Решения заданий 2-го тура по химии отраслевой предметной

Олимпиада (10 класс)
II этап
Ответы
1. При действии цинка на концентрированный водный раствор какой
из солей СuSО4, ВаВr2 или АlСl3, выделяется водород? Поясните ответ,
приведите уравнения возможных реакций.
Отмечено, что при взаимодействии цинка с раствором СuSО4
более активный цинк вытесняет медь из раствора её соли –
водород не выделяется
Написано уравнение реакции
Zn + ВаВr2 – взаимодействия нет – водород не выделяется
Zn + АlСl3 – реакция замещения не протекает,
так как Zn менее активный, чем Аl
Указано, что в результате гидролиза АlСl3 среда раствора
кислая, написано уравнение реакции гидролиза
Отмечено, что Zn вытесняет Н2 из кислоты,
образующейся при гидролизе, написано уравнение реакции
– 1 балл
– 1 балл
– 0,5 балла
– 0,5 балла
– 1,5 балла
– 1,5 балла
Сумма – 6 баллов
Zn + СuSО4 = ZnSО4 + Сu
АlСl3 + Н2О = АlОНСl2 + НСl
Аl3+ + 3Сl– + Н2О = АlОН2+ + 2Сl– + Н+ + Сl–
Аl3+ + Н2О = АlОН2+ + Н+
Zn + 2НСl = ZnСl2 + Н2
2. Энергия активации некоторой реакции в отсутствие катализатора
равна 76 кДж/моль. При температуре 27 0С эта реакция протекает с
некоторой скоростью υ1. В присутствии катализатора при той же
температуре скорость реакции увеличивается в 3,38 · 104 раз. Определите
энергию активации реакции в присутствии катализатора.
Приведено уравнение Аррениуса
Вычислена константа скорости в отсутствие катализатора
Вычислена константа скорости в присутствии катализатора
Указано, что увеличение скорости реакции определяется
из соотношения констант скорости
Записано отношение констант скорости реакции
Вычислена энергия активации
Сумма – 9 баллов
1
– 1,5 балла
– 1,5 балла
– 1,5 балла
– 1,5 балла
– 1,5 балла
– 1,5 балла
Константа скорости реакции рассчитывается по уравнению Аррениуса:

ÅÀ
RT
k=А· å
где k – константа скорости реакции;
А – константа Аррениуса;
ЕА – энергия активации (Дж/моль);
R – универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль · К);
Т – абсолютная температура (К).
Константа скорости реакции в отсутствие катализатора равна:
Увеличение скорости реакции определяется из соотношения k2 / k1:
3. Сырьем для получения серной кислоты являются руды, содержащие
пирит FеS2. Для анализа руды на содержание серы были проведены
следующие операции. Навеску руды массой 0,5 г спекли с карбонатом
натрия Nа2СО3 и перманганатом калия КМnО4. Спёк обработали
раствором соляной кислоты, отфильтровали от осадка и осаждали
раствором хлорида бария. После нескольких часов выстаивания осадок
отфильтровали, промыли водой, высушили, прокалили до постоянной
массы и взвесили.
Напишите реакции, которые происходили по ходу анализа. Вычислите
массовую долю (%) серы в руде, если масса полученного осадка сульфата
бария составила 1,3590 г.
Составлено уравнение реакции при сплавлении
Написаны уравнения двух реакций, протекающих
при обработке спёка раствором НСl (по 2 балла)
2
– 4 балла
– 4 балла
Написано уравнение реакции с ВаСl2
Вычислена масса серы в образце для анализа
Определена массовая доля серы в руде
– 1 балл
– 4 балла
– 2 балла
Сумма – 15 баллов
n(ВаSО4) = n(Nа2SО4) = n(S)
4. Какую максимальную массу бутадиенового каучука можно получить
из 1,12 м3 метана (н.у.), не используя других органических веществ?
Примите, что все реакции идут со 100%-ным выходом.
Сумма – 10 баллов
1 способ
CH4
CH2
50
x
CH
2
CH4
2
CH CH CH2
CH
3
H2
2 áàë ë à
1
3
áàë ë à H2
CH
2
CH
CH
CH
CH2
CH2
CH
CH
2 áàë ë à
CH2
CH
C
CH
1,12 м3/Vм = 1,12*1000/22,4 моль = 50 моль
х = 25 моль
1 балл
x
CH C
25
2
CH
1 балл 1м3 = 1000л
CH2
CH
2
CH
1
Х = 12,5 моль
1 балл
М структурного звена = 54 г/моль
 = 12,5 моль * 54 = 675 г
1 балл
2 способ
x
C2H4
50
2
CH4
H2
2 áàë ë à
1
2
CH2
CH2
C2H5OH
HOH
25
2
2
C2H5OH
2
2
áàë ë à
x
CH2
CH
CH
CH2
H2O
1
3 балла
50/2 = х/1
х= 50/2= 25
1 балл
25/2 = х/1
х = 25/2 = 12,5
1 балл
4
H2
М структурного звена = 54 г/моль
 = 12,5 моль * 54 = 675 г
1 балл
5. Из пропанола, серной кислоты, бромида калия и металлического
натрия получите два изомерных алкана.
Сумма – 5 баллов
CH3CH2CH2OH
KBr
H2SO4
H2SO4
CH3CH
HBr
CH2 HBr
2 CH3CHBrCH3
CH3CH2CH2OH
2 CH3CH2CH2Br
CH3CH CH2
2 Na
HBr
2 Na
1 áàë ë
KHSO4
0,5 áàë ë à
CH3CHBrCH3
1 áàë ë
(CH3)2CHCH(CH3)2
1 áàë ë
CH3CH2CH2Br
CH3(CH2)4CH3
5
0,5 áàë ë à
1 áàë ë