ОЛИМПИАДНЫЕ
ЗАДАНИЯ ПО РАЗДЕЛУ «ХИМИЯ И ПИЩА»
Автор:
Андреевская Л.Е.
Задача 1. (5 баллов).
Массовая доля крахмала в клубнях картофеля
в среднем 24%. Какую массу крахмала можно получить из картофеля, выращенного на
площади 15 га, если урожай с 1 га составляет 285 ц?
Задача 2. (5 баллов).
Какую массу кукурузного крахмала можно
получить из 600 кг абсолютно сухого зерна, если из такого зерна массой 100 кг
получают в среднем 64,3 кг крахмала (потери составляют 2%)?
Задача 3. (10 баллов).
Сахарный песок первого сорта должен
содержать в пересчёте на сухое вещество не менее 99,75% сахарозы и не более
0,15% воды, 0,03% минеральных веществ и 0,05% редуцирующих веществ. Какую массу
сахар-ного песка первого сорта можно получить из сахарной свёклы, собранной на
площади 200 га при урожае 500 ц с гектара, если массовая доля сахарозы в сырой
свёкле составляет 20%?
Задача 4. (15 баллов).
Лимонную кислоту в промышленности получают
при микробиологическом брожении раствора, массовая доля сахарозы в котором 15%:
2С6Н12О6 + 3О2 → 2С6Н8О7 + 4Н2О
Какую массу лимонной кислоты можно
получить из раствора массой 400 кг с массовой долей сахарозы 15%, если массовая
доля кислоты составляет 60% от теоретического?
Задача 5. (15 баллов).
Исходным материалом для производства
молочной кислоты в промышлен-ности являются крахмал и кормовая патока. Получают
молочную кислоту путём микробиологического брожения сахаристых веществ. Какую
массу молочной кислоты можно получить из кормовой патоки массой 4500 кг, если
массовая доля сухих веществ в ней 82%, из которых 48% составляет сахароза, а
массовая доля выхода молочной кислоты составляет 70% от теоретического?
Задача 6. (10 баллов).
В суточный рацион взрослого человека
должен обязательно входить белок массой 120 г. Массовая доля белка в мясе 20%,
в рыбе – 18%, в сыре – 34%. Какую массу мяса нужно съесть человеку, чтобы
обеспечить организм суточной нормой белков? Сделайте перерасчёт для рыбы и
сыра.
Задача 7. (5 баллов).
В состав плодов гороха входит белок с
массовой долей 26%, в состав сои – 65%. Эти белки содержат все нужные организму
аминокислоты. Какую массу гороха нужно включить в рацион, чтобы удовлетворить
суточную потреб-ность (120 г) организма в белке. Сделайте подобный расчёт для
сои.
Задача 8. (15 баллов).
Суточная потребность в жирах для человека
составляет по массе примерно 106 – 163 г в зависимости от профессии. Какая
масса глицерина и стеариновой кислоты образуется при ферментативном гидролизе
месячной нормы тристеарина?
Задача 9. (10 баллов).
Суточная потребность человека в фосфоре
составляет по массе 1 г. Массовая доля содержания фосфора в продуктах питания
(%): в мясе – 0,204, в яйцах – 0,224, в сыре – 0,701. Какую массу каждого
продукта нужно ввести в рацион, чтобы удовлетворить суточную потребность организма
в фосфоре?
Задача 10. (5 баллов).
Суточная потребность организма человека в
кальции по массе составляет 0,7 г. Эту потребность можно удовлетворить за счёт
молока. Массовая доля кальция в коровьем молоке составляет 0,13%, а в козьем –
0,14%. Какую массу молока нужно ввести в суточный рацион для удовлетворения
потреб-ности организма человека в кальции?
Решение
и система оценивания олимпиадных заданий
Задача
1
1) Рассчитаем массу картофеля, который
можно собрать с площади 15 га:
m (картофеля) = 285 ц ∙ 15 = 4275 ц.
2) Рассчитаем массу крахмала, который
можно получить из этой массы картофеля:
m ((C6H10O5)n) = w ((C6H10O5)n) ∙ m (картофеля)
/ 100% = 24% ∙ 4275 ц / 100% = 1026 ц.
Ответ: m ((C6H10O5)n) = 1026
ц.
Система оценивания
Нахождение массы картофеля
|
1
балл
|
Химическая формула крахмала
|
1
балл
|
Нахождение массы крахмала
|
2
балла
|
Анализ задачи
|
1
балл
|
Всего:
|
5
баллов
|
Задача
2
1) Рассчитаем массу теоретическую
кукурузного крахмала, полученного из 600 кг сухого зерна:
m теор. ((C6H10O5)n) = 64,3
кг ∙ 6 = 385,8 кг.
2) Рассчитаем массу практическую
кукурузного крахмала:
m пр. ((C6H10O5)n) = ῃ ∙ m теор. / 100% = 98% ∙ 385,8 кг / 100% = 378
кг.
Ответ: m пр. ((C6H10O5)n) = 378
кг.
Система оценивания
Химическая формула крахмала
|
1
балл
|
Нахождение массы теоретической крахмала
|
1
балл
|
Нахождение массы практической крахмала
|
2
балла
|
Анализ задачи
|
1
балл
|
Всего:
|
5
баллов
|
Задача
3
1) Рассчитаем массу сахарной свёклы,
полученной с 200 га:
m (сахарной свёклы) = 500 ц ∙ 200 =
100000 ц.
2) Рассчитаем массу сахарозы, которая
содержится в такой массе сахарной свёклы:
m (С12H22O11) = w (С12H22O11) ∙ m (сахарной
свёклы) / 100% = 20% ∙ 100000 ц / 100% = 20000 ц.
3) Рассчитаем массу сахарного песка
первого сорта, который можно получить из этой сахарной свёклы. Для этого
составим пропорцию:
20000 ц (С12H22O11) – 99,75%
х ц (сахарного песка) – 100%
Отсюда х = 20000 ц ∙ 100% / 99,75% =
20050,125 ц.
Ответ: m (сахарного песка) =
20050,125 ц.
Система оценивания
Нахождение массы сахарной свёклы
|
1
балл
|
Химическая формула сахарозы
|
1
балл
|
Нахождение массы сахарозы
|
2
балла
|
Нахождение массы сахарного песка
|
4
балла
|
Анализ задачи
|
2
балла
|
Всего:
|
10
баллов
|
Задача
4
1) Рассчитаем массу сахарозы, содержащейся
в растворе массой 400 кг:
m (С12H22O11) = w (С12H22O11) ∙ m (раствора)
/ 100% = 15% ∙ 400 кг / 100% = 60 кг.
2) Запишем уравнение реакции гидролиза
сахарозы, в ходе которой получа-ется глюкоза:
С12H22O11 + Н2О → С6Н12О6 + С6Н12О6 (1)
3) Рассчитаем количество вещества
сахарозы:
n (С12H22O11) = m / M = 60 кг /
342 кг/кмоль = 0,175 кмоль.
4) По уравнению реакции (1) видно, что
количества веществ глюкозы и саха-розы одинаковы:
n (С6Н12О6) = n (С12H22O11) = 0,175
кмоль.
5) В условии задачи нам дано уравнение
реакции получения лимонной кислоты:
2С6Н12О6 + 3О2 → 2С6Н8О7 + 4Н2О (2)
По уравнению реакции (2) видно, что количества
веществ лимонной кислоты и глюкозы одинаковы:
n (С6Н8О7) = n (С6Н12О6) = 0,175
кмоль.
6) Рассчитаем массу теоретическую лимонной
кислоты:
m теор. (С6Н8О7) = n ∙ M = 0,175
кмоль ∙ 192 кг/кмоль = 33,6 кг.
7) Рассчитаем массу практическую лимонной кислоты:
m пр. (С6Н8О7) = ῃ ∙ m теор. / 100% = 60% ∙ 33,6 кг / 100% = 20,16
кг.
Ответ: m пр. (С6Н8О7) = 20, 16
кг.
Система оценивания
Химическая формула сахарозы
|
1
балл
|
Нахождение массы сахарозы
|
2
балла
|
Уравнение реакции гидролиза сахарозы
|
2
балла
|
Нахождение количества вещества сахарозы
|
1
балл
|
Нахождение количества вещества глюкозы
|
1
балл
|
Нахождение количества вещества лимонной
кислоты
|
2
балла
|
Нахождение массы теоретической лимонной
кислоты
|
1
балл
|
Нахождение массы практической лимонной кислоты
|
2
балла
|
Анализ задачи
|
3
балла
|
Всего:
|
15
баллов
|
Задача
5
1) Рассчитаем массу сухих веществ,
содержащихся в кормовой патоке:
m (сухих веществ) = w (сухих
веществ) ∙ m (патоки)
/ 100% = 82% ∙ 4500 кг / 100% = 3690 кг.
2) Рассчитаем массу сахарозы, содержащейся
в сухих веществах:
m (С12H22O11) = w (С12H22O11) ∙ m (сухих
веществ) / 100% = 48% ∙ 3690 кг / 100% = 1771,2 кг.
3) Запишем уравнения протекающих реакций:
гидролиза сахарозы и броже-ния глюкозы:
С12H22O11 + Н2О → С6Н12О6 + С6Н12О6 (1)
С6Н12О6 → 2С3Н6О3 (2)
4) Рассчитаем количество вещества
сахарозы:
n (С12H22O11) = m / M = 1771,2
кг / 342 кг/кмоль = 5,179 кмоль.
5) По уравнениям реакций (1) и (2) видно,
что количество вещества молочной кислоты в 2 раза больше количества вещества
сахарозы:
n (С3Н6О3) = 2 ∙ n (С12H22O11) = 2 ∙ 5,179
кмоль = 10,358 кмоль.
6) Рассчитаем массу теоретическую молочной
кислоты:
m теор. (С3Н6О3) = n ∙ M = 10,358 кмоль
∙ 90 кг/кмоль = 932,22 кг.
7) Рассчитаем массу практическую молочной
кислоты:
m пр. (С3Н6О3) = ῃ ∙ m теор. / 100% = 70% ∙ 932,22 кг / 100% =
652,554 кг.
Ответ: m пр. (С3Н6О3) =
652,554 кг.
Система оценивания
Нахождение массы сухих веществ
|
2
балла
|
Химическая формула сахарозы
|
1
балл
|
Нахождение массы сахарозы
|
2
балла
|
Два уравнения реакции
|
2
балла
|
Нахождение количества вещества сахарозы
|
1
балл
|
Нахождение количества вещества молочной
кислоты
|
2
балла
|
Нахождение массы теоретической молочной
кислоты
|
1
балл
|
Нахождение массы практической молочной
кислоты
|
2
балла
|
Анализ задачи
|
2
балла
|
Всего:
|
15
баллов
|
Задача
6
1) Воспользуемся формулой для нахождения
массовой доли белка:
w (белка в продукте) = m (белка)
∙ 100% / m (продукта),
из которой выразим массу продукта:
m (продукта) = m (белка)
∙ 100% / w (белка в
продукте)
2) Рассчитаем массу мяса, которую нужно
съесть для обеспечения организма суточной нормой белков:
m (мяса) = m (белка)
∙ 100% / w (белка в
мясе) = 120 г ∙ 100% / 20% = 600 г.
3) Рассчитаем массу рыбы, которую нужно
съесть для обеспечения орга-низма суточной нормой белков:
m (рыбы) = m (белка)
∙ 100% / w (белка в
рыбе) = 120 г ∙ 100% / 18% = 667 г.
4) Рассчитаем массу сыра, которую нужно
съесть для обеспечения организма суточной нормой белков:
m (сыра) = m (белка)
∙ 100% / w (белка в
сыре) = 120 г ∙ 100% / 34% = 353 г.
Ответ: m (мяса) = 600 г, m (рыбы)
= 667 г, m (сыра)
= 353 г.
Система оценивания
Вывод формулы для нахождения массы
продукта
|
2
балла
|
Нахождение массы мяса
|
2
балла
|
Нахождение массы рыбы
|
2
балла
|
Нахождение массы сыра
|
2
балла
|
Анализ задачи
|
2
балла
|
Всего:
|
10
баллов
|
Задача
7
1) Рассчитаем массу гороха, которую нужно
включить в рацион для удовлет-ворения суточной потребности организма в белке:
m (гороха) = m (белка)
∙ 100% / w (белка в
горохе) = 120 г ∙ 100% / 26% = 462 г.
2) Рассчитаем массу сои, которую нужно
включить в рацион для удовлетво-рения суточной потребности организма в белке:
m (сои) = m (белка)
∙ 100% / w (белка в
сое) = 120 г ∙ 100% / 65% = 185 г.
Ответ: m (гороха) = 462 г, m (сои)
= 185 г.
Система оценивания
Нахождение массы гороха
|
2
балла
|
Нахождение массы сои
|
2
балла
|
Анализ задачи
|
1
балл
|
Всего:
|
5
баллов
|
Задача
8
1) Составим уравнение реакции
ферментативного гидролиза тристеарина:
СН2ОСОС17Н35СНО СОС17Н35 СН2ОСОС17Н35 + 3Н2О →
→ СН2ОНСНОНСН2ОН + 3С17Н35СООН
2) Рассчитаем месячную норму тристеарина:
m (СН2ОСОС17Н35СНО СОС17Н35 СН2ОСОС17Н35) = 106 г∙
30 = 3180 г или 163 г ∙ 30 = 4890 г.
3) Рассчитаем количество вещества
тристеарина:
n (СН2ОСОС17Н35СНО СОС17Н35 СН2ОСОС17Н35) = m / M = 3180 г
/ 890 г/моль = 3,573 моль или 4890 г / 890 г/моль = 5,494 моль.
4) По уравнению реакции видно, что
количества веществ глицерина и тристе-арина одинаковы:
n (СН2ОНСНОНСН2ОН) = n (СН2ОСОС17Н35СНО СОС17Н35 СН2ОСОС17Н35) = 3,573 моль
– 5,494 моль.
5) Рассчитаем массу глицерина:
m (СН2ОНСНОНСН2ОН) = n ∙ M = 3,573
моль ∙ 92 г/моль = 323 г или 5,494 моль ∙ 92 г/моль = 505 г.
6) По уравнению реакции видно, что
количество вещества стеариновой кислоты в 3 раза больше количества вещества
тристеарина:
n (С17Н35СООН) = 3
∙ n (СН2ОСОС17Н35СНО СОС17Н35 СН2ОСОС17Н35) = 3 ∙ 3,573
моль = 10,719 моль или 3 ∙ 5,494 моль = 16,482 моль.
7) Рассчитаем массу стеариновой кислоты:
m (С17Н35СООН) = n ∙ M = 10,719
моль ∙ 284 г/моль = 3044 г или 16,482 моль ∙ 284 г/моль = 4681 г.
Ответ: m (СН2ОНСНОНСН2ОН) = 323
– 505 г, m (С17Н35СООН) =
3044 – 4681 г.
Система оценивания
Уравнение реакции гидролиза тристеарина
|
2
балла
|
Нахождение месячной массы тристеарина
|
2
балла
|
Нахождение количества вещества
тристеарина
|
2
балла
|
Нахождение количества вещества глицерина
|
1
балл
|
Нахождение массы глицерина
|
2
балла
|
Нахождение количества вещества
стеариновой кислоты
|
2
балла
|
Нахождение массы стеариновой кислоты
|
2
балла
|
Анализ задачи
|
2
балла
|
Всего:
|
15
баллов
|
Задача
9
1) Воспользуемся формулой для нахождения
массовой доли фосфора:
w (Р в продукте) = m (Р)
∙ 100% / m (продукта),
из которой выразим массу продукта:
m (продукта) = m (Р)
∙ 100% / w (Р в
продукте)
2) Рассчитаем массу мяса, которую нужно
ввести в рацион для удовлетворе-ния суточной потребности организма в фосфоре:
m (мяса) = m (Р)
∙ 100% / w (Р в
мясе) = 1 г ∙ 100% / 0,204% = 490 г.
3) Рассчитаем массу яиц, которую нужно
ввести в рацион для удовлетворе-ния суточной потребности организма в фосфоре:
m (яиц) = m (Р)
∙ 100% / w (Р в
яйцах) = 1 г ∙ 100% / 0,224% = 446 г.
4) Рассчитаем массу сыра, которую нужно
ввести в рацион для удовлетворе-ния суточной потребности организма в фосфоре:
m (сыра) = m (Р)
∙ 100% / w (Р в
сыре) = 1 г ∙ 100% / 0,701% = 143 г.
Ответ: m (мяса) = 490 г, m (яиц)
= 446 г, m (сыра)
= 143 г.
Система оценивания
Вывод формулы для нахождения массы
продукта
|
2
балла
|
Нахождение массы мяса
|
2
балла
|
Нахождение массы яиц
|
2
балла
|
Нахождение массы сыра
|
2
балла
|
Анализ задачи
|
2
балла
|
Всего:
|
10
баллов
|
Задача
10
1) Рассчитаем массу коровьего молока,
которую нужно ввести в суточный рацион для удовлетворения потребности организма
человека в кальции:
m (коровьего молока) = m (Са)
∙ 100% / w (Са в
коровьем молоке) = 0,7 г ∙ 100% / 0,13% = 538 г.
2) Рассчитаем массу козьего молока,
которую нужно ввести в суточный рацион для удовлетворения потребности организма
человека в кальции:
m (козьего молока) = m (Са)
∙ 100% / w (Са в
козьем молоке) = 0,7 г ∙ 100% / 0,14% = 500 г.
Ответ: m (коровьего молока) = 538 г,
m (козьего
молока) = 500 г.
Система оценивания
Нахождение массы коровьего молока
|
2
балла
|
Нахождение массы козьего молока
|
2
балла
|
Анализ задачи
|
1
балл
|
Всего:
|
5
баллов
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.