Съдържание

НОХ 2013, II кръг (областен), 9. клас — Задача 3

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НОХ 2013

МОМН, 45-та НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2013 година, Областен кръг, 23-ти февруари, Учебно съдържание IX-ти клас · 23 февруари 2013 г. · 25 т.

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.

Условие

Въглеродът в разнообразните си химични съединения проявява различна степен на окисление.

1. Кои са низшата и висшата степени на окисление на въглерода? [2 т.]

2. Напишете наименованията и определете степента на окисление на въглерода в следните съединения: CH₄, CCl₄, CaC₂. [7 т.]

3. Изразете с изравнено химично уравнение едно взаимодействие, при което въглеродът променя степента си на окисление:

а) $\overset{0}{\mathrm{C}} \rightleftarrows \overset{+2}{\mathrm{C}}$

б) $\overset{+2}{\mathrm{C}} \longrightarrow \overset{+4}{\mathrm{C}}$ [5 т.]

Средно статистически любител спортист в рамките на едно денонощие прекарва 3 часа в тренировки, по време на които диша интензивно. При интензивно дишане се правят средно по 26 дихателни цикъла в минута и белият дроб работи с 45% от пълния си капацитет. При нормално дишане се правят средно по 12 дихателни цикъла в минута, като при всеки дихателен цикъл се поемат и издишват средно по $5{,}1 \times 10^{-1}\ \mathrm{dm^3}$ въздух.

Приемете, че пълният капацитет на белия дроб е 6,0 литра, средното количеството на CO₂ във вдишвания въздух е $2{,}0 \times 10^{-5}\ \mathrm{mol/dm^3}$ , а в издишвания – $1{,}84 \times 10^{-3}\ \mathrm{mol/dm^3}$ .

4. Изразете с химично уравнение взаимодействието на CaO с CO₂. [2 т.]

5. Какво е тривиалното наименование на съединението CaO и за какво най-често се използва в практиката? [2 т.]

6. Изчислете масата на CaO, необходим за свързване на цялото количество CO₂, отделено в резултат на дишането на спортиста за едно денонощие. [7 т.]

Отговори

Решение

Задача 3 (25 точки)

–4 и +4 $1 + 1 = 2$ т.
Степен на окисление на въглерода:

CH₄: -4, метан $1 + 1 = 2$ т.

CCl₄: +4, въглероден тетрахлорид или тетрахлорометан $1 + 1 = 2$ т.

CaC₂: -1, калциев карбид $1 + 2 = 3$ т.

а) $\mathrm{C + MeO \rightleftarrows CO + Me}$ или $\mathrm{C + Me_2O \rightleftarrows CO + 2Me}$

(Me = метал) 3 т.

б) $\mathrm{2CO + O_2 \xrightarrow{t^{\circ}} 2CO_2}$ 2 т.

$\mathrm{CaO + CO_2 \longrightarrow CaCO_3}$ 2 т.
Тривиалното наименование на съединението CaO е негасена вар. 1 т.

CaO се използва в строителството за получаване на гасена вар Ca(OH)₂. 1 т.

При всеки дихателен цикъл освободеният от организма CO₂ е:

$1{,}84 \times 10^{-3} - 2{,}0 \times 10^{-5} = 1{,}82 \times 10^{-3}\ \mathrm{mol/dm^3}$ 2 т.

При интензивно дишане отделеното количество вещество CO₂ за 3 часа е:

$n = 3 \times 60 \times 26 \times 0{,}45 \times 6 \times 1{,}82 \times 10^{-3} = 23{,}0\ \mathrm{mol}$ . 1 т.

При нормално дишане отделеното количество вещество CO₂ за 21 часа е:

$n = 21 \times 60 \times 12 \times 0{,}50 \times 1{,}82 \times 10^{-3} = 14{,}0\ \mathrm{mol}$ . 1 т.

Общо отделеното количество вещество CO₂ за 24 часа е:

$n_{\text{общо}}(\mathrm{CO_2}) = 23{,}0 + 14{,}0 = 37{,}0\ \mathrm{mol}$ . 1 т.

$n(\mathrm{CaO}) = n_{\text{общо}}(\mathrm{CO_2}) = 37{,}0\ \mathrm{mol}$ . 1 т.

$m(\mathrm{CaO}) = n(\mathrm{CaO}) \times M(\mathrm{CaO}) = 37{,}0 \times 56{,}0 = 2072\ \mathrm{g}$ 1 т.

Оригинал в Архива: Problems.pdf · официални решения: Solutions.pdf