Слета Л.А.,Черный А.В., Холин Ю.В. 1001 задача по химии с ответами, указаниями, решениями

956.Произ~одное QeHЗO.)Ja состава С9Н8 реагирует с амидом на· трия:, встуnает :n реакцию Кучерова и при окислении перманганатом

калия: дает бензойную кислоту. Установите стрл<турпуюформу.л'у про­

изводного.бензола А'и .напишите уравнения упомянутых реакций.

957.Расположите nриведеиные ниже вещества в 'п.оря:дке увели­

чения вьiхода n..;..изомера при образовации монобромпроRзводного

под действием Br2 в nрRсутствии FeBr8 :

958. При взаимодействии соединения С2Н.402 с водно-аммиач:ным

раствором Ag 20 ·выделяется серебро, а ·исчерnывающее воссiановле­

н:ие С2Н402 приводит к метанолу. Определите структурную форм-улу вещества С2Н4О2 и предложите способ его синтеза из метана.

959. Напиш'ите уравнения: ·реакций, описывающих следующую

схему превращений:

+Cl2 , hv ) А +Mg, эфИр ) В +С2Н2СНО •

~Е-+.:.:К;::.;О:;;:Н=с;::;п•.:..,t~Ж

960. С nомощью каких реаrентов и ·в каких условиях можно

осуществить превращения

СН2 6 ~CHNO. 2 5 2·~CHNH. 2 5 2 ~..

961. Какие вещества образуютсц в ходе следующих превращений:

140

962. Напишите уравне11ия реакций, описывающих следующие

превl>ащения:

~В +Н3ССОСН3

75. Задачи областных олимnиад

"юных химиков. 8 класс

963.Определите отношение массы раствора серной кислоты с мас­

совой долей 35% к массе воды, которую ну~но щ)Ибавить к раство­

ру, чтобы массовая доля растворенного вещества стала равной 10 % .

. 964. СтакfЩ (200 мл) водного раствора аммиака с массовой долей растворенного вещества 5% (плотность раствора 1,0 гfмл) вылили в

Черное море. Скощ.ко приблиз.ительно молекул аммиака снова ока­

жется в стакане, если через некоторое время им зачерпнуть воды из

моря? При расчетах принять, что молекулы аммиака равномерно

распределяются в верхнем слое воды, свободном от сероводорода,

толщи~ой 200 м. Цлощадь·поверхности Черного моря 420 тыс. км2 •

965. Природвый хлор состоит .из двух стабильных нуклидов с

нуклонными числами 35 и 37. Исходя нз приведеиного в Периоди- .

ческой системе элементов значения средней атомной массы хлора,

рассчитайте массовые и молярные доли каждого 'из нуклидов в

966. Водород nолучают, nроnуская водяные nары над раскален-

11J4МИ железцыми стружками. Ьnределите стеnець nревраще~ия воды

в водород (отношение массы воды, превратившейся в водород, кис­ ходцой массе воды), ·если nри nропус.кании· 100 л паров воды при·

300 ОС и нормальцом давлении их масса уменьшиласЬ на 13,6 г.

967. Какие из приведенцых ниже формул, отражающих состав

минераЛов алюмо'силикатов, содержат· ошибки: Ca~A1Si308)2 ;

NaA12Si2 0 8 , KA13 Si3 0 10 (0H)2 , NaCaA1 2Si30 10 , Ca2 A1Si3910 ,

NaA1Si40 1a?

,,,'

968. Массовая доля соли Са2РО4F в.фосфQрсодержащем минерале

апатите 85 % . Обработкой апатита концентрировацной серной кисло­

':той получают суперфосфат - смесь кислцх фосфатов Кальция. Ка-

141

кую массу апатита нужно переработать'для ~несения на 1'кг пашни

100 кг Р205 , если в процессе переработки Теряется 15% вещества?

г) количества молеку.;д: ... +... = 4. ·1020 молекул+ ....

970. Могут ли две разные электронные.конфцгурации атома ls2 2s2 2p6 3s2 и 1s2 2s2 2p 6 3s 1 4s1 от!!ечать одному и тому же элемен­

ту? к,кой это элемент?

971. При наГревании 2,46 г кристаллогидрата сульфата. магния (Mg804 ·nH20) до 150 'С его масса изменилась на 1,08 г, а при нагревании до 200 'С он полностью дегидратировался, и масса ос­

татка равнялась1,20 г. Определите состав кристаллогидрата и про- .

\ . .

972. 1 г сплава одно-.и двухвалентного металлов обработали из­

бытком кислоты, nри этом :оыделилось 0,56 л водороДа (при нор­

мальном атмосферном давлении и 20 'С). При сжигании 1 г двухва­

лентного металла образовалось 1,40 г оксида. Известно, что

относительная атомная масса двухвалентного металла на 17 еди•

ниц больinе'атомной массы одновалентного металла. Определите

'металлЫ и их массовые доли в с~ав~.

76. Задачи областных олимпиад

юных химиков~ 9 класс

973. В предложенных группах укажите порядковые номера эле­

ментов, образующих nростые .вещества: а) 'с наиболее выраженны·

ми металлическими свойствами: 19, 37 и 55; 11, 12 и 13; 32, 50 и

82; б) наиболее выраженными неметалличесJ(ими свойствами; 17, 35 и 53; 15, 33 И 51; 5, 6 и 7. Назовите выбранные вами элементы·,

запиШите электронные конфих:урации ;их атомов, укажите харю(­

терные длs этих эдементов степени окисления.

974. Цеорганическаи соль кобальта (Il) образует кристаллогид­

раты с массовой долей водьi 44,82 % и 10,40 %. Предложиоrе фор- ,

мулы кристаллогидратов.

975. В растворе, содержащем нитрат железа (III) и роданИД ка~

лия, образуются окрашенные соединения. Как изменится интен.

142

.СИВНОеТЪ окраски раствора, ес.nн в него добавить: а) хлорид жеЛе­

за (III); б) воду; в.) нитрат серебра; г) фторид калии? О&ьисtrите· свой ответ, напищите-уравнении реакций.

978. Рассчитайте рН растворов. с концентрациими: а) 10-5 мoJIЬ/JI

КОН; б) 10-9 моль/л КОН; в) 10-1 моль/л HCI; г) 10-10 моль;л HCl. 977. Рассчитайте, сколько пресной воды следует добавитЬ к 4 кг ·

978. Вещество А - одна из неско~ьких солей, получаемых при растворении порощка Х в ков:центрироваииом растворе соли Б. ПpSt добавлении раствора щелочи к растворам солей А и Б выделяется

газ В с резким запахом. Если концентрироваввый раствор А влить в

избьiток концентрированной хлороводародной кислоты, то на дне

сосуда С~Ираетси 'l'ИЖеЛа& маСJIИИИСТМ ЖИДКОСТЬ f. f растворЯете&

в эфире н бензоле,-а.при ее коитакте с водой наблюдается выпадение

·.осадка Х и выделение гаЗа Д с неприятным запахом. Соль В можно

получить, пропускЩI газ В через раствор rаза Д. Расщифруйте веще­

ства, обозначенвые буквами, и папищите уравцения реакций, зцаи,

что х - простое вещество, а при коцтакте 1,30 г вещества r с водой

выделяется 0,96 г Х. Изобразите строение аниона соли А. Сравните

силу ~ислот, образуемых анионами солей, получаемых в смеси с

солью А при растворении... .Х в растворе соли Б.

979. Один моль газовой смеси, содержащей кислород и водород в

ЭКВИМОЛИрНОМ (1 : 1) ОТНОЩеННИ, ПОМеСТИЛИ В сосуд; объем КО'l'О­

роГО в литрах равен температуре в К. Укажите давление в сосуде в

_кПа. Каким станет давление щ> окончав:ии реакции между комnо­

нев:тами смеси, если сосуд охладить до той же самой 'l'емпературы? 1

980.- Укажите, какие из следующих процессов относятся к эндо­

.термическим, а какие. - к экзо'rермическим: а) разряд батареи

фотографической лампы-вспыщки; б) плавление льДа; в) испаре­

ние одеколона с певерхности лица; г) реакция металлического на-

трии с водой; Д) разрЯд молнии. .

981. При определещой температуре в химическом реакторе-устано­

вилось химическое равновесие Агаз + 2Вгаз 2Сгаз· Потом одновре­

менно увеличили давление в 3 раза и температуру на 20 ·с. В-~акую

сторону сместится химическое равновесие, если. температурный коэф­

фИцИент сКорости примой реакции равняется 2, а обратной-:- 4? -

982. Колба, содержащая 500 r хлорной воды, выставлеца на сол­

нечный свет. Выделивщийся при этом газ имеет объем 0,448 л при

температуре О ·с и даВлении 1,013 ·105 Па. Определите массовую

млю хлора в исходной Хлорной воде. Какой газ выделился из хлор-_ ной воды?

148

77. Задачи областных олймnиад Щ:аых химиков. 10 класс·

983. В 1996 г. группа ученых из ФРГ, России, Словакии и Фин­

ляндии сообщила о синтезе элемента N!! 112 (Uub, унунбий) При

бомбардировке .ядрами цинка-70 мишени, изготовле,нной из свин­ ца-208. Был Получен один атом Uub с атомной массой 277. Просу­

ществовав 280 микросекунд, он претерпел а-распад. Напишите урав­

нения .ядерных реакций, о которых идет речь в задаче. Запишите

электронную конфигуJ)ациЮ атома Uub. Какую характерную сте-­

пень окисления можн·о предполоЖи'l'ь длИ этого элемента в его ги­

потетических соединениях?

984. 1 моль пентахлорЙда фосфора поместили в Изолированный

сосуд объемом 50 л. Iiocлe установления равновесия при 200 ·с

давление внутри сосуда составляло 1 атм. Рассчитайте равновес­ ный состав газовой смеси.

1}85. 100 г азота, содержащего в качестве примеси СО2 , последо­

вательно 5 раз проnускали через слой уrл.я при 800 ·с и слой окси­ да меди при 500 ·с. Цолученную газовую смесь охладили и пропу.

стили через водный раствор' щелочи, после чего масса раствора

увеличилась на 0,1 г. Определите содержание СО2 в азоте, напи­

шите.уравнения происходящих реакций.

~. Укажите возможное число структурных изомеров дл.я сле­

дующих соединений: .а) Pt(NH3 ) 4Cl 2Br2 ; б) CrC13 • 6Н20 .

987. Плотность векоторого металла в т~ердом состоянии состав­

ляет 8,92 гfсм3 • Он имеет граНеЦентрированную кубическую ·ре­

шетку с длиной ребра элементарной .ячейки а= 3,617 · 1о-8• см

(см. рt~сунок). Определите· молярную массу металла.·

988. Напишите с-труктурные формулы всех возможных изомв­

ров углеводорода ·С5Н10 и назовите их. Какие из этих веЩеств оберi

144

989. Исследова.л:и образование :комплекса ионов серебра е йодид.­

ионами. Для реакции приняли схему: Ag+-+ _xi ~ (Аgiх)1--..х.ПрИrо­

товили 3 смесиJtзраст:JJоров KI и AgN08 • Начальная :кJIJцентрацq

AgN08 во всех СМf1СЯХ равпялась lо-з м!)Ль/л, а :концентрация KJ,

изменялась (см. таблицу). Измеряла равновесныеконцентрации

[Ag+). Определите состав_комплекса (величину х в_уравненим реак­

ции) и оцените константу равновесия реакции его образования.

990. К 50 мл раствора гидросульфита калия (с =-0,1 моль/л) до­

бавили 5 мл хлороводародной кислоты (с= 0,5 моль/л), а потом

еще 20 мл. Рассчитайте ~онцентрацию _ионов водорода и водород­

ный показатель (рН) ~ исiходном растворе и в обОих случаях после

добавлениЯ кислотьi Ступенчатые константы дlrссоциации сернис­

той кислоты Ка1 :::: 1,7:10-2 , К02 == 6,2 ·10-8 •

991. Какие вещества и в какИх условиях· был:и введены в реак­

цию, если взаимодействие nередает схема: А + В 4 К2СО3 + С2Н6?

992. Алкав Х с молярной массой 72 г;моль образует только одно

хлорпровзводное У. Что это ~а. углеводород? СкоЛько И4tаких ди­

хлорnроизвоДных он мо~ет иметь? ·напишите соответствуЮщие

структурные формулы и назовите эти вещест~а по систематичес­

кой номенклатуре. Сколько сигналов будет • ЦМР-сnектре веще­

стваХ? Образование каких nродуктов следует ожидиь при взаи­

модействии хлорnроизводноrо У с водным раствором NaOH?

Обсуди'1'е механизм, по которому nроисходltТ реакция.

· 78. Задачи областных олимnнад

юных химиков. 11 класс

·993. Важное для жизнедеятельности человеческого организма оnти­

чеt!ки активное соединение А, содержащее 40,0 % углерода, 53,3 % кислорода и :Во~ород, .нагрели с концентрированной серной кислотой. ,

145

При Э?.'ОМ выде.лились газ Б и· леl'I(ОКИПВщаJl жидкость. В, имеющая

Заnах nрелых яблок. При :восстановлении В алюмогидридом лития об­

разУеТся жидкость r'неограниченио смешншiющаяся: с водой и нахо­ дящая.разнОобразное применение.·При сильном нагревании Вещества

Л 9()разуется: труднорастворимое соединение Д.· а) Назовите соедине­

нИв А-Д, наnиttiИТе уравненив реаКций; б) сколько оnтических Изо­

меров имеет соединение А? НазовИте их по R, S-номенклатУре.

994. ttpи добавлении к раствору органического вещества А в хло­

роводородной кислоте избытка нитрита нцтрив выделилась смесь

двух неrорючих и не поддерживающих Горение газов с отношени­

ем плотностей 1 : 1, 57. В оставшемсв растворе органических ве­

ществ не обнаружено. а} Предл_ожите возможное строение веще­

ства А; б) цапишите уравнение реакции; в) как получить А из

иеорганических веществ?

'

995. При действии на бертолетоную соль смеси фтора и азота в

объемном отношении 1 : 9 образоВалось вещество А, реагирующее

с бензолом в nрисутствии кислот Л~:>юиса с образованием· вещества

Б. Из него нитрованием, сульфированием, действием раствора ще­

лочИ получены соединенив В-Д.

а) Укажите-состовине гибридизации центрального атома в веЩе­

стве А. Кацое nространствеиное строение имеет это соединение?

Способно· ли оно к димеризации? Какие продУкты получаются При ·его гидролизе? б) Напишите структурные формулы· веществ В-Д,

назовите их.

996. ПредеЛьные углецодороды реагируют с бромом, но не реагиру-\

ют с йодом. Предельn:ые оксосоединенив реагируют и с бромом, и с йодом. Скорость реакции мало зависит от природы галогена, но сильно

зависит от концентрации·в ·реакционной смеси кислот ,и--оснований. _

а} Объясните, поч~м:у происходит бромирование, но не йодиро"')i

ванне алканов; б) предложите механизмЫ реакций rалргенирова1

ния: оксосоединений в кисЛой и щелочной средах; в) почему .~

щелочной среде легкость бромированив возрастает в рвдj

997. В одном:литре водырас~~орили 4 г металлического кальцивЩ

Рассчитайоn:J. молярные концентрации и массовые доли веществ в ра,~

створе после реакции (плотность полученного раствора 1,0 гjмл). Ка~

· кое количество теплоты выделится при взаимодействии образовав -·

гося: при реакции водорода. с избытком кислорода (стандартн ·

зитальпив образования: жидкой воды -285,4 кДж/моль)? Какой о&ье раствОра хЛороБодородной кислоты с концентрацией 0,05 моль/л надобится длв нейтрализации полученного раствор.а?

146

998.Навеску меди массой 0,635 г внесли в избЫток раствора кис­

лоты. Вся медь растворилась, при этом выделилось 2,24 л (в. у.)

водорода. О каких растворах :Может идти речь в задаче?

999.Определите массовую долю уксусной кислоты в растворе,

который образоваЛся при растворении 15,3 г уксусного ангидрида;

в 344,7 г воды. Рассчиll'айте рН образовавmегося раствора и рН •

раствора, к которому приб~tвили 100 мл водного раствора NaOH с

массовой долей 9,36 %. Плотвость всех растворов 1 r/мл, констан­

та диссоциации уксусной кислоты 1,8 ·10-5 • .

1000. Вычислите стандартные энтальпии следуЮщих .реакций:

. С2Н4, газ+ Н2, газ= С2Н6, газ, t::.H1 =?

С2Н2, газ+ 2Н2,. газ=: С2Н6, газ, t::.H2 =?

При расчете используйте следующие данные об энергиях связей.

1001. Хлорэтан реагируе'l,' с йодядом калия в ацетоновом-раство­

ре при 60 ·с с образованием хЛорида калия и. ~одэтана. Зависи-,

мость скорости реакции (v) от концентрации реаГентов приведена в

таблице:

\

1. Заnишите кинетическое уравнение, соответствующее nри~е-

денным данным.

2.Вычислwrе константу скорости рассмотреиной рщцщии.

3.Приведите механизм реакции, который согласуется с кинети.

ческим уравнением.

147

Ответы

1. Химия вокруr нас

1. Этиловый спирт; уксус -.раствор уксусной кислоты; нефть - смесь,

углеводородов с другими органическими вещества~и; камфара- С10Н160 ,,

орrаническое соединенИе, распространенное в природе, входит в состав' многих эфирных масел; олифы - жидкие пленкообразующие вещества~. nолучаемые переработкой масел, жИров и т. п., применяют их длЯ изго­

товления и разведения красок, грунтования окрашиваемой поверхности и

др.; сахарбытовое название сахарозы С12Н22011 ; свинцовые белила-

2РЬС03·Рь(ОН)2; купоросы - техническое название кристал.логидр!iТО~

сульфатов некоторых тяжелых металлов CuSO 4 ·5Н20 , FeSO4 ·7Н20; квасl

3.Водородочень легкий газ, р = 0,0899 гjл.

4.Селитры - это нитраты NaN03 , KN03 , Са{NОз)2, NH 4 N0 3 • По'

скольку в воздухе есть N2 , 0 2 и водяной пар, из них можно синтез

~tать NH 4N03 • Селитры применяют в. качестве минеральных удобрений.

148

9 стабильных изотопов; е) искусственный элемент плутоний Pu; ж) С.

13.~)"':Н2; б) Rn; в) Li; г) lr (Р = 22,65 г1см3), Os (Р= 21,61 г1см3).

2.Состав атомов

14.а) 16; б) 39; в) 31.

1!). 10р и 10n.

16.N- 1р и 7п: Si- 14р и 14n; Ва-- 56р и 81n.

17.16.

18.12, 29, 50 и 80.

19.Скандий.

20.а) 8; 8р; 8ё; 8n, 9n, lOn;

б) 17; 17р; 17ё; 18n, 20n;

в) 12; 12р; 12ё; 12n, 13n, 14n.

б) Fe-26p и 26ё, Fe -26р .и 24ё; Fe3+--26p и 23е. ·

149