V) оксидом, а потім крізь розчин кальцій гідроксиду. При цьому маса поглинача збільшилась на 5,4 г, а в розчині утворилось 5,0 г кальцій карбонату та 16,2 г кальцій гідрогенкарбонату. Визначте формулу речовини, яку спалили. Скільки ізомерів може мати ця речовина? (20 балів)


^




Відповіді до завдань шкільної олімпіади

з хімії у 9 класі


  1. У чотирьох пробірках знаходяться порошки купрум(ІІ) оксиду, ферум(ІІІ) оксиду, металічних срібла й заліза. Як хімічно відрізнити ці речовини, використовуючи лише один реактив?

Розв'язання Розчин сульфатної кислоти не реагуватиме лише з металічним сріблом. CuO + H2S04 = CuS04 + Н20 (блакитне забарвлення розчину);

Fe2 O3 + 3H2S04 = Fe2 (S04 )3 + 3H20 (буре забарвлення розчину);

Fe + H2S04 = FeS04 + H2 (виділення бульбашок газу). Підтвердженням вибору може бути зовнішній вигляд речовин: CuO — чорний порошок, Fe203 — бурий порошок, Ag — сріблястий блискучий метал, Fe — сірий метал.

  1. Посудина, заповнена карбон (IV) оксидом, має масу 422 г. Ця ж посудина, заповнена аргоном, має масу 420 г. Якщо ж посудину наповнити сумішшю, яка містить 50 % (за об’ємом) аргону і 50% газу X, то її маса складе 417 г. Визначте масу посудини, її об’єм і молярну масу газу X, якщо досліди проводились за н..у.

Розв’язання

Визначимо кількість газу в посудині з пропорції:

1 моль С02 важчий за 1 моль Аг на 44 - 40 = 4 г,

х моль С02 х моль Аг на 422 - 420 = 2 г,

звідки х = 0,5 моль.

Об’єм посудини складає = 22,4 л • 0,5 моль = 11,2 л.

Масу посудини обчислимо з першого досліду, у якому в посудину помістили 0,5 моль, або 0,5 моль * 44г/ моль = 22 г , С02.

Тоді т(посудини) = 422 г - 22 г = 400 г.

Молярні частки газів у суміші збігаються з їх об’ємними частками, тому в останньому досліді в посудину помістили 0,5 моль * 0,50 = 0,25 моль агону і таку ж кількість невідомого газу.

т(Аг) = 0,25моль • 40г/моль = 10г, т(Х) = 417г - 400г- 10г = 7г,

М (X) = 7г/0,25 моль = 28 г/моль.

  1. При спалюванні 8,96 л суміші метану СН4, етану С2Н6 і карбон (II) оксиду одержано 13,44 л вуглекислого газу (всі об’єми приведені до однакових умов). Визначте об’ємну частку етану в суміші.

Розв’язання

Запишемо рівняння реакцій: СН4 + 202 = С02 + 2Н20 ,

2Н6 + 502 = 4С02 + 6Н20,

2СО + 02 = 2С02 .

Об’єм утвореного за першою і третьою реакціями вуглекислого газу збігається з об’ємом вихідних речовин, які містять вуглець, отже зростання об’єму зумовлене лише другою реакцією. Складемо пропорцію: при згорянні 22,4 л етану об’єм зростає на 22,4 л

» х л » на 13,44 - 8,96 = 4,48 л,

Звідки х = 4,48 л.

Об’ємна частка етану в суміші:

(C2H6) = 4,48/8,96 = 0,50, або 50 %.

4. Метан використали для добування ацетилену. Розрахуйте ступінь перетворення метану, якщо відомо, що одержана газова суміш містить 10% ацетилену (за об’ємом). Вважайте, що побічні процеси при розкладі метану не відбувались. (Відповідь 25%)

5. Газову суміш, що утворилася при спалюванні 3,6 г невідомої речовини, пропустили через поглинач з фосфор (V) оксидом, а потім крізь розчин кальцій гідроксиду. При цьому маса поглинача збільшилась на 5,4 г, а в розчині утворилось 5,0 г кальцій карбонату та 16,2 г кальцій гідрогенкарбонату. Визначте формулу речовини, яку спалили. Скільки ізомерів може мати ця речовина? (Відповідь С5Н12, 3 ізомери.)


^ Завдання І етапу Всеукраїнської олімпіади з хімії

2012-2013 навчальний рік

у 10 класі

  1. При зливанні двох рідин виділився газ (стандартні умови). Запропонуйте максимальне число принципово різних варіантів відповіді. (5 балів)




  1. У сучасній хімічній технології застосовуються різні речовини, серед яких є небезпечні для здоров’я і життя людини. прикладами останніх є сірководень, аміак, сірчистий газ, ціановодень НСN, фосген СОCl2. ці речовини перевозять у цистернах у скрапленому стані. У випадку аварії розлиті речовини випаровуються протягом досить довгого часу, особливо взимку. Запропонуйте хімічні способи знешкодження місць таких аварій. (10 балів)




  1. Кисень, одержаний при термічному розкладі 36,75г калій хлорату, пропустили через озонатор. При цьому 15% газу перетворилось в озон. Розрахуйте: а)об’єм одержаної газової суміші (н.у.); б)об’ємну частку озону в одержаній суміші (%). (10 балів)




  1. Водень, одержаний при взаємодії 2,7г алюмінію з розчином хлоридної кислоти, де містилось 0,36 моль кислоти, використали на відновлення купрум (ІІ) оксиду масою 5г. обчисліть масу одержаної міді, якщо вихід її становить 90%. (15 балів)




  1. Який об’єм розчину натрію гідроксиду (g=1,285г/мл) з масовою часткою лугу 26 % (враховуючи 30% надлишок) потрібно взяти для реакції з силіцієм, щоб одержаного газу вистачило для добування кальцій гідриду масою 4,2 г? (20 балів)


^


Завдання І етапу Всеукраїнської олімпіади з хімії

2012-2013 навчальний рік

11 КЛАС


  1. Напишіть структурні формули всіх ізомерних сполук складу С3Н12О . Назвіть ці сполуки за систематичною номенклатурою. (5 балів).




  1. На спалювання 1 л газоподібного вуглеводню витрачається 4,5 л кисню, при цьому утворюється 3 л вуглекислого газу (всі об'єми зведені до однакових умов). Визначте формулу вуглеводню, опишіть його хімічні властивості. (10 балів)

3. У чотирьох пробірках знаходиться: гліцерин, рідкий білок, крохмальний клейстер, розчин мила. Як визначити вміст кожної пробірки? Запишіть рівняння реакцій. (15 балів).

4. На суміш 2-бромбутану і 2-бромпропану подіяли металічним натрієм. Утворення яких продуктів ви очікуєте в цій реакції? Напишіть рівняння реакцій і назвіть одержані сполуки. Обговоріть переваги і недоліки використання замість натрію: а) міді, б) цезію. Де б ви запропонували використати продукти даної реакції? (15 балів)

5. Виділіть кожний вуглеводень у чистому вигляді із суміші етану, етилену й ацетилену. (15 балів)

^



ВІДПОВІДІ ДО ЗАВДАНЬ ШКІЛЬНОЇ ОЛІМПІАДИ З ХІМІЇ У 11 КЛАСІ



1. На спалювання 1 л газоподібного вуглеводню витрачається 4,5 л кисню, при цьому утворюється 3 л вуглекислого газу (всі об'єми зведені до однакових умов). Визначте формулу вуглеводню, опишіть його хімічні властивості.

Розв'язання

Згідно із законом Авогадро, об'єми газів, що беруть участь у реакції, відносяться як їх кількості речовини, тому ^ СхНу + 4,502 = ЗСОа + ...Н20 .

Звідси відразу знаходимо х = 3 , коефіцієнт при Н20 дорівнює З, у = 6 . Бруттр-формула вуглеводню: С3Н6 . Це може бути як пропен Н3С—СН=СН2 , так і циклопропан. Ці два вуглеводи мають досить схожі властивості: легко гідруються до пропану, знебарвлюють бромну воду, приєднують галогеноводні. Пропен, на відміну від циклопропану, легко приєднує воду при кислотному каталізі.

2. Напишіть структурні формули всіх ізомерних сполук складу С3Н120 . Назвіть ці сполуки за систематичною номенклатурою.

Розв'язання

н3с—(сн2)3— сн2он







3. У чотирьох пробірках знаходиться: гліцерин, рідкий білок, крохмальний клейстер, розчин мила. Як визначити вміст кожної пробірки? Запишіть рівняння реакцій.

Розв'язання

На пробу кожної з речовин подіємо лужним розчином купрум(II) гідроксиду. З гліцерином відразу ж помітне посилення синього забарвлення до темно-синього.

При нагріванні реакційної суміші білок дає біуретову реакцію з фіолетовим забарвленням.

Крохмальний клейстер можна визначити за допомогою розчину йоду (темно-синє, до чорного, забарвлення), а розчин мила — за допомогою розчину солей кальцію:

СаС12 + 2C17H35COONa -> (С17Н35СОО) Cal + 2NaCl.
4. На суміш 2-бромбутану і 2-бромпропану подіяли металічним натрієм. Утворення яких продуктів ви очікуєте в цій реакції? Напишіть рівняння реакцій і назвіть одержані сполуки. Обговоріть переваги і недоліки використання замість натрію: а) міді, б) цезію. Де б ви запропонували використати продукти даної реакції?

Розв'язання

Мова йде про реакцію Вюрца, внаслідок якої утвориться суміш трьох алканів:



3,4-диметилгексан

Із міддю реакція взагалі не протікатиме через малу активність цього металу. З цезієм реакція проходитиме занадто бурхливо, крім того, він дорожчий за натрій. Таким чином переваги відсутні.

Продукти реакцій є рідкими вуглеводнями. Вуглеводні такої складної структури навряд чи використовуються в промисловому синтезі, однак з огляду на їхній розгалужений карбоновий скелет вони дуже цінні як добавки до бензину, що підвищують його октанове число.

5. Виділіть кожний вуглеводень у чистому вигляді із суміші етану, етилену й ацетилену.

Розв'язання

1) Пропустити суміш через аміачний розчин аргентум оксиду:

2Ag (NH3 )2 ОН + НС=СН -» AgC=CAg + 4NH3 + 2H20. Розчин відфільтрувати і підкислити: AgC=CAg + 2Н+ -> НС=СН + 2Ag+ .

2) Пропустити суміш, що залишилась, через бромну воду, етилен по глинеться, у газовій фазі залишиться чистий етан:

Н2С=СН2 + Вг2 -> Н2ВгС—СН2Вг .

Регенерувати етилен можна взаємодією 1,2-диброметану з цинковим пилом:

H2BrC—CH2Br + Zn -> ZnBr2 + H2C=CH2 .