V Командная химическая Олимпиада (1997)

Во всех неоговоренных случаях измерения физических параметров проведены при нормальных условиях.

ЛИЧНЫЙ ТУР

8 класс - 1,2,3,4,5. 9 класс - 2,3,4,5,8. 10 класс - 3,4,5,6,8. 11 класс - 3,4,6,7,8.

  1. Перечислите оксиды, образующиеся сейчас в Вашем организме.

  2. У азота два стабильных изотопа - 14N и 15N, а у кислорода три - 16O, 17O, 18O. Каково максимальное изменение значения массовой доли кислорода в оксидах азота в зависимости от изотопного состава? (Минимальное значение массовой доли примите за 100%, найдите максимальное, разность составит искомую величину.)

  3. Из веществ А, Б, В, Г, Д одно твердое, два сильно ядовиты, три простых, четыре газообразных. 1 л А может полностью прореагировать с 3 л Б. 8 г А могут полностью прореагировать с 3 г В. 1 моль В может полностью прореагировать с 1920 г Д. При реакции 150 г Б с 2,5 моль Д получено 112 л Г. Найти А, Б, В, Г, Д.

  4. В 1 л О2 можно сжечь либо 0,5 л А, либо 0,5 л Б. При сжигании 1 л А и 1 л Б в избытке О2 получили 4 л углекислого газа и 1,6 мл воды. Найти А и Б.

  5. Понятие “моль” может относиться не только к молекулам, но и к любым структурным единицам. Оцените предельное значение молярной концентрации людей в городском автобусе.

  6. В 1978 г группа ученых опубликовала статью, в которой на основе исследований масс-спектров образцов плазмы крови людей был сделан вывод, что в крови постоянно присутствует NO (порядка 20 мкМ), синтезирующийся организмом человека. Какие аргументы Вы могли бы привести для доказательства ошибочности этого вывода?

  7. “Нитроглицерин” (глицерин тринитрат) – сложный эфир глицерина и азотной кислоты - используется как сосудорасширяющее средство и как взрывчатое вещество. Сколько различных веществ может получиться при гидролизе нитроглицерина? (Гидролиз может быть неполным, различия в изотопном составе и побочные реакции, не учитывайте)

  8. Два одинаковых цилиндрических сосуда высотой h = 100 см (рис.) соединенные в верхних частях тонкой трубкой с краном, погружены в бассейн с 2,5 М раствором NaOH (d 1,1 г/см3). В одном сосуде находится кислород, в другом NO. После открывания крана в результате химических реакций разность уровней уменьшается. Определить содержимое сосудов и разность уровней после завершения реакций. Растворимость кислорода и NO в щелочи и влияние тепловых эффектов реакций пренебрежимо малы.

КОМАНДНЫЙ ТУР

  1. За сутки здоровый человек на бесколбасной диете выделяет с мочой около 200 мг нитрата натрия. Нитрат образуется при окислении аргинина с промежуточным образованием NO. Нитраты, вводимые с пищей, также выводятся с мочой. В колбасе “Особая” содержание нитрата натрия - до 300 мг/кг. Оцените суточное выделение нитрата человеком, для которого “Особая” является единственной белковой пищей.

  2. ЗАО “Старатель” для получения 2 кг золота израсходовало 5 т цианида натрия, ЗАО “Грабитель” добыло 4,5 кг золота с помощью 230 кг тринитротолуола, ЗАО “Правитель” "сделало" 1 тонну золота из 500 г целлюлозы (в виде бумаги). За выполненную работу руководители первых двух компаний получили сроки, обратно пропорциональные квадратному корню из “выхода” (производительности труда) в возглавляемых ими коллективах (в размерности моль продукта на моль сырья), суммарно 16 лет. Какой срок (с округлением до месяца - меньше не дают) должен был бы получить каждый из трех, если бы выборы в округе, от которого руководитель ЗАО “Правитель” был избран в парламент СХГ, были бы признаны недействительными, а суммарный срок остался бы прежним?

  3. Найдите пропущенные члены последовательности: 1) 26,74 2) ... 3) 32,86 4) 40,26 5) ...

  4. Перехваченная шифрограмма резидента разведки: Источник 3267 сообщает: работники химкомбината закрытого города Зеленогорск-54 (СХГ) полгода не получали зарплату. В результате дистрофии техник К. не смог плотно закрыть кран баллона с бинарным токсичным газом X. В два часа ночи рабочие, увидев дым и почувствовав специфический чесночный запах, принялись устранять последствия ЧП с использованием индивидуальных средств защиты. В настоящее время по заявлению врачей “все они чувствуют себя нормально, фтора в организме рабочих нет”. По словам главного инженера, “приборы не зафиксировали утечку газа за пределы предприятия, лишь около здания в 70 метрах снег кислей”.
    Ответ Центра: По достоверным данным, плотность Х по воздуху 5,07. Первым рейсом из Амбаробабово вылетайте для контроля на месте. 3267 премирован ящиком “Фтородент”. Уточните географические координаты 3-54 для доставки Шаттлом, установите состав X.
    Определите X. Зная вековую привычку жителей СХГ называть черное белым, попытайтесь определить географические координаты 3-54.

  5. Юный любитель химии расфасовал 1 моль Х в тонкостенные цилиндрические флаконы d = 1 см, h = 5 см, по 0,25 г в каждый. Флаконы были упакованы в прямоугольную коробку 16 х 14 х 5 си (ни один дополнительный флакон в нее не помещался). Вода, полученная при полном сгорании этого количества X, помещается в 14 таких флаконов, а газообразные продукты при н.у. - в 60 таких коробок (пустых, без флаконов). Найти X.

  6. При облучении ультрафиолетом химически чистого нитрата калия получены кристаллы желтого цвета. Химический анализ этих кристаллов дал К 38,67%, N 13,85%. В течение года окраска кристаллов сохранялась. При растворении их в 1М КОН получен устойчивый при хранении в холодильнике раствор желтого цвета, а при растворении в воде - бесцветный раствор. Упариванием этого раствора и охлаждением остатка можно получить кристаллы химически чистого нитрата калия. Добавка щелочи к маточному раствору не приводит к появлению окраски. Чем вызвано появление желтой окраски?

  7. При реакции 1 л А с 1 л Б в строго контролируемых условиях получается одноосновная кислота В, при реакции 1 г А с 1 г Б в контролируемых условиях - двухосновная кислота Г, а при реакции 1 г Б с 1 г В в трудноконтролируемых условиях - трехосновная кислота Д, жидкость Е и газ Ж в мольном отношении 1:1:1 Найдите А-Ж.

  8. Цистерну для бензина (цилиндр с горизонтальной осью) до четверти высоты заполнили гептаном, затем до трех четвертей - 2,2,4;-триметилпентаном (“изооктаном”). Каково октановое число полученной смеси? (По определению, октановое число - объемная доля изооктана в этой смеси.)

  9. Смеси X, Y и Z равной плотности состоят из трех газообразных при н.у. веществ А, Б, В. Массовая доля А выше в X, Б - в Y, В - в Z. При поджигании любой из трех смесей образуются только азот и вода. Предложите составы X, Y, Z.

  10. 2,00 г металла А было растворено в эфирном растворе вещества Б, при этом выделился бесцветный газ В с плотностью по водороду 15. После упаривания реакционной смеси было получено 6,89 г белого кристаллического вещества, кипячением которого в воде и прокаливанием осадка можно получить 2,49 г твердого белого вещества. В практически нерастворим в водном растворе КОН, взаимодействует с простым веществом Г с образованием Б и побочных продуктов. При пропускании продуктов полного окисления В через трубку с P2O5 масса ее возросла на 1,16 г. Найти А, Б, В, Г.

  11. Надкислоты окисляют кетоны в сложные эфиры (RCOR + R1COOOH = RCOOR + R1COOH - реакция Байера - Виллигера). Какое максимальное число изомерных диэфиров С16Н30O4 можно получить при окислении дикетона Х состава С16Н30O2? (Побочные реакции, в т.ч. окисление сложного эфира в эфир угольной кислоты, во внимание не принимайте.) Приведите формулу X, для которого возможно такое число изомеров.

  12. 1 моль А теоретически достаточно для получения 2 моль Б, однако реально выход редко превышает 200 г. При реакции А с Б получают В. Нерастворимые в воде Б и В при ударе могут разлагаться со взрывом. Образующийся при этом Г не реагирует ни с А, ни с Б. Из 1 моль Б образуется 2 моль Г, а из 1 моль В – только один. В лаборатории термическим разложением 1 моль бесцветной ядовитой соли Д получают 1,5 моль особочистого Г. Выделяющийся одновременно Е способен бурно реагировать с А, давая различные продукты в зависимости от соотношения реагентов. Массовая доля Е в них не превышает 58,92%. Согласно популярным школьным учебникам, взаимодействие Е с водой сопровождается шипением и выделением газа. (При реальных загрузках это относится разве что к реакции наблюдателей за процессом – в давние времена толкание ядра из Е было излюбленным видом отдыха выпускников Второй школы.) Определите А-Е, зная, что три из них – простые вещества.

  13. На финальном туре Второй Соросовской олимпиады предлагалась следующая задача: А и Б - углеводороды. При гидрировании А получили Б – единственный продукт реакции. Массовые доли С в А - 94,0%, в Б – 84,3% (последняя цифра значащая). В А пять sp-гибридизованных атомов, в Б - три метальных группы. При обычном изотопном составе задача не имеет решений. Докажите, что задача имеет решение, если у А обычный изотопный состав, а гидрирование проводят чистым дейтерием. Атомная масса дейтерия - 2,0140, протия - 1,0078. Опубликованное решение (А = С52Н40, Б = С52Н40O38, вывешено в холле 4 этажа) ошибочно, т.к. противоречит условию. Найдите правильное решение.

  14. Два одинаковых цилиндрических сосуда высотой h = 100 см (рис.) соединенные в верхних частях тонкой трубкой с краном, погружены в бассейн с 2,5 М раствором NaOH (d 1,1 г/см3). В одном сосуде находится воздух, в другом NO. После открывания крана в результате химических реакций разность уровней уменьшается. Определить содержимое сосудов и разность уровней после завершения реакций. Растворимость воздуха и NO в щелочи и влияние тепловых эффектов реакций пренебрежимо малы.

  15. Начиная с какого n у спиртов CnH2n+2O число хиральных изомеров превышает число зеркально-симметричных? (Хиральными называются объекты, несовместимые с своим зеркальным изображением, например, молекула бутанола-2.)

  16. На проведение финала химической олимпиады Правительство СХГ выделило некоторую сумму дублей (денежная единица СХГ), а заморский миллионер учредил грант на аналогичную сумму таллеров. Через некоторое время спонсоры заинтересовались, как израсходованы их деньги, но вся отчетная документация таинственно исчезла. Сохранился лишь конспект выступления председателя Оргкомитета олимпиады на общем собрании членов оргкомитета, проходившем в ресторане “Седьмая вода”:
    В Олимпиаде приняли участие школьники из всех штатов СХГ. В финал допущено равное число участников от 9, 10 и 11 классов, а также 142 восьмиклассника. Задачи были исключительной трудности, всех не решил никто. Число предлагавшихся задач во всех классах и в каждый из дней было равно. В качестве эксперимента в один из дней восьмиклассникам дали задачи одиннадцатиклассников. Оказалось, они решили их лучше. Нам это позволило сэкономить на оплате гонорара ...все выделенные средства были переведены в дубли по курсу 1000 дублей за 1 таллер и положены в коммерческий банк. К открытию Олимпиады сумма вклада увеличилась ровно на 21%, стала семизначной и была полностью списана по трем расходным статьям: а) питание участников, б) призы победителям и в) расходы Оргкомитета. На б) истрачено вдвое больше средств, чем на а) и вдвое меньше, чем на в). На всю сумму а) на каждый из трех дней олимпиады по числу участников были закуплены завтраки. По статье б) был приобретен Главный приз - участнику, решившему 25 задач, большинство - правильно. На все остальные призы была израсходована в 10 раз большая сумма. 10% ее пошло на приобретение двух призов за образцы научной этики во время проведения Олимпиады. На половину остатка приобретены 3 Первых приза, 9 Вторых, 11 Третьих - общая стоимость призов каждой номинации одна и та же. На другую половину - поощрительные призы победителю в каждом из штатов - по числу штатов СХГ (по Конституции число штатов СХГ равно числу элементов, имеющих нерадиоактивные изотопы). По статье в) треть суммы была выплачена за проверку работ, 12,5% - в качестве гонорара авторам задач. Также был оплачен проезд 18 членов Оргкомитета (случайно стоимость их проезда составила геометрическую прогрессию). Наконец, на оставшиеся деньги было приобретено несколько скромных подарков для особо отличившихся членов Оргкомитета (3% от списочного состава).
    Попытайтесь восстановить смету Олимпиады (см. таблицу) в предположении, что в докладе все правда. Вы, конечно, знаете, что в СХГ дубль является единственной денежной единицей и неделим - ничто не стоит меньше 1 дубля.

К списку задач