Решение олимпиад по химии 10 класс

1. В водно-спиртовом растворе хлорида цинка было обнаружено 1,806·10²² хлорид-ионов и 11,56 г соли, не распавшейся на ионы. Определите степень диссоциации соли (в %) в этом растворе.
   
   

   РЕШЕНИЕ	БАЛЛЫ
   ZnCl2 → Zn2+ + 2Cl–	1 балл
   n(Сl– в растворе) = 1,806·1022 / 6·1023 = 0,03 моль, тогда	1 балл
   n(диссоциированного ZnCl2) = 0,5·n(Сl– в растворе) = 0,015 моль	2 балла
   n(недиссоциированного ZnCl2) = 11,56 / 136 = 0,085 моль	1 балл
   Общее содержание в растворе ZnCl2: n(ZnCl2) = n(диссоциированного ZnCl2) + n(недиссоциированного ZnCl2) = = 0,015 + 0,085 = 0,1 моль	2 балла
   Степень диссоциации равна: α = 0,015 / 0,1 = 0,15 или 15% Ответ: 15%	1 балл
   ИТОГО ЗА ЗАДАНИЕ	8 БАЛЛОВ

   
   
2. Неизвестный алкен массой 7 г присоединяет бромоводород, объём которого одинаков с объёмом метана массой 2 г (н.у.) Найдите молекулярную формулу алкена и напишите структурные формулы его изомеров.
   
   

   РЕШЕНИЕ	БАЛЛЫ
   По условию задачи V(HBr) = V(CH4), тогда по закону объёмных отношений газов n(HBr) = n(CH4) = 2 / 16 = 0,125 моль	1 балл
   Формула алкена СnH2n, тогда уравнение реакции CnH2n + HBr → CnH2n+1Br	1 балл
   По уравнению реакции n(CnH2n) = n(HBr) = 0,125 моль	1 балл
   Молярная масса алкена 7 / 0,125 = 56 г/моль. Определим «n» в формуле CnH2n:	1 балл
   12n + 2n = 56 n = 4. Молекулярная формула алкена С4Н8.	1 балл
   Изомеры: бутен-1	0,5 балла
   2-метилпропен-1	0,5 балла
   цис-бутен-2	1 балл
   транс-бутен-2	1 балл
   циклобутан	1 балл
   метилциклопропан	1 балл
   ИТОГО ЗА ЗАДАНИЕ	10 БАЛЛОВ

   
   
3. При пропускании 15,68 л смеси метана, углекислого газа и угарного газа через раствор гидроксида калия, взятого в избытке, объем исходной смеси уменьшился на 8,96 л (н.у.). Для полного сгорания оставшейся смеси потребовалось 6,72 л (н.у.) кислорода.
   Определите объемные доли компонентов в исходной смеси.
   
   

   РЕШЕНИЕ	БАЛЛЫ
   С раствором гидроксида калия реагирует только углекислый газ. Следовательно, уменьшение объёма исходной смеси на 8,96 л после пропускания через раствор щёлочи говорит о том, что в этой смеси содержится 8,96 л углекислого газа.	1 балл
   Горение оставшихся компонентов смеси описывается уравнениями реакций: СН4 + 2О2 → СО2 + 2Н2О   (1)	1 балл
   2СО + О2 = 2СО   (2)	1 балл
   На обе реакции расходуется 6,72 л О2. Пусть СН4 в смеси Х л, тогда на реакцию (1) расходуется 2х л кислорода.	2 балла
   V(CO) в смеси (15,68 – 8,96 – х) л = (6,72 – х) л, тогда на реакцию (2) расходуется (6,72 – х)/2 л кислорода.	2 балла
   Составим уравнение, учитывая, что на реакции (1) и (2) потребовалось 6,72 л кислорода: 2х + (6,72 – х)/2 = 6,72 Х = 2,24 л – объём метана.	2 балла
   V(СО) = 6,72 – 2,24 = 4,48 л	0,5 балла
   φ(СО2) = 8,96 / 15,68 = 0,571 или 57,1%	0,5 балла
   φ(СН4) = 2,24 / 15,68 = 0,143 или 14,3%	0,5 балла
   φ(СО) = 4,48 / 15,68 = 0,286 или 28,6%	0,5 балла
   ИТОГО ЗА ЗАДАНИЕ	11 БАЛЛОВ

   
   
4. Соль А является соединением металла Х, окрашивающим бесцветное пламя газовой горелки в жёлтый цвет. При нагревании до 300°С А разлагается с образованием хорошо растворимой в воде соли Б. Взаимодействие раствора гидроксида кальция с раствором соли Б или с раствором соли А приводит к выпадению осадка вещества В, которое разлагается при нагревании до 1000°С на газ Г (без запаха) и твёрдое вещество Д. Пропускание газа Г через раствор соли Б приводит к образованию А.
   Определите вещества А–Д, напишите уравнения реакций.
   
   

   РЕШЕНИЕ	БАЛЛЫ
   В жёлтый цвет окрашивают пламя газовой горелки соединения натрия. Х — Na.	0,5 балла
   В — соль кальция, тогда Г — кислотный газообразный оксид, например, СО2 или SO2. Подходит только СО2, т.к. SO2 имеет резкий запах.	1 балл
   В — СаСО3,	0,5 балла
   Д — СаО.	0,5 балла
   Тогда Б — Na2CO3,	0,5 балла
   а А — NaHCO3.	1 балл
   Уравнения реакций: 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2	1 балл
   NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + NaOH + H2O	2 балла
   Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + 2NaOH	1 балл
   CaCO3 = CaO + CO2	1 балл
   Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3	1 балл
   ИТОГО ЗА ЗАДАНИЕ	10 БАЛЛОВ

   
   
5. Составьте уравнения реакций (укажите условия их протекания), с помощью которых можно осуществить превращения, назовите вещества А–Г.
   ацетат натрия → А → Б → В → Г → этиленгликоль
   
   

   РЕШЕНИЕ	БАЛЛЫ
   1.   CH3COONa + NaOH → Na2CO3 + CH4 (спекание)	2 балла
   2.   CH4 + Cl2 → HCl + CH3Cl (на свету)	1 балл
   3.   CH3Cl + 2Na + CH3Cl → 2NaCl + CH3–CH3 (нагревание)	1 балл
   4.   СH3–СH3 → H2 + СH2=СH2 (катализатор Cr2O3, 600°С)	1 балл
   5.   3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH2OH–CH2OH + 2MnO2 + 2KOH Если вместо уравнения реакции (5) записана схема то даётся 1 балл	2 балла
   За названия четырёх веществ по 0,5 балла	2 балла
   За условия протекания четырёх реакций по 0,5 балла	2 балла
   ИТОГО ЗА ЗАДАНИЕ	11 БАЛЛОВ