гидролиза применяются и в случае других эфиров

фенола. При добавлении бромной воды выпадает белый осадок, 

раствор перманганата калия обесцвечивается.  

3. Этилбензоат  С6Н5С(О)ОС2Н5, М = 136 г/моль. Бесцветная 

жидкость с приятным запахом. Реакции с бромной водой, растворами 

перманганата калия, соды отрицательная.  

 

После гидролиза остаются два слоя. Из отделенного водного 

слоя после подкисления (по индикаторной бумаге) выпадают белые 

кристаллы бензойной кислоты. 

4. Диэтилмалеинат   цис-С2Н5ОС(О)-СН=СН-С(О)ОС2Н5, М = 172 

г/моль. Бесцветная жидкость с запахом огуречного лосьона. За счет 

двойной связи обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата 

калия: 

С2Н5ОС(О)-СН=СН-С(О)ОС2Н5  +  Br2   С2Н5ОС(О)-СНBr-СНBr-

С(О)ОС2Н5 

 

С2Н5ОС(О)-СН=СН-С(О)ОС2Н5 + (O) + H2O   

 С2Н5ОС(О)-СН(OH)-СН(OH)-С(О)ОС2Н5 

 

После гидролиза остаются два слоя. После разделения к 

водному слою добавляют HCl до нейтральной среды. Содержащаяся 

малеиновая кислота за счет двойной связи обесцвечивает бромную 

воду и раствор перманганата калия. 

5. Диэтилоксалат   С2Н5ОС(О)-С(О)ОС2Н5, М = 146 г/моль. 

Бесцветная жидкость с неприятным, раздражающим запахом. За счет 

примеси щавелевой кислоты обесцвечивает раствор перманганата 

калия, выделяет CO

2

 при действии раствора соды. 

Гидролиз идет легко без нагревания. При добавлении раствора 

щелочи к эфиру сразу выпадает белый осадок оксалата натрия, 

который плохо растворяется в воде. Осадок при подкислении смеси 

растворяется с образованием щавелевой кислоты, которая 

обесцвечивает раствор перманганата калия, но не реагирует с 

бромной водой. При действии раствора соды щавелевая кислота 

выделяет углекислый газ. 

НООС-СООН  +  (O)     2 СО2  +  Н2О 

2. Всероссийская химическая олимпиада школьников. Областной этап 

18-19 января 2000 г. 

10 класс. Теоретический тур 

 

1. В 8 пронумерованных пробирках находятся растворы 

следующих веществ: HNO3, NaOH, NH4OH, Hg(NO3)2, CoSO4, 

Co(NO3)2, AlCl3, BaCl2. Расставьте их в необходимом порядке, если 

известно, что растворы №№ 6 и 8 образуют осадки с №№ 1,2,3,4, 

растворимые в №7. Кроме того, осадок № 4 с №№ 6,8 растворим в 

избытке № 8, а осадки №№ 1,2 с №№ 6,8 растворимы в избытке № 6. 

Раствор № 1 образует осадок с № 5, не растворимый даже в избытке 

№ 7. Раствор № 3 с №№ 4 и 5 образует слабый электролит, при 

действии на который № 6 выпадает белый осадок, растворимый в № 

7. Ваши рассуждения подтвердите уравнениями химических реакций. 

(25 б.) 

 

2. Установлено, что в 1 л природной воды содержание 

гидрокарбонатов кальция и магния составляет 130 и 10.0 мг, а 

сульфатов тех же металлов 15.0 и 5.00 мг соответственно. Какой 

объем воды с указанным содержанием солей можно смягчить с 

использованием 1 кг минерала алюмосиликата натрия общей 

формулы NaAlSi2O6, если известно, что он способен обменивать 

ионы натрия на другие катионы, находящиеся в растворе? Какие 

минимальные массы негашеной извести и соды потребуются для 

экономного и полного устранения жесткости 1 м3 воды? При этом 

следует учесть, что сода значительно дороже извести. Гидроксид 

магния считать нерастворимым соединением. (24 б.) 

 

 

 

3. Какие химические реакции протекают  в автомобиле, 

работающем на газовом топливе? (24 б.) 

 

 

4. Алкен А массой 5.6 г полностью прореагировал с 8.1 г HBr. 

Полученное вещество Б обработали металлическим натрием с 

образованием углеводорода В. Изобразите структурную формулу А, 

укажите и назовите все возможные структурные изомеры. Запишите 

уравнения указанных реакций, структурные формулы и названия 

веществ Б, В. Зависит ли строение Б и В от условий реакции А с HBr? 

Ответ поясните. (27б.) 

 

Решение задач 

Задача 1. 

№ 1 - CoSO4,  № 2 - Co(NO3)2,  № 3 - Hg(NO3)2,  № 4 - AlCl3,  № 5 - 

BaCl2,  № 6 - NH4OH,  № 7 - HNO3,  № 8 - NaOH.  

CoSO4, Co(NO3)2, AlCl3 дают осадки гидроксидов с NaOH и NH4OH 

CoSO4 +  2 NaOH      Co(OH)2  + Na2SO4 

Co(NO3)2   + 2 NaOH     Co(OH)2  + 2 NaNO3 

AlCl3 + 3 NaOH    Al(OH)3 + 3 NaCl 

Hg(NO3)2  + 2 NaOH    HgO + H2O + 2 NaNO3 

 2 Hg(NO3)2  + NH4OH    [NH2Hg2O]NO3 + 2 H2O  

Все эти осадки растворимы в азотной кислоте 

[NH2Hg2O]NO3  + 4 HNO3    2 Hg(NO3)2  + NH4NO3 + H2O    

Al(OH)3 + NaOH    Na[Al(OH)4]  

Co(OH)2 + 6 NH4OH    [Co(NH3)6](OH)2 + 6 H2O  

CoSO4 + BaCl2    CoCl2 + BaSO4 

Hg2+ + 2 Cl-      HgCl2 

HgCl2 + 2 NH4OH    NH2HgCl + NH4Cl + 2 H2O 

NH2HgCl + 2 HNO3    NH4Cl + Hg(NO3)2 

Задача 2. 

В 1 м3 воды содержится:  

Ca(HCO3)2 (130 г / 162.1 г моль-1 = 0.802 моль), 

Mg(HCO3)2 (10 г / 146.4 г моль-1 = 0.068 моль), 

CaSO4 (15 г / 136.1 г моль-1 = 0.068 моль), 

MgSO4 (5 г / 120.4 г моль-1 = 0.042 моль), 

Суммарное содержание солей кальция и магния в 1 м3 воды 1.022 

моль.    

В 1 кг алюмосиликата натрия  = 1000 г / 202.2 г моль-1 = 4.95 моль.  

Ca2+  +  2 Na+[AlSi2O6]-     2 Na+  +  Ca[AlSi2O6]2 

Mg2+  +  2 Na+[AlSi2O6]-     2 Na+  +  Mg[AlSi2O6]2 

V(воды) = 4.95 моль / 1.022 моль м-3 = 2.43 м3. 

 

Сначала при использовании дешевого СаО удаляются 

гидрокарбонаты кальция, магния и сульфат магния: 

CaO  +  H2O    Ca(OH)2 

Ca(OH)2  +  Ca(HCO3)2    2 CaCO3  +  2 H2O      

Ca(OH)2  +  Mg(HCO3)2    CaCO3  +  MgCO3  +  2 H2O 

Ca(OH)2  +  MgSO4    CaSO4  +  Mg(ОН)2  

(СaO) = (Ca(HCO3)2) + (Mg(HCO3)2) + (MgSO4)= 0.802 + 0.068 + 

0.042 = 0.912 моль.  

m(CaO) = 0.912  56.1 = 51.2 г 

Во вторую очередь более дорогой содой удаляют CaSO4, как бывший 

в растворе, так и образовавшийся при взаимодействии Ca(OH)2 + 

MgSO4 

Na2CO3  +  CaSO4    CaCO3  +  Na2SO4      

(Na2CO3) = (CaSO4) + (MgSO4) = 0.110 + 0.042 = 0.152 моль.  

m(Na2CO3) = 0.152  106 = 16.1 г 

Задача 3. 

Химические реакции в двигателе: 

2 С4Н10 + 13 О2    8 СО2 + 10 Н2О 

С3Н8 + 5 О2    3 СО2 + 4 Н2О 

Электрохимические реакции в аккумуляторе: 

PbO2  + Pb  + 2 H2SO4    2 PbSO4  +  2 H2O   (разрядка 

аккумулятора) 

2 PbSO4  +  2 H2O    PbO2  + Pb  + 2 H2SO4   (зарядка аккумулятора) 

Водород не выделяется на катоде при зарядке вследствие 

перенапряжения на электроде. 

Задача 4.  

СnH2n  +  HBr    CnH2n+1Br 

(HBr) = 8.1 / 81 = 0.1 моль. 

 

(СnH2n) = (HBr) = 0.1 моль.    

М(СnH2n) = 5.6 г / 0.1 моль = 56 г/моль.  

Формула С4H8.  

 

3 изомера алкена А:  

СН2=СНСН2СН3 (бутен-1),       

СН3СН=СНСН3 (бутен-2),     

СН2=С(СН3)2(2-метилпропен-1). 

СН2=СНСН2СН3  +  HBr    СН3СНBr-СН2СН3 (2-бромбутан, Б) 

СН3СН=СНСН3  +  HBr    СН3СНBr-СН2СН3 (2-бромбутан, Б) 

СН2=С(СН3)2  +  HBr    (СН3)3CBr (2-бром-2-метилпропан, Б) 

2 СН3СНBr-СН2СН3  +  2 Na     

 2 NaBr + СН3CH2CH(CH3)-CH(CH3)CH2CН3 

(3,4-диметилгексан, В) 

2 (СН3)3CBr + 2 Na  2 NaBr + (СН3)3C-C(CH3)3  (2,2,3,3-

тетраметилбутан, В) 

Если проводить присоединение HBr в присутствии органических 

пероксидов, то вместо ионного присоединения по правилу 

Марковникова будет протекать свободнорадикальное присоединение 

против правила Марковникова. Для двух алкенов при этом получатся 

новые изомеры бромалканов: 

СН2=СНСН2СН3 + HBr 

ROOR







 СН2Br-CН2СН2СН3 (1-бромбутан, Б) 

СН2=С(СН3)2 + HBr 

ROOR







(СН3)2CHCH2Br (1-бром-2-метилпропан, 

Б) 

2 СН2Br-CН2СН2СН3 + 2 Na  2 NaBr + СН3(CH2)6CН3 (октан, В) 

2 (СН3)2CHCH2Br + 2 Na  2 NaBr + (СН3)2CHCH2-СН2CH(CH3)2  

(2,5-диметилгексан, В) 

10 класс. Экспериментальный тур 

В пяти пронумерованных пробирках находятся растворы солей: 

Fe2+; Fe3+; Fe2+ и Fe3+ вместе; Cu2+; Cr3+.  

С помощью имеющихся у Вас реактивов (раствор аммиака, 

едкого натра, серной кислоты, роданида аммония, желтой кровяной 

соли и красной кровяной соли) необходимо обнаружить пробирку со 

смесью катионов Fe2+ и Fe3+.  

После этого Вы получаете в свою мерную колбу указанный Вами 

раствор и выполняете определение массы катионов Fe2+ в выданном 

растворе с применением раствора перманганата калия известной 

концентрации. Результаты и уравнения реакций приведите в отчете.       

Оборудование: штатив, бюретка, пробирки. 

 

Реактивы: Для качественного анализа: растворы аммиака, NaOH, 

H2SO4, NH4CNS, желтой кровяной соли и красной кровяной соли. 

Для количественого анализа: стандартный раствор перманганата 

калия, раствор серной кислоты, дистиллированная вода.  

 

Решение 

Ионы железа(II) определяют подкисленным раствором красной 

кровяной соли: 

3 FeSO4 + 2 K3Fe(CN)6  3 K2SO4 + Fe3[Fe(CN)6]2 (синий осадок) 

Ионы железа(III) определяют растворами желтой кровяной соли и 

роданида калия: 

2 Fe2(SO4)3 + 3 K4Fe(CN)6  6 K2SO4 + Fe4[Fe(CN)6]3 (синий осадок) 

Fe3+  +  n SCN-     Fe(SCN)n3-n  (кроваво-красное окрашивание)    

Количественный анализ проводят титрованием пробы перманганатом 

калия до неисчезающей окраски: 

10 FeSO4 + 2 KMnO4 + 8 H2SO4  5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2 MnSO4 + 

8 H2O 

Формула для расчета: 

m(Fe2+) = 

5   С(KMnO4)   Vмерной колбы   55,8 

Vпипетки







, г 

 

где  С  =  моль/л 

11 класс. Теоретический тур 

 

1. Юный химик решил очистить бензойную кислоту методом 

перекристаллизации из горячей воды. Он взял 12.2 г вещества, 

растворил в воде при 75 С, профильтровал в горячем виде раствор, 

охладил до 0С и собрался отфильтровать выпавшие кристаллы. 

«Подождите дружище», - остановил его знающий химик. Вы правильно 

сделали, взяв горячей воды минимальный требуемый объем - Х мл, и 

все же выход процесса очистки у Вас не превысит Y%. Но если Вы 

хотите значительно понизить потери вещества, то возьмите несколько 

миллилитров концентрированной соляной кислоты. 

 

В чем суть предложения знающего химика? Определите 

значения X и Y, если принять, что растворимость бензойной кислоты в 

воде целиком определяется ее диссоциацией. При 75 С 

произведение растворимости бензойной кислоты (произведение 

концентраций образующихся ионов) равно 0.0324 моль2/л2. При 0 С 

растворимость бензойной кислоты в воде составляет 0.16 г/100 мл. 

Плотность растворов бензойной кислоты и воды, горячих и холодных, 

принять за 1 (15 б.) 

 

2. Насыщенный углеводород А в результате каталитического 

окисления кислородом воздуха в присутствии стеарата кобальта при 

нагревании и высоком давлении превращается частично во вторичный 

спирт Б, частично в кетон В. Последний является одним из исходных 

веществ, используемых для получения систетических волокон. При 

окислении В азотной кислотой с участием катализатора образуется 

соединение Г состава С6Н10О4. При нагревании Г в присутствии 

уксусного ангидрида, образуется кетон Д, причем реакция 

сопровождается выделением СО2 и Н2О. Кетоны В и Д имеют 

сходное строение, но последний имеет на одну метиленовую группу 

меньше. Назовите и запишите структурные формулы соединений А - 

Д, схемы указанных превращений, в том числе приводящих к 

получению синтетического волокна. (34 б.) 

 

 

3. Стандартная теплота образования HCl(г) равна 92.30 

кДж/моль, энергия диссоциации Н2 и Сl2 соответственно равны 436.0 

и 242.4 кДж/моль.         

Что такое энергия химической связи в молекуле HCl? Чему она равна? 

Напишите термохимические уравнения для приведенных в задаче 

численных данных. (15 б.) 

 

 

4. К 100 г 15% водного раствора спирта добавили 15 г его 

ближайшего гомолога. Из полученного раствора отобрали 4 г и 

добавили избыток водного раствора KMnO4. После нагревания в 

течение часа раствор профильтровали и выделили 2.32 г осадка 

коричневого цвета. Определите  количества вещества и строение 

спиртов, назовите их. Напишите уравнения реакций спиртов с KMnO4 

с учетом того, что в указанных условиях не происходит деструкция 

(разрушение) их углеродного скелета. (36 б.) 

 

Решение задач 

Задача 1. 

С6Н5СООН  С6Н5СОО-  +  Н+ 

ПР(С6Н5СООН 75С) = [С6Н5СОО-][Н+] = 0.0324 моль2/л2. Отсюда 

находим концентрацию кислоты при 75 С: 

С(С6Н5СООН 75С) = [С6Н5СОО-] = 

0 0324

,

 = 0.18 моль/л. 

Объем горячего раствора: V = 12.2 г / (122 г моль-1  0.18 моль л-1) = 

0.556 л. Х = 556 мл 

Потери вещества вследствие его растворимости при 0 С составят: 

m(С6Н5СООН 0С) = 556 г  0.16 г / 100 г = 0.89 г.  

Выход процесса  = (12.2 г - 0.89 г)  100% / 12.2 г = 92.7%. Y = 92.7 % 

Определим концентрацию С6Н5СООН при 0С по известной 

растворимости в чистой воде: 

По идее знающего химика добавление сильного электролита НCl 

должно значительно увеличить [Н+], и это приведет к смещению 

равновесия диссоциации влево и тем самым к сильному снижению 

[С6Н5СОО-]. Произойдет дополнительное выпадение кристаллов из 

раствора, и потери кристаллизации снизятся. 

Задача 2. 

Известно, что кетоны окисляются с расщеплением углеродной цепи до 

кислот. Кетон В при окислении дает не несколько, а один продукт г - 

С6Н10О4 - дикарбоновую адипиновую кислоту, следовательно это 

циклогексанон. Исходный углеводород А - циклогексан.  

Д

Г

В

В

Б

А

-

 H

2

O

NH

2

OH

H

2

SO

4

t

-

[C(O)

-

CH

2

)

5

-

NH]n

-

(O)

(O)

-

 CO

2

 

-

 H

2

O

(CH

3

CO)

2

O

COOH

COOH

+

NH

O

O

O

NOH

O

OH

циклогексан

циклогексанол

циклогексанон

адипиновая к

-

та

циклопентанон

оксим

циклогексанона

капролактам

полиамидное волокно

 

Задача 3. 

Стандартная теплота образования вещества - это тепловой эффект 

реакции образования 1 моль вещества из простых веществ, взятых в 

стандартном состоянии и при стандартных условиях: 

0.5 H2(г)  +  0.5 Cl2(г)    HCl(г) +  92.3 кДж  

 

 

 

(1) 

Энергия диссоциации равна тепловому эффекту реакции диссоциации 

1 моль HCl(г) на атомы: 

H2(г)    2 H(ат.)  -  436.0 кДж   

 

 

 

 

 

(2) 

 

Cl2(г)    2 Cl(ат.)  -  242.4 кДж   

 

 

 

 

 

(3) 

Энергия связи HCl - это теплота, которая выделяется при образовании 

1 моль вещества в газообразном состоянии из атомов: 

H(ат.)  +  Cl(ат.)    HCl(г)  +  Q   

 

 

 

 

 

(4) 

Чтобы определить Q, нужно сложить уравнения 1-3 с учетом 

коэффициентов: 

+1 

 

0.5 H2(г)  +  0.5 Cl2(г)    HCl(г) +  92.3 кДж 

-0.5   

H2(г)    2 H(ат.)  -  436.0 кДж   

-0.5   

Cl2(г)    2 Cl(ат.)  -  242.4 кДж 

 

 

 

H(ат.)  +  Cl(ат.)    HCl(г)  +  Q 

Q = Eсв. =  92.3 - 0.5(- 436.0 - 242.4) = 431.5 (кДж/моль). 

Задача 4. 

В зависимости от строения спирта в реакции с KMnO

4

 в указанных 

условиях может выделяетья разное количество MnO

2

. Вот 4 основных 

типа процессов с первичными, вторичными и третичными спиртами: 

СН3ОН  + 2 KMnO4    K2CO3  + 2 MnO2  + 2 H2O 

 

 

(ROН):(MnO2) = 1:2 

3 RСН2ОН + 4 KMnO4  3 RCOOK + 4 MnO2 + 4 H2O + KOH

 

(ROН):(MnO2) = 1:1.33 

3 RR’СHОH + 2KMnO4  3RR’CO + 2MnO2 + 2H2O + 2KOH

 

(ROН):(MnO2) = 1:0.67 

RR’R’’СОH  + KMnO4   не реагируют 

 

 

 

(ROН):(MnO2) = 1:0 

Строение спиртов неизвестно. Суммарная масса их в исходном 

растворе 15 + 15 = 30 г, а в пробе для окисления - m(ROH суммарная) 

= 30 г  4 г / 115 г = 1.04 г (по 0.52 г каждого). 

Образовалось MnO2 в реакции: (MnO2) = 2.32 г / 86.94 г моль

-1

 = 

0.0266 моль. 

Вариант №1. Метанол и этанол. Метанол должен реагировать в 

соотвествии с уравнением 1 [(ROН):(MnO2) = 1:2], а этанол - по ур. 2 

[(ROН):(MnO2) = 1:1.33]. Поскольку массы спиртов равны и 

количества вещества спиртов приблизительно равны, то (ROH сумм.) 

 (MnO2) / 1.66 =  0.016 моль.  

Средняя М(ROH) = 1.04 г / 0.016 моль = 65 г/моль, т.е. выше 

М(СН3OH) = 32 и М(С2Н5OH) = 46. Вариант не подходит.  

Вариант №2. Два первичных спирта. Оба они должны реагировать в 

соотвествии с уравнением 2. (ROH сумм.) = 

1

1 33

,

 (MnO2) = 

1

1 33

,

 

0.0266 = 0.02 моль.  

Средняя М(ROH) = 1.04 г / 0.02 моль = 50.2 г/моль. Это значение 

находится между М(С2Н5OH) = 46 и М(С3Н7OH) = 60. Вариант 

подходит.  

Вариант №3. Один первичный, другой вторичный спирт. Первичный 

должен реагировать в соотвествии с уравнением 2 [(ROН):(MnO2) = 

1:1.33], а вторичный - ур. 3 [(ROН):(MnO2) = 1:0.67]. Поскольку 

массы спиртов равны и количества вещества спиртов приблизительно 

равны, то (ROH сумм.)  (MnO2) =  0.0266 моль.  

Средняя М(ROH) = 1.04 г / 0.0266 моль = 39.1 г/моль. Это значение 

находится между М(С2Н5OH) = 46 и М(СН3OH) = 32. Вариант не 

подходит.  

Вариант №4. Два вторичных спирта. Оба они должны реагировать в 

соотвествии с уравнением 3. (ROH сумм.) = 

1

0 67

,

 0.0266 = 0.04 моль.  

Средняя М(ROH) = 1.04 г / 0.04 моль = 26 г/моль. Это значение ниже 

М(СН3OH) = 32. Вариант не подходит.  

Вариант №5. Один вторичный, другой третичный спирт. Вторичный 

должен реагировать в соотвествии с уравнением 3 [(ROН):(MnO2) = 

1:0.67], а третичный не реагирует.  

(ROH сумм.)  

1

0 33

,

 0.0266 = 0.08 моль.  

Средняя М(ROH) = 1.04 г / 0.08 моль = 13 г/моль. Вариант не 

подходит.  

Вариант №6. Один первичный, другой третичный спирт. 

Аналогичный расчет дает значение средней М(ROH) = 1.04 г / 0.04 

моль = 26 г/моль. Вариант не подходит.  

 

Итак, единственный вариант - этанол и пропанол-1. Найдем 

(спиртов): 

(С2Н5OH) = 0.52 г / 46 г моль-1 = 0.0113 моль 

(С3Н7OH) = 0.52 г / 60 г моль-1 = 0.0087 моль 

(MnO2) = (0.0113 + 0.0087)  1.33 = 0.266 моль. Правильность 

решения подтверждена. 

11 класс. Экспериментальный тур 

В четырех пробирках находятся четыре твердых вещества, 

встречающиеся в природе. Среди них два вещества входят в состав 

основных групп продуктов питания. На основании опытов по 

отношению к нагреванию, изучению растворимости, идентификации 

функциональных групп c использованием имеющихся реактивов 

установите вероятное строение всех четырех веществ, дайте их 

названия, запишите уравнения проведенных реакций. Какие два 

вещества входят в состав биополимеров - продуктов питания? (40 б.) 

Реактивы: Водные растворы NaOH (2 н),  HCl (10%),  NaHCO3 

(5%), CuSO4 (0.2 н),  AgNO3 (0.1 н),  NH4OH (конц.), дистиллированная 

вода. 

Оборудование: Штатив с пробирками, держатель для пробирок, 

стеклянная палочка, стеклянная воронка, фильтровальная бумага, 

индикаторная бумага, ножницы, горелка Бунзена, водяная баня. 

 

Решение 

 

Предложен следующий набор веществ: поваренная соль, 

глюкоза, янтарная кислота, аминоуксусная кислота. 

 

По классической физиологии существуют 3 группы основных 

продуктов питания: белки, жиры, углеводы. В предложенном ряру 

веществ аминоуксусная кислота и глюкоза входят в состав 

биополимеров (белков и углеводов). 

жүктеу/скачать 0,84 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: