11 класс Решения задача 11-1



Скачать 64.62 Kb.
Дата16.04.2013
Размер64.62 Kb.
ТипЗадача
Областной тур олимпиады школьников по химии 2007-2008 г.г.
11 класс
Решения

ЗАДАЧА 11-1.
1. Простое вещество Е – это Zn. Доказательство: цинк входит в состав фермента карбоангидразы, образует минералы сфалерит и вюрцит – ZnS. Из реакций 1–4 видно, что соединения данного элемента амфотерны. В то же время это не могут быть Al или Be, так как их получают электролизом, а не реакцией 4.

Вещество А может быть оксидом или гидроксидом цинка. Судя по реакции 4, это оксид.

2. Уравнения реакций:

1) ZnO + 2 NaOH Na2ZnO2 + H2O

2) ZnO + Na2СO3 Na2ZnO2 + СО2

3) ZnO + 2 HCl  ZnCl2 + H2O

4) ZnO + С(графит)  Zn + СО

5) 2 СО + О2  2 СО2

6) 2 ZnS + 3 О2  2 ZnO + 2 SO2

7) Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2

8) C10H8Cl4 + 2 Zn  C10H8 + 2 ZnCl2
3. В промышленности для получения цинка используются реакции 6, 4.
4. Фермент карбоангидраза в организме человека катализирует реакцию связывания углекислого газа:

H2O + CO2 ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3

Критерии оценивания

За доказательство нахождения Zn в ферменте карбоангидразы, предложение формулы сфалерита и вюрцита 2 балла

За уравнения реакции 1,3,8 по 1 баллу*3=3 балла

За уравнение реакции 2 по 1 баллу*3=3 балла

За уравнения реакции 4,5,6,7 по 0, балла*4=2 балла

За предложение уравнений реакции получения цинка в промышленности 1 балл

За предложение уравнения реакции, связывания углекислого газа в организме человека

1 балл

Итого: 11 баллов.

ЗАДАЧА 11-2.

Твердое вещество, изменяющее окраску с желтого на белое – оксид цинка ZnO. Вещества в навеске – соли кислородсодержащих кислот.

Вещества бурого цвета Br2 и димер NO2, конденсирующийся в жидкость буро-желтого цвета.

Zn(NO3)2 → ZnO + 2NO2 + 1/2O2

KOH + NO2 → KNO2 + KNO3 + H2O

M (Zn(NO3)2) = 189 г/моль

М (NO2) = 46

Тогда 100 * 2 * 46 : 189 = 48,7%, что соответствует условию.


Вторая соль разлагается по общему уравнению

2Zn(BrOx)2 → 2ZnO + 2Br2 + (2x-1)O2

Определяем соль, приняв за у ее молекулярную массу.

у = от 160 : 48 до 160 : 50, т.е молекулярная масса находится в интервале от 333 до 320.

Кислородсодержащие кислоты брома: HBrO, HBrO3, HBrO4 (соответствующие им относительные молекулярные массы 257, 321, 353).

Подходит х=3, соль Zn(BrO3)2.

2Zn(BrO3)2 → 2ZnO + 2Br2 + 5O2

3Br2 + 6KOH → 5KBr + KBrO3 + 3H2O

При взаимодействии с нитратом серебра:

AgNO3 + KBr → AgBr↓ + KNO3

желтоватый

AgNO3 + KNO2 → AgNO2↓ + KNO3

желтоватый

AgNO3 + KBrO3 → AgBrO3↓ + KNO3

Бесцветный

Критерии оценивания

За каждое предложенное вещество по 1,5 балла*3=4,5 балла

За уравнения реакции разложения второй соли в общем виде 2 балла

За определение молекулярной массы второй соли 1балл

За выбор соли по расчитанному Х в общем уравнение реакции, пункт 2 2 балла

За уравнение реакции брома с KOH 2 балла

За предложение уравнений реакций взаимодействия солей с нитратом серебра 2,5 балла

(с KBr 0,5 балла; с KNO2 1 балл; с KBrO3 1балл )

Итого: 14 баллов.

ЗАДАЧА 11-3.


  1. Самым распространенным металлом на Земле (да еще и входящим в состав боксита) является алюминий. Его важнейшее народнохозяйственное значение связано с такими свойствами, как легкость, пластичность, высокая электро- и теплопроводность, коррозионная устойчивость (оксидная пленка).

  2. Ионы Al3+ имеют электронную конфигурацию 1s22s22p6. Такая же конфигурация у частиц Mg2+, Na+, Ne, F-, O2-, N3- и т.д. Исходя из содержания алюминия в комплексе, легко посчитать его молярную массу: 27,0/0,1286 = 210 г/моль, из которых 210-27=183 приходится на лиганды и внешнесферные ионы. В случае, если лигандом является кислород, то соль получается не комплексная, поэтому выбор ограничивается фтором и азотом. Катионами могут быть Mg2+ и Na+, поскольку других катионов с такой электронной конфигурацией в природе нет. Если комплекс содержит n лигандов N3-, то для компенсации заряда в состав соли должны входить (3n-3)/2 катионов магния или 3n-3 катионов натрия, если n ионов F-, то (n-3)/2 катионов магния или n-3 катионов натрия. Осталось решить 4 уравнения:

24(3n-3)/2 + 14n = 183, n = 4,38;

23(3n-3) + 14n = 183, n = 3,04;

24(n-3)/2 + 19n = 183, n = 7,06;

23(n-3) + 19n = 183, n = 6,000.

Поскольку для содержания алюминия даны 4 значащих цифры, число n мы тоже считаем с высокой точностью. Единственное целое число в пределах этой точности (к тому же одно из самых распространенных координационных чисел) получилось в последнем случае, следовательно, состав комплексной соли Na3[AlF6].

  1. Это тот самый криолит, который упоминался в условии задачи. Номенклатурное название – гексафтороалюминат натрия.

  2. ωF = 6*19/210 = 54.28%, ωNa = 3*23/210 = 32.86%.

  3. . Производство алюминия – очень энергоемкий процесс, во многом это связано с высокой активностью чистого (не покрытого оксидной пленкой) алюминия и химической стойкостью Al2O3.

  4. Электронные конфигурации анионных лигандов, очевидно, будут соответствовать конфигурации ближайшего инертного газа, поэтому центральными атомами могут служить только элементы начала периода (кроме I и II групп) в высшей степени окисления. Во втором периоде это только бор (на 2 уровне нет d-подуровня), а в четвертом, например, титан: Li[BH4] – тетрагидридоборат лития; K2[TiCl6] – гексахлоротитанат калия.


Критерии оценивания.

  1. Алюминий – 1 б, свойства: за каждое по 0,25, но не более 1 б, всего 2 б.

  2. Конфигурация 1 б, расчет формулы 2 б (формула без рассмотрения вариантов, подтвержденная процентами 1 б), всего 3 б.

  3. Названия 2*0,5 = 1 б.

  4. Содержание фтора и натрия 2*0,5 = 1 б.

  5. Уравнение 0,5 б, энергоемкость и ее обоснование 0,5 б, всего 1 б.

  6. Формулы с названиями 2*0,5 + 2*0,5 = 2 б.

Итого 10 баллов.
ЗАДАЧА 11-4

1. Записываем уравнение реакции горения углеводородов в общем виде:

хНу +(32+у)/2 О2 = 16СО2 + уН2О

2. Находим количество атомов углерода: х = 16 : 2 = 8. Масса углерода в соединении равна 8 * 12 = 96.

3. Молекулярная масса соединения равна 96 : 0,9231 = 104, тогда масса водорода и число атомов водорода равны 104 – 96 = 8.

4. Брутто-формула соединения С8Н8. Этой брутто-формуле и указанным в задаче химическим свойствам соответствует структура кубана:



Под данную брутто-формулу попадают и другие соединения, но они не соответствуют условию:

гидрируется в более жестких условиях и присоединяет 4 моль водорода, а не три.

неустойчив, т.к. один атом углерода цикла находится в sp-гибридном состоянии. При гидрировании присоединяет 4 моль водорода, а не три.

5. Уравнения реакций:

1) Реакция горения: С8Н8 + 10О2 → 8СО2 + 4Н2О.

2) Реакция гидрирования:



3) Реакция металлирования:



(R=H или углеводородный радикал)

4) Разложение нитропроизводного:

С8N8O16 → 8CO2 + 4N2

Критерии оценивания

За предложение уравнения реакции горения углеводорода в общем виде 1балл

За определение массы углерода в соединении 1 балл

За определение молекулярной массы, массы водорода и числа атомов водорода

1 балл

За представление брутто –формулы и соответствующей структуры кубана 3 балла

За предложение соответствующих уравнений реакций 2 балла

(1.-горение кубана –0,5 балла, 2.- гидрирование –1,5 балла, 3.- металлирования –1,5 балла, 4. – разложение нитропроизводного- 2 балла)

Итого: 11,5 баллов.

.

ЗАДАЧА 11-5.

Общая формула гомологов бензола CnH2n–6.



ν(С6Н5СООН) = 24,4 г : 122 г/моль = 0,2 моль

ν(СО2) = 0,2(n–7)

ν(С6Н5СООН) = 16,6 г : 166 г/моль = 0,1 моль

ν(СО2) = 0,1(n–8

Определим объем СО2 при н.у.:

по закону Гей-Люссака: V0 = V1T0 : T1/

V0 = 12,0 * 273 : 293 = 11,2

ν(СО2) = 11,2 л : 22,4 л/моль = 0,5 моль.

0,2(n–7) + 0,1(n–8) = 0,5, откуда n = 9. Брутто-формула соединений С9Н12.



(Пропилбензол не удовлетворяет условиям задачи, т.к. одним из продуктов окисления является не СО2, а уксусная кислота )



m (изопропилбензола) = 0,2 моль * 120 г/моль = 24,0 г.

m (1-метил-4-этилбензола) = 0,1 моль * 120 г/моль = 12,0 г.
Критерии оценивания

За предложение общей формулы бензола и уравнения окисления бензола 1 балл

За определение количества вещества бензойной кислоты, углекислого газа, объём углекислого газа по закону Гей-Люссака и определение брутто-формулы соединения

С9Н12 3 балла

За предложение структурной формулы изопропилбензола, обоснование выбора её

1 балл

За установление формулы изомера изопропилбензола – п-метилэтилбензол ( 1-метил-4-этилбензол), за уравнение реакции окисления его 1 балл

За определение массы изопропилбензола и п-метилэтилбензола 1 балл

Итого: 7 баллов.
ЗАДАЧА 11-6



Критерии оценивания

За предложение исходных соединений и указания условий реакции по 3 балла*3=9 баллов.

Итого: 9 баллов



ИТОГО общая сумма баллов: 73,5 балла

Похожие:

11 класс Решения задача 11-1 iconМетоды решения систем уравнений
Умение решать системы уравнений позволяет существенно расширить класс текстовых задач и перед нами стоит задача: повторить способы...
11 класс Решения задача 11-1 iconЗадача №1: получение данных 6 Задача №2 модели и программное обеспечение управления добычей 7
Задача №3 Переход к технологиям облачных вычислений в задачах связанных с «интеллектуальным месторождением». Высокопроизводительные...
11 класс Решения задача 11-1 iconЗадача медицинской диагностики и алгоритм её решения, допускающий распараллеливание 1
Щая задача медицинской диагностики в терминах модели её онтологии, а также описана постановка более частной задачи и приведён алгоритм...
11 класс Решения задача 11-1 iconВопросы к экзамену по учебной дисциплине «Дифференциальные уравнения»
Определение дифференциального уравнения и решения дифференциального уравнения. Задача Коши и краевая задача. Геометрическое истолкование...
11 класс Решения задача 11-1 icon2. Задача «метод» это задача, метод решения которой можно использовать при решении похожих задач
Известно, что задача моет служить не только целью, но и средством обучения. Учиться решать задачи с помощью опорных (ключевых, базисных)...
11 класс Решения задача 11-1 iconАнализу для подготовки к экзамену III семестр, 2006-2007 уч год
Дифференциальные уравнения 1-го порядка: определение дифференциального уравнения, его решения; задача Коши; общее, частное, особое...
11 класс Решения задача 11-1 icon1. Содержательная задача  Математическая модель  Задача на математической модели  Алгоритм решения задачи  Программа
Для разработки программы, решающей задачу, необходимо пройти несколько весьма важных этапов
11 класс Решения задача 11-1 iconЗадача и примеры численных методов ее решения. Постановка исходной задачи
Численный методы решения задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений
11 класс Решения задача 11-1 iconРешения задач 8 класса задача 1
...
11 класс Решения задача 11-1 iconЗадача Коши, теорема о существовании и единственности решения. Общее, частное решение (интеграл)
...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org