учебный год. Задания для 11 класса. (решения)

Учебный год. Задания для 11 класса.

Задача 1

Вещество Г может быть получено несколькими способами согласно следующей схеме:

В соединении А массовая доля углерода составляет 48,60%, водорода — 8,10%, кисло-
рода - 43,30%. Это соединение взаимодействует со свежеприготовленным оксидом
серебра (I), давая при этом нерастворимую соль. 1,81 r соли серебра (I) образуется их
0,74 г соединения А.

В соединении D массовая доля углерода — 54,54%, водорода — 9,09%, кислорода—
36,37%. Взаимодействуя с NaHSO₃, оно образует соединение, содержащее 21,6% серы.

-
?1. Запишите молекулярные и структурные формулы веществ А и D.

?2. Запишите структурные формулы веществ B, G, Е, F и W, назовите их в соответ-ствии с правилами номенклатуры IUPAC.

Задача 2

Три наиболее известные аллотропные модификации углерода — это алмаз, графит и
букминстерфуллерен (C₆₀).

?1. Изобразите и опишите структуру каждой аллотропной формы.

?2. На основании приведенных Вами структур объясните, что является причиной раз-
, личия твердости алмаза и графита, а также их электропроводности и химических свойств.

?3. При комнатной температуре и
нормальном атмосферном
давлении графит стабильнее
алмаза (на 2,9 кДж/моль).
Объясните, почему алмазы и
бриллианты в ювелирных из-
делиях самопроизвольно не
превращаются в графит.

?4. Используя диаграмму фазовых состояний углерода (в ней
различные состояния углерода
отделены друг от друга ли-
ниями), предскажите, кто будет обладать большей плотностью – графит или алмаз.

?5. С помощью диаграммы фазовых состояний и ваших знаний об особенностях протекания химических реакций предложите способ превращения графита в алмаз.

Задача 3.

Две пластинки с равной массой, сделанные из металла, образующего двухзарядные
ионы, погрузили: одну в раствор хлорида меди, другую — в раствор хлорида кадмия
Через некоторое время масса пластинки, погруженной в раствор хлорида меди увели-
чилась на 1,2%, а масса второй — на 8,4%. Уменьшение молярной концентрации хло-
ридов меди и кадмия было одинаковым. Определить эквивалент и название металла.

Задача 4.

Вещество А в результате каталитического окисления превращается частично в вещест-
во Б, а частично — в В. При окислении вещества В азотной кислотой в присутствии ка-
тализатора образуется соединение Г, имеющее формулу С₆Н₁₀О₄. При нагревании ве-
щества Г в присутствии уксусного ангидрида образуется вещество Д, причем его обра-
зование сопровождается выделением СО₂ и Н₂0. Напишите структурные формулы со-
единений А, Б, В, Г и Д. Если известно, что вещество А — насыщенный углеводород,
вещество Б — вторичный спирт, вещества В и Д — кетоны, имеющие сходное строение,
но соединение Д имеет на одну метиленовую группу меньше, чем В; соединение Г яв-
ляется одним из исходных материалов, используемых для производства синтетических ВОЛОКОН.

XLI республиканская олимпиада школьников по химии

учебный год. Задания для 11 класса. (решения)

Задача 1(авторы – Зиганшин М.А., Зиганшина С.А.)

1. Соединение А:

R-COOH + AgOH -> R-COOAg + H₂O

Запишем формулу R-COOH как C_xH_yO_z

x:y:z=48,60/12:8,10/1:43,30/16=3:6:2

Т.е. соединение А – СН₃-СН₂-СООН (пропионовая кислота)

Соединение D: C_pH_rO_q

p:r:q=54,54/12:9,09/1:36,37/16=1:2:0,5=2:4:1

Суммарная формула вещества D будет: С₂Н₄О, структурная формула СН₃-СНО

Реакция:

Продукт реакции содержит 21,6% серы

P,Cl₂

2. CH₃-CH₂-COOH à CH₃-CHCl-COOH

(A) (B)

KOH

CH₃-CHCl-COOH à CH₃-CHOH-COOH

(B) (G)

NH₃

CH₃-CHCl-COOH à CH₃-CH(NH₂)-COOH

(B) (W)

HNO₂

CH₃-CH(NH₂)-COOH à CH₃-CHOH-COOH

(W) (G)

HCN

CH₃CHO à CH₃-CHOH-CN

(C) (E)

H₂O,H⁺

CH₃-CHOH-CN à CH₃-CHOH-COOH

(E)

NH₃

CH₃-CHO à CH₃-CH(NH₂)-CN

(D) (F)

H₂O, H⁺

CH₃-CH(NH₂)-CN à CH₃-CH(NH₂)-COOH

(W)

Задача 3 (автор-Kypaмшuu А.И.).

Фуллерены представляют собой молекулы каркасного строения С₆₀, С₅₄, С₃₀, атомы
углерода в которых находятся в состоянии sp²-гибридизации. В алмазе sp³-гибридные
атомы углерода связаны сплошной системой σ-связей; в графите монослои углерода
(продукты поликонденсации ядер бензола) связаны друг с другом при помощи π--
систем монослоев.

Алмаз тверже графита, так как для его разрушения необходимо разрушить σ-связи
между атомами углерода, для разрушения кристалла графита необходимо преодолеть
непрочное π-связывание конденсированных слоев углерода. Наличие π-системы со-
пряжения в графите обуславливает его электропроводность.

Для превращения одного вещества в другое мало энергетической стабильности про-
дукта. Необходимо преодолеть барьер активации. Для перехода алмаз àграфит вели-
чина этого барьера определяется прочностью связей алмаза и. поэтому, очень велика.
Фаза алмаза образуется при более высоком давлении, следовательно, молярный объ-
ем алмаза меньше молярного алмаза графита и алмаз обладает большей плотностью.
Увеличить давление до 10 атмосфер при нормальной температуре или, для ускоре-
ния протекания реакции, нагреть графит до 2000 градусов и повысить давление до
10⁵ атмосфер.

Задача 3 (Авторы — Зиганшии М.А., Зигагшина С. А.).

Запишем уравнения реакций:

Me + CuCl₂ = MeCl₂ + Cu (1)

Me + CdCl₂ = MeCl₂ + Cd (2)

Пусть в результате реакции в раствор переходит x грамм неизвестного металла с атомной массой А_r, тогда на пластинках оседает 64х/А_r грамм меди и 112х/A_r грамм кадмия. Примем массу пластинок за условную единицу (1), тогда изменение масс пластинок равны соответственно:

0,012=64х/А_r – х (уравнение 1)

0,084= 112х/А_r –х (уравнение 2)

Выразим из первого уравнения A_r: А_r = 64х/(112-х). Подставляем это выражение во второе уравнение:

Решая уравнение, получаем х=0,084 г. Зная х, из первого уравнения находим A_r= 56 г/моль. Полученной атомной массе соответствует металл – железо. По условию задачи железо двухвалентно, поэтому эквивалент равен М_э(Fe)=56/2=28 г/моль-экв.

Задача 4 (Авторы — Зиганшии М.А., Зигагшина С. А.).

В общем виде:

окисление

Кетон карбоновая кислота

C₆H₁₀O₄ = C₄H₈(COOH)₂ = HOOC – (CH₂)₄ – COOH

Продуктом Г является адипиновая кислота – основной исходный материал при производстве найлона.

Вещество Г:

Соединение В – циклогексанон, поскольку:

Циклогексанон адипиновая кислота

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: