Какие продукты образуются при взаимодействии
Школьный тур олимпиады по химии, 11 класс
11- 1. Тест (6 баллов) Вам предложены задания с выбором ответа (в каждом задании только один ответ правильный). Выберите верный ответ.
1. Какие продукты образуются при взаимодействии двух молекул хлористого этила с металлическим натрием:
а) бутан;
б) пропан и метан;
в) две молекулы этана;
г) 2-метилпропан.
2. Из какого галогеналкана можно получить бутен-2:
а) 2-метил-1-хлорпропан;
б) 2-хлорбутан;
в) 2-метил-2-хлорпропан;
г) 1-хлорбутан.
3. Какой из реагентов можно использовать в химической реакции алкинов, чтобы отличить пентин-1 от пентин-2:
а) Br2;
б) НС1;
в) Na металлический;
г) уксусная кислота.
4. Одновременно в растворе могут находиться ионы:
а) Сu2+, Na+, SO42–, ОН–;
б) NH4+, Na+, SO42–, CH3COO–;
в) Fe3+; Ca2+, OH–, F–;
г) Ag+, Zn2+, S2–, NO3–.
5. Методом вытеснения воздуха и методом вытеснения воды можно собрать:
б) диоксид серы;
в) водород;
г) аммиак.
6. Определите сумму коэффициентов в уравнении окислительно-восстановительной реакции, схема которой: KBr + H2SO4 + K2Cr2O7 → Br2 + Cr2 (SO4)3 + Н2О + K2SO4
а) 29;
б) 32;
в) 7;
г) 21.
Задания с развернутым ответом.
11-2. При сжигании 4,5 г органического вещества (плотность по водороду 45) выделилось 2,24 л углекислого газа и образовалось 0,9 г воды. Определите формулу вещества. Напишите реакцию этерификации с этим органическим веществом.
(10 баллов)
11-3. Расставьте коэффициенты в уравнении реакции методом электронного баланса, вставьте пропущенные вещества, определите окислитель и восстановитель:
C6H12O6 + KMnO4 + H2SO4 = …. + MnSO4 + …. + H2O
(10 баллов)
11-3. Осуществите цепочку превращений.
HCCHX1CH3COOHX2X3уксусная кислота
(10 баллов)
11-4. Газ, выделившийся при взаимодействии 6,4г меди с 200мл 60%-ной азотной кислоты (плотностью 1,4г/мл), растворили в 200г 20%-ного раствора гидроксида калия. Рассчитайте массовую долю нитрата калия в полученном растворе.
(10 баллов)
Критерии оценивания школьного тура олимпиады по химии
11 класс. В сумме, за все задания- 42 балла
11-1. (6 баллов)
Каждый верный ответ – 1 балл.
1а 2б 3в 4б 5в 6а
11-2. Задание (12 баллов)
1. Найдем молярную массу вещества (1 балл)
M(в-ва) =D*M(СН2) = 2*45=90 г/моль
2. При горении органического веществ весь С переходит в углекислый газ, весь Н переходит в воду, поэтому мы будем находить массы и количества этих элементов в продуктах горения. (6 баллов)
n(СО2) =2,24/22,4=0,1 моль,
n(СО2) = n(С)=0,1 моль,
m(С)=0,1*12=1,2 г
n(Н2О) =0,9/18=0,05 моль,
n(Н)=2*n(Н2О) = 0,05*2=0,1 моль,
m(Н)=0,1*1=0,1 г
3. Находим массу О (2 балла)
m = 4, 5-1, 2-0, 1=3,2г,
n(О)=3,2/16=0,2 моль
4. Напишем соотношение элементов и найдем простейшую формулу (3 балла)
С: Н: О=0,1: 0,1 :0,2 =1:1:2 СНО2,
найдем М (СНО2) =45, а по условию 90,
формула – С2Н2О4
11-3. (3 балла)
1) Составлен электронный баланс (1 балл)
2) Расставлены коэффициенты в уравнении реакции (1балл)
5C6H12O6 + 24KMnO4 + 36H2SO4 = 30CO2 + 24MnSO4 + 12K2SO4 + 66H2O
3) Указано, что глюкоза является восстановителем, а перманганат калия — окислителем. Указать за счёт каких ионов это происходит. (1 балл)
11-4. (10 баллов)
1) Н-С≡С-Н H3C – COH
2) 5CH3СHO + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5CH3COOH + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
3) H3C–COOH + NaOH→СН3COONa + Н2О
4) СН3COONa + CH3I СН3COOCH3 + NaI
5) СН3COOCH3 + H2O CH3COOH + CH3OH
Каждое уравнение по 2 балла
11-5. (11 баллов)
(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла).
Элементы ответа:
1) Составлены уравнения реакций (за каждое уравнение по 1 баллу):
Cu + 4HNO3 =Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
2NO2 + 2 KOH = KNO2 + KNO3 + H2O
2) Определено количество вещества NO2 (5 баллов):
n(Cu) = 6,4/64 = 0,1моль
mр(HNO3) = 200 ∙ 1,4 = 280г
mв(HNO3) = 280 ∙ 0,6 = 168г
n(HNO3) = 168/63 = 2,67моль – в избытке
n(NO2) = 2 n(Cu) = 0,2моль
3) Рассчитана масса нитрата калия (2 балла):
n(KNO3) = 0,5 n(NO2) = 0,1моль
m(KNO3) = 0,1 ∙ 101 = 10,1г
4) Определена массовая доля нитрата калия в растворе (2 балла):
mраствора = 200 + 0,2 ∙ 46 = 209,2г
W(KNO3) =10,1/209,2 = 0,048 или 4,8%
Источник
Перед изучением этого раздела рекомендую прочитать следующую статью:
Классификация неорганических веществ
Кислоты – сложные вещества, которые при взаимодействии с водой образуют в качестве катионов только ионы Н+ (или Н3О+).
По растворимости в воде кислоты можно поделить на растворимые и нерастворимые. Некоторые кислоты самопроизвольно разлагаются и в водном растворе практически не существуют (неустойчивые). Подробно про классификацию кислот можно прочитать здесь.
1. Взаимодействие кислотных оксидов с водой. При этом с водой реагируют при обычных условиях только те оксиды, которым соответствует кислородсодержащая растворимая кислота.
кислотный оксид + вода = кислота
Например, оксид серы (VI) реагирует с водой с образованием серной кислоты:
SO3 + H2O → H2SO4
При этом оксид кремния (IV) с водой не реагирует:
SiO2 + H2O ≠
2. Взаимодействие неметаллов с водородом. Таким образом получают только бескислородные кислоты.
Неметалл + водород = бескислородная кислота
Например, хлор реагирует с водородом:
H20 + Cl20 → 2H+Cl—
3. Электролиз растворов солей. Как правило, для получения кислот электролизу подвергают растворы солей, образованных кислотным остатком кислородсодержащих кислот. Более подробно этот вопрос рассмотрен в статье Электролиз.
Например, электролиз раствора сульфата меди (II):
2CuSO4 + 2H2O → 2Cu + 2H2SO4 + O2
4. Кислоты образуются при взаимодействии других кислот с солями. При этом более сильная кислота вытесняет менее сильную.
Например: карбонат кальция CaCO3 (нерастворимая соль угольной кислоты) может реагировать с более сильной серной кислотой.
CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + CO2
5. Кислоты можно получить окислением оксидов, других кислот и неметаллов в водном растворе кислородом или другими окислителями.
Например, концентрированная азотная кислота окисляет фосфор до фосфорной кислоты:
P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O
1. В водных растворах кислоты диссоциируют на катионы водорода Н+ и анионы кислотных остатков. При этом сильные кислоты диссоциируют почти полностью, а слабые кислоты диссоциируют частично.
Например, соляная кислота диссоциирует почти полностью:
HCl → H+ + Cl–
Если говорить точнее, происходит протолиз воды, и в растворе образуются ионы гидроксония:
HCl + H2O → H3O+ + Cl–
Многоосновные кислоты диссоциируют cтупенчато.
Например, сернистая кислота диссоциирует в две ступени:
H2SO3 ↔ H+ + HSO3–
HSO3– ↔ H+ + SO32–
2. Кислоты изменяют окраску индикатора. Водный раствор кислот окрашивает лакмус в красный цвет, метилоранж в красный цвет. Фенолфталеин не изменяет окраску в присутствии кислот.
3. Кислоты реагируют с основаниями и основными оксидами.
С нерастворимыми основаниями и соответствующими им оксидами взаимодействуют только растворимые кислоты.
нерастворимое основание + растворимая кислота = соль + вода
основный оксид + растворимая кислота = соль + вода
Например, гидроксид меди (II) взаимодействует с растворимой бромоводородной кислотой:
Cu(OH)2 + 2HBr → CuBr2 + 2H2O
При этом гидроксид меди (II) не взаимодействует с нерастворимой кремниевой кислотой.
Cu(OH)2 + H2SiO3 ≠
С сильными основаниями (щелочами) и соответствующими им оксидами реагируют любые кислотами.
Щёлочи взаимодействуют с любыми кислотами — и сильными, и слабыми. При этом образуются средняя соль и вода. Эти реакции называются реакциями нейтрализации. Возможно и образование кислой соли, если кислота многоосновная, при определенном соотношении реагентов, либо в избытке кислоты. В избытке щёлочи образуется средняя соль и вода:
щёлочь(избыток)+ кислота = средняя соль + вода
щёлочь + многоосновная кислота(избыток) = кислая соль + вода
Например, гидроксид натрия при взаимодействии с трёхосновной фосфорной кислотой может образовывать 3 типа солей: дигидрофосфаты, фосфаты или гидрофосфаты.
При этом дигидрофосфаты образуются в избытке кислоты, либо при мольном соотношении (соотношении количеств веществ) реагентов 1:1.
NaOH + H3PO4 → NaH2PO4 + H2O
При мольном соотношении количества щелочи и кислоты 1:2 образуются гидрофосфаты:
2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O
В избытке щелочи, либо при мольном соотношении количества щелочи и кислоты 3:1 образуется фосфат щелочного металла.
3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O
4. Растворимые кислоты взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами.
Растворимая кислота + амфотерный оксид = соль + вода
Растворимая кислота + амфотерный гидроксид = соль + вода
Например, уксусная кислота взаимодействует с гидроксидом алюминия:
3CH3COOH + Al(OH)3 → (CH3COO)3Al + 3H2O
5. Некоторые кислоты являются сильными восстановителями. Восстановителями являются кислоты, образованные неметаллами в минимальной или промежуточной степени окисления, которые могут повысить свою степень окисления (йодоводород HI, сернистая кислота H2SO3 и др.).
Например, йодоводород можно окислить хлоридом меди (II):
4HI— + 2Cu+2 Cl2 → 4HCl + 2Cu+I + I20
6. Кислоты взаимодействуют с солями.
Кислоты реагируют с растворимыми солями только при условии, что в продуктах реакции присутствует газ, вода, осадок или другой слабый электролит. Такие реакции протекают по механизму ионного обмена.
Кислота1 + растворимая соль1 = соль2 + кислота2/оксид + вода
Например, соляная кислота взаимодействует с нитратом серебра в растворе:
Ag+NO3— + H+Cl— → Ag+Cl—↓ + H+NO3—
Кислоты реагируют и с нерастворимыми солями. При этом более сильные кислоты вытесняют менее сильные кислоты из солей.
Например, карбонат кальция (соль угольной кислоты), реагирует с соляной кислотой (более сильной, чем угольная):
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
5. Кислоты взаимодействуют с кислыми и основными солями. При этом более сильные кислоты вытесняют менее сильные из кислых солей. Либо кислые соли реагируют с кислотами с образованием более кислых солей.
кислая соль1 + кислота1 = средняя соль2 + кислота2/оксид + вода
Например, гидрокарбонат калия реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида калия, углекислого газа и воды:
KHCO3 + HCl → KCl + CO2 + H2O
Ещё пример: гидрофосфат калия взаимодействует с фосфорной кислотой с образованием дигидрофосфата калия:
H3PO4 + K2HPO4 → 2KH2PO4
При взаимодействии основных солей с кислотами образуются средние соли. Более сильные кислоты также вытесняют менее сильные из солей.
Например, гидроксокарбонат меди (II) растворяется в серной кислоте:
2H2SO4 + (CuOH)2CO3 → 2CuSO4 + 3H2O + CO2
Основные соли могут взаимодействовать с собственными кислотами. При этом вытеснения кислоты из соли не происходит, а просто образуются более средние соли.
Например, гидроксохлорид алюминия взаимодействует с соляной кислотой:
Al(OH)Cl2 + HCl → AlCl3 + H2O
6. Кислоты взаимодействуют с металлами.
При этом протекает окислительно-восстановительная реакция. Однако минеральные кислоты и кислоты-окислители взаимодействуют по-разному.
К минеральным кислотам относятся соляная кислота HCl, разбавленная серная кислота H2SO4, фосфорная кислота H3PO4, плавиковая кислота HF, бромоводородная HBr и йодоводородная кислоты HI.
Такие кислоты взаимодействуют только с металлами, расположенными в ряду активности до водорода:
При взаимодействии минеральных кислот с металлами образуются соль и водород:
минеральная кислота + металл = соль + H2↑
Например, железо взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида железа (II):
Fe + 2H+Cl → Fe+2Cl2 + H20
Сероводородная кислота H2S, угольная H2CO3, сернистая H2SO3 и кремниевая H2SiO3 с металлами не взаимодействуют.
Кислоты-окислители (азотная кислота HNO3 любой концентрации и серная концентрированная кислота H2SO4(конц)) при взаимодействии с металлами водород не образуют, т.к. окислителем выступает не водород, а азот или сера. Продукты восстановления азотной или серной кислот бывают различными. Определять их лучше по специальным правилам. Эти правила подробно разобраны в статье Окислительно-восстановительные реакции. Я настоятельно рекомендую выучить их наизусть.
7. Некоторые кислоты разлагаются при нагревании.
Угольная H2CO3, сернистая H2SO3 и азотистая HNO2 кислоты разлагаются самопроизвольно, без нагревания:
H2CO3 → H2O + CO2
H2SO3 → H2O + SO2
2HNO2 → NO + H2O + NO2
Кремниевая H2SiO3, йодоводородная HI кислоты разлагаются при нагревании:
H2SiO3 → H2O + SiO2
2HI → H2 + I2
Азотная кислота HNO3 разлагается при нагревании или на свету:
4HNO3 → O2 + 2H2O + 4NO2
Источник