четвер, 3 грудня 2020 р.

ІІ етап олімпіади з хімії 29 листопада 2020 року - 10 клас, завдання і розв`язки

 

Завдання і розв`язки ІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з хімії

29 листопада 2020 року

10 клас

Задача 1.

Установіть формулу оксигеновмісної органічної речовини, яка утворюється під час квашення капусти. Масові частки Карбону і Гідрогену в сполуці відповідно становлять 40% і 6,67%. Молярна маса речовини в 1,5 раза більша за молярну масу етанової кислоти. Укажіть число атомів у молекулі цієї сполуки. 8 балів.

Розв`язок

Припустимо, що в нас є 100 г речовини СxHyOz , тоді m(С) = 40г, m(H) = 6,67 г, а m(O) = 100 – (40 + 6,67) = 53,33 г.

1.     Обчислимо кількість речовини атомів Карбону, Гідрогену і Оксигену в молекулі речовини СxHyOz:

n(C) =  = 3,333 моль;

n(H) =  = 6,67 моль

n(O) =  = 3,333 моль

2.     Запишемо відношення:

n(C) : n(H) : n(O) = 3,333 : 6,67 : 3,333 = 1 : 2 : 1.

Отже, найпростіша формула речовини CH2O, M(CH2O) = 30 г/моль.

3.     Обчислюємо молярну масу СxHyOz:

M(СxHyOz) = 1,5 · 60 = 90г/моль.

4.     Обчислюємо, у скільки разів молярна маса речовини СxHyOz більша за молярну масу речовини найпростішої формули:

90г/моль : 30г/моль = 3.

5.     Перемножуємо індекси у найпростішій формулі на 3: С3H6О3.

Відповідь: число атомів у молекулі сполуки 12.

 

Задача 2.

         Газова суміш складається з метану, ацетилену та водню, об’єми яких відносяться, відповідно, як 1:1:3. Обчисліть відносну густину газової суміші за воднем. 10 балів.

Розв`язок

 Об’єм газової суміші дорівнює:

V(суміші) = V(CH4)  + V(C2H2) + V(H2) = 1л + 1л + 3л = 5 л

Тоді φ(CH4) = 1/5 = 0,2

         φ(C2H2) = 1/5 = 0,2

         φ(H2) = 3/5 = 0,6

M(суміші) = φ(CH4) · М(CH4) + φ(C2H2) · М(C2H2) + φ(H2) · М(H2)

M(суміші) = 0,2·16 + 0,2·26 + 0,6·2 = 9,6 (г/моль)

DH2(суміші) = 9,6 г/моль / 2 г/моль = 4,8

Відповідь:  Густина газової суміші за воднем становить 4,8.

Задача 3.

Вуглеводень А отримують  з вуглеводню Б. Вуглеводень А не знебарвлює розчинів перманганату калію та бромної води, вуглеводні Б та В знебарвлюють розчин перманганат калію та бромну воду. Вуглеводень Б застосовується у промисловості для виробництва етилового спирту. Виходячи з вуглеводню В , виробляють оцтову кислоту та синтетичний каучук. Напишіть структурні формули цих вуглеводнів та відповідних рівнянь реакцій.  10 балів.

Розв'язок:

А - етан, Б - етен , В - етин.                                                                                                                                                                                     СН2 = СН2 + Н2 → СН3 – СН3

СН2 = СН2 +  Br2  → СН2Br – СН2Br 

НС СН  + Br2 → СНBr  =  СНBr 

СН2 = СН2 + H2O + KMnO4  CH2OH – CH2OH  + MnO2 +  KOH

НС  СН + H2O + KMnO4 HOOC - COOH

СН2 = СН2 + H2O → C2H5OH

СН  СН + H2O → CH3COH       

 2CH3COH + O2 → 2CH3COOH

 

Задача 4.

У результаті укусу мурахи у людини виникають неприємні відчуття. Вони спричинені речовиною органічного походження, яка складається з 26,08% Карбону,  4,35 % Гідрогену, 69,56 % Оксигену. Знайдіть формулу речовини.

 8 балів

 

  Нехай маса речовини 100 г

     Яка  маса  кожного елемента у сполуці?

    m(C)=26,08% x 100г/100%=26,08 г.

    m(H)=4,35% x 100г /100%=4,35 г

    m(O)=69,56% x 100 г / 100%=69,56 г

                             Яка кількість речовини кожного елемента?

                             n=m/M

                             n(C)=26,08  г /  12 г/ моль= 2,17  моль

                             n(H)=4,35г /   1г / моль = 4,35 моль

                             n(O)=69,56 г /   16г / моль= 4. 34 моль

                              n(C)  : n(H)  : n(O)==2,17 : 4,35 :  4,34        1: 2 : 2

                              CH2O2 – мурашина (метанова) кислота

Відповідь: мурашина  кислота.

Задача 5.

Антисептик – засіб, який допомагає очистити руки, коли поблизу немає води та мила. Його можна приготувати в домашніх умовах. Для цього потрібно взяти: 833 г розчину  етилового спирту з масовою часткою речовини 96%,  42г розчину пероксиду гідрогену з масовою часткою 3%, 15 г розчину  гліцеролу з масовою часткою 98%. Змішати ці продукти, долити до них 110 г дистильованої води  і витримати 72 години перед використанням.

Завдання:

a)     обчисліть масові частки всіх компонентів в новоутвореному  розчині

b)    відомо, що знезаражувати може розчин з вмістом спирту не менше 60%, чи відповідає отриманий розчин цим вимогам?

c)     яким чином можна відрізнити такий домашній антисептик від розчину медичного спирту? Запропонуйте кілька способів. 14 балів.

Розвязання

1.     Обчислюємо маси усіх речовин за формулою

m(C2H5OH)=833г·96 % /100% = 800 г

m(H2O2)=42г·3 % /100% = 1,26 г

m(C3H8O3)=15г·98 % /100% = 14,7 г

2.     Обчислюємо масу утвореного розчину:

m(розчину) = m р-ну(C2H5OH) + m р-ну(H2O2) + m р-ну (C3H8O3)+ m (H2O) = 833 г + 42 г + 15 г + 110 г = 1000 г.

3.     Обчислюємо  масові частки речовин у новоутвореному розчині за формулою:

W2(C2H5OH)=800 г·100%/1000г = 80%

W2(H2O2)= 1,26 г·100%/1000г = 0,126%

W2(C3H8O3) = 14,7 г·100%/1000г = 1,47%

Оскільки W2(C2H5OH) > 60%, то засіб є хорошим антисептиком.

Для того, щоб відрізнити даний засіб від медичного спирту, можна використати якісну реакцію на гліцерол, додавши свіжоосаджений  купрум (ІІ) гідроксид (спостерігатиметься розчинення синього осаду),  або перевірити наявність гідроген пероксиду,  додавши каталізатор манган (IV) оксид (виділятимуться бульбашки  газу кисню).

Відповідь: W2(C2H5OH) = 80%

W2(H2O2)= 0,126%

W2(C3H8O3) = 1,47%

Немає коментарів:

Дописати коментар