Олимпиада по химии 7–8 классы — школьный этап ВсОШ 2024/2025: задания и ответы

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ХИМИЯ. 2024–2025 уч. г. ШКОЛЬНЫЙ ЭТАП. 8 КЛАСС Максимальный балл за работу – 100. Задача 1 (1–3) Чебурашка и Крокодил Гена играли в химические загадки. Чебурашка думал, думал и наконец придумал целых три: 1. Тёмно-бурая летучая жидкость с резким неприятным запахом. 2. Лёгкий газ, взрывающийся в смеси с кислородом. 3. Лучший друг девушек, художников и любителей шашлыков. Гена смог понять, что речь в загадках идёт о простых веществах, причём первая загадка имеет отношение к галогенам, а вещество из второй загадки при реакции с кислородом образует воду. Чебурашка дал ему подсказку – первые буквы в русских названиях элементов, образующих простые вещества из загадок: Б – в первой, В – во второй, У – в третьей. Помогите Крокодилу Гене, записав символы химических элементов, простые вещества которых фигурируют в этих загадках. Ответы: 1. Br 2. H 3. C За каждый верный ответ – 2 балла Максимальный балл за задания № 1–3 — 6 Решение. Жидкие простые вещества при комнатной температуре – бром и ртуть, только бром обладает неприятным запахом белизны и тёмно-бурым цветом. Формула воды – H2O, значит второй элемент – водород. Речь идёт о бриллиантах, графите в карандашах и угле, сгораемом при жарке шашлыка. Все эти вещества содержат в своём составе углерод. Задача 2 (4–9) Основу химических соединений составляют атомы химических элементов, которых на сегодняшний день известно 118. В небольшом кроссворде загаданы 6 русских названий химических элементов-неметаллов, которые иногда можно встретить в составе органических соединений. Решите кроссворд.

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 8 класс

По вертикали: 2. В порции воздуха, содержащей 100 молекул, можно найти около 21 молекулы, составленной из атомов этого химического элемента. Ответ: кислород 4. В той же порции воздуха можно найти около 78 молекул, составленных из атомов этого химического элемента. Ответ: азот 6. Образует крайне реакционноспособное газообразное простое вещество. При комнатной температуре в нём сгорают уголь, сера, стальная вата и даже вода! Ответ: фтор По горизонтали: 1. Русское название этого элемента состоит из трёх букв. Тем же словом в народе называют сосновый или еловый лес, произрастающий на сухой почве. Ответ: бор 3. Элемент, столь давно известный, что до сих пор не удаётся точно установить происхождение его названия. В период арабской алхимии его простое вещество жёлтого цвета считалось «отцом» всех металлов, созревающим в земле. Чем дольше происходило созревание, тем более «благородным» получался металл. Ответ: сера 5. Благодаря своей способности светиться в темноте при окислении на воздухе элемент и его простое вещество получили название от греческих слов «свет»

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 8 класс

и «несу». Примечательно, что этот элемент образует несколько простых веществ, из которых в темноте светится только белое простое вещество. Ответ: фосфор За каждое верное слово в кроссворде – 2 балла Максимальный балл за задания № 4–9 — 12 Решение. Воздух является газом, также указано, что третий элемент тоже представляет собой газ. Значит первые 3 элемента образуют газообразные простые вещества. Их все можно без труда перечислить: H2, O2, O3, N2, F2, Cl2 и благородные газы. Воздух в основном состоит из азота и кислорода, причём азот преобладает, значит 2) – кислород, 4) – азот. Простое вещество элемента 6) должно быть окислителем и способным окислять кислород в составе воды, на эту роль подходит только фтор. Хлор тоже способен медленно окислять воду, особенно при стоянии его раствора на свету, но этот процесс нельзя назвать горением. В быту часто можно услышать название леса – сосновый бор. Столь древним неметаллом может быть только сера, которая начала широко применяться человеком ещё до нашей эры. Белое простое вещество, которое светится в темноте – белый фосфор. Задача 3 (10–15) Геометрическая прогрессия – последовательность чисел (членов прогрессии) a1, a2, a3, …, в которой первый член отличен от нуля, а каждый из последующих получается из предыдущего члена умножением его на ненулевое фиксированное число q (знаменатель прогрессии). Таким образом, ai = ai−1 ⋅ q. Молярные массы газов X1 – X5, округлённые до целых чисел, образуют геометрическую прогрессию M1, M2, 8, 16, M3, M4, M5. Об этих газах известно следующее: 1) X1 – самый лёгкий из существующих газов; 2) X2 – благородный газ; 3) X3 – один из основных компонентов воздуха; 4) X4 – бесцветный газ с едким запахом горящей спички; 5) X5 – при сильном нагревании разлагается с образованием фиолетовых паров простого вещества и газа X1. 10. Чему равен знаменатель упомянутой прогрессии? Ответ: 2 Точное совпадение ответа – 1 балл Решение. Знаменатель прогрессии равен 16 ÷ 8 = 2.

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 8 класс

11–15. Запишите формулы газов X1 – X5. Ответ: 11.

X1

H2

12.

X2

He

13.

X3

O2

14.

X4

SO2

15.

X5

HI

За каждый верный ответ – 1 балл Максимальный балл за задания № 10–15 — 6 Решение. Самый лёгкий из существующих газов – это водород, следом идёт гелий с молярной массой 4 г/моль. Молярная масса X3 равна 16 ∙ 2 = 32 г/моль, что соответствует кислороду. M(X4) = 32 ∙ 2 = 64 г/моль и его запах знаком каждому, кто когда-либо зажигал обычную спичку, это запах сернистого газа SO2. Некий газ с молярной массой 128 г/моль разлагается с образованием фиолетовых паров и водорода, значит он содержит иод и водород, что отлично подходит под HI. Задача 4 (16–21) Сочиняя очередную задачку про химические и физические явления, автор хотел вставить сюда много красивых картинок. Однако для его списка явлений таких изображений в интернете не нашлось. Тогда он решил воспользоваться одной из нашумевших нейросетей для генерации красивых картинок. Взглянув на изображения, автор с сожалением понял, что компьютеру ещё очень далеко до возможностей человеческого разума, но всё же получилось забавно. Какие изображённые нейросетью явления относятся к химическим, а какие – к физическим? 16. Метано-этановый дождь на Титане

 o

Физическое явление Химическое явление

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 8 класс

17. Взрыв сверхновой – финал жизненного цикла звезды

 o

Физическое явление Химическое явление

 o

Физическое явление Химическое явление

18. Разогревание пищи в микроволновке

19. Растворение железного гвоздя в соляной кислоте

o 

Физическое явление Химическое явление

o 

Физическое явление Химическое явление

20. Прокисание молока

21. Взрыв гремучего газа – смеси водорода и кислорода 2 : 1

o 

Физическое явление Химическое явление

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 8 класс

За каждый верный ответ – 1 балл Максимальный балл за задания № 16–21 — 6 Решение. В процессе образования дождевых капель из облаков не происходит химических реакций, поэтому это физическое явление. Звёздное вещество представляет собой плазму из ядер и электронов, поэтому там никак не могут протекать химические реакции. Разогревание пищи в микроволновке является простым нагревом, что относится к физическим явлениям. Растворение железа в соляной кислоте приводит к образованию хлорида железа (II), прокисание молока приводит к накоплению органических кислот в процессе молочнокислого брожения, и также бурная реакция между водородом и кислородом приводит к образованию воды – все три явления относятся к химическим. Задача 5 (22–23) В основе работы криогенных установок разделения воздуха лежит метод низкотемпературной перегонки, базирующийся на разности температур кипения компонентов воздуха. Жидкий воздух подвергли низкотемпературной перегонке, при этом один из компонентов воздуха остался в жидкой фазе, а другой компонент перешёл в паровую фазу. Считайте, что жидкий воздух представляет собой смесь азота (Tкип = −196 ℃) и кислорода (Tкип = −183 ℃). Молекулы азота и кислорода можно представить как соприкасающиеся шарики (атомы), межатомное расстояние между центрами шариков (ядер атомов) равно 0.121 нм для O2 и 0.109 нм для N2. Примечание: 1 нм = 10−9 м. 22. Каким из компонентов воздуха при перегонке обогащается газовая фаза? Ответ:  Азотом o Кислородом Точное совпадение ответа – 4 балла Решение. Поскольку температура кипения азота ниже, чем у кислорода, то паровая фаза будет обогащена более легкокипящим азотом. 23. Определите межатомное расстояние в молекуле оксида азота (II). Ответ выразите в нанометрах, округлите до тысячных. Ответ: 0.115 Точное совпадение ответа – 4 балла Максимальный балл за задания № 22–23 — 8 6

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 8 класс

Решение. Радиус «шарика» атома кислорода равен 0.121 ÷ 2 нм, атома азота 0.109 ÷ 2 нм. Молекулу NO можно представить как соприкасающиеся шарики O и N, тогда межатомное расстояние равно сумме радиусов атомов O и N и равно 0.115 нм, что неплохо сходится с экспериментным значением около 0.109 нм. Задача 6 (24–25) При длительном пропускании сероводорода H2S через ацетон C3H6O образуется маслообразное вещество без запаха – тритиоацетон. При нагревании 1 моль этого вещества в качестве единственного продукта разложения можно получить до 3 моль тиоацетона. В попытке очистить тритиоацетон при помощи перегонки с водяным паром немецкими химиками Э. Бауманном и Э. Фроммом был получен тиоацетон, который тут же оказался разнесён лабораторной вытяжкой по всему Фрайбургу в микроскопических количествах. Однако и этого было достаточно, для того чтобы вызвать срочную эвакуацию среди населения, поскольку тиоацетон по праву обладает самым отвратительным запахом среди существующих веществ. Запах тиоацетона настолько неприятен, что вызывает рвоту и потерю сознания.

24. Определите массовую долю серы в тиоацетоне. Ответ выразите в процентах, округлите до целых. Ответ: 43 Точное совпадение ответа – 4 балла Решение. Ясно, что молекула тритиоацетона должна быть больше, чем молекула тиоацетона. На рисунке молекула меньшего размера (тиоацетон) содержит 6 атомов водорода, 3 атома углерода и 1 атом серы. Массовую долю серы в тиоацетоне можно рассчитать по формуле: M(S) ÷ M(тиоацетон) = 32 ÷ 74 = 43%.

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 8 класс

25. Сколько тиоацетона можно получить из 100 граммов тритиоацетона? Ответ выразите в граммах, округлите до целых. Ответ: 100 Точное совпадение ответа – 4 балла Решение. Поскольку при разложении тритиоацетона не образуется других продуктов, то по закону сохранения массы m(тиоацетон) = m(тритиоацетон). Стоит отметить, что в реальности при нагревании тритиоацетона образующийся тиоацетон частично полимеризуется с образованием продукта оранжевого цвета. Максимальный балл за задания № 24–25 — 8 Задача 7 (26) Установите соответствие между символами элементов и телами и веществами, в которых эти элементы содержатся. Ответ: O

Воздух, аммиак, азид лития

Рыцарский меч, танк, чугун

Уголь, метан, бриллиант

Fe

Пирит, сероводород, сульфид углерода (IV)

Ca

Вода, земная кора, человек

Негашёная известь, гашёная известь, флюорит

За каждую верную пару – 2 балла Максимальный балл за задание №26 — 12 Решение. Около половины кислорода по массе содержится в земной коре и в теле человека, а в воде его содержание равно 88.8 %. Азот – основной компонент воздуха, аммиака NH3 и азида лития LiN3. Несомненно, основной компонент угля, метана CH4 и бриллианта – углерод. Предметы войны и чугун в основном содержат железо. Гашеная Ca(OH)2 и негашеная CaO известь и флюорит CaF2 в основном содержат кальций. Последними веществами являются пирит FeS2, сероводород H2S и сульфид углерода (IV) CS2, которые содержат более 50 % серы по массе. 8

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 8 класс

Задача 8 (27) При взаимодействии азотной кислоты (HNO3) различной концентрации с разными восстановителями могут образовываться различные продукты. Среди продуктов восстановления в основном можно выделить 6 веществ X1–X6. Об этих веществах известно следующее: X1 – газообразное простое вещество, главный компонент воздуха; X2 – соль аммония белого цвета, при нагревании разлагается с образованием X3 и воды; X3 – его часто называют веселящим газом; X4 – самое лёгкое газообразное простое вещество; X5 – бесцветный газ, мгновенно буреющий на воздухе с образованием X6; X6 – при смешивании с X5 при охлаждении образуется тёмно-синяя жидкость. Вещество X2 образуется при взаимодействии аммиака с разбавленной азотной кислотой. Молярные массы веществ X1 – X6 соответствуют ряду M(X4) < M(X1) < M(X5) < M(X3) < M(X6) < M(X2). Также известно, что X3, X5, X6 – оксиды азота. Все вещества содержат не более трёх элементов в своём составе. Определите формулы веществ X1 – X6. Ответ: X1

H2

X2

N2O

X3

NO2

X4

N2

X5

NO

X6

NH4NO3

За каждый верный ответ – 2 балла Максимальный балл за задание №27 — 12 Решение. По условию задачи все вещества содержат не более трёх элементов. Учитывая, что в списке должны быть продукты восстановления азотной кислоты, то эти три элемента – водород, кислород и азот. Простые вещества, которые могут при этом образоваться в ходе восстановления – азот и водород. По ряду молярных масс можно установить, что X4 – H2, X1 – N2. При взаимодействии аммиака с азотной кислотой образуется соль – нитрат аммония X2 – NH4NO3.

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 8 класс

Остальные вещества – оксиды, их формулы можно получить с помощью ряда молярных масс, X5 – NO, X3 – N2O, X6 – NO2. Задача 9 (28–29) Для приготовления волшебного уксуса алхимик Хоттабыч решил воспользоваться своими практическими лабораторными навыками. Сначала он приготовил бродильный раствор объёмом 2 литра. Для этого он смешал 0.8 кг сока мандрагоры, 1.27 л воды, добавил 0.1 кг сахара и оставил бродить. 28. Определите плотность свежеприготовленного бродильного раствора. Ответ выразите в г/мл, округлите до тысячных. Ответ: 1.085 Точное совпадение ответа – 2 балла Решение. Нам известен объём и масса раствора, рассчитаем его плотность: (0.8 + 1.27 + 0.1) ÷ 2 = 1.085 г/мл. Для выделения уксуса из забродившего раствора Хоттабыч произвёл отгонку уксуса из бродильного раствора. Свежеперегнанный уксус он разбавил водой, получив 2.5 литра 9 % (массовая доля) волшебного водного раствора уксусной кислоты плотностью 1.011 г/мл. 29. Содержание вещества в водном растворе иногда выражают с помощью объёмной, а не массовой доли. Объёмная доля вычисляется по формуле: φ(уксусной кислоты) = V(чистой уксусной кислоты) ÷ V(раствора) Определите объёмную долю уксусной кислоты в волшебном уксусе объёмом 2.5 л, который приготовил Хоттабыч. Плотность чистой уксусной кислоты равна 1.05 г/мл. Ответ выразите в процентах, округлите до сотых. Ответ: 8.66 или 8.67 Точное совпадение ответа – 4 балла Решение. С помощью перегонки Хоттабычу удалось получить 2500 ∙ 1.011 = 2527.5 г раствора уксусной кислоты. В нём содержится 2527.5 ∙ 0.09 = 227.5 г уксусной кислоты, тогда её объём равен 227.5 ÷ 1.05 = 216.7 мл и объёмная доля уксусной кислоты в растворе равна 216.7 ÷ 2500.0 = 8.67 %. Максимальный балл за задания № 28–29 — 6

10

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 8 класс

Задача 10 (30–31) Рисунок, образованный некоторым набором химических элементов Э1 – Э7, представляет собой символ химического элемента X. Как получить этот рисунок? Для этого нужно взять короткопериодную периодическую систему (ПС) химических элементов Д.И. Менделеева, найти в ней упомянутые элементы и при помощи карандаша определённым образом соединить ячейки элементов между собой. Пример такого рисунка можно увидеть на изображении снизу.

30. Запишите русское название элемента, символ которого изображён в примере выше. Ответ: Фтор Точное совпадение ответа – 2 балла Решение. Нетрудно найти в указанном примере элемент с символом F, там же будет и название на русском языке – фтор.

11

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 8 класс

31. Для элементов из набора Э1 – Э7 известно: 1. Среди элементов Э1 – Э7 всего 3 металла. 2. Элементы Э2, Э7, Э5 находятся в третьем периоде ПС. 3. Элементы Э1 – Э3 находятся в III группе ПС, а элементы Э4 – Э6 в V группе ПС. 4. Элементы Э1 – Э3 находятся в соседних клетках ПС, как и элементы Э4 – Э6. Запишите символ химического элемента X. Ответ: H или N Точное совпадение ответа – 4 балла Решение. Две тройки элементов образуют вертикальные линии по III и V группам. Элемент Э7 таким образом находится в IV группе. Единственный набор, содержащий целых четыре неметалла, это B, Al, Sc, Si, N, P, V, поскольку любой другой набор содержит меньшее количество металлов. Эти элементы образуют символ химического элемента H – водород, который на рисунке выглядит также как и N – азот. Максимальный балл за задания № 30–31 — 6 Задача 11 (32–35) Переходный металл A образует оксид AO3 и сульфид AS3. Навески одинаковой массы этих соединений содержат разное количество металла, причём в одном соединении в 1.333 раза больше металла по массе, чем в другом. 32. Запишите символ элемента A. Ответ: Mo Точное совпадение ответа – 2 балла Решение. Определить металл A можно с помощью расчёта. Поделим массовую долю металла в оксиде на массовую долю металла в сульфиде: (M(A) + 32 ∙ 3) ÷ (M(A) + 16 ∙ 3) = 1.333 => M(A) = 96 г/моль, что соответствует молибдену, который также является соседом нижеупомянутого хрома.

12

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 8 класс

33-34. Сосед по подгруппе элемента A – хром – образует простое вещество, которое растворяется в соляной кислоте с образованием голубого раствора. Если через полученный раствор пропустить большое количество кислорода, то голубой цвет сменяется интенсивным зелёным. При упаривании этого раствора в осадок выпадают зелёные кристаллы вещества состава CrCl3 ⋅ 6H2O. При нагревании этого кристаллогидрата не получается выделить желаемый хлорид хрома (III) CrCl3, но происходит образование тёмно-зелёного оксида B, газа C и воды. Запишите формулы веществ B и C. Ответ: 33. B – Cr2O3 34. С – HCl За каждый верный ответ – 2 балла Точное совпадение ответа – 4 балла Решение. При нагревании кристаллогидрата происходит гидролиз с образованием темно-зелёного оксида хрома (III) – Cr2O3, при этом хлорид-ионы связываются с водородом в воде, образуя HCl. Отметим, что даже нагревание в токе хлороводорода не может обеспечить получение безводного хлорида хрома (III). 35. Запишите символ элемента D, который также является соседом по подгруппе элемента A и хрома и обладает схожими с ними химическими свойствами. Ответ: W Точное совпадение ответа – 2 балла Максимальный балл за задания № 32–35 — 8

Задача 12 (36–38) Моль – количество структурных элементов в системе, равное числу Авогадро (6.02 ⋅ 1023 моль−1). Мы с вами привыкли использовать моль для обозначения количества вещества: числа штук атомов, молекул, ионов и т.п. Вы уже могли познакомиться с молярными величинами. Например, молярная масса молекулы кислорода равна 32 г/моль. Это значит, что 32 г кислорода содержит ровно 1 моль вещества, то есть 6.02 ⋅ 1023 молекул O2. 36. Сколько атомов углерода содержится в бриллианте массой в один карат (0.2 г)? Основание и показатель степени округлите до целых. 13

Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Школьный этап. 8 класс

Ответ: 1 ∙ 1022 За каждый верный ответ – 2 балла Максимальный балл за задание № 36 — 4 Решение. Бриллиант – это огранённый алмаз, одна из аллотропных модификаций углерода. Значит n(C) = 0.2 ÷ 12 = 0.0167 моль. Число атомов в этой порции вещества можно получить умножением числа моль на число Авогадро: N(C) = 0.0167 ∙ 6.02 ∙ 1023 = 1 ∙ 1022. 37. Чему равен молярный объём жидкой воды? Ответ выразите в миллилитрах, округлите до целых. Ответ: 18 Точное совпадение ответа – 2 балла Решение. Плотность воды очень близка к единице, поэтому её молярный объём приблизительно равен 18 мл/моль. 38. Известно, что при нормальных условиях (0 ℃, 1 атм) 1 моль любого идеального газа занимает объём 22.4 литра. То есть 22.4 л/моль – молярный объём любого идеального газа. Сколько моль воздуха содержится в сувенирном мячике радиусом 10 см? Объём мячика можно рассчитать по формуле 4𝜋

V = ( ) ⋅ R3, π = 3.14. 3

Ответ округлите до десятых. Ответ: 0.2 Точное совпадение ответа – 4 балла Решение. 4𝜋 4𝜋 Объём шарика равен ( ) ∙ R3 = ( ) ∙ (10)3 = 4187 мл = 4.187 л => n(воздуха) = 4.187 22.4

= 0.187 моль.

Максимальный балл за задания 36–38 — 10

Максимальный балл за работу – 100. 14