Решение к олимпиадным заданиям, 11 класс

Школьный этап Всероссийской олимпиады школьников по химии

2017-2018 учебный год

11 классы, решения

Задача 11-1. (10 баллов)

Соединение с брутто-формулой C₃H₂ не существует, но C₆H₄ –существующее соединение, вероятно, непредельное. Молярная масса C₆H₄ равна 76 г/моль. Взаимодействие с натрием указывает на наличие в молекуле углеводорода концевой тройной связи. 1 балл

По условию задачи исходное соединение А в количестве 0,19 г (М = 76 г/моль; ν = 2,5 · 10^-3моль) 1 балл

реагирует с 0,0115 г (М = 23 г/моль, ν = 5·10^-3 моль) натрия. 1 балл

Это означает, что тройных связей две и они концевые. 1 балл

С учетом выявленного, структурная формула соединения А выглядит так:

HC≡C – CH = CH – C≡CH 1 балл

Данное соединение может существовать в виде двух изомеров (цис и транс). 1 балл

Также возможно существование еще одной структуры:

НС≡С – С(СН₂) – С≡СН 1 балл

Проверяем правильность решения задачи по соединению В. Его простейшая формула С₃H₇, после гидрирования соединения А. Полностью гидрированным может быть алкан, с брутто-формулой C₆H₁₄:

C₆H₄ + 5Н₂ → C₆H₁₄ 1 балл

Возможно существование двух изомеров (исходя из возможных структур А):

H₃C – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – СH₃ 1 балл

H₃C – CH₂ – CH(СH₃) – CH₂ – СH₃ ; 1 балл

Задача 11-2. (7 баллов)

Солью металла А является AgBr (1 балл), что подтверждается следующими уравнениями реакции:

2AgBr=2Ag + Br₂ (1 балл)

Выделяющиеся мельчайшие частицы Ag образуют черное изображение на негативе

Ag+2HNO₃=AgNО₃+NO₂|+H₂O (1 балл)

NO₂ - бурый газ Б (1 балл), AgNO₃-cоль Г (1 балл).

AgNO₃+NaCl=AgCl+NaNO₃, (1 балл)

Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄. (1 балл)

Задача 11-3. (5 баллов)

2NaHCO3 t----Na2CO3 + H2O + CO2↑

Гидрокарбонат натрия в воде диссоциирует на ионы:

NaHCO3 + aq →Na⁺aq + HCO3ˉaq

С кислотами реагирует только гидрокарбонат-ион:

HCO₃ˉ + H⁺ → [H₂CO₃] → H₂O + CO₂↑ или HCO3ˉ + H₃О⁺ → 2H2O + CO2↑

угольная кислота [H2CO3] неустойчива, поэтому писать ее в качестве продукта

реакции нельзя.

В качестве более качественного разрыхлителя (образуется больше газа, а, значит,

сильнее разрыхляется тесто), можно предложить карбонат аммония:

(NH4)2CO3 t----- 2 NH3↑ + CO2↑+ H2O

(NH4)2CO3+ aq →NH⁴⁺aq + CO3^{2 ˉ}aq CO3^2ˉ + H⁺ → HCO3^ˉ

HCO3ˉ + H+ → H2O + CO2↑

(NH4)HCO3 t ------ NH3↑ + CO2↑+ H2O

(NH4)HCO3⁺aq →NH4⁺aq + HCO3ˉaq HCO3ˉ + H⁺ → H2O + CO2↑

Система оценивания:

1 Реакция термического разложения гидрокарбоната натрия - 1 балл.

2 Реакция гидрокарбонат-иона с протоном или гидроксонием - 1 балл.

3 Обоснованный выбор вещества - 1 балл.

4 Реакция термического разложения предложенного разрыхлителя - 1 балл.

5 Реакция продуктов диссоциации предложенного разрыхлителя с протоном

или гидроксонием - 1 балл.

Задача 11-4. (7 балла)

1. 4FeS₂ + 11O₂  2Fe₂O₃ + 8SO₂ 1 балл

2SO₂ + O₂  2SO₃ 1 балл

nSO₃ + H₂SO₄  H₂SO₄·nSO₃ 1 балл

2. Рассчитаем количество FeS₂ в пирите:

(FeS₂) = 4010⁶г  (1-0,08) / 120 г/моль = 3,0710⁵ моль 0,5 балла

3. Определим количество и массу SO₃:

(SO₃) = (SO₂) = 2(FeS₂) = 23,0710⁵моль = 6,1410⁵моль 0,5 балла

4. Пусть масса олеума будет x т, тогда SO₃ в нем 0,2х10⁶ г, а H₂SO₄ – 0,8х10⁶ г. Так как серная кислота тоже получается из SO₃, то составим уравнение:

0,2х10⁶ / 80 + 0,8х10⁶ / 98 = 6,1410⁵

х = 57,58 т. 3 балла

Задача 11-5. (10 баллов)

Уравнения реакций:

1. Пиролиз метана: 2 СН₄ СНСН +3Н₂

2. Тримеризация ацетилена (А): 3 С₂Н₂ С₆Н₆

(3) Алкилирование бензола (В) : С₆Н₆ С₆Н₅СН₃ + HСL

(4) Окисление толуола (С) : С₆Н₅СН₃ С₆Н₅СООН

(5) Галогенирование толуола: С₆Н₅СН₃ С₆Н₅СН₂Сl + HCl

(6) Гидролиз бензилхлорида(Е): С₆Н₅СН₂Сl C₆H₅CH₂OH + NaCl

Взаимодействие бензойной кислоты( D) и бензилового спирта(F):

(7) С₆Н₅СООН + C₆H₅CH₂OH С₆Н₅С(О)ОСН₂С₆Н₅ + Н₂О

Образуется целевой продукт – бензилбензоат (G)

Система оценивания:

Уравнения (1 )-(4)----- 4·1 =4 балла

Уравнения (5 )-(7)---- 3·2 =6 баллов

Всего: 39 баллов