Задания олимпиады по общей и неорганической химии.
1. Перечислен ряд элементов и ряд свойств. Укажите попарными сочетаниями букв и цифр, какие свойства более всего соответствуют определенному элементу. (Каждая цифра должна быть использована только один раз). По возможности обоснуйте свой выбор с помощью уравнений химических реакций.
Элементы: А. Кальций. Б. Азот. В. Хлор. Г. Натрий. Д. Олово. Е. Сера. Ж. Хром. З. Алюминий.
Свойства:
1. Образует оксид, который свободно растворяется в воде с образованием раствора, имеющего рН>14.
2. Образует хлорид, представляющий собой белое твердое вещество с температурой плавления 875оС, которое свободно растворяется в воде, образуя раствор с хорошей электропроводностью.
3.Образует красный оксид, растворяющийся в гидроксиде натрия с образованием желтого раствора.
4. Образует газообразный гидрид, свободно растворяющийся в воде с образованием щелочного раствора.
5. Образует только один оксид, имеющий белый цвет и нерастворимый в воде, но растворимый в кислотах и щелочах.
6.Образует по меньшей мере два газообразных оксида, которые неустойчивы и разлагаются со взрывом.
7. Образует два хлорида, высший из которых представляет собой летучую дымящую жидкость.
8. Образует гидрид, который растворяется в воде с образованием слабокислого раствора.
2. К раствору алюмината натрия Na[Аl(OH)4] по каплям при перемешивании добавляют раствор соляной кислоты. Составьте уравнения всех возможных реакций, протекающих последовательно в растворе.
3. Какими свойствами должно обладать вещество, чтобы при взаимодействии с ним вода играла роль: а) кислоты; б) основания. Приведите примеры реакций.
4. Даны растворы хлорида алюминия и сульфида калия. Какие явления будут наблюдаться при сливании 0б1 М растворов, взятых в эквивалентных количествах? Запишите уравнение реакции в молекулярной и ионной формах.
5. Тетрафторид ксенона получают прямым синтезом при 400оС:
Xe + 2F2 = XeF4. Это соединение диспропорционирует по схеме:
XeF4 + H2O = XeO3 + Xe + He + O2.
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции.
6. Одинаков ли объем водорода, измеренного при одних и тех же условиях, выделившегося в случае взаимодействия одинаковых навесок алюминия с: а) кислотой, б) щелочью? Подтвердите ответ уравнениями химических реакций и расчетом по закону эквивалентов.
7. В чем сходство и в чем различие в строении молекул N2 и СО? Поясните, используя метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей.
8. К насыщенному раствору соды (карбонат натрия, растворимость S =21,5 г/100 г воды) добавили раствор соды ( С = 0,960 моль/л, плотность 1,095 г/мл). В каком диапазоне может находиться значение массовой доли карбоната натрия (ω) в полученном растворе?
9. В 1л раствора содержится по 0,5 г хлорида кальция и нитрата свинца(П). Какой осадок образуется первым при добавлении раствора карбоната натрия, если ПР(СаСО3) = 4,8 10-9, а ПР(РвСО3) = 3,3 10-14.
10. Рассмотрите следующие свойства некоторых растворителей:
|
Растворитель |
Дипольный момент, Д |
Относительная диэлектрическая проницаемость |
Интервал температур жидкого состояния |
|
Уксусная кислота СН3СООН |
1,70 |
6,19 |
+17 +118 |
|
Метанол СН3ОН |
1,71 |
32,65 |
-98 +64 |
|
Этанол С2Н5ОН |
1,68 |
25,20 |
-114 +78 |
|
Нитробензол С6Н5NО2 |
4,23 |
34,75 |
+6 +210 |
|
Циановодород HCN |
2,90 |
107,00 |
-13 +26 |
|
Вода Н2О |
1,84 |
78,30 |
0 +100 |
|
Аммиак NH3 |
1,46 |
16,90 |
-77 -33 |
Как эти свойства растворителей благоприятствуют протеканию электролитической диссоциации растворенных веществ? Какой из растворителей в наибольшей степени способствует диссоциации? Какие свойства ограничивают применимость рассмотренных растворителей? В каких растворителях диссоциация пойдет примерно в равной степени при одной и той же температуре и молярной концентрации?
Задания для олимпиады по общей и неорганической химии Теоретический этап
1. Как вы считаете, справедливо ли утверждение: «Если в молекуле АВп все связи полярные, то и сама молекула будет полярной»? Ответ обоснуйте на примере пространственного строения следующих молекул: BF3, CH4, NH3, H2O, CO2, SO2.
2. Чему равна молярная масса эквивалента Fе(ОН)3 в реакциях с серной кислотой, идущих с образованием: а) [Fe(OH)2]2SO4; б) Fe(OH)SO4; в) Fe2(SO4)3 ?
3. Определили, что при комнатной температуре циановодородная кислота имеет рН < 7. Если в эту кислоту добавлять небольшими порциями цианид калия, то среда становится вначале менее кислой, затем нейтральной, а при избытке соли щелочной. Объясните результаты опыта.
4. Что называется сопряженной парой «кислота – основание»? Какой теории принадлежит этот термин? Выделите подобные пары в реакциях: а) NH3 + H3O+ = NH4+ + H2O; б) [Co(H2O)6]2+ + H2O = [Co(OH)(H2O)5]+ + H3O+
5. Для реакции FeO(кр.) + CO (г.) = Fe(кр.) + CO2(г.) Кс = 0,5 (1000 оС). Начальные концентрации СО и СО2 были 0,05 и 0,01 моль/л. Найдите их равновесные концентрации.
6. Некоторая реакция при температуре 37оС заканчивается за 150 с., а при 47 оС – за 75 с. Оцените величину энергии активации этой реакции.
7. Теплота сгорания глюкозы составляет -2817,1 кДж/моль, а для этанола -1366,9 кДж/моль. Вычислите тепловой эффект процесса брожения глюкозы с образованием винного спирта.
8. При нормальных условиях только 11 химических элементов в свободном виде являются газами и 2 – жидкостями. Назовите эти элементы. Верно ли утверждение, что в тех же условиях существует 11 газообразных простых веществ? Для какого простого вещества жидкое агрегатное состояние является необычным и почему?
9. Пользуясь ионно- электронным методом закончить уравнение реакции, расставить коэффициенты: K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 = S + Cr2(SO4)2 + …
10. Сколько граммов карбоната натрия содержится в 500 мл 0,1н раствора? Чему равна массовая доля соли в этом растворе, если плотность раствора 1,05 г/мл? Сколько граммов 10 – водного кристаллогидрата этой соли можно получить при испарении воды?
Задания практического этапа олимпиады
1. Почему алюминий растворяется в концентрированных растворах хлорида аммония и карбоната натрия? Ответ подтвердите уравнениями реакций.
2. Укажите, осадок какого вещества появится вначале при добавлении по каплям раствора первого вещества к смеси второго и третьего равных эквивалентных концентраций? 1 – K2S, 2 – Pb(NO3)2, 3 – Mn(NO3)2. Известно, что ПР(PbS) =1,1 10-29, ПР(MnS) = 1,4 10-15
3. К концентрированному водному раствору хлорида алюминия добавляют цинк и смесь нагревают. Наблюдают выделение газа. Объясните результаты опыта. Почему раствор хлорида алюминия должен быть концентрированным, а реакцию ведут при нагревании?
4. При погружении алюминиевой проволоки в раствор щелочи образуется белый осадок и выделяется газ. Осадок растворим в избытке щелочи. Какие реакции при этом происходят?
5. В чем можно растворить гидроксид цинка? Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций.
6. Многие бинарные соединения полностью гидролизуются в водном растворе. Составьте уравнения реакций, протекающих при введении в воду следующих кристаллических веществ: а)Al2S3; б) CaC2; в) SiCl4; г) Li3N.
7. Выпадет ли осадок при сливании равных объемов 0,01 н растворов нитрата серебра и бихромата калия, если ПР(Ag2Cr2O7) = 2 10-7?
8. Какие превращения произойдут при добавлении к раствору сульфата хрома (3) возрастающих количеств раствора щелочи, а к раствору конечного продукта возрастающих количеств соляной кислоты? Напишите уравнения всех реакций и назовите соединения.
9. Водный раствор гидроксида аммония дает щелочную реакцию. При добавлении малыми порциями в этот раствор хлорида аммония среда вначале становится менее щелочной, затем нейтральной, наконец, кислой. Объясните результаты опыта.
10. Можно ли наполнить сосуды хлором методом вытеснения: а) воды, б) раствора поваренной соли, в) раствора едкого натра, г)воздуха? Ответ подтвердите уравнениями реакций.
11. Почему электролитическая диссоциация [Ni(NH3)6](OH)2 сильнее, чем Ni(OH)2?
12. Можно ли различить растворы FeSO4 и K4[Fe(CN)6] с помощью щелочи, а растворы NH4 Fe(SO4)2 (NH4)2Fe(SO4)2 с помощью хлорида бария? Ответ подтвердите уравнениями реакций.
