47 Турнир имени Ломоносова по химии задания с ответами и решением 2024-2025
Варианты заданий, ответы и решения для 8, 9, 10, 11 класса 47-го турнира имени Ломоносова по химии 2024-2025 учебный год, дата проведения турнира в онлайне на официальном сайте: 6.10.2024 (6 октября 2024 год) и заключительного этапа: 22 марта 2025. У данного турнира 2 и 3 уровень в перечне олимпиад школьников.
Задания отборочного этапа: скачать
Ответы отборочного этапа: скачать
Решение отборочного этапа: скачать
Задания заключительного этапа: скачать
Решение заключительного этапа: скачать
В скобках указано, каким классам рекомендуется задача (решать задачи более старших классов также разрешается), а также проверяется ли полное решение или достаточно ввести ответ.
Отборочный этап 47 Турнир имени Ломоносова по химии
Загрузка...
Перезагрузить документ
Открыть в новой вкладке 1. Ниже представлена фотография установки, предназначенной для синтеза хлора прикапыванием концентрированной соляной кислоты к твердому перманганату калия с последующей осушкой газа и осуществления его реакции с металлическим железом при нагревании (в кварцевой трубке). Укажите на этой фотографии: а) Стержень штатива; б) Круглодонную колбу; в) Подъёмный столик; г) Кварцевую трубку; д) Капельную воронку; е) Лапку для штатива; ж) Спиртовку.
2. В этой задаче вам предлагается разгадать кроссворд, посвященный одной тематике. В ответе запишите соответствующие слова. 1. Третий по распространенности химический элемент в земной коре. 2. Основной компонент стали и чугуна. 3. Лёгкий элемент, находящий применение в батареях и аккумуляторах. 4. Простое вещество, которое можно найти на поверхности консервных банок… и из которого можно сделать стойкого солдатика! 5. Макроэлемент, входящий в состав скелетных образований – костей позвоночных и раковин моллюсков. 6. «Благородное» простое вещество серебристо-белого цвета. Его название в переводе с испанского означает «серебришко» (плохое серебро) – поскольку ранее оно не имело большой ценности – однако сегодня ситуация кардинально изменилась. 7. Представитель семейства химических элементов, в виде простых веществ обладающих характерными свойствами (высокой тепло- и электропроводностью, пластичностью, ковкостью).
3 (8; решение). Начиная со второй половины 2006 года монета номиналом 50 копеек изготавливается из стали, плакированной с обеих сторон сплавом меди и цинка желтого цвета (томпак). Монета, изготавливавшаяся ранее из латуни, остаётся законным средством платежа. Сообщение пресс-службы Банка России Постоянный рост мировых цен на цветные металлы стимулировал замену материала практически всех выпускаемых ныне монет на сталь. Так, монеты номиналом 50 копеек, полностью состоявшие из латуни — медно-цинкового сплава, содержащего до 40 % цинка, теперь выполняют из стали и покрывают томпаком — одним из видов латунных сплавов, содержащим до 10 % цинка. Химически различить монеты можно, например, реакцией с раствором персульфата аммония (𝑁𝐻4)2𝑆2𝑂8 в присутствии аммиака 𝑁𝐻3 — в такой системе медь и цинк, в отличие от железа, растворятся — причем образующийся комплекс меди имеет красивую темно-синюю окраску.
Схема протекающих реакций выглядят так: (𝑁𝐻4)2𝑆2𝑂8 + 𝑁𝐻3 + 𝐶𝑢 + 𝐻2𝑂ß[𝐶𝑢(𝑁𝐻3)4](𝑂𝐻)2 + (𝑁𝐻4)2𝑆𝑂4 (𝑁𝐻4)2𝑆2𝑂8 + 𝑁𝐻3 + 𝑍𝑛 + 𝐻2𝑂ß[𝑍𝑛(𝑁𝐻3)4](𝑂𝐻)2 + (𝑁𝐻4)2𝑆𝑂4 Благодаря упомянутой реакции можно селективно растворить покрытие монеты 2006 года, и, измерив массу монеты до и после снятия, оценить толщину покрытия. Так, в ходе эксперимента было определено, что масса монеты до снятия покрытия 2,769 г, а после снятия составила 2,567 г при диаметре монеты 19,5 мм. 1. Запишите уравнение протекающей реакции для меди. В ответе приведите сумму минимальных целочисленных коэффициентов. Помните, что единица — тоже коэффициент! 2. Оцените толщину покрытия, если плотность сплава томпак составляет 8,8 г/см3 . Площадью граней можно пренебречь. Ответ выразите в микрометрах (1 мкм = 10−6 м), округлив до целых. 3. Каким способом можно различить монеты, выпускавшиеся до и после 2006 года, основываясь только на их физических свойствах и не проводя никаких расчетов?
4 (8–9; ответ). Элемент X на Земле представлен в виде только трёх изотопов, причем один из них радиоактивен. Однако он образует самое большое число аллотропных модификаций, резко отличающихся друг от друга по своим физическим свойствам. Рассмотрим несколько таких аллотропов – вещества А, Б, и В. Вещество A имеет слоистую структуру, слои состоят из повторяющихся шестиугольных фрагментов, в вершинах которых атомы X. Благодаря такой структуре вещество A довольно мягкое, имеет металлический блеск и хорошо проводит электрический ток, кроме того, оно жирное на ощупь. Вещество А обладает высокой химической стойкостью, а также термостойкостью при нагревании в отсутствии воздуха. А широко применяется в промышленности: от изготовления твердых смазочных материалов, электродов, тиглей для плавки металлов до замедлителей нейтронов в ядерных реакторах и тепловой защиты носовой части космических аппаратов. Кроме того, вещество А используется для получения «синтетического» вещества Б.
Вещество Б – самый твердый минерал по шкале Мооса, и, одновременно с этим, самый хрупкий. Его твердость обусловлена структурой: это атомы X, каждый из которых находится в центре тетраэдра, вершинами которого служат четыре других атома X. Исключительная твердость вещества Б нашла свое применение: его используют для изготовления ножей, резцов и прочих инструментов, а мелкий порошок Б применяется как абразив для изготовления режущих и точильных дисков. Однако наиболее известно вещество Б благодаря применению его ограненных минералов в ювелирной сфере. Вещество В (молекула которого представлена на рисунке) довольно необычно с точки зрения своей структуры – она похожа на футбольный мяч и состоит из 60 атомов X. В отличие от А и Б, оно было открыто относительно недавно — в 1985 году. Сейчас известно, что существует целый ряд веществ В аналогичной структуры с большим числом атомов. В и его аналоги применяются в основном в качестве добавок: в аккумуляторах и литиевых батареях, в составе огнезащитных красок, а также в синтезе Б из
А. Имеются сведения о том, что антиоксидантные свойства В могут оказаться полезными в медицине и даже, возможно, увеличить продолжительность жизни. 1. Определите элемент X, а также вещества А, Б и В. Приведите их названия. 2. Как называется ограненный минерал вещества Б? 3. Напишите химические уравнения следующих реакций: 1) сгорание простого вещества, образованного элементом X, в избытке кислорода; 2) восстановление оксида железа (III) элементом X до простого вещества 3) взаимодействие диоксида элемента X с гашеной известью; 4) взаимодействие средней натриевой соли высшей кислоты элемента X с соляной кислотой. В ответе укажите сумму минимальных целочисленных коэффициентов реакций. Помните, что единица – тоже коэффициент!
5 .Подушка безопасности ежегодно спасает множество жизней. При аварии устройство срабатывает, если замедление достигает уровня, свидетельствующего о столкновении. Датчик посылает сигнал детонатору, который взрывает пиротехнический патрон, и выделяющийся газ быстро надувает подушку. Большое количество газа образуется за счёт разложения бинарного соединения А, содержащего 64,62 % азота по массе и щелочной металл (его частицы также образуются при разложении А). 1. Определите соединение А. Рассчитайте массу А, (в г.), которую необходимо использовать, чтобы выделяющийся газ полностью заполнил подушку безопасности объёмом 60 л при н.у., ответ округлите до целых. Также в состав пиротехнического патрона включают нитрат калия, который связывает образующийся при разложении самовоспламеняющийся металл. В этой реакции выделяется дополнительный объём газа, а также химически активные оксиды Б и В. Для их нейтрализации в смесь добавляют порошок диоксида кремния, превращающий их в негорючие и безопасные соединения Г и Д соответственно. 2. Определите соединения Б-Д, если известно, что молярная масса соединения Б меньше, чем молярная масса соединения В. 3. Вычислите, какая масса стехиометрической смеси А, нитрата калия и диоксида кремния, г, необходима, чтобы выделяющийся газ полностью заполнил подушку безопасности объёмом 60 л при 25 °С и атмосферном давлении, ответ округлите до целых.
Задания заключительного этапа по химии
Загрузка...Задание 1. В 2025 году отмечается 80-летие Победы в Великой Отечественной войне. Победа стала возможной благодаря героизму, стойкости и самоотверженному труду простых советских людей –значительный вклад внесли и ученые, которые создали необходимые продукты и технологии. В 2025 году исполняется 120 лет со дня рождения химикаорганика, члена-корреспондента АН СССР Михаила Фёдоровича Шостаковского. Ещё до войны его лаборатория разработала сгущающую присадку винипол для производства низкозамерзающих зимних моторных масел.
Однако самой известной его разработкой станет винилин – средство антибактериального и противовоспалительного действия. Благодарные солдаты, которых эта мазь спасала от ожогов, обморожений и ран, окрестили её «бальзамом Шостаковского». Винилин, в кратчайший срок созданный в начале войны советскими химиками, до сих пор используется в медицине. Ниже представлена схема синтеза основного действующего вещества «бальзама Шостаковского» из природного сырья – известняка, основным компонентом которого является вещество А. Уже после войны доступным сырьём стали лёгкие непредельные углеводороды К и Л, получаемые пиролизом фракций природных газа и нефти, причём плотность К в 1,75 раз меньше плотности Л. Известно, что массовые доли кислорода в Б и Ж составляют 28,6 % и 22,9 % соответственно.
Задание 2. Известный российский кристаллограф Артём Романович Оганов и его команда разработали программу USPEX (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography) – метод компьютерного предсказания кристаллических структур. Этот метод теоретически доказал возможность существования при сверхвысоких давлениях ряда «запрещённых» соединений необычного состава, содержащих натрий и хлор в различных пропорциях. Сведения о некоторых из них перечислены в таблице. Подобные «запрещённые» соединения имеют интерес не только с теоретической точки зрения. К примеру, довольно остро стоит вопрос о безопасном хранении и транспортировке фтора, поскольку он, ввиду своей крайне высокой химической активности, способен разрушать большинство веществ, из которых изготавливают тары. В настоящее время ведутся исследования «запрещённых» соединений щелочного металла М, например, вещества Е, имеющего формулу MFn. Транспортировать фтор в виде твердого соединения гораздо безопаснее, а повышенное содержание фтора в таких веществах повышает эффективность его перевозки. На теоретический синтез 1,00 г Е из простых веществ было бы затрачено 0,98 мл (н.у.) фтора. 1. Определите соединения А-Д, ответы подтвердите расчетами. 2. Определите металл М и вещество Е, ответы подтвердите расчетами. Дополнительно известно, что массовая доля M в одним из его бинарных соединений с кислородом составляет 80,59 %
Задание 3. Магическая задача Если не изучать физику и химию в школе, то вся жизнь наполнится чудесами и волшебством. Что приходит на ум при слове «магия»? Кому-то волшебная палочка, комуто летающая метла, а химику — «магическая кислота». Однажды на новогодней вечеринке в начале 1960-х годов в научной группе Джорджа Олы один из сотрудников, к всеобщему удивлению, растворил праздничную свечу в одной из исследуемых смесей. После этого за данной смесью закрепилась слава одной из «магических кислот», поскольку парафин инертен к большинству химических реагентов, в том числе к кислотам.
Данная кислота сильнее серной в 1012 раз, ионизирует не только углеводороды, но и некоторые другие вещества: к примеру, сера при взаимодействии с данной кислотой образует в растворе частицы S 2+ 8 . Для её получения серебристо-белое простое А реагирует с избытком желтозеленого газа Б, образуя бесцветную, дымящую на воздухе жидкость В (реакция 1 ). При нагревании этой жидкости с водяным паром получается белое твердое вещество Г (реакция 2 ), при этом теоретически из 1,000 г А может получиться 1,328 г Г. Полученный осадок промывают и растворяют в веществе Д (реакция 3 ), которое нельзя хранить в стеклянной посуде, при этом получается бинарное вещество Е. Другое простое вещество — желтый порошок Ж — окисляют кислородом с получением З (реакция 4 ), которое при дальнейшем окислении кислородом с катализатором — оксидом некого металла — превращается в И (реакция 5 ).
Смотрите на сайте
47 Турнир имени Ломоносова по математике задания с ответами и решением 2024-2025