Часть 4. Задания, оцениваемые в 6 баллов.

В заданиях 21-25 ответ записывается в таблицу ответов, начиная с первой клеточки. Каждая буква, цифра или символ пишется в отдельной клеточке, буквы должны быть печатными. Слова или числа при перечислении отделяются точкой с запятой. При записи ответов пробелы не используются. Фамилии указываются без инициалов в именительном падеже. Пропущенные слова записываются в именительном падеже, в единственном числе. Расчетные значения записываются без единиц измерения. Десятичные дроби заносятся через запятую.

21. Природный газ содержит главным образом метан, но в нём присутствуют примеси, например, ядовитый сероводород – до 50 г на 1 кг природного газа. Чтобы очистить метан юный химик С. Метанкин окислил сероводород раствором перманганата калия в кислой среде, а чтобы обнаружить утечку метана из бытовых нагревательных приборов и газопроводов, С. Метанкин смешал его с «вонючкой»-соединением PX₃ в таком количестве, что в каждых 10 м³ природного газа находится 2,69 ·10¹⁷ молекул PX_3.

В ответе должны быть указаны:

1. Сумма коэффициентов в уравнении химической реакции окисления сероводорода перманганатом калия в кислой среде (H₂SO₄) до серы и число электронов, отданных восстановителем.

2. Масса серы (кг), которую можно получить с количественным выходом из 1т природного газа, и масса серной кислоты (кг), в которую можно окислить всю эту серу (ответы округлить с точностью до целых).

3. Тривиальное название «вонючки»-соединения PX₃ и объёмное содержание его (мл/м³) в каждом кубометре природного газа при н.у. с точностью до тысячных.

22. Юный химик С. Метанкин поранил руку осколком разбитой колбы и обработал рану 1%-ным раствором некоторого вещества Х ярко-зеленого цвета. Анализатор показал, что в каждой капле этого раствора содержится 4,8·10¹⁷ молекул Х. С. Метанкин установил количественный состав вещества Х: 66,94% углерода, 7,44% водорода, 5,79% азота, 6,61% серы и остальное – кислород.

В ответе должны быть указаны:

1. Пропущенное слово в названии аптечного препарата, содержащего вещество Х, – «… зеленый», и название класса органических веществ, к которому относится растворитель в составе указанного препарата (существительное в единственном числе).

2. Брутто-формула С_хH_yN_zS_kO_t и масса (г) 1 моль вещества Х (округлить до целого числа)

3. Масса (мг) вещества Х в одной капле его 1%-ного раствора (округлить до десятых) и медицинское применение вещества Х (выбрать букву ответа из: А) как антисептик при наружном воспалении; Б) как антидепрессант при переутомлении; В) как антибиотик при отравлении).

23. В 1868 году французский химик М. Бертло осуществил синтез жидкого ароматического углеводорода при пропускании газообразного ациклического непредельного углеводорода через раскаленную до 500С железную трубку. В 1927 году русский химик Н. Зелинский повторил этот синтез, пропуская газ над нагретым до 400С активированным углем. В 1948 году немецкий химик В. Реппе снизил температуру реакции до 60С, использовав катализатор Ni(CN)₂ или Ni(SCN)₂ при давлении 1,5 МПа. В 2012 году юный химик С. Метанкин блестяще повторил синтез по методу Бертло-Зелинского-Реппе.

В ответе должны быть указаны:

1. Номенклатурное (ИЮПАК) название газообразного ациклического непредельного углеводорода – субстрата в данном синтезе и его относительная плотность по водороду при н.у. (целое число).

2. Общераспространенное название продукта синтеза – жидкого ароматического углеводорода в указанных условиях и массовая доля углерода (%) в его составе (округлить до целого числа).

3. Масса (т) продукта синтеза, которая может быть получена с 50%-ным выходом из 1 т субстрата (с точностью до десятых) и фамилия немецкого химика-органика, первым установившего структурную формулу молекулы этого вещества.

24. Юный химик С. Метанкин обнаружил в химической энциклопедии интересную схему реакции:

арен + алкилгалогенид (катализатор)  фенилалкан + галогенводород.

С. Метанкин прочитал, что эту реакцию открыли независимо друг от друга французский химик Ш. Фридель и американский химик Д. Крафтс, поэтому её назвали реакцией Фриделя-Крафтса. Юный химик С. Метанкин повторил синтез Фриделя-Крафтса, используя реагент, в котором 70,3% хлора.

В ответе должны быть указаны:

1. Брутто-формула арена и молярная масса (г/моль) алкилгалогенида (округлить до целого числа).

2. Число атомов водорода в молекуле фенилалкана и массовая доля (%) углерода в нем (округлить до целого числа).

3. Номенклатурное название катализатора (без пробелов) и масса (кг) галогенводорода, который следует удалить из сферы реакции, если было получено 30 кг продукта (округлить до целого числа).

25. Юный химик С. Метанкин искал противоядие от зрительного яда – метанола СH₃OH, который, как важное сырье для органического синтеза производится из так называемого «синтез-газа» (смесь СО и Н₂). С. Метанкин проводил успешные опыты с целью возвращения зрения пострадавшим от метанола крысам, воздействуя на них «красным» светом с длиной волны 670 нм. Юный химик установил, что слепоту вызывает не сам метанол, а продукт его окисления в организме крысы – муравьиная кислота HCOOH, которая препятствует жизнедеятельности митохондрий и убивает зрительный нерв:

[O]

СH₃OH  HCOOH

Опасная доза для одной крысы содержится в 0,86 мл этого раствора (плотность 0,898 г/мл). В ответе должны быть указаны:

1. Масса (г) метанола (с точностью до тысячных) и массовая доля (%) метанола (с точностью до целых) в растворе, если в организме крысы после принятия указанной опасной дозы образовалось 0,5 г муравьиной кислоты с практическим выходом 75%.

2. Масса (г) метанола, который теоретически получится из 1т «синтез-газа» (целое число), и количество крыс, которым эта масса несёт угрозу слепоты (выбрать букву ответа из: А) около 1 миллиона; Б) около 2 миллионов; В) около 10 миллионов).

3. Величина константы скорости k (с точностью до тысячных) реакции получения «синтез-газа», если при концентрации воды 0,03 моль/л скорость реакции составляет 6,1· 10^-5 моль/(л·с)

С + H₂O  CO + H₂

и химическая формула углеводорода, полученного из «синтез-газа» по указанному уравнению:

2CO + 5H₂  … + 2H₂O