Олимпиада по химии 10 класс — школьный этап ВсОШ 2024/2025: задания и ответы

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ХИМИЯ. 2024–2025 уч. г. ШКОЛЬНЫЙ ЭТАП. 10 КЛАСС Максимальный балл за работу – 100. Задача 1 (1–2) Хотя в школьной программе формулу стекла обычно дают в упрощённом виде, в действительности компоненты стекла имеют очень сложную структуру и состав. Состав одного из компонентов различных керамических изделий и стёкол можно выразить химической формулой Na3Xa+4 Si2PO12. 1. Найдите значение индекса a. Ответ: 2 Точное совпадение ответа – 4 балла Решение. Значение индекса а можно найти из принципа электронейтральности: +3 + 4a + 8 + 5 – 24 = 0 a=2 2. Определите элемент X, если известно, что молярная масса вещества составляет 530 г/моль. В ответ запишите химический символ этого элемента. Ответ: Zr Точное совпадение ответа – 4 балла Максимальный балл за задания №1–2 — 8 Решение. Определив значение а, можно определить элемент Х исходя из молярной массы: 69 + 2MX + 56 + 31 + 192 = 530 MX = 91 г/моль, что соответствует цирконию – Zr. Задача 2 (3) Смесь угарного газа, азота и углекислого газа общей массой 34.4 г последовательно пропустили сначала над нагретым оксидом меди (II), а затем – через избыток известковой воды, при этом выпало 60 г осадка, а объём непоглощённого газа составил 8.96 л (н.у). Определите объёмную долю угарного газа в исходной смеси. Ответ выразите в процентах, округлите до целых. Ответ: 20 Точное совпадение ответа – 6 баллов

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 10 класс

Решение. Непоглощённый газ – N2 8.96 v(N2) = = 0.4 моль 22.4 m(N2) = 11.2 г CuO + CO  CO2 + Cu При пропускании смеси газов через избыток раствора известковой воды поглощается как исходный, так и образовавшийся углекислый газ. Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O 60 v(CaCO3) = = 0.6 моль 100 Пусть v(CO) = x моль, v(CO2) = y моль, тогда x + y = 0.6 m(CO) + m(CO2) = 34.4 – m(N2) = 34.4 – 11.2 = 23.2 г 28x + 44y = 23.2 Откуда находим, что x = 0.2 моль, y = 0.4 моль. Объёмная доля газа совпадает с мольной, тогда 0.2 (CO) = = 0.2 (20 %). (0.2 + 0.4 + 0.4)

Максимальный балл за задание №3 — 6 Задача 3 (4) Дан график зависимости плотности воды (г/мл) от температуры (°C)

Было подготовлено 7 различных образцов, содержащих одинаковое количество воды, но при разной температуре.

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 10 класс

Установите соответствие между номером пробирки и температурой воды в ней. Ответ: 1

+2 ℃

+4 ℃

+8 ℃

+14 ℃

+18 ℃

+20 ℃

За каждую верную пару – 2 балла Решение. Во всех пробирках жидкость имеет одну и ту же массу, но разный объём. m Плотность равна отношению массы к объёму:  = , следовательно, чем меньше V объём, тем выше плотность. Наименьший объём – в пробирке 1, там наибольшая плотность воды. Из графика видим, что это имеет место при температуре + 4 оС. В пробирке 6 – наибольший объём и, следовательно, наименьшая плотность, температура + 20 оС. В пробирке 3 объём – меньше, чем при 0 оС, а плотность – больше, чем при 0 оС. Из предложенных значений температуры этому условию удовлетворяет, помимо + 4 оС, только температура + 2 оС. В пробирке 4 плотность воды совпадает с плотностью при 0 оС, что имеет место при + 8 оС. После + 4 оС плотность воды при нагревании уменьшается, соответственно, объём воды в пробирке растет. В пробирке 2 температура выше, чем + 8 оС, но ниже, чем в пробирках 5 и 6, она равна + 14 оС. Для пробирки 5 остается значение +18 оС. Максимальный балл за задание №4 — 12

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 10 класс

Задача 4 (5–7) Органическое вещество A состоит из трёх элементов. Образец A массой 12.4 г полностью сожгли в избытке кислорода, при этом образовалось 10.8 мл воды и смесь газов B и C с относительной плотностью по гелию, равной 12.67. 5–6. Определите формулы газов B и C, если дополнительно известно, что оба газа поглощаются раствором баритовой воды и что газ B обесцвечивает бромную воду. Ответ: 5.

Газ B

SO2

6.

Газ C

CO2

За каждый верный ответ – 2 балла Решение. Газообразными продуктами горения органических веществ при н.у могут быть – N2, CO2, SO2, HCl. Азот не поглощается раствором баритовой воды, а при условии, что один из газов однозначно СО2, тогда второй газ должен обесцвечивать раствор бромной воды. Под это условие подходит только SO2. Следовательно, газ С – СО2, газ В – SO2. 7. Определите молекулярную формулу вещества A. Сначала запишите атомы углерода, затем атомы водорода и в конце оставшийся элемент. Ответ: C2H6S Точное совпадение ответа – 4 балла Решение. Mсм = 50.667 г/моль 44(СО2) + 64(1 − (СО2)) = 50.667 2 (СО2) = 3 1

(SО2) = 3 То есть отношение атомов углерода и серы в искомом соединении – 2 : 1. 10.8 v(H2O) = = 0.6 моль, следовательно v(H) = 1.2 моль 18 m(C) + m(S) = 12.4 – 1.2 = 11.2 г 24x + 32x = 11.2 x = 0.2 моль, тогда v(C) = 0.4 моль, v(S) = 0.2 моль CaHbSc, a : b : c = 0.4 : 0.2 : 1.2 = 2 : 1 : 6 Вещество А – С2H6S. Максимальный балл за задания №5–7 — 8 4

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 10 класс

Задача 5 (8) н-Пентан пропустили над хлоридом алюминия, при этом образовалась смесь всех возможных изомеров состава C5H12. Определите мольную долю н-пентана в образовавшейся смеси, если дополнительно известно, что соотношение числа четвертичных атомов углерода к третичным и вторичным в образовавшейся смеси составляет 5 : 3 : 9 соответственно. Ответ выразите в процентах, округлите до целых. Ответ: 20 Точное совпадение ответа – 6 баллов Решение. Четвертичные атомы углерода содержатся только в диметилпропане (ДМП), а третичные только в метилбутане (МБ), следовательно v(ДМБ) : v(МБ) = 5 : 3. Допустим v(ДМП) = 5n моль, тогда v(МБ) = 3n моль. Вторичные атомы углерода содержатся, как в МБ, так и в н-пентане (нП). Тогда 9n = 3v(нП) + v(МБ) = 3v(нП) + 3n, откуда v(нП) = 2n моль. В итоге получаем: v (ДМП) = 5n моль v(МБ) = 3n моль v(нП) = 2n моль. Откуда (н-С5Н12) = 20 %. Максимальный балл за задание №8 — 6 Задача 6 (9) Выберите молекулярные формулы, которые соответствуют устойчивым соединениям (не радикалам или заряженным частицам): Ответ:  C6H12O6 o C4H10Cl o C4H5O  C5H9ClO o C4H10N  C5H9NO4 За каждый верный ответ – 2 балла. Штраф за каждый неверный выбор – 2 балла Максимальный балл за задание №9 — 6

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 10 класс

Решение. В соединениях, содержащих атомы C, H и O, число атомов H должно быть чётным. При одном атоме N или одном атоме Cl число атомов H – нечётное, так как N и Cl имеют нечётную валентность. Задача 7 (10) Дана схема превращений соединений некоторого элемента Э.

Х – простое вещество, образованное элементом Э. Определите вещества Х, А Д, если дополнительно известно, что при добавлении к раствору А раствора хлорида бария выпадает белый осадок, нерастворимый в кислотах и щелочах. В ответ запишите молярные массы искомых соединений, округлите до целых. Ответ: Х

64

160

98

166

115

160

За каждый верный ответ – 2 балла Решение. Указанные цветовые переходы указывают на соединения меди (X = Cu). Вещество А – безводный сульфат меди (II). На это указывает окраска А и качественная реакция с хлоридом бария. CuSO4 (А) + 2NaOH  Cu(OH)2 + 2NaCl Сu(OH)2 (Б) + 4NH3  [Cu(NH3)4](OH)2 [Cu(NH3)4](OH)2 (В) + Сu (X)  2[Cu(NH3)2]OH 2[Cu(NH3)2]OH (Г) + 5H2S  Cu2S (Д) + 4NH4HS + 2H2O Вещество В также принимается в форме [Cu(NH3)4(H2O)2](OH)2 (M = 202). Максимальный балл за задание №10 — 12 Задача 8 (11) Калиевую соль карбоновой кислоты массой 25.2 г сплавили с избытком гидроксида калия, при этом выделилось 4.48 л (н.у) газа. Определите молекулярную формулу газа. Ответ: C3H8 Точное совпадение ответа – 8 баллов

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 10 класс

Решение. RCOOK + KOH  RH + K2CO3 4.48 v(RH) = = 0.2 моль, тогда 22.4 v(RCOOK) = 0.2 моль 25.2 M(RCOOK) = = 126 г/моль 0.2 M(R) = 126 – 44 – 39 = 43 г/моль R = C3H7 Следовательно, газ = C3H8. Максимальный балл за задание №11 — 8 Задача 9 (12) Установите соответствие между названием комплексной частицы и её зарядом. Ответ: Тетрахлорокупрат (II)

Дихлородиамминплатина (II)

2+

Гексагидроксоалюминат

3−

Гексаакваникель (II)

3+ 2− 4−

За каждую верную пару – 2 балла. Максимальный балл за задание № 12— 8 Решение. A – [CuCl4]2Б – [Pt(NH3)2Cl2]0 В – [Al(OH)6]3Г – [Ni(H2O)6]2+ Задача 10 (13) Как известно, йод необходим для здорового функционирования щитовидной железы. Последняя, в свою очередь, производит гормоны тироксин (C15H11I4NO4) и трииодтиронин (C15H12I3NO4).

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 10 класс

В лабораторию поступил образец крови пациента. По данным химического анализа, образец содержит тироксин и трииодтиронин в соотношении 5 : 1, а их общая концентрация составляет 60 мкг/л. Определите общую концентрацию свободного йода в этом образце. Ответ выразите в мкг/л, округлите до десятых. Ответ: засчитывается в диапазоне [38.3; 38.7] Точное совпадение ответа – 6 баллов Решение. 5 ∙ 60

Концентрация тироксина равна = 50 мкг/л, тогда концентрация 6 трииодтиронина равна 10 мкг/л. Следовательно, концентрация свободного 50 ∙ 127 ∙ 4 10 ∙ 127 ∙ 3 йода составляет + = 38.5 мкг/л. 777

651

Максимальный балл за задание № 13 — 6 Задача 11 (14–17) Для синтеза дымящего на воздухе соединения L собрали прибор, изображённый ниже:

Измельчённую сухую смесь взятых в стехиометрическом соотношении бинарных соединений M и N общей массой 15.35 г поместили в колбу (1). 8

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 10 класс

При осторожном нагревании колбы (1) в приёмной колбе (2) собирается прозрачная бесцветная жидкость, представляющая собой индивидуальное вещество L. После завершения эксперимента было получено 9.21 г вещества L. 14–16. Определите вещества L, M и N, если дополнительно известно следующее:  M представляет собой оксид пятивалентного элемента, а N хлорид того же пятивалентного элемента, причём массовая доля хлора в соединении N больше массовой доли кислорода в соединении M в 1.511 раза;  молекула L имеет форму искажённого тетраэдра;  реакция между M и N представляет собой реакцию соединения. В ответ запишите молекулярные формулы веществ. Ответ: 14.

Вещество M

P2O5

15.

Вещество N

PCl5

16.

Вещество L

POCl3

За каждый верный ответ – 4 балла Решение. Пусть M – X2O5, тогда N – XCl5, тогда 35.5 ∙ 5 X + 177.5 16 ∙ 5 2X + 80

= 1.511 или

177.5(2X + 80) 80(X + 177.5)

= 1.511.

Откуда X = 31, что соответствует фосфору, следовательно M = P2O5; N = PCl5; Так как это реакция соединения, то L имеет состав – PaObClc, то есть в лаборатории синтезировали оксохлорид фосфора (V). Это может быть или POCl3 или PO2Cl. Под условие строения молекулы L подходит POCl3 (искажённый тетраэдр). 17. Определите выход L. Ответ выразите в процентах, округлите до целых. Ответ: 60 Точное совпадение ответа – 2 балла

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 10 класс

Решение. L = POCl3 P2O5 + 3PCl5  5POCl3 9.21 (POCl3) = = 0.6 (60 %). 15.35

Максимальный балл за задания №14–17 — 14 Задача 12 (18) В калориметре смешали 75 г 8 %-го раствора гидроксида натрия и 75 г 7.3 %-й соляной кислоты, при этом наблюдали изменение температуры Δt1. В другом эксперименте в том же калориметре вместо 75 г раствора гидроксида натрия взяли 50 г такого же раствора, при этом зафиксировали повышение температуры Δt2. Во сколько раз Δt1 больше Δt2 при условии, что теплоёмкости всех растворов одинаковы? Ответ округлите до сотых. Ответ:1.25 Точное совпадение ответа – 6 баллов Решение. В калориметре протекает реакция нейтрализации. В первом случае соотношение гидроксида натрия и соляной кислоты равно 1 : 1. Во втором случае гидроксида натрия взято в 1.5 раза меньше, значит и теплоты во второй реакции выделится в 1.5 раза меньше. Тогда получаем: Q1 = 1.5Q2 Cm1t1 = 1.5Cm2t2 150t1 = 1.5 ∙ 125 ∙ t2 t1 : t2 = 1.25. Максимальный балл за задание №18 — 6 Максимальный балл за работу – 100.

10