Сборник заданий Республиканской олимпиады по общеобразовательным предметам

1. 
   Вычислите массу и количество вещества NaOH в исходном растворе.
   
2. 
   ^{Определите массу Na}₂^O.
   
3. 
   Рассчитайте массу NaOH в конечном растворе.
   

1. 
   Найдите энтальпию реакции димеризации диоксида азота при температуре 273 К на основании следующих данных:
   

2N₂O₄(газ) + O₂(газ) = 2N₂O₅(газ) , ∆H₂ =

N₂O₅(газ) + N₂O₃(газ) = 4NO₂(газ) , ∆H₃ =

2N₂O(газ) + 3O₂(газ) = 4NO₂(газ) , ∆H₄ =

2. 
   Нарисуйте схему димеризации диоксида азота.
   
3. 
   Напишите три реакции образования азотной кислоты в присутствии любого оксида.
   

Через 250 г. 12,8%-ного раствора сульфата меди провели ток до тех пор, пока вся медь не выделилась из раствора.

а.1) Запишите общую реакцию электролиза.

а.2) Рассчитайте количество выделившихся на электродах веществ.

а.4) Рассчитайте массовые доли веществ в растворе после электролиза.

Через 300 г 33,1%-ного раствора нитрата свинца провели ток и на аноде выделился кислород объемом 3,36 л (н.у.). Электролиз остановили, когда массовая доля нитрата свинца в растворе стала равной 24,15%.

б.1) Рассчитайте количество кислорода, выделившегося на аноде.

б.2) Найдите массу раствора после электролиза.

б.3) Какое вещество останется в растворе помимо воды и нитрата свинца? Найдите его массовую долю.
Задача 4. Принято считать, что соли, образованные элементами одной группы периодической системы, хорошо растворимы в воде, но в каждом правиле есть исключения. Одним из таких исключений является соль A (содержит 26.75% металла X по массе), которую можно получить тремя способами:

• 
  Взаимодействием 2.81 г соли B с кислотой C (реакция 1), при этом выделяется газ, при пропускании которого через избыток раствора гидроксида кальция выделяется 3.8 г белого осадка.
  
• 
  Реакцией обмена между соединениями D (ω(X) = 16,35%) и E (реакция 2). В ходе данной реакции из
  

• 
  Реакцией нейтрализации между кислотой C и основанием F (реакция 3).
  

1. 
   Установите элемент X. Как называется группа элементов, к которой он относится? Ответ подтвердите расчетом. Для расчетов берите точные атомные массы элементов.
   
2. 
   Расшифруйте соединения A-F, подтвердив ответ расчетами. Напишите уравнения реакций 1-3.
   

3. 
   Установите формулы веществ G, H, а также упомянутого кристаллогидрата. Напишите уравнения реакций 4-6.
   

4. Определите элемент Y. Как называется такой вид сходства?

Анализ водных проб является важным этапом в процессе водоподготовки. Количественный анализ содержания различных ионов в образце воды позволяет оценить качество воды и предотвращает от использования воды с опасным для здоровья содержанием ионов. Одним из важных для контроля содержания элементов является иод. В воде он представлен в виде двух основных форм: иодида и иодата. Общее содержание иода в воде варьируется от 0.005 до 1 мг/л, поэтому для точного определения данного элемента в воде необходимо брать большие пробы. В аналитическую лабораторию привезли образец морской воды. Отобрав пробу объемом 0.80 л, лаборант путем выпаривания и нескольких экстракций получил из нее сухой остаток, содержащий все растворенные в пробе неорганические соединения. Далее лаборант аккуратно растворил полученный сухой остаток в 5 мл дистиллированной воды, добавил в него необходимое количество серной кислоты, а в полученный подкисленный раствор добавил необходимое количество бромной воды. После нагревания и охлаждения полученного раствора все формы иода (иодид и иодат) перешли в молекулярный иод, на титрование которого лаборанту потребовалось 9.85 мл 0.0001 М раствора тиосульфата натрия . Суммарно весь ход анализа можно описать с помощью следующих реакций:

1. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций, описывающих ход анализа.

2. Рассчитайте общую концентрацию иода (как элемента) в анализируемой воде в мг/л.

Соотношение количества иодата к количеству иодида в морской воде напрямую зависит от концентрации растворенного в ней кислорода. Концентрацию растворенного кислорода можно определить с помощью титрования по Винклеру: К пробе морской воды объемом 250 мл добавляют необходимый объем сульфата марганца (II) и небольшое количество гидроксида натрия. Полученный гидроксид марганца связывается с растворенным в пробе кислородом, при этом выпадает осадок оксида марганца (IV). К полученному в растворе осадку добавляют определенное количество серной кислоты и иодида калия, при этом через некоторое время после растворения осадка выделяется иод, который титруют 0.01 М раствором тиосульфата натрия. На титрование ушло 7.65 мл раствора тиосульфата.

Скорость большинства химических реакций зависит от температуры. Чаще всего эта зависимость прямая: чем выше температура, тем быстрее протекает реакция. Объяснить это можно с точки зрения теории активных столкновений: с повышением температуры повышается скорость и энергия сталкивающихся частиц, тем самым увеличивается вероятность того, что при столкновении произойдет химическое превращение.

Самую первую зависимость скорости реакции от температуры открыл нидерландский химик Якоб Хендрик Вант-Гофф, который, к слову, был самым первым лауреатом Нобелевской премии по химии в 1901 году. Эта зависимость носит название «Правила Вант-Гоффа» и имеет следующий вид:

Иными словами, при повышении температуры на 10°С, скорость химической реакции увеличится в у раз. у – температурный коэффициент скорости. Как правило, значение находится в диапазоне от 2 до 4. Важно заметить, что данное правило носит эмпирический характер, т.е. оно было получено в ходе анализа экспериментальных данных.

1. Скорость реакции между этиловым спиртом и уксусным ангидридом при 29⁰ равна

Найдите скорость этой реакции при 39⁰ если температурный коэффициент равен 2.

В силу эмпирического характера «Правила Вант-Гоффа» его можно применять к физическим процессам, состоящим из множества различных химических реакций. Например, известно, что тигровые креветки могут храниться в морозильнике при -20⁰ в течение месяца.

4. Как долго могут пролежать креветки в холодильнике при температуре 10⁰ прежде чем они испортятся, если температурный коэффициент равен 2. 2?

А если положить их в нулевую зону (с температурой 0⁰ )?

Таким образом, константа скорости любой реакции имеет следующй вид:

Где А – константа пропорциональности, также известная как преэкспоненциальный или частотный фактор, а Т – температура в кельвинах. Примечание: T(K) = T (°C) + 273.

5. Найдите температурный коэффициент Вант-Гоффа для реакции с энергией активации в 60 кДж/моль при температурах вблизи комнатной (25°С).
Задача 7.

Смешали 250 мл 21.82 %-ного раствора гидроксида натрия (ρ = 1,10 г/мл) и 200 мл 40.2 %-ного раствора хлорной кислоты (ρ = 1,11 г/мл). К полученному раствору добавили 250 г воды.

1.Вычислите количество вещества гидроксида натрия в исходном растворе.

2.Определите количество вещества хлорной кислоты в исходном растворе.

3.Рассчитайте массовую долю перхлората натрия в конечном растворе.