Задачи и упражнения / Кузьменко Н.Е., Теренин В.И. и др. Вступительные экзамены и олимпиады по химии. Опыт МГУ

3)2К1 + Вг2 -» 2КВг + 12|;

4)С2Н4 + Вг2 -» СН2Вг-СН2Вг;

5.Исходная молярная концентрация РС15 составляет

с(РС15) = 1 / 5 = 0.2 моль/л.

После установления равновесия концентрации веществ будут равны:

^[ Ю 3]-[ а г ] а ^

Решения заданий очного тура олимпиады «Покори Воробьевы горы!» \ 05

откуда х = 0.072 моль/л.

Количество РС13 в равновесной смеси:

у(РС13) = с - У = 0.072 • 5 = 0.36 моль.

Ответ: 0.36 моль.

6 . Запишем уравнения всех упомянутых реакций:

8А1 + ЗОНМ)3 -► З т ^ О з + 8А1(Ш 3)з + 9Н20 ;

Ш 4Ш 3 + ИаОН -> ИН3Т + ИаИОз + Н20;

2Ш 3 + ЗРеО — > ЗРе + И2Т + ЗН20.

Из условия задачи рассчитаем количество оксида железа:

у(РеО) = 21.6 / 72 = 0.3 моль,

следовательно, исходя из уравнений реакций, у(ЫН3) = 0.2 моль; у(А1) = = 8 / 3 • 0.2 = 0.533 моль.

Масса алюминия:

т(А\) = 0.533 -27= 14.4 г.

Ответ: 14.4 г алюминия.

7. Гидролиз сахарозы приводит к образованию моносахаридов, сум­ марное число групп -ОН в молекулах которых (10) больше, чем число групп -ОН в молекуле дисахарида (8):

По условию задачи количество ангидрида:

у((СН3СН2С0)20) = 7.8 / 130 = 0.06 моль;

значит, 2х = 0.06 моль, откуда х = 0.03 моль. Рассчитаем массу сахарозы и рибозы:

т(сахарозы) = 0.03 • 342 = 10.26 г;

и?(рибозы) = 11.7610.26 = 1.5 г.

Ответ: 10.26 г сахарозы, 1.5 г рибозы.

Часть II

ОЛИМПИАДА «ЛОМОНОСОВ»

Динамика развития федеральной олимпиады школьников «Ломоносов»

по химии

Многопредметная олимпиада школьников «Ломоносов» проводится Московским университетом с 2005 г. Задуманная и организованная вна­ чале именно как внутриуниверситетская олимпиада, она стала правопре­ емницей и творческим развитием проводившихся ранее в МГУ заочно­ очных олимпиад «Абитуриент МГУ». Вкратце обрисуем ретроспективу развития этого нового и оригинального явления в области отечественного образования - вузовской предметной олимпиады школьников.

В начале 1990-х годов на химическом факультете МГУ, как и во мно­ гих других отечественных вузах естественнонаучного направления, сло­ жилась негативная ситуация - приток абитуриентов сократился, конкурс упал до рекордной отметки 1.4 человека на место (см. рисунок). Именно тогда на факультете была разработана и успешно внедрена система заоч­ но-очного приема, впоследствии трансформировавшаяся в олимпиаду «Абитуриент МГУ».

С 1993 по 1997 г. прием на химический факультет проходил дважды в течение года: досрочные экзамены проходили в мае, основные - в июле. Досрочных экзаменов было два - по математике и по химии, оба экзаме­ на оценивались по десятибалльной шкале, и абитуриенты, набравшие в сумме 17 баллов и выше, зачислялись на факультет досрочно, еще до окончания школьных выпускных экзаменов. Новая система набора ус­ пешно функционировала в течение ряда лет, и о правильности выбранной стратегии привлечения абитуриентов говорит постоянный рост конкурса на факультет в промежутке между 1992 и 1997 годами. Систему стали применять и на других факультетах МГУ, она стала популярной в других

вузах. Однако в 1998 г., когда реформа отечественной системы образова­ ния начала набирать обороты, последовал запрет со стороны Министер­ ства образования РФ на досрочное (до сдачи выпускных экзаменов) за­ числение в вузы, а соответственно и на проведение досрочных вступи­ тельных испытаний. Вместо этого Московскому университету было раз­ решено проводить химико-математическую олимпиаду «Абитуриент МГУ» в заочно-очной форме, победители и призеры которой получали льготы при поступлении.

Динамика изменения конкурса (числа абитуриентов на одно место) на химический факультет МГУ

Олимпиада включала обязательный заочный тур (контрольную работу по химии, математике и физике, которую нужно было выполнить в нояб­ ре-апреле и прислать почтой на химический факультет). Олимпиадное задание публиковалось в журнале «Химия в школе», газете «Первое сен­ тября» (а в некоторые годы и в таких популярных, многомиллионных изданиях, как газета «Комсомольская правда»), на сайте химического факультета и рассылалось непосредственно по школам, взаимодейство­ вавшим с факультетом. Так, например, в 2001 г. задание заочного тура химической олимпиады «Абитуриент МГУ» состояло из 38 задач разного уровня сложности: 18 задач по химии, 12 - по математике и 8 - по физи­ ке, максимальная оценка за весь комплект составляла 100 баллов. Школьники, набравшие за работу заочного тура необходимое число бал­ лов (от 50 и выше), получали персональное приглашение на майский оч­ ный тур, включавший два экзамена: по математике и химии. Получившие на очном туре от 17 баллов и выше (экзамены оценивались по десяти­ балльной шкале) считались победителями олимпиады и получали право

засчитать оценки, полученные в очном туре олимпиады, в качестве кон­ курсных по соответствующим предметам при поступлении. В июле во время основных вступительных экзаменов им оставалось сдать экзамен по физике и сочинение, и с полученной суммой баллов они участвовали в общем конкурсе. С 2000 г. победители олимпиады получили право зачи­ тывать школьную оценку по русскому языку или по литературе (лучшую из двух) из аттестата вместо оценки за сочинение. К 2003 г. конкурс на химический факультет стал стабильным и превысил показатель в три че­ ловека на место. Авторы концепции заочно-очного приема (проф. Н.Е. Кузьменко, проф. В.В. Еремин, академик В.В. Лунин) за ее успешную реализацию в 1999 г. были удостоены Премии Президента РФ в области образования.

В таком виде олимпиада «Абитуриент МГУ» просуществовала до 2004 г. Все эти годы победители и призеры Всероссийской олимпиады школьников по химии и Международной Менделеевской олимпиады за­ числялись на химический факультет вне конкурса (то есть без экзаме­ нов).

К сожалению, и эта система набора, продемонстрировавшая свою эф­ фективность, оказалась недолговечной - 2004 год стал для нее перелом­ ным и драматичным. Уже после того, когда был проведен заочный тур олимпиады «Абитуриент МГУ», в котором приняли участие более 600 абитуриентов, Министерство образования приняло неожиданное решение об отмене очного тура. Вступительные испытания в 2004 г. проводились только в июле и довольно специфическим образом - перед традицион­ ными экзаменами были проведены отдельные письменные вступитель­ ные экзамены по математике и физике для победителей промежуточных (3-го и 4-го) этапов Всероссийской олимпиады школьников по химии. Эти экзамены проводились подряд два дня, без перерыва, что было очень утомительным для школьников. Данные рисунка убедительно свидетель­ ствуют, насколько пагубно отразилось внезапное и резкое изменение правил приема на показателях конкурса на химический факультет (1.9 человек на место в 2004 г. вместо 3.6 в 2003 г.). Впоследствии к подобной практике больше не возвращались.

С 2005 г. начинается отсчет многопредметной олимпиады МГУ «Ло­ моносов». Олимпиада по химии проводилась в середине мая единовре­ менно по единым вариантам заданий на всех факультетах, имеющих хи­ мию в перечне вступительных испытаний (химический и биологический факультеты, а также факультеты почвоведения, биоинженерии и биоин­ форматики). Олимпиадное задание представляло собой экзаменационный билет из десяти заданий, в котором указана максимальная оценка в бал­ лах за каждое задание. Предлагаемые в билете задания оценивались диф­ ференцированно в зависимости от уровня сложности, т.е. числа логиче­ ских операций, необходимых для ответа, и их характера - продуктивного или репродуктивного. Победителям по каждому предмету засчитывалась максимальная оценка по соответствующей дисциплине на вступительных

экзаменах. Олимпиада «Ломоносов» по химии оказалась одной из самых востребованных - ежегодно в ней участвовали сотни школьников.

В 2009 году впервые зачисление во все вузы России проводилось на основе суммы баллов ЕГЭ по соответствующим профилю вуза дисцип­ линам, а право проводить дополнительные конкурсные испытания полу­ чили лишь некоторые вузы, точнее - лишь некоторые факультеты вузов, а еще точнее - лишь некоторые специальности на некоторых факультетах (в рамках МГУ - всего три факультета). На химическом факультете всту­ пительное испытание по химии не было предусмотрено. Подобное не­ прерывное изменение правил приема самым непосредственным образом отражается на конкурсе и, конечно же, на качестве принимаемого на пер­ вый курс студенческого контингента. Не допустить неизбежного падения уровня студентов-первокурсников в 2009 году позволила именно система предметных олимпиад самого различного уровня, победители и призеры которых получили ощутимые преимущества при поступлении в Москов­ ский университет. В частности, победители предметной олимпиады «Ло­ моносов», как и в предыдущие годы, зачислялись на соответствующий факультет вне конкурса, а призерам олимпиады засчитывались 100 бал­ лов вместо их оценки за ЕГЭ по данному предмету. Само задание олим­ пиады «Ломоносов», не изменившись по структуре, с 2009 г. стало сто­ балльным по аналогии с ЕГЭ.

В 2010 году Московский университет добился права провести одно дополнительное к ЕГЭ вступительное испытание по профильному пред­ мету на каждом факультете. Так, химический факультет провел (допол­ нительно к ЕГЭ) вступительный экзамен по химии. Однако это никоим образом не понизило значение олимпиады «Ломоносов», которая с 2008/2009 учебного года вошла в федеральный Перечень олимпиад школьников. В 2009/2010 учебном году приказом Министерства образо­ вания и науки РФ она была отнесена к олимпиадам второго уровня. В получившей федеральный статус олимпиаде сейчас принимают участие не только старшеклассники, стремящиеся стать студентами МГУ, но и все те, для кого актуален данный предмет (например, в олимпиадах «Ло­ моносов» по химии и биологии активно участвуют потенциальные аби­ туриенты медицинских вузов).

Нынешний год ознаменовался очередным нововведением в порядок проведения олимпиады «Ломоносов». Согласно «Порядку проведения олимпиад школьников» и «Положению об Олимпиаде школьников «Ло­ моносов», олимпиада в 2011 г. проводилась в два этапа: заочный отбо­ рочный и очный заключительный. Комплект заданий заочного этапа (12 задач) осенью 2010 г. был размещен на сайтах МГУ и Российского Сове­ та Олимпиад Школьников. Участники должны были прислать выполнен­ ные работы в МГУ по почте или в электронной форме до 28 января 2011 г. К участию в заключительном этапе Олимпиады школьников «Ломоно­ сов» были допущены только лауреаты отборочного (заочного) этапа 2011 года (на их число Министерством была установлена квота - не более 35% от общего числа участников заочного тура). Всего в заочном туре олим­

пиады по химии приняли участие 1067 школьников. Очный тур состоялся на химическом факультете МГУ 14 марта 2011 г. В нем приняли участие 366 школьников. Число лауреатов очного тура было также жестко регла­ ментировано - победителей (I место) не больше 10% от числа участников очного тура (37 человек), призеров (II и III места) - не больше 25% (89 человек). Таким образом, 126 школьников из разных регионов России ощутимо повысили свои возможности поступления в любой химический или медицинский вуз страны. Например, абитуриенты из числа победи­ телей олимпиады «Ломоносов» могут быть зачислены на химический факультет МГУ без экзаменов. Победители олимпиады, поступающие на факультет фундаментальной медицины МГУ, автоматически получают 100 баллов вместо баллов, полученных ими на ЕГЭ по химии.

Задания олимпиады 2006

Вариант 1

1.Приведите структурные формулы одной молекулы и одного иона, в которых кислород имеет валентность III.

2.Выберите две органические кислоты, сравните их силу и объясните, какая из них сильнее и почему.

3.Назовите три вещества, принадлежащие разным классам неоргани­ ческих соединений, при добавлении которь!х к воде образуется щелочной раствор. Приведите ионные уравнения реакций, протекающих в каждом растворе.

4.Напишите структурные формулы трех углеводородов, которые со­ держат 90.0 мас.% углерода и имеют разную молекулярную массу.

5.Навеску соединения железа с серой сожгли в избытке кислорода. Газ, выделившийся при сжигании, обесцвечивает 400 мл 0.2 М раствора перманганата калия, подкисленного серной кислотой. Твердый остаток от сжигания растворяется в 30 г 36.5%-ной соляной кислоты. Установите формулу соединения и массу навески.

6 . Смесь 1.2 моль водорода и 0.7 моль иода (в парах) выдержали до установления равновесия при 800°С. В результате реакции выделилось 8.4 кДж теплоты. Рассчитайте константу равновесия обратимой реакции

Н2 + 12 ^ 2Н1

при этой температуре, если теплота образования Н1 равна 7.0 кДж/моль.

7. Напишите уравнения химических реакций, соответствующих сле­ дующей схеме, и определите неизвестные вещества:

6 . Смесь 1.6 моль водорода и 1.0 моль иода (в парах) выдержали до установления равновесия при 850°С. В результате реакции выделилось 12.6 кДж теплоты. Рассчитайте константу равновесия обратимой реакции

Н2 + 12 ^ 2Н1

при этой температуре, если теплота образования Н1 равна 7.0 кДж/моль.

7. Напишите уравнения химических реакций, соответствующих сле­ дующей схеме, и определите неизвестные вещества:

Ре(Ш 3)2 -> X -> 8 0 2 -> V -> №С1 -► Ъ -> СН4.

8 . Напишите уравнения химических реакций, соответствующих сле­ дующей схеме, и определите неизвестные вещества:

6

В уравнениях реакций приведите структурные формулы веществ и укажите условия проведения реакций.

9.Смесь изомерных дихлорэтанов нагрели со спиртовым раствором щелочи. Выделившийся газ пропустили в аммиачный раствор гидроксида меди (I), при этом выпало 4.56 г осадка. При обработке такого же количе­ ства исходной смеси водным раствором щелочи получена смесь, при дей­ ствии на которую аммиачного раствора оксида серебра выпало 2.16 г осадка. Определите массу исходной смеси и мольную долю каждого изо­ мера в ней.

10.Два газообразных простых вещества, состоящих из двухатомных молекул, смешали в объемном соотношении 1 : 7 в закрытом реакцион­ ном сосуде при температуре 0°С и высоком давлении. Сосуд нагрели до 273°С; при этом с количественным выходом образовалось газообразное сложное вещество, а давление по окончании реакции оказалось равным первоначальному. Определите формулу продукта реакции и напишите уравнения его реакций с водой и щелочью.

Вариант 3

1.Приведите структурные формулы одного комплексного аниона и одного комплексного катиона, в которых серебро имеет валентность II.

2.Выберите две неорганические кислоты, сравните их силу и объяс­ ните, какая из них сильнее и почему.

3.Назовите три вещества, принадлежащие разным классам органиче­ ских соединений, при добавлении которых к воде образуется кислотный раствор. Приведите уравнения реакций, протекающих в каждом растворе.