Олимпиада I этапа ВОШ. 11 класс

I этап Всероссийской олимпиады школьников
Химия. 11 класс
Часть I. Задания с выбором ответа
Три частицы: Ne0, Na+, F- имею одинаковое:
А) массовое число;
Б) количество нейтронов;
В) количество электронов;
Г) количество протонов.
Какие из перечисленных обозначений орбиталей неверны:
А) 2s, 4f;
Б) 2p, 3d;
В) 1p, 2d;
Г) 1s, 5g.
В четырёх запаянных ампулах одинакового объёма (н.у.) находятся бром, азот, озон, гелий. Наибольшее число молекул находится в ампуле с:
А) бромом;
Б) азотом;
В) озоном;
Г) гелием.
Устойчивость водородных соединений в ряду NH3 – PH3 – AsH3 – SbH3 – BiH3:
А) возрастает;
Б) уменьшается;
В) не изменяется;
Г) уменьшается, затем возрастает.
К гетероциклическим соединениям относятся:
А) анилин;
Б) фенол;
В) бензол;
Г) глюкоза.
В реакции гидрохлорирования бутина-2 получается:
А) 2,3-дихлорбутан;
Б) 2,2-дихлорбутан;
В) 2-хлорбутен-2;
Г) 1-хлорбутен-2.
Простейшее соединение с эмпирической формулой СН2 имеет относительную атомную массу 56. Химическая формула этого соединения:
А) С4Н10;
Б) С4Н4;
В) С4Н6;
Г) С4Н8.
Скорость некоторой реакции увеличивается в 3 раза при повышении температуры реакционной смеси на 10 К. Во сколько раз увеличится скорость при повышении температуры от 50 до 85°С?
А) в 48,6 раза;
Б) в 46,8 раза;
В) в 42 раза;
Г) в 30 раз.
Имеется 30%-ный раствор азотной кислоты (плотность 1,2 г/мл). Какова молярная концентрация этого раствора?
А) 5,71 моль/л;
Б) 4,76 моль/л;
В) 19,05 моль/л;
Г) 7,15 моль/л.
Среди перечисленных ниже веществ выберите те, которые являются изомерами диизопропиламина:
А) 3-аминопентан;
Б) 2-амино-3-метилпентан;
В) триэтиламин;
Г) 2-метиланилин;
Д) этил-н-бутиламин.
Часть II. Задания со свободной записью ответа
Расставьте коэффициенты в уравнении окислительно-восстановительной реакции методом электронно-ионного баланса:
KSCN + K2Cr2O7 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + SO2 + CO2 + NO2 + …+ …
Установите строение углеводорода С9Н12, если при его окислении образуется бензолтрикарбоновая кислота, а при бромировании в ядро получается только одно монобромпроизводное.
Напишите уравнения реакций, соответствующие следующей схеме:
AgCl 1 Ag2O
4 9 2
Ag 3 AgNO3 10
[Ag(NH3)2]2SO4 5 [Ag(NH3)2]OH
12 8 11 6
Ag 2SO4 7 С3Н3Ag

К 150г 19,8 %-ного раствора бромида бария добавили 23,7г сульфита калия. Через образовавшуюся смесь пропустили при перемешивании 2,24л oксида серы (IV) (н.у.). Определите массу полученного осадка и массовые доли веществ в образовавшемся растворе.
Ответы
Часть I. Задания с выбором ответа
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
в в а б г в г б а б в д
Часть II. Задания со свободной записью ответа
Метод ЭИБ:
SCN- + 6H2O – 3ē → NO2 + SO2 + CO2 + 12Н+ 6
Cr2O72- + 14Н+ + 6ē → 2Cr3+ + 7H2O 13

6SCN- + 36H2O + 13Cr2O72- + 182Н+ → 6NO2 + 6SO2 + 6CO2 + 72Н+ +26Cr3+ + 91H2O
6SCN- + 13Cr2O72- + 110Н+ → 6NO2 + 6SO2 + 6CO2 + 26Cr3+ + 55H2O
6KSCN + 13K2Cr2O7 + 55H2SO4 = 13Cr2(SO4)3 + 6SO2 + 6CO2 + 6NO2 + 16K2SO4+55H2O
Образование бензолтрикарбоновой кислоты при окислении углеводорода свидетельствует о том, что в бензольном кольце на органические радикалы замещены три атома водорода. На органические радикалы приходится С3Н9, это соответствует трём метильным группам. При бромировании бензолтрикарбоновой кислоты образуется одно монобромпроизводное только в том случае, если исходная кислота симметрична, то есть при бромировании бензол-1,3,5-трикарбоновой кислоты. Тогда искомый углеводород – это 1,3,5-триметилбензол.
СН3 СООН

+ 9[О] → НООС + 3H2O
СН3 СН3 СООН
СН3 СООН
FeBr3
СН3 + Br2 → НООС Br + HBr

СН3 СООН
(1) Ag2O + 2HCl = 2AgCl + H2O
(2) 2AgNO3 + 2KOH = Ag2O↓ + 2KNO3 + H2O
(3) 3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO↑ + 2H2O
(4) 2Ag + Cl2 = 2AgCl
(5) [Ag(NH3)2]2SO4 + Ba(OH)2 = 2[Ag(NH3)2]OH + BaSO4↓
(6) [Ag(NH3)2]OH + СН3-C≡C-СН3 → СН3-C≡C-Ag↓ + 2NH3 + H2O
(7) 2СН3-C≡C-Ag + H2SO4 = Ag2SO4 + 2СН3-C≡C-H↑
(8) Ag2SO4 + 4NH3 = [Ag(NH3)2]2SO4
(9) [Ag(NH3)2]2SO4 + 6HCl = 2AgCl↓ + 4NH4Cl +
(10) Ag2SO4 + 4NH3 + H2O = 2[Ag(NH3)2]OH
(11) СН3-C≡C-Ag + HNO3 = AgNO3 + СН3-C≡C-H↑
(12) 2Ag + H2SO4 (конц.) = Ag2SO4 + SO2↑ + 2H2O
0,1 0,15 0,1 0,2
BaBr2 + K2SO3 = BaSO3↓ + 2КBr
n(K2SO3) = 23,7/158 = 0,15 (моль) - избыток
n(BaBr2) = 150·0,198/297 = 0,1 (моль) – недостаток
n(ВаSO3) = n(BaBr2) = 0,1 моль
в растворе осталось n(K2SO3) = 0,15 – 0,1 = 0,05 (моль)
n(SO2) = 2,24/22,4 = 0,1 (моль)
SO2 реагирует в первую очередь с K2SO3
0,05 0,05 0,05
K2SO3 + SO2 + H2O = 2KНSO3
Оставшиеся (0,1 – 0,05) = 0,05 моль SO2 частично растворяют осадок ВаSO3
0,05 0,05 0,05ВаSO3 + SO2 + H2O = Ва(НSO3)2
После чего осталось (0,1 – 0,05) = 0,05 моль ВаSO3
m(ВаSO3) = 0,05·217 = 10,85 (г)
В конечном растворе находятся 0,2 моль KBr массой m(KBr) = 0,2·119 = 23,8 (г),
0,1 моль KНSO3 массой m(KНSO3)
и 0,05 моль Ва(НSO3)2 массой m(ВаSO3) = 0,05·299 = 14,95 (г)
m(р-ра) = m(р-ра BaBr2) + m(K2SO3) + m(SO2) - m(ВаSO3) = 150 + 23,7 + 0,1·64 – 10,85 = 169,3 (г)
Массовые доли солей в растворе равны:
ᴡ(КBr) = 23,8/169,3 = 0,141 или 14,10 %
ᴡ(КНSO3) = 12,0/169,3 = 0,0709 или 7,09 %
ᴡ(Ва(НSO3)2 ) = 14,95/169,3 = 0,0883 или
Ответ: 10,85 г осадка ВаSO3, 14,1 % КBr, 7,09 % КНSO3 и 8,83 % Ва(НSO3)2.