H X C H Fe Si C МОН, LI НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА Областен кръг, 10 февруари 019 г. Учебно съдържание X - XII клас Примерни решения и оценка на задачите Важно за проверителите! Освен представените примерни решения, за вярно се приема и всяко друго решение, което е логично обосновано и води до същия (числов или фактологичен) резултат. При непълни отговори (например неизравнени уравнения) могат да се присъждат и по-малко от предвидените точки. Задача 1 (5 точки) 1. а) При електролиза на воден разтвор на натриев хлорид без полупропусклива мембрана, се получава: На катода: Na +, H + (от H) H + (или H H(g) + H На анода: Cl и H (от H) Cl 1 H(g) 1 т. 1 т.) Cl(g) 1 т. Окислява се Cl (до Cl); редуцира се H + (до H) 1 + 1 = т. Натриевата основа от електролизирания разтвор, взаимодейства (пълно!) с хлора от анодния процес: (i) NaH(aq) + Cl(aq) NaCl(aq) + NaCl (aq) + H 1 т. 0 1 Cl се окислява (до Cl ) [ Cl ] - и се редуцира (до Cl ) (1+1) + 1 = т. б) При нагряване на водния разтвор на NaCl, протича (пълно!) процесът: (ii) 1 Cl NaCl (aq) (Cl ) се окислява (до NaCl(aq) + NaCl(aq) 1 т. 5 Cl Cl ) и се редуцира до Cl в) При нагряване NaCl се разлага (пълно!) на NaCl и кислород: 00 C (1+1) + 1 = т. (iii) NaCl(s) NaCl(s) + (g) 1 т. 5 Cl (Cl ) се редуцира до Cl ; (Cl ) се окислява до 0 () 1 + 1 = т.. В изходния воден разтвор на NaCl (n0(nacl) е количеството на електролизиран NaCl) NaCl(aq) Na + + Cl ; n(na + ) = n(cl ) = n0(nacl) Ако катодната и анодната реакция се сумират почленно: e H H(g) + H + NaCl (*) H + NaCl(aq) Cl(g) + Na + електролиза H(g) + Cl(g) + NaH(aq) 1 т. n(cl) = 1 n(cl ) = 1 n0(nacl) и n(nah) = n0(nacl) 1+1 = т.
От реакция (i): n(nacl) = 1 n(nah) = 1 n0(nacl) 1 т. ni(nacl) = 1 n(nah) = 1 n0(nacl) 1 т. От реакция (ii): n(nacl) = 1 n(nacl) = 1 1 n0(nacl) = 1 n0(nacl) 6 1 т. nii(nacl) = n(nacl) = 1 n0(nacl) = 1 n0(nacl) 1 т. От реакция (iii): niii(nacl) = n(nacl) = 1 n0(nacl) 1 т. 6 В приготвения разтвор, който има същия обем, като изходния (100 ml), количеството вещество на NaCl е: 1 1 1 ni(nacl) + nii(nacl) + niii(nacl) = n0(nacl) = n0(nacl) 1 т. 6 Концентрацията на натриев хлорид в двата разтвора е еднаква. 1 т. Друг начин за доказване. - общо 10 т. Сумират се почленно реакции (*) + (i) + 1 (ii) + 1 6 (iii): (*) H + NaCl H(g) + Cl + NaH (i) NaH + Cl(aq) NaCl + NaCl + H 1 (ii) NaCl 1 NaCl + NaCl 1 6 (iii) 1 NaCl 00 C 1 NaCl + 1 (g) + H + NaCl + NaH + Cl(aq) + NaCl + 1 NaCl H(g) + Cl + NaH + (1 + + 1 )NaCl + NaCl + + H + 1 NaCl + 1 (g) След почленно съкращаване на еднаквите вещества: H H(g) + 1 (g) Изразходваният при електролизата NaCl се възстановява напълно при последващите процеси. Следователно количеството му в приготвения разтвор е толкова, колкото и в изходния. Забележка. Точките за т. (10 т.) се присъждат и ако ученикът е стигнал до правилно заключение само въз основа на реакциите от т.1, от които следва, че няма разход на NaCl.
Задача (5 точки) 1. М + n/ SCl МCln + n/ S За изравняване на уравнението т. За разпознаване на газообразния продукт S 1 т. За означаване на бинерното съединение МCln 1 т.. % добив = (m(b)практ./m(b)теор.) 100 % 1 т. m(b)теор. = m(b)практ. 100/(% добив) = 5,6/0,645 = 8,767g 1 т.. Означаваме молната маса на неизвестния метал с А(М) g mol -1. n(m) = m(m)/a(m) = 5,580/A(M) 1 т. nтеор.(mcln) = mтеор.(mcln)/м(mcln) = mтеор.(mcln)/(a(m) + n A(Cl)) nтеор.(mcln) = 8,767/(A(M) + n 5,45) 1 т. Молно отношение по уравнението: n(m) = nтеор.(mcln) 1 т. 5,580/A(M) = 8,767/(A(M) + n 5,45) A(M) = 6,07 n 1 т. За n = 1 A(M) = 6,07 g mol -1 няма такъв метал. 1 т. За n = A(M) = 14,14 g mol -1 няма такъв метал. 1 т. За n = A(M) = 186,1 g mol -1 металът е Re т. Емпиричната формула на съединението B е: ReCl. 1 т. 4. Съединението B има молекулен кристален строеж, а не йонен, тъй като водният му разтвор не провежда електричен ток, т.е. веществото е неелектролит. т. 5. Tk = E cm cm = Tk/E = 0,00/,0 = 0,01 mol kg -1 т. cm = mтеор.(b)/(m(b) m(р-ел)) M(B) = mтеор.(b)/(cm m(р-ел)) = 8,767 10 - /(0,01 1) = 0,8767 kg mol -1 M(B) = 876,7 g mol -1 т. M(B)/M(ReCl) = 876,7/9,566 = 1 т. Действителната химична формула на съединението B е: ReCl9. 1 т. 6. При смесване на водния разтвор на съединението В с разтвор на сребърен нитрат няма да се получи утайка от AgCl, тъй като B е неелектролит. т.
Задача (5 точки) H CH H 1. CH H, H S 4, CCH + H т. (A) (Б) H CH CCH CH CCl - HCl CCH т. (В) т. Максимален брой точки () се присъждат за структурната формула на главния продукт. т. CH C 6 H 5 CCH, CH CH CH C 6 H 5 CCH - H CCH C CH т. (E) т. 4
т.. Структура на стереоизомерите: Получените соли са σ-диастереоизомери. + + = 6 т. Задача 4 (5 точки) 1. /h + H А главен продукт Максимален брой точки () се присъждат за структурната формула на главния продукт. KH/етанол + + H + K Б главен продукт Максимален брой точки () се присъждат за структурната формула на главния продукт. т. т. /CCl 4 В т. KH/етанол изопрен + K + H т.. H H 4 т.. H 45 С т. Г 5
Na CC H 5 т. Д CC H 5 CC H 5 1) H /NaH ) H +, - C H 5 H - Na+ - C E т. 1) Na C ) H + CH H т. Ж H H, Pd/CaC, Pb(CCH ), хинолин (кат. на Линдлар) H линалол т. 4. Структурната ф-ла на линалола с означен хирален център е: H * 1 т. линалол H CH H C H 1 +1 = т. 6