Химическое оружие лука

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

Государственное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования «Донецкий республиканский институт дополнительного педагогического образования»

ЗАДАНИЯ ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНОГО ЭТАПА РЕСПУБЛИКАНСКОЙ ОЛИМПИАДЫ ПО ХИМИИ

Февраля 2018 года

Класс

 

1.                                                                                 Все так просто, что тут странного…

Обычные дела…

Через 120 г расплава гидроксида натрия при 150°Спропустили под давлением 200 г смеси азота (содержание – 70,00 мас.%), кислорода (29,86 мас.%) и оксида углерода (II). Полученный расплав охладили, растворили в воде, к образовавшемуся раствору добавили медный купорос и раствор прокипятили, в результате чего образовалось 4,37 г осадка бурого цвета.

1) Установите массу медного купороса.

2) Изобразите структурные формулы исходных газов, укажите типы химических связей в них.

3) Напишите уравнения взаимодействия исходных газов с: а) железом; б) хлором; в) аммиаком. Укажите условия протекания реакций.

2.                                                                                 ... вулканом стихшим,

Я горю внутри огнём…

Юрий Прокопенко

Схема, приведенная ниже, описывает превращения соединений удивительного и загадочного химического элемента И.

1. Определите состав соединений А – К, если известно, что все они содержат химический элемент И, а массовое содержание химических элементов в А, Г и Й следующее:

	И	О
А	83,22%	16,78%
Г	88,15%	11,85%
Й	84,8%	15,2%

2. Напишите уравнения реакций 1 – 15, укажите условия их протекания.

3. Природный минерал Н, содержащий вещество Й, послужил материалом, в котором открыли два новых элемента – Р и П. Назовите минерал и фамилию ученого, совершившего эти открытия.

4. Рассмотрим следующие реакции деления изотопа²³⁵ И под действием медленных нейтронов:

²³⁵_? И +^?_?n®⁹⁴₃₈Sr + ¹⁴⁰_?Xe + (…)

²³⁵_? И +^?_?n®¹⁴¹₅₆Ba + (…) + 3^?_?n

Вставьте пропущенные частицы и числа.

 

3.                                                                      Если вы думаете, что сможете – вы сможете,

если думаете, что нет – вы правы

М. Цзэдун

Хлорид аммония, массой 1,070 г растворили в 200,000 мл воды. Образовавшийся раствор разделили на две равные части. К одной части добавили гидроксид натрия, а к другой – нитрат натрия. Оба раствора нагрели до завершения протекания реакций. Выделившиеся газы пропустили через твердый гидроксид калия и собрали в колбе объемом 300,000 мл. Полученная смесь газов массой 0,488 г при температуре 25°С создает давление 132,000 кПа.

1) Напишите уравнения протекающих реакций и рассчитайте массу добавленного нитрата натрия, принимая во внимание, что в колбе находятся только выделившиеся в результате реакции газы.

2) Объясните, с какой целью газы пропускали через твердый гидроксид калия и почему нельзя точно определить добавленную к исходному раствору массу гидроксида натрия?

3) Газы в колбе нагрели до температуры 200°С, в результате чего давление возросло до 261,898 кПа. Укажите, к какому типу окислительно-восстановительных реакций относится протекающее в колбе взаимодействие. Рассчитайте константу равновесия при температуре 200°С, если в состоянии равновесия при данной температуре парциальное давление паров воды составляет 78,570 кПа.

4) Рассчитайте величину рН в исходном растворе хлорида аммония, если K_b = 1,8∙10⁻⁵.

 

4.                                                                      Простота – это то, что труднее всего на свете; это

крайний предел опытности и последнее усилие гения.

              Леонардо да Винчи

На автомобиль с мощностью двигателя 150 л.с. установлено газобалонное оборудование, что позволяет использовать в качестве топлива пропан-бутановую смесь. За каждый час работы автомобиля расходуется 9,72 м³ (н.у.) топлива.

1) Определите состав топлива (воб.%), предполагая, что оно состоит только из пропана и бутана, если КПД двигателя составляет 40%, а стандартные теплоты образования пропана, бутана, углекислого газа и воды соответственно равны (в кДж/моль): 103,9, 124,7, 393,5 и 241,8.

2) Рассчитайте удельную теплоту сгорания пентана в кДж/кг.

3) Объясните, почему в современных холодильных установках и системах кондиционирования воздуха в качестве хладагентов вместо фреонов используются изобутан-пропановые смеси?

4) При нагревании в присутствии катализатора пропан разлагается на пропен и водород. При некоторой температуре в закрытом реакторе давление с течением времени изменялось следующим образом:

t, мин	0	10	20	30	40	50
P, атм	1000	1632	1864	1950	1981	1993

Определите порядок реакции и рассчитайте константу скорости реакции разложения.

5) Приведите уравнения реакций взаимодействия пропена с хлороводородом.

Справочные данные: 1 л.с. = 0,736 кВт, 1 Вт = 1 Дж/с

 

Химическое оружие лука

Нулевой принцип прикладной пиридинодинамики:

если вещество пахнет, оно обладает молекулярной структурой. Обратное утверждение неверно.

Следствие: не вся органика дурно пахнет.

При разрезании луковицы, ферменты и аминокислоты, содержащиеся в разных клетках, начинают взаимодействовать. В результате образуется серосодержащее летучее органическое соединение Х, которое в слизистой оболочке глаза подвергается гидролизу с образованием кислоты Y, которая в свою очередь вызывает слезотечение.

1) При реакции концентрированного раствора кислоты Y с цинком выделяется бесцветный газ N с едким запахом, плотность которого по гелию 16. Если реакцию проводить с магнием, образуется бесцветный газ M с запахом тухлых яиц, его плотность по воздуху 1,17. На основании этих данных расшифруйте кислоту Y, газы N и M.

2) Определите молекулярную формулу X, если при сжигании его образца массой 4,5г получили: 1,12л оксида серы (IV)(н.у.), 3,36л оксида углерода (IV)(н.у.) и 2,7г воды.

3) Синтезируйте соединение X по следующей схеме превращений:

Учтите, что в реакции А с хлором отщепляется хлороводород.

4) Вещества, вызывающее слезотечение, называют лакриматорами. Лакриматор L можно получить по схеме:

Приведите уравнения реакций получения лакриматора L, назовите это вещество.

6.

Если нижнюю пуговицу рубашки застегнуть неправильно, то и все остальные будут застегнуты неправильно. В жизни бывает много ошибок, которые сами по себе не ошибки, а следствия первой, неправильно застёгнутой пуговицы.

ФабиоВоло

ПОЛУЧЕНИЕ Х

В задаче описаны несколько способов получения Х и свойства его водного раствора, Z.

Способ 1. В бокал или пробирку всыпают несколько бесцветных кристалликов D иприливают концентрированной серной кислоты H₂SO₄.В первый момент выделяется бесцветный газ Х, на воздухе образующийбелый «дым» капелек Z. Вскоре содержимое сосуда темнеет вследствие выделения свободного Y, и к газу Х примешиваются пары Y.

1) Расшифруйте вещества D, Х, Y, Z. Как окрашена смесь газов Х и Y?

2) Напишите уравнения описанных реакций.

Способ 2. Взаимодействие Y свеществом R в присутствии катализатора можно демонстрировать при помощи прибора, изображенного на рисунке 1. В качестве катализатора берется уголь в виде мелких крупинок, он помещается в небольшую U-образную трубку. Реакция идет хорошо при температуре около 200°C. Нагревание производится при помощи глицериновой бани. Грубо измельченный Y (около 1 г) помещается в трубку a. Над поверхностью слоя Y должен оставаться свободный проход для газа. К трубке а присоединяется прибор для получения R (прибор Киппа). R пропускается сначала через промывную склянку с небольшим количеством воды, а затем осушается хлористым кальцием СаСl2.

Рис. 1. Получение Хконтактным способом

Отводная трубка б вставляется в пробку склянки в на 100 мл. Сбоку пробки делается небольшой прорез для выхода газов. В склянку наливается немного воды, подкрашенной синим лакмусом. Конец трубки б должен быть у самой поверхности воды, но не погружаться в нее. Пускают через прибор слабый ток R и начинают нагревание глицерина, следя за температурой по термометру.Слегка нагревают трубку с Y.

Как только баня прогрета до 200°C, жидкость в склянке краснеет вследствие образования Х и растворения его в воде.

3) Определите вещество R. Напишите реакцию взаимодействия Y с R, укажите тепловой эффект реакции (Q). Является ли эта реакция обратимой? Обоснуйте свой ответ.

4) Изобразите на графике условный энергетический профиль реакции взаимодействия Y с R в присутствии катализатора.

5) Почему используется глицериновая баня, а не водяная? Какие меры предосторожности надо использовать при работе с такой баней?

6) Зачем вещество R сначала промывают водой, а затем осушают? 7) Почему конец трубки б должен быть у самой поверхности воды, но не погружаться в нее? 8) Почему раствор Z хранят с добавками сухого красного вещества J? Способ 3. Проще получить Х гидролизом G в приборе, изображенном на рисунке 2. В колбу Вюрца помещают около 4 г G и закрывают колбу. Из капельной воронки добавляют по каплям воду. Для ускорения реакции колбу можно слегка подогреть. Чтобы задержать пары Y, к газоотводной трубке колбы присоединяют трубку с сухим J. Заполнение можно считать законченным, когда из горла склянки появится туман Z. 9) Определите вещества J и G. Напишите уравнение реакции гидролиза G.

Рис. 2. Получение Хгидролизом G

СвойстваZ. Немецкий ученый Макс Боденштейн в молодости очень любил показывать своим коллегам фокусы. Рассказывают, что в 1894 г., собрав друзей, он наполнил четыре колбы бесцветной жидкостью – «волшебной водой» Z. Первую колбу Боденштейн выставил на яркий солнечный свет, во вторую добавил черные кристаллы Y, а через некоторое время – красный порошок J, в третью колбу всыпал порошок металлического серебра, а в четвертый долил бесцветной жидкости. Все увидели, что «вода» в первой колбе довольно скоро пожелтела, а через полчаса стала бурой (реакция 1). Во второй колбе «вода» сначала приобрела темно-коричневый цвет, а после добавления красного порошка обесцветилась (реакция 2). В третьей колбе началась бурная реакция: серебро растворялось! (реакция 3). При этом выделялся газ, который при испытании горящей лучинкой вспыхивал и загорался (реакция 4). Из четвертой колбы стал выделяться красно-бурый газ (реакция 5).

10) Напишите уравнения реакций 1-5.