OLIMPIADA NAŢIONALĂ DE CHIMIE TÂRGOVIŞTE, aprilie 2017 Ediţia a LI-a

Size: px

Start display at page:

Download "OLIMPIADA NAŢIONALĂ DE CHIMIE TÂRGOVIŞTE, aprilie 2017 Ediţia a LI-a"

Melvin Hunter
5 years ago
Views:

OLIMPIADA NAŢIONALĂ DE CHIMIE TÂRGOVIŞTE, 9-4 aprilie 7 Ediţia a LI-a Proba teoretică Clasa a XII -a Subiectul I ( de puncte) La fiecare din următorii itemi, este corect un singur răspuns.

1 OLIMPIADA NAŢIONALĂ DE CHIMIE TÂRGOVIŞTE, 9-4 aprilie 7 Ediţia a LI-a Proba teoretică Clasa a XII -a Subiectul I ( de puncte) La fiecare din următorii itemi, este corect un singur răspuns. Marchează cu X pe foaia de concurs răspunsul corect. Nu se admit modificări şi ştersături pe foaia de concurs.. La adăugarea treptată a unei soluții de Na CO, mol/l peste o probă de apă care conține ioni de Ca + și Mg ( scaco ( ) 4,5, s ( MgCO ), ) este adevărat că: A) Mg + precipită primul indiferent de valoarea concentrației ionilor din proba de apă; B) Mg + precipită primul dacă Ca Mg în proba de apă; C) Cationii precipită simultan dacă D) Cationii precipită simultan dacă E) Cationii precipită simultan dacă Ca Mg ; Mg, ; Ca Mg 4,5 Ca 4. Pentru procesul : AgCrO4() s Cl ( aq) AgCls () CrO4 ( aq), constanta de echilibru este dată de ecuaţia: A) s( AgCrO4) B) C) s( AgCl) s( AgCrO4) s ( AgCl) s ( AgCl) s( AgCrO4) D) s( AgCrO4) s ( AgCl) s( Ag E) CrO4) s ( AgCl) Olimpiada Naţională de Chimie 7 Pagină din 7

2 . Se dau următorii fenoli: ) p-nitrofenol; ) fenol; ) p-cresol; 4),4-dinitrofenol; 5) p-clorofenol şi constantele de aciditate a, la 5 C: 8 a) 5,5 ; b),7 ; c) 4, ; d) 7 ; e) 5 8. Valorile constantelor de aciditate sunt atribuite corect fenolilor în seria: A) -a, -b, -c, 4-d, 5-e; B) -d, -b, -a, 4-e, 5-c; C) -d, -c, -a, 4-e, 5-b; D) -d, -a, -b, 4-e, 5-c; E) -c, -b, -a, 4-e, 5-d. 4. Se supune hidrolizei bazice compusul optic activ cu nucleu benzenic cu formula moleculară C 8 H 9 Cl care are rotaţia specifică -5,6. Este adevărat că: A) După reacţie rotaţia specifică este +4 ; B) După reacţie rotaţia specifică este -4 ; C) După reacţie rotaţia specifică este ; D) Compusul nu hidrolizează; E) Niciun răspuns nu este corect. 5. Ştiind că atm = 76 mmhg =, 5 Pa şi g=9,8 m s -, densitatea mercurului este: A),4 g cm - ; B),59 kg m - ; C),59 g cm - ; D),4 kg m - ; E) Niciun răspuns nu este corect. 6. Ordinul global de reacţie este pentru reacţia NO (g) + O (g) NO (g) ce decurge prin următorul mecanism: I. NO (g) N O (g) II. N O (g) NO (g) III. N O (g) + O (g) NO (g) Aceasta înseamnă că: A) Etapa I este lentă, etapa II este rapidă, etapa III este lentă; B) Etapa I este lentă, etapa II este rapidă, etapa III este rapidă; C) Etapa I este rapidă, etapa II este rapidă, etapa III este lentă; D) Toate etapele sunt lente; E) Etapa I este lentă, etapa II este lentă, etapa III este rapidă. 7. Fie reacţia N (g) + H (g) = NH (g) aflată la echilibru. Introducerea în sistem a unui catalizator de Fe/Al O : A) Va accelera obţinerea unei cantităţi mai mari de amoniac; B) Va mări presiunea din sistem; C) Va micşora valoarea ΔG; D) Va micşora temperatura din sistem; E) Niciun răspuns nu este corect. 8. Considerând un comportament ideal, heliul are,688 9 atomi / cm. În aceleaşi condiţii CH 4, C H 6 şi C H 8 vor avea: A) acelaşi număr de molecule / cm ; B) un număr de molecule / cm de 5, 8 şi respectiv ori mai mare decât He deoarece sunt molecule cu 5, 8 şi respectiv atomi; C) un număr de molecule / cm de 5, 8 şi respectiv ori mai mic decât He deoarece sunt molecule cu 5, 8 şi respectiv atomi; D) număr diferit de molecule / cm, corespunzător masei moleculare a fiecărui gaz; E) număr diferit de molecule / cm, corespunzător densităţii fiecărui gaz. Olimpiada Naţională de Chimie 7 Pagină din 7

9. Se dau reacţiile: I. H C CH (g) ) + H (g) H C CH (g) II.

Se dau entalpiile standardd de formare: H fch 4 ( g ) 74,8 kj / mol, H fc H6 ( g, kcal / mol.

H 6 sunt la fel de stabile; D) Din datele prezentate nu se poate preciza care compus e mai stabil; E) niciun răspuns

Într-un articol despre CO publicat în revista Science se menţionează că: înainte de era industrială atmosfera

ppm); dacă emisiile de CO nu vor fi diminuate concentraţia dioxidului de carbon în aerul atmosferic (P = atm) va

Se cunosc următoarele date termochimice la 98: CO ( g) ( ) CO aq CO,4molL atm CO ( aq) HO ( l) H O ( aq) HCO ( aq )

. Procentul de dioxid de carbon în atmosferă influenţează concentraţia acestuia în apă.

atmosferic (P = atm, T = 98) în anul 6. A.

conform procesului de echilibru (): Ca aco () s ( ) CO aq H Ol () Ca ( aq) HCO ( aq ) () Pentru procesul de

3 9. Se dau reacţiile: I. H C CH (g) ) + H (g) H C CH (g) II. H C CH (g) ) + H (g) Pt H C CH (g) Profilele energetice corespunzătoare acestoraa sunt: (c.r. = coordonată de reacţie). Se dau entalpiile standardd de formare: H fch 4 ( g ) 74,8 kj / mol, H fc H6 ( g, kcal / mol. Este adevărată afirmaţia: ) A) CH 4 este mai stabil decât C H 6 ; B) C H 6 este mai stabil decât CH 4 ; C) CH 4 şi C H 6 sunt la fel de stabile; D) Din datele prezentate nu se poate preciza care compus e mai stabil; E) niciun răspuns nu este corect. Subiectul al II-lea (5 de puncte) A. Într-un articol despre CO publicat în revista Science se menţionează că: înainte de era industrială atmosfera conţinea circa,8% CO (8 ppm) în aer; până la sfârşitul anului conţinutul atmosferei în CO a crescut la circa,4% (4 ppm); dacă emisiile de CO nu vor fi diminuate concentraţia dioxidului de carbon în aerul atmosferic (P = atm) va atinge o valoare de,496% (procente molare) în anul 6. Se cunosc următoarele date termochimice la 98: CO ( g) ( ) CO aq CO,4molL atm CO ( aq) HO ( l) H O ( aq) HCO ( aq ) a 4, 7 HOl ( ) HCO ( aq) C O ( aq) H O ( aq) a 5,6 CaCO () s CO ( aq) Ca ( aq) s ( CaCO 4,5 9 ) 4 who ( ) mol L A.. Procentul de dioxid de carbon în atmosferă influenţează concentraţia acestuia în apă. Calculaţi ce concentraţie (mol/l) va avea dioxidul de carbonn dizolvat în apă pură aflată în contact cu aerul atmosferic (P = atm, T = 98) în anul 6. A.. Apele naturale conţin ioni de Ca + (aq) proveniţi dinn reacţia calcarului cu dioxidul de carbon dizolvat în apă conform procesului de echilibru (): Ca aco () s ( ) CO aq H Ol () Ca ( aq) HCO ( aq ) () Pentru procesul de echilibru () determinaţii relaţia de calcul a constantei de echilibru în funcţie de constantele de disociere ale acidului carbonic şi scaco ( ). Calculaţi valoarea numerică a constantei de echilibru la 98. A.. Calculaţi care va fi concentraţia maximă (în mg/l) a ionilor de Ca + (aq) în apa naturală aflată în contact cu aerul atmosferic (P = atm, T = 98 ) în anul 6. Olimpiada Naţională de Chimie 7 Proba teoretică - Clasaa a XII -a Pagină din 7

4 A.4. Solubilitatea dioxidului de carbon în soluţii de hidroxizi creşte datorită următoarelor procese de echilibru: CO( aq) OH ( aq) CO ( aq) HO( l) (4) CO ( aq) CO ( aq) H O( l) HCO ( aq) (5) CO ( aq) OH ( aq) HCO ( aq) (6) Determinaţi relaţia de calcul şi valoarea numerică a constantei de echilibru 6 în funcţie de constantele proceselor de echilibru (4) şi (5). Demonstraţi prin calcul dacă în anul 6 într-o soluţie de Ca(OH), M aflată în contact cu aerul atmosferic (P = atm, T = 98) va precipita CaCO. B. Capacitatea unui metal de a reacţiona cu soluţii apoase de săruri poate fi determinată pe baza poziţiei metalului în seria potenţialelor electrochimice. B.. Într-un experiment, o placă de metal necunoscut M a fost imersată într-o soluţie apoasă care conţine,8 g de clorură de cupru (II). După terminarea reacţiei, placa a fost uscată şi cântărită, masa sa crescând cu,64 g. Într-un al doilea experiment, o placă de cupru cu masa de g a fost imersată într-o soluţie apoasă care conţine 9,75 g de clorură a metalului M. B..a) Identifică metalul necunoscut şi scrie ecuaţiile chimice care reprezintă transformările de mai sus. B..b) Calculează masa finală a plăcii, după un timp suficient de lung, după uscare, în cazul celui de-al doilea experiment B.. Descrierea cantitativă a reacţiilor redox se bazează pe ecuaţia lui Nernst. Ce procent din cationii Mn + dintr-o soluţie M de MnSO 4 se vor oxida după expunerea îndelungată la aer (% oxigen - procente volumetrice), la presiune atmosferică ( atm) şi la temperatura de 5 C? Se neglijează variaţia volumului soluţiei datorată reacţiei chimice. De asemenea, se consideră că soluţia are ph = şi că acesta rămâne constant. Se dau potenţialele standard de reducere: Procesul de reducere (V) Zn + (aq) + e - = Zn(s) -,76 Fe + (aq) + e - = Fe(s) -,44 Sn + (aq) + e - = Sn (s) -,4 Fe + (aq) + e - = Fe(s) -,6 Sn 4+ (aq) + e - = Sn + (aq) +,5 Cu + (aq) + e - = Cu(s) +,4 O (g) + 4H + (aq) + 4e - = H O(l) +, MnO (s) + 4H + (aq) + e - = Mn + (aq) + H O(l) +, Informaţie: Pentru procesul de reducere: ox ne red, ecuaţia lui Nernst, la 5 C este:,59 [ ] ox lg n [ red, unde - potenţialul de reducere, - potenţialul standard de reducere, ] [ ox ] - concentraţia molară a formei oxidate, [ red] - concentraţia molară a formei reduse,. Subiectul al III-lea (5 de puncte) Fermentaţia mustului de struguri este o etapă importantă la prepararea vinului nobil; în cadrul acesteia, glucoza este transformată astfel: glucoză (aq) A (aq) + B (g) (I) Temperatura este o variabilă importantă a acestui proces: o temperatură prea scăzută încetineşte semnificativ reacţia (I) pe când o temperatură prea ridicată favorizează fermentaţia acetică. Valoarea optimă este de C în tancul de fermentaţie (menţinut la presiune ambiantă) pentru care are loc o creştere zilnică a conţinutului de compus A de,7 % în volum. Olimpiada Naţională de Chimie 7 Pagină 4 din 7

Termostatarea unui tanc de fermentaţie de 5 m este asigurată cu un sistem de răcire prin care circulă apă ce are la intrare temperatura de 8 C.

),44 g glucoză solidă (ΔH combusti ie = -85,88 kj/mol) se introduce în creuzetul unei bombe de combustie, se închide, se presurizează cu oxigen, apoi se imersează în apa dintr-un calorimetru.

) Se repetă experimentul descris mai sus folosind,5 g de compus A pur. Se înregistrează o creştere a temperaturii de la calorimetru de bombă de combustie,59 C la 5, C în urma combustiei.

5 Termostatarea unui tanc de fermentaţie de 5 m este asigurată cu un sistem de răcire prin care circulă apă ce are la intrare temperatura de 8 C. Pentru a putea calcula debitul de apă de răcire necesar se dau rezultatele următoarelor experimente: Exp.),44 g glucoză solidă (ΔH combusti ie = -85,88 kj/mol) se introduce în creuzetul unei bombe de combustie, se închide, se presurizează cu oxigen, apoi se imersează în apa dintr-un calorimetru. Se citeştee o temperatură de,75 C. Se alimentează electric firul subţire de Mg pentru a iniţia combustia totală a glucozei. Ulterior se măsoară o temperatură de 5, C. Exp.) Se repetă experimentul descris mai sus folosind,5 g de compus A pur. Se înregistrează o creştere a temperaturii de la calorimetru de bombă de combustie,59 C la 5, C în urma combustiei. combustie Exp.) 8 g glucoză solidă (ΔH dizolva are = -,7 kj/mol) se introduce într-un alt calorimetru ce conţine 8 g apă şi se agită bine. Are loc o creştere a temperaturii de la, C la 5, C. Exp.4) Se repetă experimentul folosind 5,,8 ml compus A pur în 95,4 g apă. Temperatura creşte de la 6,68 C la 5, C. Cerinţe: a) Găsiţi produşii A, B şi scrieţi ecuaţia chimică a reacţiei(i); b) Scrieţi ecuaţiile proceselor ce au loc în experimentele -4 indicând stările de agregare ale substanţelor; c) Calculaţi entalpiile molare ale proceselor din experimentele şi 4; d) Calculaţi entalpia molară a reacţiei (I); e) Calculaţi debitul apei de răcire (în kg / s) necesar termostatării tancului de fermentaţie. Ipoteze simplificatoare: _În cursul fermentaţiei are loc numai reacţiaa (I); _Apa de răcire preia toată căldura de fermentaţie; _Comportament ideal al gazelor; _Soluţiile au căldura specifică a apei ( 4,8 J g - - ); _Se neglijează: reacţiile lichid-gaz; variaţia de volum la dizolvare şi la amestecarea lichidelor; variaţia densităţii lichidelor cu temperatura. Se dau: C=7 ; densitatea compusului A=,789 g cm - Subiectul al IV-lea Pentru reacţia NO + H N O + H O viteza de reacţie se exprimă prin relaţia: dpn O vr k pno p H dt. Se dau rezultatele experimentale: Nr. p NO p t H / Temperatură experiment (mm Hg) (s) (ºC) (mm Hg) ,? 8? unde şi p reprezintă presiunile parţiale iniţiale ale reactanţilor. p NO H ( de puncte) Olimpiada Naţională de Chimie 7 Proba teoretică - Clasaa a XII -a Pagină 5 din 7

6 Cerinţe: a) Calculaţi valorile corespunzătoare căsuţelelor din tabel marcate cu semn de întrebare; b) Calculaţi constanta de viteză la 8ºC; c) Calculaţi energia de activare şi factorul preexponenţial; d) Calculaţi timpul de înjumătăţire al hidrogenului la 8ºC pentru un alt experiment în care şi Se dau: ºC = 7 Notă: Timp de lucru ore. Comisia Centrală a Olimpiadei Naționale de Chimie Vă urează Succes! Se dau: R=8, J mol - - ; atm = 76 mmhg; cal = 4,8 J; masele atomice în sistemul periodic de pe pagina următoare. Subiecte elaborate de: Bogdan Jurca Universitatea din Bucureşti Geanina Grigoraş Colegiul Naţional Iaşi Vasile Sorohan Colegiul Naţional Costache Negruzzi Iaşi Olimpiada Naţională de Chimie 7 Pagină 6 din 7

7 Olimpiada Naţională de Chimie 7 Pagină 7 din 7 8 H He 4. Li Be 9. 5 B 6 C. 7 N 4 8 O 6. 9 F 9 Ne.8 Na Mg Al 4 Si 8. 5 P 6 S 7 Cl Ar Ca 4 Sc Ti V 5 4 Cr 5 5 Mn 55 6 Fe 56 7 Co Ni Cu 64 Zn 65 Ga 69.7 Ge 7.64 As Se Br 8 6 r Rb Sr Y Zr 9. 4 Nb Mo Tc [98] 44 Ru.7 45 Rh.9 46 Pd Ag Cd.4 49 In Sn Sb.76 5 Te I Xe.9 55 Cs.9 56 Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg.59 8 Tl Pb 7. 8 Bi Po (9) 85 At () 86 Rn () 87 Fr () 88 Ra Ac (7) 4 Rf (6) 5 Ha (6) 58 Ce Pr Nd Pm (45) 6 Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Th.4 9 Pa.4 9 U 8. 9 Np Pu (44) 95 Am (4) 96 Cm (47) 97 Bk (47) 98 Cf (5) 99 Es (54) Fm (57) Md (56) No (54) Lr (57)

bvparm2006.cif bvparm2006.cif Printed by Ram Seshadri

bvparm2006.cif bvparm2006.cif Printed by Ram Seshadri Jan 19, 09 9:48 Page 1/26 ACCUMULATED TABLE OF BOND VALENCE PARAMETERS Data_BOND_VALENCE_PARAMETERS_2006 05 02 bvparm2006.cif BVPARM.CIF _audit_conform_dict_name cif_core.dic _audit_conform_dict_version