Тема за общински кръг на олимпиадата по химия и опазване на околната среда за X – XII клас – 20. 01. 2013 г

Един от етапите при производство на сярна киселина е окислението на серен диоксид до серен триоксид. Този процес е обратим и в системата се установява равновесие.

1. 
   Изразете процеса с уравнение, определете вида му и го изразете по подходящ начин.
   
2. 
   Каква е стойността на скоростната константа на реакцията, ако измерената скорост е 7,2.10^-5 mol/l.s, a концентрациите съответно са: _ и _.
   
3. 
   Кои фактори оказват влияние върху стойността на скоростната константа?
   
4. 
   Изчислете топлинния ефект на реакцията, ако знаете, че топлината на образуване на серния диоксид е 297 kJ/mol, а на серния триоксид e 443 kJ/mol.
   
5. 
   Запишете израза за равновесната константа на процеса.
   
6. 
   Преценете какви промени ще настъпят в равновесната система и как ще се промени числената стойност на К_с ако:
   
   1. 
      в системата се подаде още кислород;
      
   2. 
      серният триоксид се изведе от системата;
      
   3. 
      се повиши температурата;
      
   4. 
      се добави диванадиев пентаоксид.
      
7. 
   Изчислете колко литра серен диоксид (при нормални условия) са необходими за производство на 500 l 98% сярна киселина с плътност 1.8 g/cm³.
   

При нагряване на смес от безцветно кристално вещество А с твърда натриева основа се отделя безцветен газ B с характерна остра миризма. Газът В е много разтворим във вода, а водният му разтвор оцветява лакмуса в синьо. Ако към отвора на цилиндър запълнен с газ В се поднесе стъклена пръчка, потопена в концентрирана солна киселина се получава бял дим от А. При изгаряне на В в кислородна среда се получава безцветен газ D. При взаимодействието на D (при 3000 С) с безцветен газ E се получава друг безцветен газ F. При контакт с въздуха F се превръща в червено-кафяв газ G. При разтварянето на G във вода (в присъствието на E) се получава силна едноосновна минерална киселина J с окислително действие. При пълното разтваряне на неизвестен двувалентен метал М с маса 1,28 g в киселината J се получава сол X и се отделят 896 ml газ G (при нормални условия).

1. 
   Кои са веществата, означени с буквите A, B, D, E, F, G и J? Обосновете отговорите си.
   
2. 
   Означете с подходящи уравнения всички описани процеси.
   
3. 
   Какъв химичен характер проявяват газовете F и G?
   
4. 
   Определете кой е неизвестния метал М въз основа на изчисления. Означете с химично уравнение разтварянето на метала М в киселината J.
   
5. 
   Кое е веществото X? Означете с химично уравнение термичното разлагане на солта Х.
   

Дадена е схемата:

Веществото А е ацикличен наситен въглеводород, а за веществото Б се знае, че при изгаряне на 12,46 g са получени 39,2 g СО₂ и 16,02 g вода. Относителната плътност на парите на веществото Б спрямо метана е (Б) = 5,25.

Веществата В и Г са хомолози, които встъпват в присъединителни реакции при специални условия. Добиват се чрез риформинг на нефт. От Г чрез нитриране се получава веществото Д, което е твърдо кристално взривно вещество.

1. 
   Като използвате всички данни и информация определете кои са веществата А, Б, В, Г и Д?
   
2. 
   Изразете с уравнения реакциите в схемата и определете вида им.
   

Бензопиренът е най-опасния ароматен въглеводород, който се съдържа в тютюневия дим. Той е изключително канцерогенно вещество, тъй като предизвиква мутации с неконтролирано клетъчно делене (рак) в някои тъкани. Бензопиренът се отнася към многоядрените ароматни въглеводороди с кондензирани ядра и молекулата му съдържа пет ароматни ядра.

1. 
   Определете емпиричната формула на бензопирена, като знаете, че при изгаряне на проба от това вещество, се отделят 4,48 l CO₂ и 1,08 g H₂O.
   
2. 
   Представете със съкратена структурната формула молекулата на бензопирена, като имате предвид, че има осем общи въглеродни атома между петте ароматни ядра.