OJC 2015

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

DIRECIA GENERAL

NVMNT PREUNIVERSITAR

Clasa a VIII-a

OLIMPIADA DE CHIMIE etapa judeean

21 februarie 2015

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

A. .............................................................................................................................................15 puncte Cel mai popular tip de nlbitor casnic este soluia de hipoclorit de sodiu obinut din reacia clorului gazos cu o soluie de NaOH. n soluie, hipocloritul de sodiu este disociat n ioni de sodiu Na+ i anioni hipoclorit.

Ali nlbitori solizi sau lichizi conin peroxid de hidrogen n loc de hipoclorit de sodiu, n care substana activ n soluie este anionul perhidroxil. Ce au aceti doi anioni n comun? Aceti doi ioni au o singur sarcin negativ. Dac fiecare reacioneaz cu un ion de H+ , se formeaz substane mult mai stabile dect ionii hipoclorit sau perhidroxil, astfel c aceste procese chimice au loc. Rezultatul procesului de albire deriv din faptul c este eliberat oxigen activ, care reacioneaz cu moleculele de substane care produc petele pe estur. Consecina benefic este c decoloreaz un compus iniial colorat! Se cere:

1. Scriei ecuaiile proceselor chimice descrise mai sus, exceptnd pe acela care decurge la final cu schimbarea coloraiei.

2. nlbitorii casnici cu soluie de hipoclorit de sodiu sunt comercializai n bidoane de plastic, opace, deoarece sunt afectai de razele luminoase, generndu-se astfel un proces chimic nedorit. Scriei ecuaia reaciei care are loc.

3. Explicai de ce nlbitorul cu hipoclorit de sodiu are tendina de a deteriora esturile fine mai mult dect cel bazat pe peroxid de hidrogen.

4. Explicai de ce petele de rugin de pe o estur nu pot fi nlturate cu nlbitor.

B. ...............................................................................................................................................5 puncte Vitamina C este cunoscut i sub denumirea de acid ascorbic, HC6H7O6 . O soluie rezultat prin dizolvarea unei tablete n ap reacioneaz total cu 2,648 mL soluie NaOH de concentraie 4% i densitatea 1,046 g/cm

3. Presupunnd c n tableta de vitamina C numai acidul este prezent, calculai numrul de moli de

vitamina C din tablet.

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

Se consider urmtorul ir de transformri:

(1) a + b T + c + d

(2) T + b e + d

(3) e + C f + g

(4) e + NH3 f + h + i

(5) f + H2SO4 j + d + h (6) f + H2SO4 + b j + h 100

0C

(7) f + H2SO4 j + T + h

(8) j e +d + b

Se tie c substana T este un compus binar al unui metal Me cu nemetalul Y situat n gupa VI A perioada a 3-a n Sistemul Periodic al elementelor, n care raportul masic Me : Y = 4:1. Se cere:

a) Identificai metalul Me, nemetalul Y i substana T

Pagina 2 din 2

b) Identificai substanele notate prin literele a, b, c, d, e, f, g, h, i, j. c) Scriei ecuaiile reaciilor chimice corespunztoare transformrilor de mai sus. d) Calculai puritatea substanei "j", tiind c 60 g substan "j" conin 6,022 1023 atomi de oxigen; e) Calculai compoziia n procente molare a unui amestec cu masa de 22,4g format din substana "e" i

"f", dac amestecul reacioneaz cu o soluie de HCl diluat i formeaz 27 g sare.

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

Peste 46,28 g aliaj Cu-Au se toarn un amestec format din 118 mL HNO3 63% cu densitatea 1,39 g/cm3 i 10

mL soluie HCl 36,5% cu densitatea 1,2 g/cm3. Se cere: a) stabilii dac reacia este total; b) numrul de moli de gaz degajat; c) compoziia n procente de mas i de moli a aliajului d) raportul volumetric n care trebuie s se amestece o soluie de HNO3 85% cu densitatea 1,47 g/cm

3, cu o

soluie de HNO3 11% cu densitatea 1,06 g/cm3, pentru a obine soluia de acid azotic 63% folosit la tratarea

aliajului

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

A. Clorura unui metal divalent X conine 36,04% metal X, iar unul din cristalohidraii clorurii metalului

conine 18,25% X.

1) Identificai metalul i scriei formula cristalohidratului.

2) 50 g amestec al cristalohidrailor clorurii metalului X cu 1, 4 i 6 molecule de ap, prin nclzire pn

la 40 0C se dizolv n propria sa ap, formnd o soluie saturat (solubilitatea fiind 115g clorur n 100g

ap). Calculai :

a) Numrul de moli de substane componente din amestecul solid;

b) Concentraia n procente de mas a soluiei saturate.

3) Sticla Pyrex, cu rezisten termic bun, utilizat la fabricarea sticlriei de laborator, conine oxizii

elementelor K, X i Si. Raportul masic al acestor elemente n sticla Pyrex este:

K : X : Si = 1,95 : 1 : 4,20. Se cere:

a. Determinai formula sticlei Pyrex;

b. Compoziia procentual n elemente a sticlei Pyrex.

B. La prjirea a 2500 kg de pirit cu 40 % S se obine un reziduu sub form de pirit nears, care conine 1% S din pirita pur. Considernd c impuritile sunt stabile la nclzire i c nu mai conin S, se cere:

a) puritatea piritei;

b) masa de pirit ars i masa reziduului; c) masa soluiei de acid sulfuric 98% care se obine din pirita ars.

Se dau :

mase atomice: H 1; C12; N 14; O 16; S32; Cl 35,5; Si 28; Na23; Mg 24; Al 27; K 39; Ca40; Fe 56; Co 59; C u 64; Zn65; Ag 108; Au 197; Ba 137.

volumul molar = 22,4 L/mol

numrul lui Avogadro NA=6,022 1023

NOT: Timp de lucru 3 ore. Succes!

Subiecte elaborate de Rodica Bru, profesor la Colegiul Naional "Horea Cloca i Crian" din

Alba Iulia


DIRECIA GENERAL



21 februarie 2015

BAREM DE EVALUARE - Clasa a VIII-a


A. .............................................................................................................................................15 puncte A. 1. Cl2(g) + 2 NaOH (aq) NaOCl (aq) + NaCl (aq) + H2O (l)

ClO- + H

+ HCl + O

HOO- + H

+ H2O + O...............................................................................................3 ecuaii x 2p = 6p

2. ecuaia reaciei: 2NaClO(aq) 2NaCl (aq) + O2 (g) ......................................................................... 2p

3. explicaia ...............................................................................................................................................4p

HCl rezultat n reacia hipocloritului atac estura comparativ cu apa rezultat n reacia celuilalt nlbitor

4. explicaia ..............................................................................................................................................3p

Fe(III) din rugin se gsete deja n forma oxidat maxim. Nu mai poate fi nc o dat oxidat.

B. 0,00277 mol acid ascorbic............................................................................................................... ..5 puncte


a) Me= Cu; Y=S; T= Cu2S ..............................................................3 x 1p =3p

b) a = CuFeS2; b = O2; c = FeS2 ; d= SO2; e = CuO; f = Cu; g = CO; h = H2O; i = N2; j = CuSO4

...................................................... 10 x 0,5p =5p

c)..............................................................................................................................................8 ecuaii x 1p = 8 p

d) 40 g CuSO4 pur.......................2 p

puritatea 66,66%.........................................................................................................................................1p

e) amestec Cu i CuO, doar CuO reacioneaz, ecuaia ...................1p

conform ec r.: 16g CuO, 6,4 g Cu..........................1p

0,2 moli CuO, 0,1 moli Cu.........................2p

66,66% CuO, 33,33% Cu.......................2p


a) Au + 3HCl + HNO3 AuCl3 + NO + 2H2O (ec. 1)

3Cu + 8 HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (ec. 2)...........................2ec X 2p=4p

reacia este total (demonstraie)............................................................................................................9p

b) 0,04 moli NO din reacia (1)

Pagina 2 din 2

0,4 moli NO din reacia (2)

nt NO= 0,4 + 0,04 =0,44 moli .......................................................................................................................2p

c)

nAu 0,04 moli 0,64

nCu 0,6 moli

6,25% ;93,75% ............................................

moli

Au Cu

......................................................................................2p

mCu + mAu =38,4 + 7,88 =46,28 g

82,97% Cu, 17,03% Au .....................................................................................................................................2p

d) Vs (85%) : Vs (11%) = 1,7 : 1 ......................................................................................................................6p

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

A. ...................................................................................................................................................15 puncte

1. Identificare metal X = Ca ..............................................2p

Cristalohidratul = CaCl2 6H2O ............................................. 2p

2. a. 0,24 moli CaCl2

1,29 moli H2O .................................2 X 1p=2p

b. c%=53,48% ..................................................2p

3. a. formula x K2O y CaO z SiO2

= x = y (1p)

= z = 6x (1p)

= z = 6y (1p)

x K2O x CaO 6x SiO2 ; pt x=1 : K2O CaO 6SiO2 ..................................................... 1p

b. M = 510 g/mol ............................................. .. 1p 15,29% K, 7,84% Ca, 32,94 % Si, 43,92 % O ................................... 4 X 0,5p = 2p

B. ...................................................................................................................................................15 puncte

a) m pirit pur = 1875 kg...................................................................................................................................2p

puritatea 75%..................................................................................................................................................1p

b) ecuaia reaciei ...........................................................................................................................................2p

masa pirit ars = 1839,844 kg......................................................................................................................5p

masa reziduu = masa pirita nearsa + masa oxid feric + masa impuritat

masa reziduu = 35,156 + 1226.56+625=1886,71 kg...................................................................................2p

c) ecuaiile reaciilor................................................................................................................................2x1p=2p

masa solH2SO4= 3066,4 kg.............................................................................................................................1p

NOT: Orice variant corect de rezolvare se puncteaz corespunztor.

Barem elaborat de Rodica Bru, profesor la Colegiul Naional "Horea Cloca i Crian" din Alba Iulia


DIRECIA GENERAL


Clasa a IX-a


21 februarie 2015


A. ...............................................................................................................................................8 puncte a). Aeaz n ordinea creterii razei urmtorii atomi i ioni: K, K+, Si, Si4+, Cl, Cl-, Ar. b.Cromul are Z= 24. Ci electroni de tip d are cromul i urmtoarele dou elemente din aceeai grup a sistemului periodic?

c). Aeaz n ordinea scderii energiei de ionizare primare urmtorii atomi: Na, Ca, K, O, Cl, Si, Ar. d). Determin masa de clor care se combin cu masa de magneziu care cedeaz 24,088 x 1023 electroni.

B. .............................................................................................................................................12 puncte Peste 100 g NaOH cu c=25% se adaug o mas de soluie de H2SO4 cu c=49% i rezult: a). o soluie neutr; b). o soluie care mai conine 10% NaOH; c). o soluie care mai conine 10% H2SO4. Care este masa de soluie de H2SO4 utilizat n fiecare situaie?


Se d urmtoarea schem de de reacii:

a + d b + e + f

e + f d + g

d + h i

i + j k + l

l + m b + n

n + h o

a). Identific substanele a-o din schem i scrie ecuaiile reaciilor chimice, tiind c:

- substanele a, d i e conin clorul n stri de oxidare diferite;

- substanele i i j conin azotul n stri de oxidare diferite;

- substanele i i o conin legturi coordinative;

- substaa l conine un element cu cofiguraia [Ar] 3d104s1.

b). Explic formarea legturilor pentru chimice pentru substanele g, i i o

c). Aranjez n ordinea creterii punctelor de fierbere numai substanele cuprinse n schem, care formeaz molecule stabile. Justific rspunsul.


Dintr-o soluie de CuSO4, saturat la 700C, se depun 203,125 grame cristale albastre prin rcire la

150C. tiind c soluia saturat la 150C conine 1 parte substan anhidr la 5 pri de ap, iar procentul de

oxigen din soluie este cu 7,25% mai mare dect la 700C, determin masa soluiei supus rcirii i concentraiile procentuale ale soluiilor saturate la cele dou temperaturi.

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

Alaunul de crom i potasiu este un reactiv chimic utilizat la analize de laborator i are formula chimic KCr(SO4)212H2O. Acesta se obie prin evaporarea soluiei rezultate n urma reaciei dioxidului de sulf cu soluie de K2Cr2O7 acidulat cu H2SO4. Dioxidul de sulf necesar se obine prin reacia dintre Na2S2O3 i H2SO4.

Pagina 2 din 2

a) Scrie cele trei ecuaii ale reaciilor chimice care au loc pentru obinerea alaunului.

b) Ce volum de soluie de H2SO4 de concentraie 4 M este necesar pentru obinerea a 99,8 g cristale de alaun, dac 50% din SO2 se pierd n timpul barbotrii n soluia de K2Cr2O7 acidulat cu H2SO4?

c) n ce cantitate de ap trebuie dizolvat alaunul obinut pentru a rezulta o soluie n care concentraia K2SO4 este de 10%?

d). Scrie formulele alaunilor de sodiu i aluminiu, respectiv a alaunilor de amoniu i aluminiu

Se dau :

mase atomice: H 1; C12; N 14; O 16; Na23; Mg 24; Al 27; S32; Cl 35,5; K 39; Ca40; Fe 56; Co 59; C u 64; Zn65; Ag 108; Ba 137, Cr 52

- numere atomice O- 8, Al- 13, Si- 14, Cl-17, Ar 18, Na -11, Ca -20, K- 19, Cu- 29


numrul lui Avogadro NA=6,022 1023

mol-1

NOT: Timp de lucru 3 ore.

Subiecte elaborate de Carmen-Gina Ciobc, profesor la Colegiul Naional Petru Rare Suceava


DIRECIA GENERAL



21 februarie 2015

BAREM DE EVALUARE - Clasa a IX-a

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

A. ......................................................................................................................................8 puncte (2x4puncte)

a). Si4+

< Cl < Si < K+ < Cl

- < Ar < K

b). 5, 15, 24.

c). Ar > O > Cl > Si > Ca > Na > K

d) 142 g

B. ......................................................................................................................................12 puncte(3x4puncte)

a). 62,5 g sol H2SO4 49%

b). 30 g sol H2SO4 49%

c). 104,136 g sol H2SO4 49%

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

a). Identificarea substanelor i scrierea ecuaiilor reaciilor chimice din schem....................15 p uncte

a- KClO3, b KCl, c-O2, d-HCl, e-Cl2, f-H2O, g-HOCl, h-NH3, i-NH4Cl, j-Cu(NO3)2, k-NH4NO3, l-CuCl2, m-KOH, n-Cu(OH)2, o-[Cu(NH3)4](OH)2

b). Formarea legturilor ...................................................................................................... .........5 puncte

c) Aranjarea corect a moleculelor stabile i justificarea rspunsului ....................... .................5 puncte

O2 < HCl < Cl2 < NH3


DIRECIA GENERAL


Clasa a X-a


21 februarie 2015

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

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

Propena separat din gazele de cracare se supune urmtoarelor transformri:

F

G

+ NaNH2 / 800 C

- NaCl- NH3

B C+ NaNH2

- NH3D E

+ Cl2 / 5000 C

- HClA

t0 C + CH3I

- NaI

+ H2

Pd / Pb2+

+ Na / NH3 (l)

H2C CH CH3(Na)

Se cer:

a) identific substanele notate cu literele A, ., G; b) ordoneaz substanele F i G n ordinea cresctoare a punctului de fierbere.

B. .......................................................................................................................................... 12 puncte

O hidrocarbur nesaturat A, n prezena acidului sulfuric, conduce n principal (aproximm c randamentul de transformare este 100%), la un amestec de dou hidrocarburi B i C. Amestecul rezultat decoloreaz soluia de Br2 n CCl4, dar pentru bromurarea unei mase de amestec este nevoie de jumtate din cantitatea de brom fa de cazul n care se bromureaz aceeai mas de hidrocarbur A. Dac amestecul de hidrocarburi B i C se hidrogeneaz n prezena unui catalizator de Ni rezult o singur hidrocarbur D. Hidrogenarea hidrocarburii A n prezen de Ni fin divizat conduce la o hidrocarbur E, care conine 17,24% H (procente de mas). Hidrocarbura E conine un singur atom de C teriar. a) determin structura compuilor notai cu literele A, .., E; b) indic importana practic a hidrocarburii D.

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

O hidrocarbur aromatic X conine 89,49% C (procente de mas). Densitatea vaporilor hidrocarburii, la 170

0 C i 1 atm, nu depete 9,5 g/L.

a) determin formula molecular a hidrocarburii X; b) scrie formulele structurale posibile pentru X, tiind c, prin clorurare fotochimic, rezult un singur derivat monoclorurat;

c) identific compusul X tiind faptul c acesta nu se oxideaz cu soluie acid de KMnO4; d) compusul X poate fi nitrat cu amestec nitrant i rezult produsul majoritar Y, n proporie de 82%. Identific compusul Y i explic de ce este produs majoritar. e) Hidrocarbura Z, izomer cu X, care prin clorurare fotochimic formeaz un singur derivat monoclorurat, se supune oxidrii cu oxigen din aer, n prezen de pentaoxid de vanadiu, la 4000 C. Scrie ecuaia reaciei chimice care are loc.

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

A. ntr-un experiment, o cantintate dintr-una dintre hidrocarburile gazoase n condiii standard de temperatur i presiune se arde n cantitatea necesar de oxigen i, la 1010 C i 1 atm, volumul total al produilor de reacie este egal cu volumul iniial al reactanilor, n aceleai condiii. Stabilete structurile posibile ale hidrocarburii utilizate n acest experiment.

Pagina 2 din 2

B. a) O prob dintr-o hidrocarbur A a fost ars complet i raportul r dintre masa produilor de reacie i masa de hidrocarbur ars este de 4,43. Crei clase de hidrocarburi poate aparine compusul A? b) Propune o cale de sintez, pornind de la reactivi anorganici, pentru cea mai simpl hidrocarbur (de exemplu, hidrocarbura B care conine cel mai mic numr de atomi de carbon i nu conine atomi de carbon primari), pentru care raportul r de la punctul a) este egal cu 4,26. c) Masa produsului de hidrogenare complet a unei hidrocarburi aciclice este de 1,042 ori mai mare dect masa iniial a hidrocarburii. Scrie ecuaia reaciei de hidrogenare.

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

O hidrocarbur X, cu masa molar mai mic dect 160 g / mol, conine 94,12% C (procente de mas). Hidrocarbura X, avnd caracter slab acid, formeaz o sare Y care conine 65,98% metal monovalent (procente de mas). a) determin formula molecular a hidrocarburii X; b) scrie formulele structurale ale hidrocarburilor corespunztoare formulei moleculare determinate care ndeplinesc condiiile problemei; c) identific hidrocarbura X, tiind c n structura sa exist un singur atom de C primar; d) denumete hidrocarbura X; e) scrie ecuaia reaciei chimice prin care din hidrocarbura X se obine sarea Y; f) O hidrocarbur Z, izomer cu hidrocarbura X, se supune urmtoarelor transformri:

Z + H2

Pd / Pb2+T

KMnO4 / H2SO4V + CO2 + H2O

tiind c 51 g de hidrocarbur Z consum la hidrogenare, n prezen de paladiu otrvit cu sruri de plumb, 12,3 L de hidrogen, msurai la 270 C i 1 atm, iar cantitatea de compus T obinut se oxideaz cu 1 L de soluie de KMnO4 1M, n mediu de acid sulfuric, se cer: Identific substanele notate cu literele Z, T, V; g) propune o structur pentru o hidrocarbur izomer cu T, tiind c toi atomii de carbon din molecula acesteia sunt teriari i toate legturile chimice sunt simple.

Se dau :

mase atomice: H 1; C12; O 16; Li 7; Na 23; K 39, Rb 85; Cs 133; Cu 64; Ag 108; Mg 24; Ca 40; Ba 137; Cl 35,5


constanta universal a gazelor: R 0,082 atm L / (mol K)


Subiecte selectate i prelucrate de Vasile Sorohan, profesor la Colegiul Costache Negruzzi,

Iai


DIRECIA GENERAL


OLIMPIADA DE CHIMIE etapa judeean 21 februarie 2015

BAREM DE EVALUARE - Clasa a X-a

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

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

a) 7 structuri X 1 p = 7 p

A:

F:

H2C CH CH2 Cl B: C: HC C CH3 D: H3C C C Na+

C C CH3H3CE: C C

CH3

HH

H3C

C C

H

CH3H

H3C

G:

A:

F:

H2C CH CH2 Cl B: C: HC C CH3 D: H3C C C Na+

C C CH3H3CE: C C

CH3

HH

H3C

C C

H

CH3H

H3C

G:

H2C C CH2

G < F

creste p.f.b) 1 p

B. ............................................................................................................................................... 12 puncte

a) E conine 17,24% H

82,76 17,24C: H : 6,89 :17,24 1: 2,5 2 :5 (raport molar)

12 1

Formula molecular: n52(C H ) ; soluie unic n = 2; E are formula molecular 4 10C H . E conine un

atom de C teriar E este izobutanul (2 p)

H3C CH CH3

CH3

E:

E se obine prin hidrogenarea, n prezen de Ni, a hidrocarburii A. Rezult c A este izobutena.

H2C C CH3

CH3

A:

(2 p) Hidrocarburile B i C, prin hidrogenare n prezen de Ni, conduc la hidrocarbura D. Rezult c B i C sunt hidrocarburi izomere. Deoarece A trece doar n B i C izomere care decoloreaz soluia de decoloreaz soluia de Br2 n CCl4, rezult c B i C sunt tot alchene.

C4H8 + Br2 C4H8Br2x g a moli

56 (g) 1 mol

CnH2n + Br2 CnH2nBr2x g 0,5 moli

M (g) 1 mol

Rezult c M 2 56 112 g/mol . M 12n 2n 112 n 8 Deci, B i C au formula molecular

8 18C H , ceea ce inseamn c, n prezena acidului sulfuric, izobutena dimerizeaz. (2 p)

2 H2C C CH3

CH3

H2SO4

H3C C CH

CH3

CH3

C

CH3

CH3

H3C C CH2

CH3

CH3

C

CH3

CH2

B sau C

C sau B

H2

NiH3C C CH2

CH3

CH3

CH

CH3

CH3

D

Pagina 2 din 5

B i C - 2 X 1 p = 2 p D 2 p b) D obinerea benzinelor de caliate superioar.. (2 p)

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

a) 89,49 100 89,49

C: H : 7,457 :10,51 1:1,4 5: 7 (raport molar)12 1

Formula brut: 5 7C H ; Formula molecular: 5 7 n(C H ) ; (2 p)

pM9,5 M 230 67n 230 n 3,42

RT ; (2 p)

n , numrul atomilor de hidrogen din molecula unei hidrocarburi este ntotdeauna par n 2 , M = 134 g / mol (Pentru n = 4 M = 268 > 230, deci nu convine)

Deci hidrocarbura X are formula molecular 10 14C H (4 p)

b) NE = 4, prin monoclorurare fotochimic rezult un singur derivat. Condiia este ndeplinit de doi compui:

C CH3

CH3

H3C

CH3

CH3

H3C

H3C(1) (2)

2 X 4 p = 8 p

c) Compusul (1) nu se oxideaz cu soluie acid de KMnO4. X este terbutilbenzenul.

CH3C

CH3

CH3

NO2d)

Compusul Y este 4-nitro-terbutilbenzenul. Y este produs majoritar datorit mpiedicrii sterice.

(3 p)

e) Z este compusul (2): 1,2,4,5-tetrametilbenzen sau duren

CH3

CH3

H3C

H3C

+ 6 O2

COOH

COOH

HOOC

HOOC

V2O5 / 4000C

- 4 H2O

t0 C

-2 H2O

C

C

C

C

O

O

O O

O

O

(6 p)

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

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

Hidrocarbura este x yC H .

x y 2 2 2

4x y2C H O 2xCO yH O

2

Din datele problemei rezult: 4x y

2 2x y y 42

. Deci hidrocarbura este x 4C H . (4 p)

Hidrocarbura este gazoas n condiii standard, deci poate fi: 4 2 4 3 4 4 4CH , C H , C H , C H (2p)

Pagina 3 din 5

C2H4 H2C CH2

C3H4 H2C C CH2 HC C CH3

H2C C C CH2 H2C CH C CH

CH2

C4H4

8 structuri 8 X 0,5 p = 4 p B ................................................................................................................................................ 15 puncte

a) x yC H este hidrocarbura A.

x y 2 2 2

4x y2C H O 2xCO yH O

2

CO H O

C H

2 2

x y

m m 2x 44 y 18r

m 2 (12x y)

r 4,43 y 2x . Hidrocarbura A este x 2xC H - alchen sau cicloalcan (4 p)

b) x 2

r 4,26 y 1,5xy 3

. Hidrocarbura B are formula brut 2 3C H , iar formula molecular

2 3 n(C H ) . Numrul atomilor de hidrogen din molecula unei hidrocarburi este ntotdeauna par. Cea mai

simpl hidrocarbur, pentru n = 2, este 4 6C H . (2 p)

B nu conine atomi de carbon primari B poate fi 1,3-butadien.

CaO + 3C CaC2 + 2 H2O

- Ca(OH)2HC CH2500

0 C

- COetc.

(Se va puncta orice sintez care respect cerinele problemei) Sinteza corect (5 p) c)

2b a 2a 2aC H + nH C H

b 2a 2 2n

C Ha 2a 2M 14a 2 M

C Ha 2a 2 2nM 14a 2 2n M 2n

M1,0416 M 50n 14a 2 50n

M 2n

Pentru n = 2 a = 7 (2 p)

12 2 7 167C H + 2H C H

(2 p)

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

a)

94,12 5,88

C: H : 7,84 :5,88 1,33:1 4 :3 (raport molar)12 1

Formula brut: 4 3C H ; Fomula molecular n4 3(C H ) (1 p)

Numrul atomilor de H din molecula unei hidrocarburi este ntotdeauna par. M < 160 g / mol

51 n < 160 n < 3,13 n = 2

Formula molecular a hidrocarburii X este 8 6C H (2 p)

b) Hidrocarbura X are caracter slab acid. Rezult c X este o alchin cu legtur tripl marginal (una sau mai multe).

Sarea cu metalul monovalent este: n8 6 nC H M

Pagina 4 din 5

MM

M

n A 197,82100 65,98 A 1,94

8 12 (6 n) n A n

Pentru Mn 3 A 64 metalul M este Cu (3 p)

n = 3 hidrocarbura X conine 3 legturi triple marginale. Hidrocarbura X poate fi:

HC C CH

C

CH2

CH

C CH

(1)

HC C C C

CH3

C

CH

CH

(2) 2 X 3 p = 6 p

c) Hidrocarbura X este compusul (2) care conine un atom de carbon primar. (2 p) d) 3-etinil-3-metil-1,4-pentadiin (2 p)

H3C C(C CH)3 + 3 [Cu(NH3)2]Cl H3C C(C CCu)3 + 3 NH4Cl + 3 NH3 e)

(3 p)

f) Z este izomer cu X. Z este 8 6C H

H2

pVn n 0,5 moli

RT

8 6 2 8 6 2nC H nH C H

2C H C H H 8 6 28 6 8 6m 51 g; n 0,5 moli; n 0,5moli C H : H 1:1 (raport molar) . Rezult c Z conine

o singur legtur tripl. (2 p)

Din reacie rezult 0,5 moli T ( 8 8C H )

24 2 4 2 4 42KMnO 3H SO K SO 2MnSO 3H O 5[O]

KMnO [O]4

n 1 mol n 2,5 moli

T : [O] = 0,5 : 2,5 = 1 : 5 (raport molar) (2 p)

C8H6 C8H8 V + CO2 + H2O+H2/Pd/Pb

2+ + 5[O]

KMnO4/H2SO4 Rezult c V este 7 6 2C H O

V este acidul benzoic: 6 5C H COOH (2 p)

T este stirenul (vinilbenzenul): 6 5 2C H CH CH (2 p)

Z este fenilacetilena (etinilbenzenul): 6 5C H C CH (2 p)

g) cubanul

(1 p)

Not: La toate subiectele se va puncta corespunztor orice alt variant de rezolvare care respect condiiile din enun.

Barem elaborat de Vasile Sorohan, profesor la Colegiul Costache Negruzzi din Iai

Pagina 5 din 5

CCl4

Pd/Pb2+

OLIMPIADA DE CHIMIE

Subiectul I A. 12Se dau formulele de structur pentru compu

I. Linalool din ulei de lavand

IV. Amfetamina (Benzedrina)

a. Precizai denumirea conform IUPAC pentru I, II, III b. Scriei formulele structurale ale stereoizomerilor corespunzc. Substanele IV i V sunt insolubile n apnumai n unul din cazuri se pstreazdeosebirea dintre aceste substane.

B. 81. Scriei formulele de structur pentru ster

a. trans3hexen + Br2

b. cis2buten + [O] + H2O

c. trans2, 3dimetil3hexen

d. 2butin + H2 O

e. ciclopenten + C6H5C OO

2. Degradarea Hofmann a bazelor cuaternecuaiile reaciilor chimice de obinere a eten

Str. General Berthelot nr. 28

DIREC

NVMNT

4

KMnO4/HO

Ni

Clasa a XI-a OLIMPIADA DE CHIMIE etapa judeean

21 februarie 2015

12 pentru compuii:

II. Citral din ulei de lmie

III.

Amfetamina (Benzedrina) V.

i denumirea conform IUPAC pentru I, II, III i IV; i formulele structurale ale stereoizomerilor corespunztori compuilor II i III;

i V sunt insolubile n ap, dar solubile n soluie de HCl 5%. Dupstreaz solubilitatea n soluie de HCl 5%. Explica

8 pentru stereoizomerii produilor urmtoarelor reacii

hexen + H2

OH

a bazelor cuaternare de amoniu are loc la temperaturi mai mari de 100inere a etenei prin degradri Hofmann ale metiletil

Str. General Berthelot nr. 28-30, Sector 1, 010168, Bucureti

Tel: +40 (0)21 405 63 00

www.edu.ro

IRECIA GENERAL

MNT PREUNIVERSITAR

. 20 puncte 12 puncte

Efedrina din planta de crcel

V. Tetracaina

i III; 5%. Dup reacia cu anhidrida acetic,

HCl 5%. Explicai att asemnarea, ct i

8 puncte ii:

are de amoniu are loc la temperaturi mai mari de 100C. Modelai etilbutilaminei.

H2O + CO

230C

+ 2HA

+ (CH3)2 CH3OSO

Subiectul II A. 11. Parabenii sunt compui organici derivadezinfectani i arome, n industria urmtoarei scheme: C6H5OH + KOH A

2 B C + C6H5OH + CO2

C acid phidroxibenzoic

Se cere: a. Scriei ecuaiile reaciilor reprezentate n schemb. Denumii conform IUPAC substanc. Pentru cei doi acizi izomeri din schem159C, precum i constantele de aciditate Kd. n Australia se interzice folosirea parabeinterdicie. 2. a. Scriei formulele structurale ale urmpmetoxifenoxid. b. Acidul phidroxibenzoic, este un acid diproNaHCO3.

HOC6OC6

Ordonai cele patru specii acide n ordinea descresc

B. Un amestec de acid oxalic i acid formicun amestec gazos cu volumul de 0,672Se cere: a. Calculai raportul molar al celor doi acizib. O prob H2C2O42H2O cu masa de 0,130acidului cristalizat (impuritile nu reac

Subiectul III A. 11. Etanolaminele sunt substane folosite n cosmeticetilenoxid. Se introduc n soluie apoascu o cantitate dubl de etilenoxid gazos. Se obsepar 91,5 kg monoetanolamina, 630 S se calculeze: a. Compoziia n procente molare a amestecului finalb. Randamentul de transformare a amoniacului 2. Scriei ecuaiile reaciilor posibile de reacie.

B. 8ntr-un vas cu dop rodat se cntresc 0brom 0,05M. Se nchide vasul i se lasprin reacia cu excesul de brom coloreazamidon, pn la decolorare. Calculcondiiile date tiosulfatul de sodiu se transform

p = 6 atm, 12

2KA


DIREC

NVMNT

+ CO2 H2SO4 KHSO4

ROH(H2SO4) H2O

2OSO3 OSO3H

1i organici derivai de la acidul parahidroxibenzoic, utiliza

i arome, n industria farmaceutic, cosmetic i alimentar. Aceste substan

B acid salicilic

parabeni

E (arom de anason)

iilor reprezentate n schem; nform IUPAC substana (E) i parabenii conservani, preparai cu CH3

Pentru cei doi acizi izomeri din schem atribuii valorile potrivite ale punctelor de topi constantele de aciditate Ka = 10,510-4 i Ka = 2,610-5. Justificai alegerea.

ia se interzice folosirea parabenilor n scopurile enumerate n text. Formula

i formulele structurale ale urmtorilor anioni n ordinea creterii bazicit

, este un acid diprotic pentru care se dau ecuaiile reac

6H4COOH + HCO3 HOC6H4COO + H2CO6H4COO + HCO3 HOC6H4COO + CO32

i cele patru specii acide n ordinea descresctoare a aciditii lor.

i acid formic, obinut din greeal, se trateaz cu 10 g solu0,672 L (c.n.) i cu densitatea de 1,464 g/L (c.n.).

i raportul molar al celor doi acizi n amestec; O cu masa de 0,130 g este titrat cu 20 mL soluie de KMnO

ile nu reacioneaz cu KMnO4).

1e folosite n cosmetic, industria textil i de pielrie, care se preparie apoas 24,6 m3 amoniac, la temperatura de 27C i

de etilenoxid gazos. Se obine un amestec al celor trei etanolamine, din care dupmonoetanolamina, 630 kg dietanolamina i 298 kg trietanolamina.

ia n procente molare a amestecului final de aminoalcooli; b. Randamentul de transformare a amoniacului i conversia n dietanolamin.

iilor posibile ntre monoetanolamin (colina) i acid acetic, preciznd tipul fiec

8resc 0,02 g fenol brut. Se adaug 10 mL acid acetic gla

i se las la ntuneric 20 minute, apoi se adaug 10 mLia cu excesul de brom coloreaz soluia n brun i se titreaz cu soluie de Na

alculai puritatea probei de fenol, dac s-au consumat 13iile date tiosulfatul de sodiu se transform n Na2S4O6.

p = 6 atm, 125C


Tel: +40 (0)21 405 63 00

www.edu.ro

IRECIA GENERAL

MNT PREUNIVERSITAR

25 puncte 15 puncte

i de la acidul parahidroxibenzoic, utilizai drept conservani, . Aceste substane se pot obine conform

3 OH, respectiv C7H15 OH. trivite ale punctelor de topire, 213C i respectiv

i alegerea. Formulai o motivaie pentru aceast

azicitii: fenoxid; pnitrofenoxid;

iile reaciilor n soluie apoas de

CO3

10 puncte g soluie de H2SO4 95% i se obine

nO4, 0,02M. Calculai puritatea

.. 25 puncte 10 puncte

rie, care se prepar din amoniac i presiunea de 10 atm, mpreun

ine un amestec al celor trei etanolamine, din care dup distilare se

i acid acetic, preciznd tipul fiecrui produs

8 puncte acid acetic glacial i 25mL soluie de

10 mL soluie KI 1M. Iodul format ie de Na2S2O3 0,1M n prezen de

consumat 13 mL soluie Na2S2O3. n

CH3MgBr (exces), H2O

HO

K2Cr2O7/H+

HCl

C. Se consider produsul carbonilic cu formula molecularpropionic (A) i acetona (B). Se cere: a. S se indice o schem de reacii simultan ambele substane (A) i (B)b. S se indice o schem de reacii una n alta.

Subiectul IV A. 1Substana (A) are formula molecularcristalizat cu 2,4 dinitrofenilhidrazina (DNFH), reacde la substana (A) se pot scrie ecua

A B

D E + NaCl

aceton + butanal F

F E + H2O Compusul (B) are formula molecular(DNFH). Compusul (E) coloreaz n roa. Scriei ecuaiile reaciilor din schemb. Denumii conform IUPAC substanc. La dozarea unei soluii a substandin proba de analizat.

B. La echilibrul unei reacii chimice ntre etanol CH3COOH, 1/3 moli C2H5OH, 2/3 moli CHrespectiv este 4. S se calculeze echilibru se mai adaug 1 mol C2H5OH

C. 10Prin tratarea unui polialcool saturat cu anhidridreprezint 136,95% comparativ cu polialcoolul.Se cere: a. Formula molecular i structural a b. Scrierea ecuaiilor reaciilor chimice de obraport cu aerul este 1,45; c. Volumul hidrocarburii, msurat la 1 atm global al reaciilor este 80%.

Se dau: - Mase atomice: H - 1; C - 12; N - - Volumul molar V = 22,4 L/mol; - Masa molecular a aerului aer = 28,9- Constanta universal a gazelor: R =

NOT: Timp de lucru 3 ore. Subiecte propuse de Ignat Iuliana, profesor la


DIREC

NVMNT

K2Cr2O7/H+ I2, NaOH

cu formula molecular C3H6O, sub forma celor doi izomeri ai s

ii i condiiile acestora, prin care, pornind de la un co).

ii i condiiile lor, prin care cele dou substane (A

1are formula molecular C6H10O2, este neutr fa de indicatorii acido

cristalizat cu 2,4 dinitrofenilhidrazina (DNFH), reacioneaz cu reactiv Tollens i decuaiile reaciilor chimice, conform schemei de mai jos

B C D + CHI3

F + F

are formula molecular C8H18O2, reacioneaz rapid cu reactiv Lucas, dar nu reac n rou soluia de metilorange i reacioneaz rapid cu reactiv Lucas.

iilor din schem i cele ale substanei (A) cu DNFH i (A) cu reactiv Tollens.i conform IUPAC substanele notate cu (A), (B), (C) i (E).

ii a substanei (B) se consum 15mL soluie K2Cr2O7 0,2M. C

ii chimice ntre etanol i acid acetic compoziia amestecului este urmOH, 2/3 moli CH3COOC2H5 i 2/3 moli H2O. Constanta de echilibru la temperatura

se calculeze conversia total de transformare a acidului acetic, dacOH la volum constant.

10Prin tratarea unui polialcool saturat cu anhidrid acid n exces masa molecular cre

cu polialcoolul.

i structural a polialcoolului; iilor chimice de obinere a polialcoolului pornind de la hidrocarbura a c

surat la 1 atm i 27C, necesar obinerii a 920 kg polialcool,

14; O - 16; Na - 23; S - 32; Cl - 35,5; K - 39; Cr

= 28,96 g/mol; a gazelor: R = 0,082 atmdm3/molK.

profesor la Liceul Pedagogic D.P. Perpessicius


Tel: +40 (0)21 405 63 00

www.edu.ro

IRECIA GENERAL

MNT PREUNIVERSITAR

7 puncte or doi izomeri ai si: aldehida

pornind de la un compus unic s se obin

A) i (B) s se poat transforma

.. 30 puncte 15 puncte

de indicatorii acido - bazici, formeaz un compus i d reacia iodoformului. Pornind

conform schemei de mai jos:

rapid cu reactiv Lucas, dar nu reacioneaz cu rapid cu reactiv Lucas.

cu reactiv Tollens.

0,2M. Calculai masa substanei (B)

5 puncte ia amestecului este urmtoarea: 1/3 moli O. Constanta de echilibru la temperatura

de transformare a acidului acetic, dac peste amestecul de

10 puncte crete cu 126. Aceast cretere

inere a polialcoolului pornind de la hidrocarbura a crei densitate n

g polialcool, tiind c randamentul

- 52; Mn - 55; Br - 80; I - 127;

Brila.

H2O

230C

+ 2HA

+ (CH

CO

O-K

COO-K+

O-K+

OLIMPIADA DE CHIMIE

BAREM DE EVALUARE Subiectul I A. 12a. 4 denumiri conform IUPAC 1p b. Compusul II prezint doi diastereoizomeri: Z (cis), E (trans), 2 structuri 1p Compusul III prezint 2 atomi de carbon asimetrici: 2 perechi de enantiomeri (eritro , treo ), 4 structuri 0,5pc. Explicaie . Asemnarea caracterul bazic demonstrat prin scrierea ecua Deosebirea Amfetamina (Benzedrina), dupHCl 5%. Tetracaina, dup acilare, avnd n structura sa rmne solubil n soluia de HCl 5%.

B. 81. a. mezo3, 4dibromhexan (mezoformb. cis2, 3butandiol (mezoform); c. ()2, 3dimetilhexan (amestec racemic);d. cis2buten; e. ()trans1, 2ciclopentandiol (amestec racemic)2. Modelarea ecuaiilor reaciilor chimicese ca produi finali de reacie: CH2=

Subiectul II A. 11. a. .. 7

C6H5OH + KOH C6H5O

2

acid phidroxibenzoic

2KA

OH

COO-K+


DIREC

NVMNT

+ CO2 H2SO4KHSO

ROH(H2SO4) H2O

+ (CH3)2OSO3 CH3OSO3H

OHOO-K+

K+

COOR

OHCOOH

OCH3


BAREM DE EVALUARE CLASA A XI-A

12

doi diastereoizomeri: Z (cis), E (trans), 2 structuri 1p atomi de carbon asimetrici:

2 perechi de enantiomeri (eritro , treo ), 4 structuri 0,5p .

caracterul bazic demonstrat prin scrierea ecuaiilor reaciilor chimiceAmfetamina (Benzedrina), dup acilare, pierde caracterul bazic

acilare, avnd n structura sa grefat i o grupare amino 5%.

8

(mezoform);

dimetilhexan (amestec racemic);

ciclopentandiol (amestec racemic). iilor chimice, degradri Hofmann (metilare urmat de nc

=CH2 i (CH3)3N

1.. 7

OK+

+ + CO2

hidroxibenzoic

p = 6 atm, 125C OH

COO-K+


Tel: +40 (0)21 405 63 00

www.edu.ro

IRECIA GENERAL

MNT PREUNIVERSITAR

4

KHSO4

. 20 puncte 12 puncte

4 p. .. 2 p.

2 p. . 4 p.

lor chimice. acilare, pierde caracterul bazic i este insolubil n soluia de

amino teriar, care nu se acileaz,

8 puncte 5 p.

de nclzire cu Ag(OH)) obinndu- 3 p.

25 puncte 15 puncte

.. 7 p.

+

OH

COOH

OH

COOH

COOH

OH

NO2

O- O-

b. (E) acid pmetoxibenzoic parahidroxibenzoat de metil . parahidroxibenzoat de nheptil c.

punct de topire = 159C K

punct de topire = 213C Ka = 2,610

Justificare .. d. Parabenii au potenial efect cancerigen datorit2. a. ..

<

b. HOC6H4COOH > H2CO3 > HCO

B. 10a. HCOOH CO + H2O ... H2C2O4 CO + CO2 + H2O amest.gaze = 0,03 moli; mgaze = 0,9838 gb. 5 H2C2O4 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 KMnO4 = 0,0004 moli; m H2C2O4

Subiectul III .. A. 101. a. 3 ecuaii chimice 1p .. 3Compoziia n procente molare a amestecului

15,79% (monoetanolamina); 63,16% (dietanolamina); 21,05% (trietanolamina)b. = 95%; c= 60% . 12. 4 ecuaii chimice 1p . 4

B. 8

C6H5OH + 3Br2 C6H2Br3OH + 3 HBrBr2 + 2KI 2KBr + I2 1I2 + 2Na2S2O3 Na2S4O6 + 2NaI ... 1Na2S2O3 = 1310-4 moli . 1I2 = Br2(exces) = 6,510-4 moli ... 1Br2 n reacia cu fenolul = 610-4 moli 1p = 94% ... 2


DIREC

NVMNT

O-

CH3O

.

punct de topire = 159C Ka = 10,510-4 ..

punct de topire = 213C = 2,610-4 .

..

ial efect cancerigen datorit nucleului benzenic ... ..

<

HCO3 > HOC6H4COO

10...

O .. = 0,9838 g; HCOOH : H2C2O4 = 4:3 ... 2 10 CO2 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8 H2O 2

H2C2O42H2O = 0,126 g; p = 96,923 %

Subiectul III .. 10

.. 3ia n procente molare a amestecului final:

15,79% (monoetanolamina); 63,16% (dietanolamina); 21,05% (trietanolamina). 1

. 4

8

OH + 3 HBr 1 1

... 1. 1

... 1 1

... 2


Tel: +40 (0)21 405 63 00

www.edu.ro

IRECIA GENERAL

MNT PREUNIVERSITAR

1 p. . 0,5 p.

0,5 p.

.. 1 p.

. 1 p.

.. 1 p. ... 1 p.

.. 1 p.

.. 1 p.

10 puncte ... 1 p.

.. 1 p. ... 2 p.

2 p. 4 p.

Subiectul III .. 25 puncte 10 puncte

.. 3 p.

15,79% (monoetanolamina); 63,16% (dietanolamina); 21,05% (trietanolamina) . 2 p. . 1 p.

. 4 p.

8 puncte

1 p. 1 p.

... 1 p. . 1 p.

... 1 p. 1 p.

... 2 p.

CH3

CH2

CH

OH

CHCCH3

CH3

OH

CH3

C. a. Modelarea ecuaiilor reaciilor chimice ozonizare urmat de hidroliz:

b. A B .. 2 B A .. 2

Subiectul IV .. A. 15a. 8 ecuaii chimice 1p

(A) (B)

(E)

b. 4 denumiri conform IUPAC 1p (A): 2etil3oxobutanal; (B): 3etil2 metil2, 4pentandiol;(C): 3etil4 metil4hidroxi2pentanon(E): acid 2etil3metil3hidroxibutanoic.

c.

3 + K

K2Cr2O7 = 0,003 moli; B= 0,009 mol; m

B. 5

Ctotal = 13,

100 Ctotal = 84,47% 5

CH3 C CH

O

CHO

CH2

CH3

OH

CCH3

CH3

C

O

CH3

CH2OH

CHCCH3

CH3

OH CH3

CH3 C CH CH2 CH

CH3


DIREC

NVMNT

C

CH3

CH3 C CH

OH CH2

CH3

O

C

iilor chimice i condiiile acestora. Se poate porni de la 2

(A)

.. 2.. 2

Subiectul IV .. 15

(B) (C)

(F) 4

pentandiol; pentanon;

hidroxibutanoic.

K2Cr2O7 + 4H2SO4 3

. 2

= 0,009 mol; mB = 1,314 g ... 1

5

5

CH3

CH2

CHCH

3

OH

CH3 CH3

CH3

CH3 C CH

OH CH2

CH3

O

C

C

CH3

CH2OH

CHC3

CH3

O

H CH2CH3 CH2

H3 CH2CH3


Tel: +40 (0)21 405 63 00

www.edu.ro

IRECIA GENERAL

MNT PREUNIVERSITAR

O

CH3CCH3

CH3

7 puncte e poate porni de la 2metil2penten prin

3 p.

(B)

.. 2 p. .. 2 p.

Subiectul IV .. 30 puncte 15 puncte

8 p.

(D)

(F) 4 p.

+ K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7 H2O

. 2 p.

... 1 p.

5 puncte

5 p.

3 C

CH3

CH2OH

CHCCH3

CH3 O

O-Na+

O

H

C CH2

OH CH3

C

+ CHO

C. 10

a. Formula molecular: C3H8O3; Formula structural

b. Modelarea ecuaiilor reaciilor chimice c. VC3H6(1 atm., 27C) = 307,69 m3 .

NOT: Orice alt variant corectBarem elaborat de Ignat Iuliana, profesor la


DIREC

NVMNT

CH2

CH

CH2

OH

OH

OH

10

Formula structural: .. 4

iilor chimice i condiiile acestora de obinere a polialcoolului de la propen.

corect de rezolvare se va lua n considerare. profesor la Liceul Pedagogic D.P. Perpessicius Br


Tel: +40 (0)21 405 63 00

www.edu.ro

IRECIA GENERAL

MNT PREUNIVERSITAR

10 puncte

.. 4 p.

inere a polialcoolului de la propen . 4 p. . 2 p.

Brila.


DIRECIA GENERAL NVMNT

PREUNIVERSITAR

Clasa a XII-a


Subiectul I. 20 puncte A. O prob de cupru cu masa 74,8 g avnd temperatura 143,2 0Cse introduce ntr-un vas izolat, ce

conine 165 mL glicerol, cu densitatea 1,26 g/mL, la temperatura de 24,8 0C. Dup stabilirea echilibrului termic temperatura devine 31,10C. Determinai cldura specific a glicerolului. (cldura specific a cuprului: 0,385 J/gK)

B. O panglic de magneziu cu masa de 2,5 g i puritatea 85%, arde n aer cu flacr strlucitoare. 70% din cldura degajat la arderea panglicii,susine termic descompunerea unei probe de carbonat de magneziu. Calculai masa total de oxid de magneziu obinut n cele dou procese. (fH

0MgO(s)= -602 kJ/mol, fH0CO2(g)= -393,2 kJ/mol, fH

0MgCO3(s)= -1113 kJ/mol) Subiectul II. 25 puncte

A. 1500 mg aliaj Ag-Cu-Cr se dizolv, iar soluia coninnd ionii Ag+, Cu2+, Cr3+se dilueaz la 500 mL. (1) Cromul coninut n a zecea parte din aceast soluie, este oxidat, dup ndeprtarea argintului i cuprului:

HO- + Cr3+ + H2O2 CrO42-+ H2O.

(2) Se adaug apoi 25 mL soluie de Fe2+ 0,1 M: H+ + Fe2+ + CrO4

2- Fe3+ + Cr3+ + H2O. (3) Pentru oxidarea total a excesului de ioniFe2+ sunt necesari 17,2 mL soluie 0,02 M de permanganat de potasiu:

H++ Fe2+ + MnO4- Fe3+ + Mn2+ + H2O.

Un volum de 200 mL din soluia iniial, este supus electrolizei cu un randament de 90%. Toate metalele se depun cantitativ n 14,5 minute, sub un curent de 2A. a.Stabilii coeficienii stoechiometrici ai ecuaiilor reaciilor redox de la etapele (1), (2), (3). b. Determinai compoziia procentual masic a aliajului.

B. La hidroliza acetatului de metil cu hidroxid alcalin la 26 0C, se utilizeaz soluii de ester i de hidroxid, fiecare cu concentraia de 510-3 mol/L. Ordinul total de reacie este 2, iar concentraia esterului dup 4 minute de la nceperea reaciei, are valoarea 3,610-3 mol/L.

a. Calculai viteza de reacie la momentul iniial.

b. Calculai viteza de reacie dup 30 de minute.

c. Determinai timpul de njumtire. Subiectul III. 25 puncte

A. Monoxidul de azot poate fi oxidat la dioxid de azot att de oxigenul molecular, ct i de ozon. (1) 2NO +O2 2NO2 (2) NO + O3 NO2+ O2

Cunoscnd concentraia monoxidului de azot (pentru fiecare reacie) de 0,30 mg/L, (n condiii standard) constanta de vitez k1=7,110

3 L2/mol2s, constanta A = 8108L/mols,i valoarea energiei de activare 2,3 kcal/mol: a. Calculai valoarea constantei de vitez pentru reacia(2). b. Determinai raportul molar ozon:oxigen,astfel nct cele dou reacii s se desfoare cu

viteze egale.

B.Un sistem trece din starea A n starea B pe dou ci, notate I i II i revine din starea B n starea A, pe calea III. - la trecerea sistemului din starea A n starea B pe calea I,sistemul primete 0,1 kJ sub form

de cldur i efectueaz un lucru mecanic de 40 J. - la trecerea sistemului din starea A n starea B pe calea II, sistemul efectueaz un lucru

mecanic de 10 J.

Pagina 2 din 2

- la trecerea sistemului din starea B n starea A, pe calea III, sistemul primete 30 J, sub form de lucru mecanic.

tiind c, pe calea II,sistemul trece din starea A n starea B, prin procesele1 3 2,

U3 U1 = +10 J, procesul 1 3 este izobar i procesul 3 2 este izocor: a. Calculai cldura schimbat de sistem cu mediul exterior pe calea II i stabilii dac sistemul a cedat sau a primit cldur. b. Calculai cldura schimbat de sistem cu mediul exterior pe calea III i stabilii dac sistemul a cedat sau a primit cldur. c. Determinai cldurile transferate n procesele 13 i 32.

C.Se consider reacia n faz gazoas:

xX + yY produi Reacia are loc ntr-un vas nchis cu volumul V. n aceste condiii viteza iniial de reacie este 2,410-4 mol/Ls. a. Stabilii ordinul total de reacie, tiind c n condiiile n care vasul este prevzut cu un piston mobil, iar n vas se introduce gaz inert pn la volumul 2V, la aceeai presiune total, viteza

iniial are valoarea 6 10-5 mol/Ls. b. Determinai viteza iniial dac reacia are loc pornind de la aceleai cantiti de reactani (X) i (Y) i un gaz inert ca n cazul precedent, dar volumul rmne la valoarea V, la o presiune total n sistem de dou ori mai mare.

Subiectul IV. 30 puncte

O plcu de fier, cu masa m0, se introduce n 100 cm3 soluie de sulfat de cupru cu densitatea

1,2 g/cm3. La sfritul reaciei, se nregistreaz o variaie a masei plcuei de fier de 0,4 g. a. Scriei ecuaia reaciei chimice.

b. Explicai variaia masei plcuei de fier.

c. Calculai concentraia procentual i molar a soluiei iniiale de sulfat de cupru.

d. Reprezentai convenional celula electrochimic corespunztoare procesului.

e. Calculai fora electromotoare maxim, ce poate fi obinut:

1) tiind c variaia de entalpie liber este egal cu lucrul util al pilei;

2) utiliznd valorile potenialelor standard ale proceselor indicate;

f. Determinai masa de dioxid de plumb din bateriaunui autoturism (ce conine 6

elemente galvanice), dac n timpul funcionrii acesteia, anodul i modific masa cu

1,3 g/element galvanic, la un grad de transformare a dioxidului de plumb de 80%, pentru a

produce aceeai sarcin electric ca celula electrochimic prezentat la punctul d.

Mase atomice: H 1;C12; N 14; O 16; Mg 24; S- 32; K- 39;Cr- 52; Mn- 55; Fe 56; Cu 64; Ag- 108;Pb-207.

Volumul molar V = 22,4 L/mol; 1 F = 96500 C; R = 8,31J/molgrad. Numrul lui Avogadro NA= 6,02210

23 mol-1. Cu

+2/Cu0 = 0,34 V; Fe

+2/Fe0 = - 0,44 V;

G0f FeSO4 = -820,56 kJ/mol; G

0f CuSO4 = - 670,7 kJ/mol.

e-0,928 = 0,3953; e-2,456 = 0,0857; e-3,88 = 0,0206; e-1,857 = 0,1561 NOT: Timp de lucru 3 ore.

Subiecte propuse i elaborate de Lavinia Murean profesor la Colegiul Naional ,,Alexandru Papiu Ilarian,, Trgu Mure


DIRECIA GENERAL

NVMNTPREUNIVERSITAR


21 februarie 2015

Clasa a XII-a

Barem de evaluare i notare

Se puncteaz orice alt variant corect de rezolvare.

Subiectul I 20 puncte

A. 10 puncte

QCu= mc T; QCu = - 3228,25 J 3 puncte

QCu = - Qglicerol 2 puncte

mglicerol= 207,9 g 1 punct

cglicerol = 2,46 J/gK; 2 puncte

cglicerol = 227,77 J/molK 2 puncte

B. 10 puncte

(1) Mg(s) + O2 MgO(s) + 602 kJ; 1 punct

mMg pur= 2,125 g; 1 punct

mMgO(1) = 3,541 g; 1 punct

H(1)= -53,302 kJ; 1 punct

(2) MgCO3(s) MgO(s) + CO2(g) 1 punct

H= 37,311 kJ (necesar pentru descompunere) 1 punct

H(2)= 117,8k J/mol; 2 puncte

mMgO(2) = 12,669 g; 1 punct

mMgO = 16,21 g 1 punct

Subiectul al II-lea 25 puncte

A. 20 puncte

egalare ecuaii redox 3 x 0,5 = 1,5 puncte

nKMnO4=34,410-

1 punct

nFe+2

exces =1,7210-3

1 punct

nFe+2

din 25 mL sol 0,1 M = 2,510-3

1 punct

nCrO4-2=2,610-3 0,5 puncte

Pagina 2 din 4

nCr3+

din 50 mL soluie= 0,2610-3

moli 1 punct

mCr3+

= 135 mg 1 punct

mAg++ Cu

2+ = 1,364 g 1 punct

nAg+

= 2x/5 moli 1 punct

n Cu2+

= 4y/5 moli; 1 punct

nCr3+

= 3,1210-3 moli ; 1 punct

Qtotal = 1566 C necesari pentru cele 3 metale; 1 punct

Q = 334,53 C necesari pentru Cr3+

1 punct

x= 0,0045 moli Ag+; 2 puncte

y= 0,0137 moli Cu2+

2 puncte

mCu2+

= 876,8 mg 1 punct

mAg+ = 486 mg 1 punct

% Ag = 32,4; % Cu = 58,45; %Cr = 9,01 1 punct

B. 5 puncte

a)k2=1/t(1/c -1/c0)k2=0,324 L/mols 1 punct

v0=k2c02=8,1 10-6mol/Ls 1 punct

b) 1/c=1/c0+k2t; c=1,27710-3

mol/L 1 punct

v=k2c2; v= 5,2710-7mol/Ls 1 punct

c) t1/2=1/2k2c0=617,3 s 1 punct

Subiectul al III-lea 25 puncte

A. 5 puncte a)

1 punct

Ea = 9,614 kJ/mol 1 punct

k2 = 1,648107 L/mol 1 punct

b) [NO] = 10-5

mol/L 1 punct

. 1 punct

B. 14 puncte

a) Indiferent de calea urmat de la starea 1 la starea 2, U este aceeai.

Calea I: UI = QI + LI = +100 40 = + 60 J 2 puncte

3

9,614

8 8,3110 298

2 8 10k e

3 9

2

4,308 10O

O

Pagina 3 din 4

Calea II: UII = QII + LII = QII 10 = +60 J de unde QII = 60 + 10 = 70 J 2 puncte

Sistemul accept cldur 1 punct

b) Calea III: UIII = QIII + LIII = QIII + 30 = - 60 J de unde QIII = - 60 30 = -90 J 2 puncte

Sistemul cedeaz cldur 1 puncte

c) UII = U13 + U32 = +10 J + U32 = + 60 J de unde U32 = +50 J 2 puncte

U32 = Q32 + L32 = Q32 = + 50 J proces izocor 2 puncte

QII = Q13 + Q32 = Q13 + 50 J = + 70 J de unde Q13 = + 20 J 2 puncte

C. 6 puncte

a. aceleai cantiti de X i Y se afl ntr-un volum dublu, concentraiile se reduc de 2 ori fiecare.

viteza scade de 2,4 10-4/6 10-5 = 4 ori. 2 puncte

reacia este de ordinul total 2 2 puncte

b. viteza este egal cu cea iniial iniial: 2,4 10-4 mol/Ls 2 puncte

Subiectul al IV-lea 30 puncte

a) scrierea ecuaiei reaciei chimice 1 punct b) masa plcuei de Fe crete 1 punct c) msCuSO4 =120g 1 punct

mCu = 3,2 g 2 puncte

0,05 moli CuSO4; mCuSO4 = 8 g 2 puncte

c% = 6,66 % CuSO4 2 puncte

cM = 0,5 M CuSO4 1 punct

d) (-) Fe/ Fe+2 (1M) // Cu+2 (1M) / Cu (+) 1 punct e) E= ox + red =0,44 +0,34 = 0,78 V 1 punct

G = - 149,86 kJ/mol 1 punct E = 0,776 V 1 punct

E1 = ox + red ; E1 = 0,78 V; E E1 2 puncte f) 0,0232 moli Fe dizolvat 1 punct

0,0232 moli Cu depus 1 punct

Q = 4477,6 C (dac se calculeaz n moli);

Q = 4480,35 C (dac se calculeaz n grame) 2 puncte

ecuaia reaciei din acumulator 2 puncte

mPb= 4,8 g 2 puncte

mPbO2=5,54 g 2 puncte

mPbO2 total = 6,925 g/1 element 2 puncte

mPbO2 total = 41,55 g/6 elemente 2 puncte


Barem elaborat de Lavinia Murean, profesor la Colegiul Naional ,,Alexandru Papiu Ilarian,, din Trgu Mure

Pagina 4 din 4

OJC 2015

Documents

Transcript of OJC 2015