пʼятниця, 3 грудня 2021 р.

11 клас 2021 рік ІІ етап

 

  Завдання ІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з хімії

11 клас                                     26 листопада 2021 року

Тести

1. Укажіть електронну формулу атома, що перебуває у збудженому стані.

А) 1s22s22p63s1;

Б) 1s22s22p63s23p33d1;

В) 1s22s2;

Г) 1s22s22p63s23p6.

Правильна відповідь: Б

 

2. Укажіть назву хімічного елемента, у атома якого в основному стані найбільше неспарених електронів.

А) Неон;

Б) Натрій;

В) Карбон;

Г) Нітроген.

Правильна відповідь: Г

 

3. Проаналізуйте твердження 1 і 2 й виберіть правильний варіант відповіді.

1. У переліку Карбон, Бром, Оксиген, Магній, Флуор, Літій, Хлор переважають елементи з однаковою електронною формулою зовнішнього енергетичного рівня атома в основному стані.

2. Електронні оболонки атомів Натрію, Фосфору, Сульфуру, Аргону

мають однакову кількість енергетичних рівнів.

 А) правильне лише твердження 1;

 Б) правильне лише твердження 2;

 В) правильні обидва твердження;

 Г) неправильні обидва твердження.

Правильна відповідь: В

 

4. Укажіть характеристики хімічного зв’язку в молекулі азоту.

А) ковалентний, одинарний, полярний;

Б) ковалентний, подвійний, полярний;

В) ковалентний, потрійний, полярний;

Г) ковалентний, потрійний, неполярний.

Правильна відповідь: Г

 

5. Серед наведених формул — MgS, HF, SO3, Fе, AlCl3, SCl2 — переважають формули сполук з…

А) металічним зв’язком;         В) ковалентним полярним зв’язком

Б) йонним зв’язком;                  Г) ковалентним неполярним зв’язком

Правильна відповідь: В.

7. Визначте пару речовин, між якими відбудеться необоротна реакція:

а) кальцій гідроксид і ортофосфатна кислота;

б) калій сульфат і нітратна кислота.

Правильна відповідь: А

 

8. У якому напрямку зміститься рівновага оборотної реакції   
  SO2 (газ) + O2 (газ)
SO3 (газ) + Q, якщо:

а) підвищити температуру;        б) збільшити тиск.

Правильна відповідь: а-вліво, б-вправо.                                                  

 

9. Укажіть правильні твердження щодо реакції, яка відбувається за схемою:
       СО + О2 → СО2.

1. Оборотна реакція.                4. Реакція сполучення.

2. Необоротна реакція.            5. Окисно-відновна реакція.

3. Реакція заміщення.

 

А) 1, 3, 5;

Б) 1, 4, 5;

В) 2, 3, 5;

Г) 2, 4, 5.

Правильна відповідь: Г

 

10. Гідроліз яких солей відбувається за катіоном, а яких — за аніоном:

А) плюмбум (ІІ) нітрат;

Б) калій нітрат;

В) калій сульфіт;

Г) калій силікат.

Правильна відповідь: за катіоном-А; за аніоном-В,Г.

 

 

 

Задача 1.

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 перекису водню 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.

 Розвязання

1.     Обчислюємо маси усіх речовин 

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:

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%

Задача 2.

Для розчинення вапняного нальоту на побутових приладах  використовують оцтову або лимонну кислоту. На чайнику утворився накип масою 52 г, який утворений в основному кальцій карбонатом,  частка інших некарбонатних домішок в ньому становить  4 %.

Обчисліть, яку масу столового оцту з масовою часткою оцтової кислоти 9% потрібно взяти для розчинення  такої кількості  накипу.

Розвязок

1.     Записуємо рівняння реакції

2СН3СООН + СаСО3 = (СН3СОО)2Са  + Н2О + СО2

2.     Обчислюємо масу речовини кальцій карбонату

W(СаСО3) = 100% - W(домішок) = 100% - 4% = 96%

m(СаСО3) = 52 г · 96%/100% = 50 г.

3.     Обчислюємо масу оцтової кислоти, яка потрібна для реакції за пропорцією:

   х г                       50 г                 

2СН3СООН   +   СаСО3 = (СН3СОО)2Са  + Н2О + СО2

2  · 60 г/моль      100 г/моль

120 г                    100 г

 

 Х = 2 · 60г/моль · 50 г/ 100 г/моль = 60 г

4.     Обчислюємо масу розчину оцтової кислоти

 m р-ну (СН3СООН) = 60 г · 100% / 9% = 667 г.

Відповідь: m р-ну (СН3СООН) = 667 г.

 Задача 3.

Суміш містить 2 моль CuCl2  та 3,2 моль CuSO4.Обчисліть масову частку Купруму в цій суміші.

Розв`язок

1.     Обчислюємо маси речовин купрум (І) хлориду і купрум (ІІ) сульфату за формулою m = n · M.

М (CuCl2) = 135г/моль;                        М (CuSO4) = 160г/моль

 М (CuCl2) = 2 моль · 135г/моль = 270г

М (CuSO4) = 3,2 моль ·160г/моль = 512 г

2. m (CuCl2) +  m (CuSO4) = 270 г + 512 г = 782 г.

3. Знаходимо маси Купруму в купрум (І) хлориді і купрум ІІ) сульфаті:

m1 = 2 моль · 64г/моль = 128 г.

m2 = 3,2 моль · 64г/моль = 204,8 г.

4.Загальна маса Купруму становить:.

128 г + 204,8 г = 332,8 г.

5.    Wu) =  =  = 0,426 або 42,6%.

Відповідь: масова частка Купруму в суміші становить 42,6%.

 Задача 4.

Виведіть формулу сполуки, яка на світлі або під час нагрівання розкладається на нітроген (ІV) оксид, кисень і воду в масовому співвідношенні 46 : 8 : 9. Напишіть рівняння хімічної реакції.

Розв`язок

1.    Складаємо мольне співвідношення речовин за формулою n = .

n (NO2) : n (O2) : n (H2O) = m (NO2) / M (NO2)  : m (O2)/ M (O2): m (H2O)/ M (H2O)

             M (NO2) =  46 г/моль;  M (O2 ) = 32 г/моль;  М (H2O) = 18 г/моль.

             n (NO2) : n (O2) : n (H2O) =  :  = 1 : 0,25 : 0,5 = 4 : 1 : 2, отже,

             HxNyOz = 4 NO2 + O2 + 2 H2O.

2.     У продуктах реакції n (H) : n (N) : n (O) = 4 : 4 : 12 = 1 : 1 : 3.

Отже, ця речовина HNO3  - нітратна кислота

4HNO3 = 4 NO2 + O2 + 2 H2O.

Відповідь: Речовина HNO3  - нітратна кислота.

Задача 5.

Який мінімальний об’єм розчину з масовою часткою калій гідроксиду 10% (густина 1,09г/мл) потрібно взяти для вбирання продуктів повного згоряння 100мл пропану (н.у.)?

Розв`язок

Складаємо рівняння реакції горіння пропану:

C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O

За рівнянням реакції:

ѵ(C3Н8) : ѵ(CO2)  =1 : 3, звідки  ѵ(CO2)  = 100мл · 3 = 300мл.

За умовою задачі, необхідно визначити мінімальний об`єм  розчину КОН , тобто вуглекислий газ буде в надлишку і реакція проходитиме з утворенням кислої солі:

СO2 + KOH = KHCO3

Обчислюємо кількість речовини карбон (IV) оксиду за формулою:

Ѵ(CO2) = 0,3л : 22,4л/моль = 0, 0134 моль.

За рівнянням хімічної реакції обчислюємо кількість речовини КОН:

Ѵ(KOH) : Ѵ (СO2) = 1 : 1, тоді   Ѵ(KOH) = 0,0134 моль.

Обчислюємо масу калій гідроксиду  за формулою m = n · M.

m(KOH) = 56г/моль;

m(KOH) = 0,0134моль · 56г/моль =0,75г.

Обчислюємо масу калій гідроксиду:

Mр-ну(KOH) =  =  = 7,5г.

Обчислюємо об’єм розчину калій гідроксиду:

 Vр-ну(KOH) = mр-ну : ρр-ну = 7,5г : 1,09г/мл = 6,88мл.

Відповідь: Vр-ну(KOH) = 6,88мл.