Олимпиада по химии 10 класс Решения


1. Для полного сгорания 0,1 моль алкана потребовалось 14,56 л кислорода (н. у.). Установите формулу алкана. Существуют ли изомеры у этого вещества? Если да, напишите их структурные формулы и дайте названия по международной номенклатуре.

2. При сжигании 26,7 г аминокислоты СхНуОzNk в избытке кислорода образуется 39,6 г оксида углерода (IV); 18,9 г воды и 4,2 г азота. Определите формулу.

3. Состав каменного угля одного из месторождений (в массовых долях): C – 82,2%;

H – 4,6%; S – 1%; N – 1,2%; H2O – 1%; зола 10 %. Определите объём воздуха (н. у.),

который потребуется для полного сгорания 1 кг такого угля.

4. При сгорании 28 г смеси метана и этана получили 41,44 л углекислого газа (н. у.).

Определите состав смеси углеводородов в массовых долях.

5. На дне Чёрного моря образуется сероводород. Это результат жизнедеятельности

сульфатвосстанавливающих бактерий. Происходящий процесс можно выразить схемой:

CH4 + CaSO4 = CaCO3 + H2S? + H2O.

Составьте для данного уравнения электронный баланс, укажите окислитель и

восстановитель.

Рассчитайте, какой объём сероводорода, измеренный при н. у., образуется в 1 м3 морской

воды, если содержание сульфата кальция в ней равно 27,2 мг? л.

Решения.

1. Найдем количество вещества кислорода:

N =V/Vm = 14,56/22,4 = 0,65 моль

Следовательно количества вещества алкана и кислорода относятся как 0,1:0,65 = 2:13; (1 балл)

Составим уравнение реакции

2СnН2n+2 + 13О2 = 2nСО2 + (2n+2)Н2О (1 балл)

Число атомов кислорода до реакции равно числу ато­мов кислорода после реакции. 2•13 = 2n•2 + (2n + 2)•1; n = 4

(1 балл)

Формула – С4Н10. Для этого состава существует два изомера: н-бутан и 2-метилпропан: СН3-СН2-СН2-СН3 и СН3-СН(СН3)-СН3 (2 балла)

Итого за задание 5 баллов

2. Дано

M (CO2) = 39,6 г

M (H2O) = 18,9 г

M (N2) = 4,2 г

M в-ва = 26,7 г

СxHyOzNk - ?

Решение.

CxHyOzNk + O2 ? CO2 + H2O + N2 ?

1) ? (СО2) = 39,6 ? 44 = 0,9 (моль)

? (С) = 0,9 моль; m(C) = 0,9 • 12 = 10,8 (г) (2 балла)

2) ? (Н2О) = 18,9 / 18 = 1,05 (моль); ? (Н) = 1,05 • 2 = 2,1 (моль)

m (Н) = 2,1 г (2 балла)

3) ? (N2) = 4,2 / 28 = 0,15 (моль); ? (N) = 0,3 моль

m (N) = 0,3 • 14 = 4,2 (г) (2 балла)

4) m (O) = 26,7 – (10,8 + 2,1 + 4,2) = 9,6 (г)

? (О) = 9,6 ? 16 = 0,6 (моль) (2 балла)

5) ? (С) : ? (Н) : ? (О) :? (N) = 0,9 : 2,1 : 0,6 : 0,3

3 : 7 : 2 : 1 (1 балл)

Ответ. C3H7O2N

Итого за задание 9 баллов

3. В 1 кг угля содержится:

M (C) = 0,822 • 1000 = 822 (г)

M (H) = 0,046 • 1000 = 46 (г)

M (S) = 0,01 • 1000 = 10 (г)

Остальные компоненты не горят (1 балл)

• Горение углерода:

С + О2 = СО2 (0,5 баллов)

• Горение водорода

2 Н2 + О2 = 2 Н2О (1 балл)

• Горение серы:

S + O2 = SO2 (0,5 баллов)

• По уравнению реакции горения углерода находим? затраченного кислорода

1) ? (С) = 822 / 12 = 68,5 (моль); ?1 (О2) = ? (С) = 68,5 (моль) (1 балл)

• Аналогично находим? кислорода, затраченного на горение водорода

2) ? (Н2) = 46 ? 2 = 23 (моль); ?2 (О2) = Ѕ? (Н2) = 11,5 (моль) (1 балл)

• ? кислорода, затраченного на горение серы

? (S) = 10 / 32 = 0,3125 (моль); ?3 (О2) = ? (S) = 0,3125 моль (1 балл)

• Общее количество кислорода

? (О2) = 68,5 + 11,5 + 0,3125 = 80,3125 (моль)

V (O2) = 80,3125 • 22,4 = 1799 (л)

V (воздуха) = 1799 / 0,21 = 8566,7 (л) (1 балл)

Итого за задание 7 баллов

4. СН4 + 2 О2 = СО2 + 2 Н2О (1 балл)

2 С2Н6 + 7 О2 = 4 СО2 + 6 Н2О (1 балл)

•Пусть масса метана в исходной смеси m (CH4) = x, тогда масса этана в смеси

m (C2H6) = (28-x) г.

• По первому уравнению реакции объём образовавшегося оксида углерода (IV):

V1 (CO2) = 22,4 x / 16 = 1,4 x л (1 балл)

• По второму уравнению реакции объём образовавшегося оксида углерода (IV):

V2 (CO2) = 4 • 22,4 • (28-x) / (2 • 30) = 1,493 • (28 – x) л (1 балл)

• Общий объём оксида углерода:

V (CO2) = V1(CO2) + V2 (CO2) = 1,4 x + 1,493 • (28 - x) = 41,44 (л) (1 балл)

1,4 x + 41,804 – 1,493 x = 41,44; x = 4; следовательно,

M (CH4) в исходной смеси 4 г. (1 балл)

• ? (СН4) = 4 / 28 • 100% = 14,3 % (1 балл)

? (С2Н6) = 100% - 14,3 % = 85,7 % (1 балл)

Итого за задание 8 баллов

5. С-4Н4 + CaS+6O4 = CaC+4O3 + Н2S -2? + H2O

( За определение степеней окисления атомов, изменяющихся в ходе окислительно-восстановительной реакции – 1 балл)

Окисление: С-4 – 8 е = С+4 1

восстановитель 8

Восстановление: S+6 + 8e = S-2 1

Окислитель (1 балл)

• Масса сульфата кальция в 1 м3 морской воды:

M(CaSO4) = c • V = 0,0272 (г / л) • 1000 (л) = 27,2 (г) (1 балл)

Количество вещества сульфата кальция:

? (CaSO4) = 27,2 / 136 = 0,2 моль (1 балл)

• По уравнению реакции количество вещества сероводорода:

? (H2S) = ? (CaSO4)= 0,2 моль (1 балл)

• объём сероводорода, измеренный при н. у.:

V (H2S) = 0,2 • 22,4 = 4,48 л. (1 балл)

Итого за задание 6 баллов



Всего за работу 35 баллов

Если домашнее задание на тему: » Олимпиада по химии 10 класс Решения оказалось вам полезным, то мы будем вам признательны, если вы разместите ссылку на эту сообщение у себя на страничке в вашей социальной сети.