МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕПАРТАМЕНТ ОСВІТИ І НАУКИ

 ОДЕСЬКОЇ ОБЛАСНОЇ ДЕРЖАВНОЇ АДМІНІСТРАЦІЇ

ОДЕСЬКИЙ ОБЛАСНИЙ ІНСТИТУТ УДОСКОНАЛЕННЯ ВЧИТЕЛІВ

Всеукраїнська Інтернет-олімпіада з хімії

ІІ (заочний) тур

2016 рік

11 клас

Завдання виконують учні, які перейшли в 11-й клас.

Також дані завдання можуть виконувати учні  8-го, 9-го  та 10-го класів

(Кожне завдання для всіх класів оцінюється в 15 балів)

1.  «Іменна реакція»

Вуглеводень А (92,3%С) використовується в органічному синтезі. Його синтезують в одну стадію, діючи на сполуку В (C₅H₄O) реактивом С за відомою іменною реакцією. С є дуже сильною основою та нуклеофілом: реагує з HBr і CH₃Br, утворючи солі D і E відповідно. Елементний аналіз С, D, Е дав наступні результати:

1). Визначте елементи X, Y, а також формули сполук С, D, Е.

2). Наведіть структурні формули А – Е, якщо відомо, що в спектрі ЯМР ¹Н сполуки В наявні лише 2 сигнали

3). Напишіть рівняння всіх реакцій.

4). Запропонуйте механізм синтезу А з В. Чиє ім’я носить ця реакція?

5). Як регенерувати С з D?

2. «Лисячий хвіст»

Нітроген диоксид потрапляє в атмосферу через роботу промислових підприємств, електростанцій, печей та котельних, а також автотранспорту. Він димеризується з утворенням N₂O₄.

1). Спираючись на будову молекул NO_2(г) і N₂O_4(г), охарактеризуйте їх магнітні властивості.

2). При температурі 298 К і тиску 1,013 атм отримано наступні данні:

Тиск 1,5 моль N₂O_4(г) при 298К підтримується на рівні 1,013атм.

Розрахуйте частку N₂O₄, що розклався до моменту рівноваги.

3). При якій температурі розкладеться в 2 більше N₂O₄, ніж в завданні (1), якщо загальний тиск дорівнює 1,013атм. Вважати, що ∆H и ∆S реакції не залежить від температури.

4). Суміш 0,150 моль N₂O₄ і 0,060 моль помістили у колбу об’ємом 5 л і нагріли до 80°С.

Розрахуйте тиск у колбі (в атм), враховуючи залежність ∆H и ∆S реакції від температури.

5). При температурі 298 К протікає пряма реакція розкладу з

k_пр. [dc(N₂O₄)/dt = -k_пр.·С(N₂O₄)]

і зворотна реакція димеризації з

k_обр.= 9,8⋅10⁶ л/моль·с [dc(NO₂)/dt = -k_обр.·С²(NO₂)].

Розрахуйте значення k_пр.

3.  «Закомлпексований кобальт»

Кобальт у різних ступенях окиснення утворює безліч сполук. Надзвичайно стійкими є комплекси Co³⁺ з лігандами -  такими, як CN^- чи етилендиамін (en). Комплекс Co³⁺з en– оптично активний.

1). Наведіть формулу та структуру цих двох комплексів.

Комплекс Co³⁺ з CN^-діамагнітний. Його просторова будова подібна до комплексу цього ж металу з лігандом F^-, який, тим не менш, виявився парамагнітним. Така властивість комплексу зумовлена наявністю чотирьох неспарених електронів.

2). Наведіть послідовність розташування електронів в на 3d-орбіталях атомаCo³⁺, згідно з теорією валентних зв’язків.

3). Як змінюється електронна будова Co³⁺у комплексах з CN^- та F^-? Наведіть її.

4). Як відбувається розщеплення 5d-орбіталей йону металу при наближенні до них молекул ліганду, відповідно до теорії кристалічного поля? Об’ґрунтуйте діамагнетизм комплексу з CN^- і парамагнетизм комплексу з F^-.

Окрім того, йон Кобальту з ціанолігандом формує комплекс будови [Co₂(CN)₁₀]^6-

5). Наведіть пояснення цієї емпіричної формули та зобразіть просторову будову комплексу.

Відома формула [Co(NH₃)₄Cl₂]⁺ спільна для двох комплексів, один із яких є темно-зеленого кольору, інший – синє-фіолетового.

6). Поясніть виникнення обох комплексів.