Настройки

Съдържание

Условие Отговори Решение

НОХ 2007, III кръг (национален) — Задача 32. XXXIV НОХ (2002), теоретичен кръг, Задача 2

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НОХ 2007

МОН, XXXIX НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2007 година · 15 т.

Внимание: Бележка към темата

Сборникът не съдържа решенията на Задачи 1–3 от 2001 г. и на Задачи 3 и 4 (и на Задача 2, 3.) от 2002 г.

XXXIX НОХООС – 2007, теоретичен кръг

МОН, XXXIX НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2007 година

Национален кръг, 31 март – 1 април

Теоретичен кръг

Условие

Калиев хидрогенкарбонат се получава като през наситен за 20°C воден разтвор на $\mathrm{K_2CO_3}$ се пропуска $\mathrm{CO_2}$ до пълно взаимодействие:

\mathrm{K_2CO_3 + H_2O + CO_2 \longrightarrow 2KHCO_3}

Поради по-малката си разтворимост, част от получения $\mathrm{KHCO_3}$ се отделя като кристали, които се филтруват и сушат.

1. Колко грама $\mathrm{K_2CO_3}$ и колко милилитра вода са необходими, та след края на процеса да се отделят 100 g кристали от $\mathrm{KHCO_3}$ ?

2. Обяснете защо във воден разтвор $\mathrm{KHCO_3}$ се разлага до $\mathrm{K_2CO_3}$ , $\mathrm{H_2O}$ и $\mathrm{CO_2}$ още при 70°C, а в твърдо състояние този процес протича над 200°C?

3. Защо дори при продължително загряване на воден разтвор, $\mathrm{K_2CO_3}$ е стабилен и не се разлага?

Разтворимостта при 20°C на $\mathrm{K_2CO_3}$ е 110.5 g сол в 100 g вода, а на $\mathrm{KHCO_3}$ – 33.3 g сол в 100 g вода.

( $M(\mathrm{K_2CO_3})$ = 138 g/mol, $M(\mathrm{KHCO_3})$ = 100 g/mol, $K_a(\mathrm{H_2CO_3})$ = 4.5 10⁻⁷, $K_a(\mathrm{HCO_3^-})$ = 4.8 10⁻¹¹)

Отговори

Решение

Внимание: Непълно решение

Решението не е включено в сборника: решенията за 2002 г. продължават от лист 5 (Задача 1 и началото на Задача 2); листове 3–4 липсват.

Задача 2 – 15 точки

1. От уравнението следва $n(\mathrm{KHCO_3}) = 2n(\mathrm{K_2CO_3})$

$m(\mathrm{KHCO_3}) = 2m(\mathrm{K_2CO_3})\ M(\mathrm{KHCO_3})/M(\mathrm{K_2CO_3}) = 2m(\mathrm{K_2CO_3})$ 100/138

$m(\mathrm{KHCO_3}) = 1.45m(\mathrm{K_2CO_3})$ (I) - 1 т

Масата на водата в наситения разтвор на $\mathrm{K_2CO_3}$

$m_1(\mathrm{H_2O}) = m(\mathrm{K_2CO_3})$ 100/110.5 = $0.905m(\mathrm{K_2CO_3})$ (II) - 1 т

Масата на участвалата в процеса вода

$m_2(\mathrm{H_2O}) = m(\mathrm{K_2CO_3})$ 18/138 = $0.13m(\mathrm{K_2CO_3})$ - 1 т

Масата на водата след реакцията

$m_{(р/р)}(\mathrm{H_2O}) = m_1(\mathrm{H_2O}) - m_2(\mathrm{H_2O}) = (0.905 - 0.13)m(\mathrm{K_2CO_3}) = 0.775m(\mathrm{K_2CO_3})$ (III) - 2 т

Получената хетерогенна система се състои от наситен разтвор на $\mathrm{KHCO_3}$ и 100 g твърд $\mathrm{KHCO_3}$ . Общата маса $\mathrm{KHCO_3}$ в тази система е

$m(\mathrm{KHCO_3}) = m_{(р/р)}(\mathrm{KHCO_3})$ + 100

От (I), (II) отнесено за $\mathrm{KHCO_3}$ и (III) следва:

$1.45m(\mathrm{K_2CO_3}) = m_{(р/р)}(\mathrm{H_2O})$ 33.3/100 + 100 = 0.775 $m(\mathrm{K_2CO_3})$ 0.333 + 100 - 2 т

$m(\mathrm{K_2CO_3})$ = 83.9 g - 2 т

Масата на водата в изходния разтвор може да се определи от (II)

$m_1(\mathrm{H_2O})$ = 0.905 83.9 = 75.9 g - 2 т

2. За да се разложи твърдият $\mathrm{KHCO_3}$ е необходимо да се разруши йонната кристална решетка и да се разкъсат ковалентните полярни връзки в $\mathrm{HCO_3^-}$ .

В разтвор хидрогенкарбонатните йони са свободни и частично хидролизирани

(*) $\quad \mathrm{HCO_3^- + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 + OH^-}$

Образуваната въглеродна киселина е нестабилна и лесно се разпада

$\mathrm{H_2CO_3 \rightleftharpoons H_2O + CO_2}$

С повишаване на температурата, разтворимостта на $\mathrm{CO_2}$ във вода намалява и $\mathrm{CO_2}$ се отделя от разтвора - 1 т

Друга част от $\mathrm{HCO_3^-}$ взаимодейства с получените по реакция (*) $\mathrm{OH^-}$

$\mathrm{HCO_3^- + OH^- \rightleftharpoons CO_3^{2-} + H_2O}$ и $\mathrm{KHCO_3}$ се превръща в $\mathrm{K_2CO_3}$ . - 1 т

Необходими данни (2007)

Необходими данни:

Моларни маси (g/mol): Al = 27, H = 1, Na = 23, O = 16

Дисоциационна константа на HOCl: $K_D = 3\ \mathrm{x}\ 10^{-8}\ \mathrm{mol/L}$

Константа на Фарадей: $F = 9.64\times10^{4}\ \mathrm{C}$

Примерни решения на задачите (2007)

МОН, XXXIX НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2007 година

Национален кръг, 31 март – 1 април

Теоретичен кръг

Примерни решения на задачите

XXXIX НОХООС – 2007, експериментална задача

XXXIX НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2007 година

Национален кръг, 31 март -1 април

Експериментална задача

XXXVIII НОХООС – 2006, теоретични задачи

XXXVIII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2006 година

Национален кръг, 31 март – 1 април

Теоретични задачи

Необходими данни (2006)

Необходими данни

Моларни маси (g/mol): H – 1, C – 12, N – 14, O – 16, Ba – 137.33

Дисоциационни константи:

на $\mathrm{CH_3COOH}$ : $K = 1.75\mathrm{x}10^{-5}$ ;

на $\mathrm{H_3PO_4}$ : $K_1 = 7.6\mathrm{x}10^{-3}$ , $K_2 = 6.2\mathrm{x}10^{-8}$ , $K_3 = 4.2\mathrm{x}10^{-13}$

Стандартни топлини на образуване $Q^0$ (kJ/mol):

$\mathrm{Ba(OH)_{2(тв)}}$ = 941, $\mathrm{H_2O_{(т)}}$ = 285.83

Степени на електролитна дисоциация на $\mathrm{Ba(OH)_2}$

$\alpha_1$ = 100 %; $\alpha_2$ = 50 %.

Произведение на разтворимост на $\mathrm{Ba_3(PO_4)_2}$ : $K_s = 6\mathrm{x}10^{-39}$

Универсална газова константа $R$ = 8.314 J/(mol K)

Абсолютна температура $T$ (K) = 273.15 + t (⁰C)

1 atm = 101325 Pa.

Характеристични ивици на поглъщане на някои групи

Група	Област на поглъщане, cm⁻¹
OH (алкохолна, свързана с водородна връзка)	3400-3200
C—H	3000-2800
C=O (анхидрид)	1820, 1750
C=O (естерна)	1730-1715
C=C	1680-1600
$\mathrm{C_6H_5}$	1600 и 1500
N-H	1570-1515

Примерни решения (2006)

Примерни решения и оценка на теоретични задачи от националния кръг на XXXVIII НОХООС – 2006 год.

XXXVII НОХООС – 2005, теоретични задачи

МОН, XXXVII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2005 година

Национален кръг, 25 – 27 март

Теоретични задачи

Необходими данни (2005)

Необходими данни

Универсална газова константа $R$ = 8.314 J/(mol K)

Равновесни константи:

$K_s(\mathrm{Mg(OH)_2}) = 1.8\mathrm{x}10^{-11}$

$K_s(\mathrm{Ni(OH)_2}) = 6.3\mathrm{x}10^{-18}$

$K_b(\mathrm{NH_3}) = 1.8\mathrm{x}10^{-5}$

1ppm = $1\mathrm{x}10^{-6}$ g

Характеристични ивици на поглъщане на някои групи

Група	Област на поглъщане, cm⁻¹	Група	Област на поглъщане, cm⁻¹
O-H-свързана - от алкохол - от карбоксилна група	3400-3200 3450-2500	C=O (амидна) C≡N	1700-1680 1610-1600
Алкини	3340-3270	NH₂	1640-1500
NH₃⁺	3100-2600	C₆H₅	1600 и 1500
C=O (киселина, димер)	1720-1700	(C-C) от C(CH₃)₃	1235-1255
C=O (естерна)	1730-1715	(C-C) от CH(CH₃)₂	1140-1175

XXXVII НОХООС – 2005, експериментална задача

XXXVII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2005 година

Национален кръг, 24 – 27 март

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЗАДАЧА

Примерни решения (2005)

Примерни решения и оценка на теоретични задачи от националния кръг на XXXVII НОХиООС – 2005 год.

XXXVI НОХ – 2004, теоретични задачи

МОН, XXXVI НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2004 година

Национален кръг, 27 – 28 март

Теоретични задачи

Полезни данни (2004)

Полезни данни

$m = M\,\dfrac{I\,t}{z\,F}$

m – маса (g) отделено вещество на катода или анода;
M – моларна маса (g/mol) на веществото;
I – големина на тока (A);
t – време на електролиза (s);
z – брой отдадени или приети електрони;
F – константа на Фарадей (F = 96500 A s mol⁻¹)

Дисоциационни константи:

на $\mathrm{H_3Cit}$ по I степен $K_{a,1}$ =7.4.10⁻⁴ mol/L, на $\mathrm{H_2CO_3}$ по II степен $K_{a,2}$ = 5.6.10⁻¹¹ mol/L, като $K_{a,2} \ll K_{a,1}$ ;

Моларни маси (g/mol):

$\mathrm{NaHCO_3}$ = 84.0, $\quad$ HCl = 36.5

Характеристични честоти на трептене на някои функционални групи

Функционална група	Област на поглъщане, cm⁻¹
–OH във $\mathrm{H_2O}$	3710
–OH полиасоцирана	3400 – 2500
$\mathrm{–CH_3}$	2960 и 2870
$\mathrm{–CH_2–}$	2925 и 2850
$\mathrm{(CH_3)_2CH–}$	1370
–C=C–	1600 и 1500
–COOH	1750 – 1700
$\mathrm{–C_6H_5}$	1600 и 1500
$\mathrm{–NH_2}$	1640 и 1500
–N=O	1680 – 1480

Примерни решения (2004)

МОН, XXXVI НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2004 година

Национален кръг, 27 – 28 март

Примерни решения и оценка на теоретични задачи

Освен представените решения за вярно се приема и всяко друго решение, което е логично обосновано и води до същия (цифров или фактически) резултат.

XXXVI НОХ – 2004, експериментална задача

МОН, XXXVI НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2004 година

Национален кръг, 27 – 28 март

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЗАДАЧА

XXXV НОХ – 2003, теоретични задачи

МОН, XXXV НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2003 година

Национален кръг 19 – 20 април

Теоретични задачи

Таблица с области на поглъщане (2003)

Функцион. група	Област на поглъщане, cm⁻¹	Функцион. група	Област на поглъщане, cm⁻¹
$\mathrm{–NH_2}$ и >NH	3500 – 3300	$\mathrm{>C{=}N–}$	1695 – 1640
$\mathrm{=CH_2}$	3100 – 3000	$\mathrm{>C{=}N\!<}$	1670 – 1600
=CH	3300 – 3200	$\mathrm{–C_6H_5}$	~1660 и ~1500
$\mathrm{–CH_2–}$	2925 и 2850	–N=O	1680 – 1480
$\mathrm{–CH_3}$	2960 и 2870	>C=N–OH	1685 – 1650
$\mathrm{>NCH_3}$	2800 – 2700	Алкохоли и феноли	1200 – 1100
>C=O	1950 – 1600	Етери и ацетали	1200 – 1040

Примерни решения (2003)

Примерни решения и оценка на задачите от теоретичния кръг на Националния етап от Олимпиада Химия '2003

XXXV НОХ – 2003, експериментална задача

МОН, XXXV НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2003 година

Национален кръг, 19 – 20 април

Експериментална задача

XXXIV НОХ – 2002, теоретичен кръг

МОН, XXXIV НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2002 година

Национален етап 10-11 май

Теоретичен кръг

Изчисленията в задачите да се извършват с точност до втория знак след десетичната точка, като числата по-малки от 0.01 да се представят във вида a·10ⁿ.

Примерни решения (2002)

Примерни решения и оценка на задачите от теоретичния кръг на Националния етап от Олимпиада Химия '2002

XXXIV НОХ – 2002, експериментална задача

МОН, XXXIV НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2002 година

Национален кръг, 10-12 май

Експериментална задача

XXXIII НОХ – 2001, теоретичен кръг

МОН, XXXIII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ, 2001 година

Национален етап, 4-7 май

Теоретичен кръг

XXXIII НОХ – 2001, експериментален кръг

МОН, XXXIII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ, 2001 година

Национален етап, 4-7 май

Експериментален кръг

XXXII НОХ – 2000, теоретичен кръг

МОН, XXXII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ 2000 година

Републикански етап, 5-8 май, 2000г., гр.Бургас

ТЕОРЕТИЧЕН КРЪГ

Примерни решения (2000)

ПРИМЕРНИ РЕШЕНИЯ И ОЦЕНКА НА ЗАДАЧИТЕ ОТ ТЕОРЕТИЧНИЯ КРЪГ

(Олимпиада ХИМИЯ '2000, 5-8 май, гр.Бургас)

XXXII НОХ – 2000, експериментална задача

МОН, XXXII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ 2000 година

Републикански етап, 5-8 май, гр.Бургас

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЗАДАЧА

Оригинал в Архива: Olimpiadi 2000-2007.PDF