2016 Chimie Judeteana Clasa a Xia Subiectebarem

7/26/2019 2016 Chimie Judeteana Clasa a Xia Subiectebarem

1/7

Str. General Berthelot nr. 28-30, Sector 1, 010168, Bucureti Tel: +40 21 405 62 00, Fax: +40 21 405 63 00

www.edu.ro

DIRECIAGENERALNVMNTPREUNIVERSITAR

Clasa a XI-a

OLIMPIADA DE CHIMIEetapa judeean

27 februarie 2016

Subiectul I .................................................................................................................................... 20 puncte

A. .................................................................................................................................................. 8 puncte1. Scriei formulele de structur ale izomerilor posibili pentru compusul cu formula molecular C10H10O,tiind c acetia conin un nucleu benzenic, sunt compui carbonilici - nesaturai i nu reacioneaz cureactivul Tollens.2. Aranjaiurmtoriicompuihalogenain ordinea descresctoare a reactivitiin reacii de solvoliz SN1:

Br

a.

Cl

b.

C Br

CH2-CH

2-CH

3

CH2-CH

2-CH

3

H3C-CH

2-CH

2c.

Br

d.

3.Unii dintre compuii de mai josau electroni neparticipanintr-un orbital sp3

, la atomul de azot.a. 1-fenil-2-butanonoxim;

b. benzidin;

c. N,N-di-(-hidroxietil)-anilin;

d. perclorat de o-metil-benzendiazoniu.

Scrieiformulele de structurale acestora.B. ................................................................................................................................................. 12 puncte

1. Un compus organic saturat (X) care are n compoziiecarbon, hidrogen i 15,686 % oxigen, procente demas, este nclzit n prezena unei soluii concentrate de acid iodhidric. Rezult doi compui organici (A) i(B) care aparin aceleiai clase de substane. Scriei formula de structur a compusului (X) i ecuaia reacieichimice care are loc tiindc, la tratarea cu soluie alcoolic de hidroxid de potasiu a compuilor (A) i(B) nu

se formeaz hidrocarburi care, n condiii normale de presiune i temperatur, sunt n stare de agregaregazoas.2. Scriei formulele de structur pentru stereoizomerii compuilor de mai jos i atribuii stereoizomeruluicorespunztor valoarea potrivit a momentului de dipol din parantez:

- azobenzen ( = 3 D, respectiv = 0 D)- 1-cloro-1-propen ( = 1,97 D, respectiv = 1,71 D)

3. Completaiurmtoareleecuaiichimice cu formula de structur a produilor de reacie:OH

H+

OHOH

H+

-H2O

a.

b.-H

2O

Subiectul II.................................................................................................................................... 25 puncte

A. ................................................................................................................................................. 13 puncte

Pentru analiza compoziiei unui eantion ce conine oxalat monosodic i acid oxalic cristalizat cu dou

molecule de ap, se ia o prob cu masa de 2 g i se dizolv n ap. Soluiaobinutse mparte n douprobede volume egale (A) i (B).Soluia (A) se titreaz cu 57,64 mL soluie de hidroxid de sodiu 0,2 M.Soluia (B) se titreaz cu 167,06 mL soluie de permanganat de potasiu 0,02M, n prezenaacidului sulfuric.


2/7

Pagina 2 din 3

Determinaicompoziiaprocentualmasica eantionuluisupus analizei, tiindc impuritileexistente nprobsunt inerte fa de soluiile cu care se faccele doutitrri.B. ................................................................................................................................................. 12 puncte

1. Despre un compus organic (X) se cunosc informaiile:

- are formula molecular C5H10O3;- reacioneazuor cu acidulclorhidric i formeaz un compus cu formula molecular C5H9ClO2;- nu reacioneaz cu soluie acid de dicromat de potasiu, dar reacioneaz cu hidrogenocarbonatul de

sodiu;- este optic activ.a. Scriei formula de structur a compusului (X) i proieciile Fischer ale enantiomerilor acestuia, notndconfiguraia R,S a atomului de carbon chiral.b. Compusul (X) se deshidrateaz. Scrieiformulele de structur ale stereoizomerilorcompusului (Y), rezultatla deshidratare.c. Un izomer (V) al compusului (X) prezintmezoform. Scriei formula de structura izomerului (V).d. Notainumrul de enantiomeriai compusului (W) obinutn urma reducerii compusului (V) cu LiAlH4/eter.e. Scriein ordinea descresctoare a valorilorconstantelor de aciditate, compuii (X), (Y) i (V).2. Culorile rou i albastru din multe flori i fructe sunt date de glicozide ale srurilor de piriliu, numiteantocianine. La baza structurii srurilor de piriliu st clorura de flaviliu, o sare cu trei nuclee aromatice, care

poate fi sintetizat conform schemei de transformri:aldehid salicilic + acetofenon A X + ap

X + acid clorhidric clorur de flaviliu + apScriei ecuaiile reaciilor corespunztoare schemei de transformri, utiliznd formule de structur.

Subiectul III................................................................................................................................... 25 puncte

A .................................................................................................................................................. 21 puncte

Etilbenzenul poate fi utilizat ca precursor pentru obinereaunei game variate de medicamente. De exemplu,din etilbenzen se pot obinedoumedicamente, cloramfenicolul i oprenul, care au aciunediferitasupraorganismului.

Cloramfenicolul, un antibiotic utilizat la tratarea infeciilor cu salmonella, este un compus cu N.E.= 6 ipoatefi sintetizat conform schemei de transformri:

CH2

CH3

H2SO

4 CrO3

Cl2/lumin

C

C

Cl2CHCOCl

CH2O/HO-

H2N-NH

2

E

NaBH4

DMF

HNO3/

A B C

C +

O

O

NK D

+

E

+F

F+

G

+ ftalhidrazid

(izomerul para)

CLORAMFENICOL

Oprenul, un antiinflamator cu formula molecular C16H12NClO3 (retras de pe pia din cauza efectelor

secundare adverse) poate fi sintetizat conform etapelor:

CH2-CH

3

Cl2/FeCl

3 KMnO4

H+

SOCl2

+

A B C


3/7

Pagina 3 din 3

CH2-CH

3

Br2/lumin HNO

3/H

2SO

4

NaNO2/HCl HNO

3/H

2SO

4

C9H

10N

2O

+

- HBrD(izomer majoritar)

1) + KCN

2) +E

Ereducere

selectivF

1) (0-50C)

2) t > 500C

G

1) +

2) reducere selectiv

H( )

C + H Ihidroliz

OPREN

a. Scrieiformulele de structurale compuilor notai cu literele (A), (B), (C), (D), (E), (F), (G)din schema deobinere a cloramfenicolului, precum i formula de structura acestui medicament.b. tiind csubstana (A) din schema de obinere a oprenului esteizomerul care prin oxidare cu KMnO4/H+formeaz compusul cu valoarea mai mare a pKa, scriei ecuaiile reaciilor pentru obinerea oprenului,utiliznd formule de structur.B. ............................................................................................................................................... 4 puncte

Propunei o metod de separare a benzofenoneidintr-un amestec de benzofenoni acetofenon.

Subiectul IV.................................................................................................................................. 30 puncteA. ................................................................................................................................................. 10 puncte

Despre compusul (A) cu formula molecularC7H15N se cunosc informaiile:- este insolubil n ap, dar se dizolvn soluiediluat de acid clorhidric;

- nu reacioneaz cu acidulazotos;

- tratat cu iodur de metil i apoi cu oxid de argint umed, se obinecompusul (B), care prinnclzire

formeazcompusul (C) cu formula molecular C8H17N;

- compusul (C) se hidrogeneazcatalitic formnd compusul (D);

- compusul (D) tratat cu iodur de metil i apoi cu oxid de argint umed, formeazcompusul (E), care

nclzit la100 0C se transformn trimetilamini compusul (F);

-compusul (F) poate fi hidrogenat catalitic la 2-metilpentan.

Deducei formula de structur a compuilor (A), (B), (C), (D), (E), (F).B. ..................................................................................................................................................10 puncte

Un procedeu de fabricare a aldehidei crotonice presupune douetape.n prima etap, acetaldehida se trateaz cu soluie de hidroxid de potasiu.n momentul n care conversia naldol atinge valoarea de 50%, masa de reacie se neutralizeaz cu acid fosforic. Se separ apoi fosfaiirezultai i acetaldehida nereacionat, obinndu-se un amestec care conine 77% aldol, 3,5% aldehidcrotonic, procente masice, restul ap.

n a doua etap se deshidrateaz aldolul din amestec cu un randament de 95% i se separ aldehidacrotonicprin distilare, obinndu-se un produs de puritate 98%.Calculai masa de acetaldehidnecesarobinerii a 1000 kg de aldehidcrotonic, de puritate 98%.

C. ............................................................................................................................................... 10 puncte0,74 g de amestec ce conine doi monoesteri alifatici cu caten saturat se trateaz cu 20 mL soluie dehidroxid de sodiu, de concentraie 2 M. Excesul de hidroxid de sodiu este neutralizat cu 30 mL soluie de acidclorhidric 1 M.Dac amestecul de esteri se nclzete cu soluie de acid sulfuric de concentraie95%, la 1700 C, se degajunamestec care este gazosn condiii normale de presiune i temperatur, alctuitdin dou substane. Acestaare densitatea fa de aer 0,969 i barbotat printr-o soluie de brom n tetraclorur de carbon i reducevolumul la 2/3 din volumul iniial, fr a-imodifica densitatea. Considernd c toate reaciile care au locnmediu acid se desfoar cu acelairandament:

a. Determinai formulele de structur ale celor doi esteri.

b. Scriei ecuaiile reaciilor corespunztoare transformrilor substanelor organice din enun.

Mase atomice: H1; C12; N14; O16; Na23.

NOT: Timp de lucru 3 ore

Subiecte selectate i prelucratede Mihaela Morcovescu, profesor la Colegiul Naional Mihai Viteazul Ploieti


4/7

Str. General Berthelot nr. 28-30, Sector 1, 010168, BucuretiTel: +40 21 405 62 00, Fax: +40 21 405 63 00www.edu.ro

DIRECIAGENERALNVMNTPREUNIVERSITAR

OLIMPIADA DE CHI MI Eetapa judeean

27 februarie 2016

BAREM DE EVALUARE - Clasa a XI-a

Subiectul I..............................................................................................................................................20 puncte

A. .............................................................................................................................................................8 puncte

1. scrierea formulelor de structur ale izomerilor posibili ai compusului cu formula molecular C10H10O:

9 x 0,5 = 4,5 puncte

CO CH CH CH3

(cis, trans)

CH2

C

O

CH CH2

CO CH CH2

CH3

(orto, meta, para)

CO C

CH3

CH2

O

CH CH C CH3

(cis, trans)

2. ordinea descresctoare a reactivitii n reacii de solvoliz SN1: c > d > a > b 1,5 puncte3. scrierea formulelor structurale pentru compuii care au electroni neparticipani la atomul de azot, n orbitalsp3:

b.

NH2

H2N

c.

N(CH2-CH

2-OH)

2

, 2 x 1 = 2 puncteB. ...........................................................................................................................................................12 puncte

1.Formula molecular a compusului A: C6H14O - 2puncte;formula structural: CH3-O-CH2-C(CH3)3 sau oricare alt structur din care rezult un compus iodurat cu

5 atomi de carbon 2puncte

ecuaia reaciei chimice- 1punct2. scrierea formulelor de structur pentru stereoizomerii compuilor i atribuirea valorilor momentului dedipol din fiecrui stereoizomer: 4 x 0,75 = 3 puncte

N

N

trans-azobenzen

0 D

N N

cis-azobenzen

3 D

C C

Cl CH3

HH

cis-1-cloro-1-propen

1,71 D

C C

Cl

CH3

H

H

trans-1-cloro-1-propen

1,97 D

3. completarea ecuaiilor cu formulele de structur: a. b. O 2 x 2 = 4 puncte

Subiectul II ...................................................................................................................................25 puncte

A. ...........................................................................................................................................................13 puncte

compoziia procentual masic a eantionului: 40% acid oxalic, 58% oxalat monosodic, 2% impuritiB. ...........................................................................................................................................................12 puncte1 a. scrierea formulei de structur a compusului (X) i a proieciilor Fischer ale enantiomerilor acestuia,notnd configuraia R, S a atomului de carbon chiral:

H3C CH

2 C

CH3

OH

COOH

2 puncte

CH3 C

CH2

CH3

COOH

HO CH3C

CH2

CH3

HOOC

OH

(S)(R)

(oricare alt structur echivalent)2 x 0,5 = 1 punct

b. scrierea formulei de structur a compusului (Y) i a stereoizomerilor si:


5/7

Pagina 2 din 4

c. scrierea formulei de structur a izomerului (V) al compusului (X), care prezint mezoform:H3C CH C CH CH

3

OH O OH 1 punct

d. notarea numrului de enantiomeri ai compusului (W): 2 enantiomeri - 1 puncte. scrierea n ordinea descresctoare a valorilor constantelor de aciditate : (X) > (Y) > (V) 1,5 puncte

2.scrierea ecuaiilor reaciilor corespunztoare schemei de transformri, utiliznd formule de structur:

aldehid salicilic + acetofenon

A (aldol)

1,5 puncte

OH

CH O C

O

CH3

OH

CH

OH

CH2

C

O

+

HO-

A (aldol) X + ap0,5 puncte

OH

CH

OH

CH2 C

O

CH C

O

CH

OH

- H2O

X + acid clorhidric clorur de

flaviliu +ap2 puncte

Subiectul III......................................................................................................................................... 25 puncte

A. ...........................................................................................................................................................21 puncte

cloramfenicol- scrierea formulelor de structur ale compuilor din schem notai cu litere: 8 x 1 = 8 puncte

CH2

CH3

NO2

A:

CH3

NO2

CO

B:

NO2

CO CH2Cl

C:

C

C

N

O

O

CH2

C

O

NO2

D:

NO2

CO CH2

NH2

E:

NO2

CO CH2

NH C

O

CHCl2

F:

NO2

CO NH C

O

CHCl2CH

CH2

OHG:

cloramfenicol

NO2

NH C

O

CHCl2CH

CH2OH

CHHO

CH C

O

CH

OH

+ HCl

O+Cl-

+ H2O

H3C CH C

CH3

COOH

C C

H3C CH

3

H COOH

cis (E)

C C

H3C

CH3H

COOH

trans (Z)

3 x 0,5 = 1,5 puncte


6/7

Pagina 3 din 4

Opren- scrierea ecuaiilor reaciilor: 13 x 1 = 13 puncteCH

2-CH

3

Cl

KMnO4/H+

COOH

Cl

CO2

+ + 2 H2O

CHNC

NH2

CH3

NaNO2

CHNC CH3

N N

+ + 2HCl

(0-50C)

]+Cl-

+ NaCl + 2H2O

B. .............................................................................................................................................................4 punctePrin tratarea amestecului cu iod n soluie de hidroxid de sodiu n exces va reaciona doar acetofenona:

CO-CH3

I2 CHI3

COO-Na+

NaI+ + 4NaOH + + + 3H2O3 3

Amestecul rezultat este filtrat (iodoformul -precipitat galben) i peste filtrat se adaug eter etilic. Benzofenonava fi separat n stratul eteric iar benzoatul va rmne n stratul apos.

CH2

CH3

FeCl3

CH2

CH3

Cl

+ Cl2

+ HCl

Cl

COOH

SOCl2

Cl

COCl

SO2+ + + HCl

CH2

CH3

Br2

CH CH3

Br

+lumin

+ HBr

CH CH3

Br CH CH3NC

+ KCN + KBr

CH CH3

NC

HONO2

H2SO

4

CH CH3

NC

NO2

+ + H2O

CH CH3

NC

NO2

CH CH3

NC

NH2

+ 6H++ 6e_

+2 H

2

O

Fe + HCl

CHNC CH3

N N

CHNC CH3

OH

N2

]+Cl-

+ H2O + + HCl

CHNC CH3

OH

HONO2

H2SO

4

NO2

CHNC CH3

OH

+ + H2O

NO2

CHNC CH3

OH

CHNC CH3

OH

NH2

+ 6H++ 6e_

Fe + HCl

+ 2 H2O

CH

OH

NH2

H3C CNCOCl

Cl

Cl C

O

N CH CN

CH3

+ + H

2O +HCl

ClC

O

N CH CN

CH3

2H2O+

ClC

O

N CH

CH3

COOHNH3+


7/7

Pagina 4 din 4

Subiectul IV.......................................................................................................................................... 30 puncte

A. ...........................................................................................................................................................10 puncte

compusul (A) (cu formula molecular C7H15Ninsolubil n ap, solubil n soluie diluat de acidclorhidric, care nu reacioneaz cu acidulazotos) tratat cu iodur de metil i apoi cu oxidde argint umed, se obine compusul (B) 2 x 2

= 4puncte

N

CH3

H3C

CH3I

N

CH3

H3C

H3C

1) +

2) + AgOH+

HO-

care prin nclzire formeaz compusul (C) cuformula molecular C8H17N

2 puncteN

H3C

CH3

H3C

N

CH3

H3C

H3C

(3) 100oC

-H2O+

HO-

compusul (C) se hidrogeneaz catalitic formndcompusul (D)cu formula molecular C8H19N

0,5 puncteN

H3C

CH3

H3C

N

H3C

CH3

H3C

(4) + H2 / Ni

compusul (D) tratat cu iodur de metil i apoi cuoxid de argint umed, formeaz compusul (E)

2 puncte

N

H3C

CH3

H3C

CH3I

N

H3C

CH3

H3C

H3C

(5) +

(6) + AgOH

+

HO-

compusul (E) nclzit la1000C se transform n

trimetilamin i compusul (F )

1,5 puncte N

H3C

CH3H3C

H3C

H3C

+

HO-

(7) 100oC

+N(CH3)3

compusul (F) poate fi hidrogenat catalitic la2-metil-pentan

CH3-CH-CH

2-CH

2-CH

3

CH3

H3C

H2/ Ni(8) +

B. ...........................................................................................................................................................10 puncteMasa de acetaldehid necesar obinerii a 1000 kg aldehid crotonic 98% = 2446,5 kg

C. ...........................................................................................................................................................10 punctea. Amestecul gazos : XC2H4=1/3, XCO=2/3 1,6 puncte

Masa molar medie a amestecului de esteri = 74g/mol 1,6 puncteDeducerea formulelor structurale ale esterilor: HCOOCH3, CH3CH2COOCH2CH3 4 puncte

b. Scrierea ecuaiilor reaciilor chimice 7 x 0,4 = 2,8 puncte

Orice variant corect se puncteaz corespunztor

Barem elaborat de M ihaela Morcovescu, profesor la Colegiul Naional Mihai ViteazuldinPloieti

2016 Chimie Judeteana Clasa a Xia Subiectebarem

Documents

Transcript of 2016 Chimie Judeteana Clasa a Xia Subiectebarem