Задача №1 «Оксиди» Елемент Х утворює ряд оксидів: Склад оксиду Масова частка Оксигену (%) icon

Задача №1 «Оксиди» Елемент Х утворює ряд оксидів: Склад оксиду Масова частка Оксигену (%)




Скачати 102.71 Kb.
НазваЗадача №1 «Оксиди» Елемент Х утворює ряд оксидів: Склад оксиду Масова частка Оксигену (%)
Дата конвертації09.08.2013
Розмір102.71 Kb.
ТипЗадача

Завдання ІІІ етапу 50-ї Всеукраїнської хімічної олімпіади

(27.01.2013 р., м. Київ)

Теоретичний тур

9 клас

Задача № 1 «Оксиди»


Елемент Х утворює ряд оксидів:

Склад оксиду

Масова частка Оксигену (%)




36,36




53,33




63,16

XO2

69,57




74,07

  1. Визначте елемент Х та заповніть пропуски в таблиці.

  2. Зобразіть графічні формули молекул оксидів елемента Х і вкажіть типи гібридизації «некінцевих» атомів у відповідних молекулах.

  3. Наведіть рівняння реакції добування кожного оксиду, а також взаємодії оксидів з водою та лугом.

  4. Зобразіть графічні формули молекул продуктів взаємодії оксидів з водою.


Розв’язок

Склад оксиду

Масова частка Оксигену (%)

N2O

36,36

NO

53,33

N2O3

63,16

NO2

69,57

N2O5

74,07


^ Задача № 2 «Важливі гази»


Суміш газів А та В (молекулярна маса А менша за молекулярну масу В) із відносною густиною за воднем 5 та об’ємом 3,36 л (н. у.) пропустили над каталізатором – платиновою черню (дуже дрібні часточки платини). У результаті утворився лише один продукт – газ С, об’єм якого втричі менший за об’єм вихідної суміші. Газ С спалили у кисні, продукти спалювання поглинули надлишком розчину кальцій гідроксиду. При цьому утворилося 10,0 г білого осаду.

  1. Встановіть формули (в т. ч. структурні) усіх речовин, позначених літерами, та розрахуйте об’ємні частки газів у вихідній суміші.

  2. Наведіть рівняння щонайменше трьох типів реакцій, за допомогою яких можна добути газ ^ А, та рівняння мінімум однієї реакції добування В.

  3. Чому в ролі каталізатора використовують саме дрібнодисперсну платину?


Розв’язок

Якщо газова суміш має густину за воднем 5, то перший з компонентів має густину >5 (В), другий - < 5 (А). Очевидно, що А - це водень, оскільки гелій хімічно неактивний. Оскільки об’єм зменшився в 3 рази, то густина С за воднем становить 15, отже молекулярна маса – 30 а.о. (ν(С) = 1,12/22,4 = 0,05 моль).

Білий осад, що утворюється при пропусканні продуктів спалювання через розчин кальцій гідроксиду, ознака того, що ці продукти можуть містити СО2, тоді осад – СаСО3 (0,1 моль). Отже 1 моль С містить 2 моль Карбону, С – С2Н6. Тоді В – С2Н2 (ацетилен).

Структурні формули



Суміш: 1,12 л С2Н2, 2,24 л Н2.

Реакції одержання водню та ацетилену:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2;

Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2;

C + H2O = CO + H2 (при високій температурі).

CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + H2.

У газовій фазі без каталізатору реакція між воднем та ацетиленом практично не відбувається. Каталітична дія платини пов’язана з тим, що молекули газів можуть адсорбуватися (тимчасово закріплюватися завдяки хімічній реакції з поверхневими атомами платини) на її поверхні. У адсорбованому стані вони досить швидко взаємодіють між собою. Тому ефективність каталізатору пов’язана із площею його поверхні, а отже, чим менші частинки платини, тим більша поверхня і тим швидше реакція. Якщо взяти компактну платину (тобто у вигляді великих шматків), атоми металу, що знаходяться усередині, просто не будуть задіяні, а каталітичну активність проявлятимуть лише та відносно невелика кількість атомів, що знаходиться на поверхні.


^ Задача № 3 «І хіміки вивчають геометрію…»


Встановіть геометричну форму наступних молекул і йонів, базуючись на їх електронній будові: H2O, CH4, H3O+, NO3-, CO2, SOCl2, SF4, SF6, SeO42-, ClO3-. Які частинки серед зазначених у переліку мають неподілені пари електронів? Які частинки є полярними і чому?


Розв’язок

Для розв’язку користуємося теорією гібридизації.

Коротко основні положення:

1. Електронні пари, що знаходяться на валентних орбіталях центрального атому, але не беруть участь в утворенні π-зв’язків , створюють систему гібридних орбіталей.

2. Геометрія молекули зумовлена гібридизацією: sp - лінійна, sp2 - плоский трикутник, sp3, d3s - тетраедр, sp3d, dsp3 - тригональна біпіраміда, sp3d2, d2sp3 - октаедр, dsp2 - плоский квадрат.

3. Відштовхування між неподіленими електронними парами (НЕП) більше, ніж між атомами.

Звідси

H2O – sp3, кутова молекула, 2 НЕП на атомі Оксигену, полярна (на атомах Гідрогену заряд δ+, на НЕП – δ-);

CH4, – sp3, правильний тетраедр, НЕП немає, неполярна;

H3O+, – sp3, тригональна піраміда, 1 НЕП на атомі Оксигену, полярний;

NO3-, sp2, плоский трикутник, неполярна, НЕП є тільки на атомах Оксигену, на Нітрогені нема;

CO2, sp, лінійна, неполярна, НЕП є тільки на атомах Оксигену, на Нітрогені нема;

SOCl2, sp3, тригональна піраміда, 1 НЕП на атомі Сульфуру + є НЕП на атомах Оксигену, полярна;

SF4, sp3d, молекула у формі «вказівника» (тригональна піраміда, в якій 1 з атомів Фтору в аксіальному положенні заміщено на НЕП, завдяки цьому викривлення форми), 1 НЕП на атомі Сульфуру, НЕП на атомах Фтору, полярна;

SF6 sp3d, правильний октаедр, НЕП на атомі Сульфуру нема, НЕП на атомах Фтору, неполярна;

SeO42-, sp3, правильний тетраедр, НЕП на атомі Селену нема, НЕП на атомах Оксигену, неполярна;

ClO3-, sp3, тригональна піраміда, 1 НЕП на атомі хлору, НЕП на атомах Оксигену, полярний.

^ Задача № 4 «Рівновага»


Суміш однакових об’ємів кисню та сульфур(IV) оксиду пропустили при 500оС над каталізатором (V2O5). Розпочалася екзотермічна реакція і згодом установилася хімічна рівновага. Рівноважна газова суміш має загальний тиск 100 МПа та містить 10 % SO2 за об’ємом.

  1. Напишіть рівняння реакції, обчисліть ступінь перетворення SO2 та константу рівноваги (Кр) цієї реакції.

  2. Як вплинуть на ступінь перетворення SO2:

      1. збільшення температури;

      2. збільшення загального тиску в суміші;

      3. збільшення вмісту SO2 у вихідній суміші (при тих самих рівноважних тиску та температурі)?


Розв’язок

У вихідній суміші містилися рівні об’єми SO2 та O2 , отже їх мольні кількості теж були рівними:

νo(SO2) = νo(O2) (1)

Рівняння реакції:

2SO2 + O2 = 2SO3

У рівноважній суміші містяться SO2 , O2 та SO3

Позначимо їх мольні кількості як: ν(SO2), ν(O2) та ν(SO3)

За стехіометрією:

ν(SO2) = νo(SO2) – ν(SO3) (2)

ν(O2) = νo(O2) – 0,5∙ν(SO3) (3)


Вважаємо, що гази у рівноважній суміші ідеальні. Тобто, вона містить 10% SO2 як за об’ємом, так і за молями. Тобто:

ν(SO2) = 0,1∙(ν(SO2) + ν(O2) + ν(SO3)) (4)


Підставляємо сюди (2) та (3), маємо:

νo(SO2) – ν(SO3) = 0,1∙( νo(SO2) – ν(SO3) + νo(O2) – 0,5∙ν(SO3) + ν(SO3))

З рівняння (1) замінюємо νo(O2) на νo(SO2), спрощуємо:

0,8∙νo(SO2) = 0,95∙ν(SO3)

νo(SO2) = 1,1875∙ν(SO3)

Тоді з рівняння (2)

ν(SO2) = 0,1875∙ν(SO3)

З рівняння (3)

ν(O2) = 0,6875∙ν(SO3)

Мольні частки речовин у рівноважній суміші:

xi = νiзаг. = pi/pзаг.

x(SO2) = 0.10 = 10%, x(O2) = 0.3667 = 36,67%, x(SO3) = 0.5333 =53,33%


Константа рівноваги



Ступінь перетворення SO2:

α = ν(SO3)/νo(SO2) = 0,8421 = 84,21%


З принципу Ле-Шател’є:

При збільшенні температури ступінь перетворення зменшується, збільшенні тиску – збільшується, збільшенні вмісту SO2 – зменшується.

^ Задача № 5 «10 пробірок»


У пронумерованих пробірках знаходяться білі кристалічні порошки таких речовин: NH4Cl, KHF2, Mg(NO3)2, NaNO3, NH4NO3, Hg(NO3)2, CaSO4∙2H2O, NaCl, NaHCO3, C12H22O11 (цукор).

Під час нагрівання пробірки з кожною речовиною зафіксовано наступне:

№1. Виділився газ, що підтримує горіння; на стінках пробірки сконденсувалися краплі рідини, а на дні нічого не залишилося.

№2. У пробірці залишився нерозчинний у воді білий порошок та виділився бурий газ.

№3. Кристали спочатку розплавилися, потім рідина потемніла, після чого утворилася губчаста чорна маса та краплі рідини на стінках пробірки.

№4. Видимих змін не відбулося.

№5. Залишився білий нерозчинний у воді порошок та краплі рідини на стінках пробірки.

№6. Білі кристали на дні пробірки повністю зникли, із пробірки виділявся білий дим, а на її холодних стінках утворилися білі кристали.

№7. На дні утворилося трохи рідини із металічним блиском і виділився бурий газ.

№8. Виділився газ, що не підтримує горіння, утворилися краплі рідини на стінках пробірки і білі кристали, розчинні у воді.

№9. Виділився газ, що підтримує горіння, і залишилися водорозчинні білі кристали.

№10. Спочатку виділявся білий дим з їдким запахом, потім у дні пробірки утворилася дірка, вміст пробірки потрапив на пальник, а горе-експериментатор – до лікарні.

Встановіть, яка речовина містилася в якій з пробірок.

Відповідь підтвердьте рівняннями реакцій та необхідними поясненнями.


Розв’язок

№1. 2NH4NO3 = N2O + 2H2O; N2O підтримує горіння.

№2. 2Mg(NO3)2 = 2MgO + 4NO2 + O2; NO2 – бурий газ, MgO – не розчинний у воді.

№3. C12H22O11 = 12C + 11H2O; Цукор спочатку топиться, потім розтоплений цукор буріє (карамелізується), потім – обвуглюється.

№4. NaCl

№5. CaSO4∙2H2O = CaSO4 + 2H2O;

№6. NH4Cl = NH3 + HCl; Обидва продукти леткі, реакція зворотна, тому білі кристали на холодних стінках.

№7. Hg(NO3)2 = Hg + 2NO2 + O2;

№8. 2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O;

№9. 2NaNO3 = 2NaNO2 + O2;

№10. KHF2 = KF + HF; Спочатку виділяється HF, яка дуже токсична.

HF легко реагує зі склом, тому у дні пробірки утворюється дірка

4HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O

SiF4 не менш токсичний за HF.


^ Задача № 6 «Люта кислота»


Взаємодія двох газів, змішаних у молярному співвідношенні 1:2, в замкненому об’ємі призводить до утворення розчину фторидної кислоти з масовою часткою 69%.

  1. Визначити, які гази взяли для реакції. Відповідь підтвердити розрахунками і рівнянням реакції.

  2. Пояснити, завдяки чому фторидна кислота здатна утворювати димери.

  3. Пояснити, чому фторидну кислоту не можна зберігати в скляному посуді. Записати відповідні рівняння хімічних реакцій.


Розв’язок

  1. Припустимо, що розчину фторидної кислоти утворюється 100 г.

Тоді маси HF і H2O в цьому розчині дорівнюють відповідно 69 г і 31 г.

З цих даних розрахуємо кількості речовин HF і H2O.

υ (HF)=69/20=3,45 моль

υ (H2O)=31/18=1,72 моль

Відповідно, υ (H)= 3,45 моль+3,44 моль=6,9 моль

υ (F)= 3,45 моль

υ (O)= 1,72 моль.

Отже, за співвідношенням кількості речовин атомів маємо: υ (H) : υ (F) : υ (O)=4:2:1.

Для реакції були взяти гази OF2 і H2 .

Рівняння хімічної реакції: OF2 + 2H2 → 2HF + H2O

  1. Фторидна кислота утворює димери завдяки утворенню водневих зв’язків між молекулами.

  2. Фторидну кислоту неможна зберігати в скляному посуді внаслідок її реакції з складовою скла SiO2 з утворенням газуватого продукту.

SiO2 + HF → SiH4↑+ H2O

Повне рівняння:

Na2O CaO 6SiO2 + 28HF → Na2SiF6 + CaSiF6 + 4SiH4↑+14H2O



Схожі:

Задача №1 «Оксиди» Елемент Х утворює ряд оксидів: Склад оксиду Масова частка Оксигену (%) iconКолообіг оксигену, нітрогену, карбону в природі кругообіг оксигену в природі
Хімічні елементи у вільному стані існують у формі простих речовин. Так, елемент Оксиген утворює дві прості речовини — кисень 02 та...
Задача №1 «Оксиди» Елемент Х утворює ряд оксидів: Склад оксиду Масова частка Оксигену (%) iconОбласний інститут післядипломної педагогічної освіти
В оксиді неметалічного елемента міститься 53,3% Оксигену за масою. Визначте елемент і напишіть формулу оксиду. Чи буде відповідь...
Задача №1 «Оксиди» Елемент Х утворює ряд оксидів: Склад оксиду Масова частка Оксигену (%) iconРішення завдань ІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з хімії 8 клас υ (К) : υ (Сl) : υ (O) =
З воднем взаємодіють тільки оксиди. Кількість кобальт (ІІ) оксиду позначимо через у г, тоді кількість кобальт (ІІІ) оксиду становитиме...
Задача №1 «Оксиди» Елемент Х утворює ряд оксидів: Склад оксиду Масова частка Оксигену (%) iconБ як ліки; в для зварювання металів
Молекулярна формула вуглеводню, масова частка Карбону в якому становить 90%, а відносна густина за гелієм дорівнює 30
Задача №1 «Оксиди» Елемент Х утворює ряд оксидів: Склад оксиду Масова частка Оксигену (%) iconЗадача 1 2 Задача 2 2 Фінансово-економічний аналіз 4 Задача 2 5 Інвестиції 6 Задача 1 6 Задача 2 6 Економіка праці 7 Задача 1 7 Маркетинг 8 Задача 1 8 Задача 2 8
Діяльність виробничого підприємства, що займається виробництвом сільськогосподарської продукції, характеризується такими даними
Задача №1 «Оксиди» Елемент Х утворює ряд оксидів: Склад оксиду Масова частка Оксигену (%) iconЗавдання для 8 класу для самоопрацювання на період припинення занять. Німецька мова
Фізичні й хімічні властивості оксидів; взаємодія з водою, кислотами, лугами, іншими оксидами. Використання оксидів. Читати п Завдання...
Задача №1 «Оксиди» Елемент Х утворює ряд оксидів: Склад оксиду Масова частка Оксигену (%) icon1. Ряди динаміки. Їх класифікація
Ряд динаміки (хронологічний ряд, динамічний ряд) – це послідовність числових показників, що характеризують зміну явища в часі. Будь-який...
Задача №1 «Оксиди» Елемент Х утворює ряд оксидів: Склад оксиду Масова частка Оксигену (%) iconТестові завдання по темі: "кишкові шви. Операції на тонкій кишці."
Д. 1-й ряд – слизово-підслизовий, 2-й ряд – скрізний, 3-й ряд – серозно-м‘язовий
Задача №1 «Оксиди» Елемент Х утворює ряд оксидів: Склад оксиду Масова частка Оксигену (%) iconПрийом «Асоціативний ряд»
Приклад. Алгоритм. Асоціації: команда, послідовність, чіткість, зрозумілість, розв’язання, задача, виконавець
Задача №1 «Оксиди» Елемент Х утворює ряд оксидів: Склад оксиду Масова частка Оксигену (%) iconЧислові ряди. Ознаки збіжності рядів
Тоді, якщо ряд збігається, то й ряд збігається. Якщо ряд розбігається, то й ряд розбігається
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©te.zavantag.com 2000-2017
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи