«Повелитель времени» (8 класс)
(для решения требуется авторизация)
«Doctor Who? Doctor Who? Doctor Who?» «Доктор Кто», телесериал BBC.
Источник: Всесибирская олимпиада школьников по химии
«Доктор Кто» – самый продолжительный научно-фантастический сериал в мире. Сериал взял свое начало практически 60 лет назад, в 1963 году, а его новые серии выпускаются и по сей день. Доктор – эксцентричный повелитель времени, который сражается с несправедливостью, путешествуя на своей старой машине времени под названием ТАРДИС, часто в сопровождении спутников.
Сегодняшнее путешествие приведет Доктора в гости ко многим знаменитым ученым – основоположникам химической кинетики и катализа, а его спутником выступите Вы, дорогой участник Всесибирской олимпиады.
Первое совместное путешествие привело Вас в 1850 год в гости к Людвигу Вильгельми, который только что опубликовал свою работу «Закон действия кислот на тростниковый сахар», где показал, что скорость гидролиза (реакции с водой) сахарозы прямо пропорциональна молярной концентрации сахара и зависит от кислотности среды (концентрации кислоты в растворе).
-
Установите молекулярную формулу сахарозы (М = 342 г/моль). Известно, что сахароза состоит из атомов углерода, водорода и кислорода, причем количество атомов кислорода в 1 молекуле сахарозы в 2 раза меньше, чем количество атомов водорода и на 1 атом меньше, чем количество атомов углерода.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
При взаимодействии 1 моль сахарозы с 1 моль воды образуется только 1 моль глюкозы и 1 моль фруктозы [реакция 1].
Установите молекулярные формулы глюкозы и фруктозы и вычислите их молярную массу, если известно, что их молекулы различаются своим строением, но имеют одинаковый химический состав Напишите уравнение реакции [1]. Внимание! Здесь и далее при написании реакций в ответ указывайте сумму минимальных целочисленных коэффициентов в записи их уравнений.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Как называются вещества, обладающие одинаковым химическим составом, но разным строением?
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Для описания скорости химической реакции Людвиг Вильгельми использовал термин «молярная концентрация». Молярную концентрацию вещества в химии обозначают латинской буквой С и рассчитывают
как количество моль искомого вещества, содержащееся в 1 литре раствора (С = [моль/литр]).
Вычислите молярную концентрацию сахарозы в чашке чая, в которой Вы растворили 2 чайные ложки сахара. Объем чашки примите равным 200 мл, а массу сахарозы в 1 чайной ложке – 5 г.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Из работы Людвига Вильгельми следует, что вычислить среднюю скорость реакции (vсредняя) гидролиза глюкозы можно по следующей формуле:
Исходя из этой формулы, попробуйте сформулировать определение средней скорости химической реакции.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Согласно экспериментам Людвига Вильгельми, скорость взаимодействия сахарозы с водой увеличивается, если в растворе помимо сахарозы содержится кислота. Таким образом, если в чашку горячего чая добавить лимон, то реакция взаимодействия сахарозы с водой ускорится. Данный вопрос был актуален для Людвига Вильгельми не только с теоретической точки зрения, но и имел прикладной характер: в очень сладкий чай (3 чайные ложки на чашку) ученый любил добавлять 2 дольки лимона (масса 1 дольки – 5 г).
Вычислите время, за которое половина сахарозы в чашке чая Людвига Вильгельми превратится в глюкозу и фруктозу, если известно, что средняя скорость реакции составила 0,0005 моль/(л*мин).
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Какой объем чая (в мл, с точностью до целых) успеет выпить ученый до того, как половина сахарозы прореагирует с водой, если его средняя скорость потребления чая составляет 20 мл/мин. При оценке считайте, что Людвиг Вильгельми обладает неограниченным количеством горячего чая с лимоном и сахаром, а максимальный объем его желудка составляет 3,5 литра.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
После знакомства со скоростями химических реакций ТАРДИС перенесла Вас с Доктором в 1946 год в немецкий город Нордхаузен, где Вы совместно с советским физиком Сергеем Павловичем Королевым будете изучать первую в мире баллистическую ракету, совершившую полёт в космос. Выдающийся советский физик прибыл в Германию для ознакомления с конструкцией ракеты. Одним из ключевых факторов, определяющим возможность достижения ракетой скоростей для выхода в субкосмическое пространство, являлся состав топлива. Изучая вместе с советским физиком конструкцию ракеты, Вы обнаружили, что функционирование ракетного двигателя обеспечивало взаимодействие этилового спирта с простым веществом X [2].
Горючий компонент ракетного топлива представлял собой смесь этилового спирта с водой, содержание спирта в которой составляло 75 масс. %. Общая масса горючей смеси в одной ракете составляла ~ 4 тонны.
Установите формулу этилового спирта, если известно, что массовое содержание углерода, кислорода и водорода в нем составляет 52,2 %, 34,8 % и 13 % соответственно. Вычислите общее количество атомов кислорода, углерода и водорода, содержащееся в горючей смеси одной ракеты. Попробуйте вспомнить название этой баллистической ракеты, которая первой в мире совершила суборбитальный космический полет. Для углерода и кислорода в ответ введите параметр n с точностью до десятых, где n * 1028 атомов - искомое количество, а для водорода - n с точностью до десятых, где n * 1029 атомов - искомое количество.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
В камере сгорания этиловый спирт смешивался с простым веществом Х, которое в нормальных условиях представляет собой газ без цвета и запаха. В ракету же вещество Х помещалось в сжиженном виде. Вашего спутника – Доктора – очень впечатлил красивый светло-голубой цвет, которым обладает вещество Х в жидком состоянии. В немецкую ракету загружалось ~5 тонн простого вещества X в жидком состоянии.
Установите простое вещество Х. Напишите уравнение реакции сгорания этилового спирта [2], если известно, что в результате сгорания образуется только 2 продукта. Дополнительно известно, что спирт в реакции окисляется полностью. Вычислите объем, который занимало загружаемое в ракету вещество X в жидком состоянии (плотность 1,14 г/см3 при 90 K), а также объем, занимаемый такой же массой X при н.у. Объёмы вводите в м3 с точностью до целых.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Напишите уравнения реакций взаимодействия Х с серой, кремнием и углеродом [3] – [5], если известно, что сера и углерод в соответствующих реакциях окисляются не полностью.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
