Подборка задач олимпиады по химии для 9 и 10 классов

Задачи олимпиады по химии  для химических профилей.

Химия, 9 класс.

1.          3,2 г сульфида металла, имеющего формулу Ме₂S  (металл проявляет в соединениях степени окисления +1 и +2), подвергли обжигу в избытке кислорода. Твёрдый остаток   растворён в строго необходимом количестве  39,2% серной кислоты. Массовая доля соли в полученном растворе составляет 48,5%. При охлаждении этого раствора выпало 2,5г кристаллогидрата, а массовая доля соли понизилась до 44,9%. Установите формулу кристаллогидрата.

2.          Химик получил образцы трёх металлов серебристо-белого цвета и нашёл способ, как их быстро различить. Для этого он подверг образцы действию кислот и раствора гидроксида натрия. Результаты его исследования представлены ниже («+»  реакция идёт;  «-»  металл не реагирует). Определите, какие металлы были исследованы и напишите уравнения реакций.

реактив	НСl (конц.)	HNO3 (конц.)	NaOH
Металл №1	-	+	-
Металл №2	+	-	+
Металл №3	+	+	+

3.      Каким  образом, имея только воду, можно различить следующие твёрдые вещества: сульфат бария, сульфат натрия, сульфат меди, сульфат алюминия и гидроксид натрия? Опишите, по каким признакам, и в какой последовательности вы будете определять вещества. Напишите уравнения реакций.

4.          Одно и то же количество некоторого металла реагирует с 0,8 г кислорода и 8,0 г галогена. Определите галоген.

5.           Рассчитайте массовую долю более легкого газа в смеси, состоящей из аммиака и азота и имеющей плотность 1,03 г/л при давлении 90 кПа и температуре 263К.

Химия, 10 класс.

1.         3,2 г сульфида металла, имеющего формулу Ме₂S  (металл проявляет в соединениях степени окисления +1 и +2), подвергли обжигу в избытке кислорода. Твёрдый остаток   растворён в строго необходимом количестве  39,2% серной кислоты. Массовая доля соли в полученном растворе составляет 48,5%. При охлаждении этого раствора выпало 2,5г кристаллогидрата, а массовая доля соли понизилась до 44,9%. Установите формулу кристаллогидрата.

2.     Определите общую формулу гомологического ряда углеводородов, имеющих одну двойную связь, две тройные связи и три цикла. Сколько химических связей содержит молекула, в состав которой входят n атомов углерода?

3.        Смесь пропана, метана и оксида углерода (IV) занимает объём 6,165 л. После сжигания смеси в избытке кислорода получено 11,565 л оксида углерода (IV). Определите (в % по объёму) содержание пропана в смеси (н.у.).

4.        При нагревании углеводорода «А » образуется два вещества – простое и сложное «В». При пропускании «В» через трубку с активированным углём, нагретым до 650 ^оС, образуется вещество «С»- легкокипящая, бесцветная жидкость, плотность паров которой почти вдвое превышает плотность пропина. Назовите  вещества «А», «В» и «С». Напишите их формулы, а также уравнения всех реакций, о которых идёт речь.

5.        2,8л смеси алкана, алкена и алкина (н.у.), содержащих одинаковое число атомов углерода, могут прореагировать с 17,4г оксида серебра (в аммиачном растворе) или присоединить 28г брома. Определите качественный и количественный  (в % по объёму) состав исходной смеси углеводородов.

Ответы по химии, 9 класс.

Всего max:  40 балла.

Задача №1.

№	Ход решения	баллы
1	Составление уравнения реакции :  Me2S+2O2®2MeO+SO2 MeO+H2SO4®MeSO4+H2O	1
2	М(Ме) =х г/моль
3	Пусть n( Me2S)=у моль, тогда n( MeO)=2у моль	1
4	n( MeO)= n( H2SO4)= n( MeSO4) =2у моль	1
5	Отсюда  масса раствора  39,2%  серной кислоты составит mр(H2SO4) =2*у*98/0,392=500у	1
6	Общая масса раствора m(MeO) + mр(H2SO4) =2у(х+16) + +500у =у(2х+532)	1
7	Масса сульфата металла в растворе составит 2у(х+96)	1
8	Тогда 0,485=2у(х+96)/у(2х+532) Х=64,09 г/моль, это медь М(Сu) =64 г/моль	1 1
9	n( Cu2S)= 0,02 моль
10	Исходная масса раствора 0,02(2*64+532)=13,2г
11	При охлаждении выпало 2,5 г кристаллогидрата, отсюда 13,2-2,5=10,7г масса конечного раствора.	1
12	Масса сульфата меди в конечном растворе 10,7*0,449=4,804г.	1
13	Общая масса сульфата меди составляет 2*0,02*160=6,4г	1
14	Масса сульфата меди в КГ равно 6,4-4,804=1,6г, что составляет 0,01моль.	1
15	Масса воды в КГ равно 2,5-1,6=0,9г, что составляет 0,05 моль.	1
16	Отсюда формула КГ   CuSO4*5 Н2О Ответ: CuSO4*5 Н2О.	1

                                                                                                        Всего: 14 баллов

Задача №2.

Металл №1 – серебро. 1б

Металл №2 – алюминий. 1б

Металл №3 – цинк. 1б

2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂   1б

Zn+HCl=ZnCl₂+H₂   1б

Ag+2HNO_{3 (конц)}=AgNO₃+NO₂+H₂O   1б

Al+HNO_3(конц)¹   1б

Zn+ 4HNO_3(конц)=Zn(NO₃)₂+2NO₂+2H₂O  1б

Zn+2NaOH+2H₂O=Na₂[Zn(OH)₄] +H₂  1б

2Al+6NaOH+6H₂O=2Na₃[Al(OH)₆] +3H₂  1б

Всего 10 баллов.

Задача №3.

№	Ход решения	Баллы
1	При добавлении воды: сульфат меди – голубой раствор, сульфат бария нерастворим, остальные образуют бесцветные прозрачные растворы.	1
2	При добавлении раствора сульфата меди к трём бесцветным растворам, то гидроксид натрия можно определить по реакции образования голубого осадка гидроксида меди: CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2¯+Na2SO4	1
3	Сульфат алюминия можно установить по реакциям образования и последующего растворения в избытке щёлочи гидроскида алюминия: Al2(SO4)3+6NaOH=Al(OH)3+3Na2SO4+2H2O Al(OH)3+3NaOH+H2O =Na3[Al(OH)6]	1
4	В растворе сульфата натрия добавление гидроксида натрия  не вызовет никаких превращений.	1
	Всего: 4 балла

Задача №4.

№	Ход решения	Баллы
1	Пусть простейшая формула оксида MeOх, Тогда формула галогенида -   MeHal2х	1
2	По условию, масса кислорода и галогена, связанные одни и тем же количеством металла (например с одним молем), относятся как 1:10, т.е. m(О):m(Hal)=16х:М(Hal)2х=1:10	2
3	Тогда 160х= М(Hal)2х        М(Hal)=80г/моль Ответ: бром.	1

                                                                                                          Всего: 4 балла

Задача №5.

№	Ход решения	Баллы
1	Возьмём 1 моль смеси, которая содержит х моль NH3 и у моль N2, т.е. х+у=1	1
2	Средняя молярная масса смеси газов может быть рассчитана по уравнению Менделеева – Клапейрона: Мср=mRT/VP=rRT/P Мср=1,03*8,31*263/90=25,0 г/моль	1 1
3	Отсюда 17х+28у=25,0	1
4	х+у=1 17х+28у=25 Решая систему уравнений, находим х=0,273      и     у=0,727	3
5	Отсюда w(NH3)=17*0,273/25=0,186  или  18,6% Ответ: 18,6%.	1

                                                                                                         Всего: 8 баллов

Ответы по химии, 10 класс.

Всего max:  42 балла .

Задача №1.

№	Ход решения	баллы
1	Составление уравнения реакции :  Me2S+2O2®2MeO+SO2 MeO+H2SO4®MeSO4+H2O	1
2	М(Ме) =х г/моль
3	Пусть n( Me2S)=у моль, тогда n( MeO)=2у моль	1
4	n( MeO)= n( H2SO4)= n( MeSO4) =2у моль	1
5	Отсюда  масса раствора  39,2%  серной кислоты составит mр(H2SO4) =2*у*98/0,392=500у	1
6	Общая масса раствора m(MeO) + mр(H2SO4) =2у(х+16) + +500у =у(2х+532)	1
7	Масса сульфата металла в растворе составит 2у(х+96)	1
8	Тогда 0,485=2у(х+96)/у(2х+532) Х=64,09 г/моль, это медь М(Сu) =64 г/моль	1 1
9	n( Cu2S)= 0,02 моль
10	Исходная масса раствора 0,02(2*64+532)=13,2г
11	При охлаждении выпало 2,5 г кристаллогидрата, отсюда 13,2-2,5=10,7г масса конечного раствора.	1
12	Масса сульфата меди в конечном растворе 10,7*0,449=4,804г.	1
13	Общая масса сульфата меди составляет 2*0,02*160=6,4г	1
14	Масса сульфата меди в КГ равно 6,4-4,804=1,6г, что составляет 0,01моль.	1
15	Масса воды в КГ равно 2,5-1,6=0,9г, что составляет 0,05 моль.	1
16	Отсюда формула КГ   CuSO4*5 Н2О Ответ: CuSO4*5 Н2О.	1

                                                                                                        Всего: 14 баллов

Задача №2.

         Каждая двойная связь уменьшает число атомов водорода на 2, тройная – на 4 и предельный цикл – на 2. Таким образом, общая формула данного класса углеводородов имеет вид:  C_nH_2n+2-(2+8+6)=C_nH_2n-14. ( 3балла)

         Каждый атом углерода может образовать 4 связи (всего – 4n), а водород одну (всего 2n-14). В образовании связи участвуют два атома, тогда общее число связей равно (4n+2n – 14)/2=3n – 7.   (2 балла)

         Всего 5 баллов.

    Задача №3.

№	Ход решения	Баллы
1	Составление уравнений реакций: С3Н8+5О2=3СО2+4Н2О СН4+2О2=СО2+2Н2О	2
2	Пусть V1 объём пропана, V2 объём метана и V3 объём углекислого газа. Тогда объём углекислого газа, образовавшегося при горении пропана, составит 3V1; объём углекислого газа, образовавшегося при горении метана, составит V2;	1
3	Отсюда æV1  +V2+V3=6,165           -  í               è3V1  +V2+V3=11,565 2 V1=5,4 V1 =2,7 Объёмная доля пропана составит 2,7/6,165=0,438   или 43,8%	2
	Ответ: 43,8%.

                                                                                       Всего: 5 баллов

Задача №4.

«А» - метан СН₄, «В» - ацетилен С₂Н₂ и «С» - бензол С₆Н₆  (3 балла).

За каждое  правильно составленное уравнение реакции 1 балл  (2 балла).

Всего 5 баллов.

Задача №5.

№	Ход решения	Баллы
1	СnH2n+2+Ag2O¹ СnH2n+Ag2O¹ 2СnH2n – 2 +Ag2O®2СnH2n – 3Ag+H2O или  СНºСН+ Ag2O ® AgСºСAg+Н2О СnH2n+2+Br2¹ СnH2n+ Br2= СnH2n Br2 2СnH2n – 2 + 2Br2=2СnH2nBr4	1 1 1 1
2	Общее количество брома  28/160=0,175 моль	0,5
3	Количество оксида серебра 17,4/232=0,075моль	0,5
4	Общее количество исходной смеси газов 2,8/22,4=0,125моль	0,5
5	Если у алкина n>2 и тройная связь у первого атома углерода, то количество алкина составит 0,075*2=0,150моль, что больше количества исходной смеси газов. Отсюда n=2, значит, смесь газов состоит из этана, этилена и ацетилена.	1 1
6	n(С2Н2)= n(Ag2O )=0,075моль. n2 (Br2)=2n(С2Н2)=0,075*2=0,150моль	0,5 0,5
7	Отсюда n1 (Br2)=0,175 – 0,150=0,025моль n(С2H4)=n1 (Br2)= 0,025моль	0,5 0,5
8	n(С2H6)=0,125 – 0,075 – 0,025= 0,025моль	0,5
9	Отсюда V(С2H6)=0,025*22,4=0,56л V(С2H4)=0,025*22,4=0,56л V(С2H2)=0,075*22,4=1,68л	0,5 0,5 0,5
10	j(С2H6)=20%, j(С2H4)=20% и  j(С2H2)=60%. Ответ: 20%, 20% и 60%.	1,5

                                                                                                    Всего: 13 баллов.