Съдържание

НОХ 2017, III кръг (национален), 8. клас — Задача 4. Кои са газовете?

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НОХ 2017

МОН, XLIX НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА. Национален кръг, 18 – 19 март 2017 г. Учебно съдържание VIII клас · 18 март 2017 г. · 20 т.

Указания

Уважаеми ученици, предстои Ви да решите тест от две части.

Втората част се състои от три задачи със свободен отговор, които трябва да разработите на отделни листове. Всеки елемент от задачите се оценява с определен брой точки. Максималният брой точки за втората част е 60.

Общият максимален брой точки за всички задачи е 100.

Времето за работа е 4 астрономически часа.

Успешна работа!

Условие

Четири балона: (1), (2), (3) и (4), са пълни с четири различни газа: $\mathrm{SO_2}$ Г2, $\mathrm{O_2}$ и Г4, с еднаква температура и налягане: 0 °C и $1{,}01\times10^{5}$ Pa (вж. таблицата). Във всеки от балоните (1) и (4) се съдържат по $3{,}01\times10^{23}$ молекули, а в (2) и (3) – два пъти по-малко.

(константа на Авогадро $N_\mathrm{A} = 6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ ; молен обем $V_\mathrm{m} = 22{,}4\ \mathrm{L\times mol^{-1}}$ )

Балон	(1)	(2)	(3)	(4)
Газ	$\mathrm{SO_2}$	Г2	$\mathrm{O_2}$	Г4
Обем	V1	V2	V3	V4

А) Изразете обемите V2, V3 и V4 чрез обема V1 и пресметнете стойността им в литри. [3 т.]

Молната маса на всеки от газовете Г2 и Г4 е с 1,375 пъти по-голяма от тази на газа в балон (3).

Б) Подредете газовете в четирите балона по възходящ ред на тяхната маса (използвайте знака $<$ ), като направите съответните изчисления. [8 т.]

За Г2 е известно, че отношението между количеството атоми кислород и количеството атоми на другия елемент (Е) е 2:1, а за Г4 – 1:2.

В) Докажете състава на Г2 и Г4 чрез изчисления. Запишете химичните им формули. [6 т.]

Газовете от балони (1) и (2) се пропускат през разтвор на бариева основа.

Г) Изразете с химични уравнения процесите, които протичат, ако газовете от балони (1) и (2) се пропуснат през разтвор на бариева основа. [3 т.]

Отговори

Решение

А) $V4 = V1;\ V2 = V3 = \dfrac{V1}{2}$ ;

V4 = V1 = n(4)\times V_\mathrm{m} = n(1)\times V_\mathrm{m} = 0{,}5\times22{,}4 = 11{,}2\ \mathrm{L};\quad V2 = V3 = \frac{V1}{2} = \frac{11{,}2}{2} = 5{,}6\ \mathrm{L}

[3 × 1 = 3 т.]

Б) $m = n\times M$

$m(\mathrm{SO_2}) = 0{,}5\times64 = 32\ \mathrm{g}$ ; [1 т.]

m(\mathrm{O_2}) = n(\mathrm{O_2})\times M(\mathrm{O_2}) = \frac{n(\mathrm{SO_2})}{2}\times M(\mathrm{O_2}) = 0{,}25\times32 = 8\ \mathrm{g};

[1 т.]

m(\text{Г2}) = n(\text{Г2})\times M(\text{Г2}) = \frac{n(\mathrm{SO_2})}{2}\times1{,}375\times M(\mathrm{O_2}) = 0{,}25\times1{,}375\times32 = 11\ \mathrm{g};

[2 т.]

m(\text{Г4}) = n(\text{Г4})\times M(\text{Г4}) = n(\mathrm{SO_2})\times1{,}375\times M(\mathrm{O_2}) = 0{,}5\times1{,}375\times32 = 22\ \mathrm{g}.

[2 т.]

$m(\mathrm{O_2}) < m(\text{Г2}) < m(\text{Г4}) < m(\mathrm{SO_2})$ или $m(3) < m(2) < m(4) < m(1)$ [2 т.]

В)

m(\text{Г2}) = 2\times n(\text{Г2})\times M(\mathrm{O}) + n(\text{Г2})\times M(\mathrm{E}) = 1{,}375\times M(\mathrm{O_2}) = 2\times0{,}25\times16 + 0{,}25\times M(\mathrm{E}) = 1{,}375\times0{,}25\times32 = 11\ \mathrm{g}

M(\mathrm{E}) = \frac{11-8}{0{,}25} = 12\ \mathrm{g/mol} \Longrightarrow \mathrm{E = C} \Longrightarrow \text{Г2} = \mathrm{CO_2}

[1 + 2 = 3 т.]

m(\text{Г4}) = 2m(\text{Г2}) = n(\text{Г4})\times M(\mathrm{O}) + 2\times n(\text{Г4})\times M(\mathrm{E}) = 0{,}5\times16 + 2\times0{,}5\times M(\mathrm{E}) = 22\ \mathrm{g}

M(\mathrm{E}) = \frac{22-8}{1} = 14\ \mathrm{g/mol} \Longrightarrow \mathrm{E = N} \Longrightarrow \text{Г4} = \mathrm{N_2O}

[1 + 2 = 3 т.]

Г) $\mathrm{Ba(OH)_2 + SO_2 \rightarrow BaSO_3 + H_2O}$

$\mathrm{Ba(OH)_2 + CO_2 \rightarrow BaCO_3 + H_2O}$ [2 × 1,5 = 3 т.]

Общо: 20 т.

Забележка

Забележка. Отговорите са примерни. Приемат се всички решения, които отговарят на условието на задачата. Приемат се всички възможни начини на изписване на химичните уравнения – молекулни, пълни йонни или съкратени йонни.

Оригинал в Архива: Problems.pdf