Keemia lahtise võistluse ülesannete lahendused Noorem rühm (9. ja 10. klass) 15. november a.

Transcript

1 . a) A mutant E.coli B β galaktosidaas C allolaktoos D laktoos b) N = 2 aatomit Keemia lahtise võistluse ülesannete lahendused Noorem rühm (9. ja 0. klass) 5. november 200. a. molekulis 6 prootonit + aatomit aatomis 8 prootonit molekulis aatomis + C 2 O aatomit prooton + 22 = 82 prootonit molekulis aatomis molekulis H 22 c) M(C 2 O H 2 ) = 2 2 mol mol = 2 jne d) n(c 2 O H 2 ) = 05 2 g / mol+ 6 g / mol+ 22, g mol 42 g N(prooton) = N(elektron) N = 0,0050 mol 6, e) i) %(O) = ii) %mol(o) = = 0,0050 mol molekuli mol mol 6,0 g / mol 00= 5,5 mol 42 g / mol mol mol+2 mol+ 22 mol g / mol = 42 g/mol 82 elektroni molekul =,64 02 elektroni 00 = 24,4 2. a) i) 0 t 0 t CaCO = CaO + CO 2 A kaltsiumoksiid B süsinikdioksiid ii) CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 C kaltsiumhüdroksiid iii) Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O iv) CO 2 + KOH = KHCO v) 2KHCO + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2H 2 O + 2CO 2 D kaaliumsulfaat vi) CaCl 2 + K 2 SO 4 = CaSO 4 + 2KCl 000 g m b) CaCO CaSO 4 00 g/mol 6 g/mol m(caso 4 ) = 000 g mol 6 00 g g / mol = 60 g

2 c) KHCO moodustub siis, kui CO 2 ja KOH hulgad on võrdsed. Normaalsoola saamiseks peab KOH hulk ületama CO 2 hulga kaks korda.. a) Happelises keskkonnas, sest reaktsiooni käigus tekib aluseline keskkond. b) CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 c) Reaktsioonientalpia arvutamiseks tekkeentalpiate järgi tuleb saadusaine(te) tekkeentalpiast lahutada lähteainete tekkeentalpiad. DH(r-n)= mol (-00 kj/mol)-[ mol (-65 kj/mol)+ mol (-286 kj/mol)]= = -82 kj d) 40 0 C võrra 40 K võrra Q = 20 cm,0 g/cm 4,8 J K - g - 40 K = 52 J 5 kj (vedelikud saavad energiat) e) 56 g CaO -82 kj (eraldub) 56 g CaO 82 kj (vedelikud saavad) m(cao) = 5 kj 56 g = 2,9 g 24 g 82 kj Tegelikult kasutatakse ligi kolm korda suuremat kogust: 70 g, sest soojuskaod on suured. (Suurbritannia, 200) 4. a) NaCl naatriumkloriid Na PO 4 naatriumfosfaat NaH 2 PO 4 naatriumdivesinikfosfaat FeCl raud(iii)kloriid K 2 CrO 4 kaaliumkromaat b) Nr FeCl värviline lahus, mis tugeva happe ja nõrga aluse soolana on happeline Nr 2 NaCl värvitu neutraalne lahus (sool on moodustunud tugevast happest ja tugevast alusest) Nr - NaH 2 PO 4 värvitu happeline lahus (kolmeprootonilises happes on kaks prootonit neutraliseerimata) Nr 4 Na PO 4 värvitu leeliseline lahus (tugeva aluse ja keskmise tugevusega happe sool) Nr 5 K 2 CrO 4 värviline neutraalne lahus (tugeva happe ja tugeva aluse sool) 5. Võtame aluseks täpselt ühe liitri vett, siis selles lahustub 40,9 liitrit HCl a) m(h 2 O) = 000 cm 0,9982 g/cm = 998,2 g mol m(hcl) = 40,9 dm 6,46 g/mol = 62, 6 g 24,04 dm %(HCl) = 62,6 g , 2g + 62,6 g = 8,0 b) m(soolhape) = 62, ,2 = 60,8 g V(soolhape) = 60,8 g 000 cm 89, g n(hcl) = 40,9 dm = 548, cm mol 680 mol 24,04 dm =,

3 c(hcl) = 6,80 mol 548, dm = 2,40 mol/dm 6. a) A Al, alumiinium B Br 2, broom C AlBr, alumiiniumbromiid D Al(OH), alumiiniumhüdroksiid E Na[Al(OH) 4 ], naatriumtetrahüdroksoaluminaat F AgBr, hõbebromiid G Na [Ag(S 2 O ) 2 ], naatriumditiosulfaatoargentaat H H 2, vesinik I Ag, hõbe b) i) 2Al + Br 2 = 2AlBr ii) AlBr + NH 4 OH = Al(OH) + NH 4 Br iii) Al(OH) + NaOH = Na[Al(OH) 4 ] iv) AlBr + AgNO = AgBr + Al(NO ) v) AgBr + 2Na 2 S 2 O = Na [Ag(S 2 O ) 2 ] + NaBr vi) 2Al + 2NaOH + 6H 2 O = H 2 + 2Na[Al(OH) 4 ] vii) Na [Ag(S 2 O ) 2 ] + Al + 4NaOH = Ag + Na[Al(OH) 4 ] + 6Na 2 S 2 O

4 Keemia lahtise võistluse ülesannete lahendused Vanem rühm (. ja 2. klass) 5. november 200. a.. a) YX 2 on MgBr 2 %(Mg) = 24 = X 2 on Br 2 X on broom Y on Mg, magneesium Ühend C on CH MgBr 24 %(Mg) = 00 = 20 9 b) A CH Br B HBr C CH MgBr D CH COOMgBr c) i) CH 4 + Br 2 = CH Br + HBr ii) CH Br + Mg = CH MgBr iii) CH MgBr + CO 2 = CH COOMgBr iv) CH COOMgBr + HBr = CH COOH + MgBr 2 2. a) A r (Me, kui ühend on MeCl) = 55, 0659, = 69 (ei sobi) 0, 4, 04, A r (Me, kui ühend on MeCl 2 ) = 70, = 7, s.o. Ba 2 b) i) SO 4 + Ba 2+ = BaSO 4 (valge) ii) Fe + + SCN - = Fe(SCN) (punane) iii) 2Fe + + 2I - = 2Fe 2+ + I 2 (I 2 annab tärklise lahusega sinise värvuse) iv) 5Fe 2+ + MnO 4 + 8H + = 5Fe + + Mn H 2 O 6Fe 2+ + Cr 2 O H + = 6Fe + +2Cr + +7H 2 O soolas A on ioonid Fe 2+ 2 ja SO 4 soolas B on ioonid Fe + 2 ja SO 4 c) i) Raua sulfaadid kristalliseeruvad koos kristallveega (aine E), mis mõõdukal kuumutamisel eraldub n(h 2 O, aines A) = 45, g 278 g mol 7 mol 00 g 8 g n(h 2 O, aines B) = 28,8 g 562 g mol 9 mol 00 g 8 g ii) Raua sulfaatide väga tugeval kuumutamisel lendub SO (aine F). n(so, aines A) = (00,0 g - 45, g - 25,9 g) 278 mol g mol n(so, aines B) = (00,0 g - 28,8 g - 28,5 g) 562 mol g mol d) i) Raud(II)sulfaat annab väga tugeval kuumutamisel FeO (aine C)

5 e) i) n(feo) = 25,9 g 278 mol 00 mol 7,9 g ii) Raud(III)sulfaat annab väga tugeval kuumutamisel Fe 2 O (aine D) n(fe 2 O ) = 28,5 g 562 mol mol vesi g 0 t 0 t FeSO 4 7H 2 O = FeO + SO + 7H 2 O raud(ii)sulfaat-7-vesi raud(ii)oksiid vääveltrioksiid 0 t 0 t ii) Fe 2 (SO 4 ) 9H 2 O = Fe 2 O + SO + 9H 2 O raud(iii)sulfaat-9-vesi raud(iii)oksiid vääveltrioksiid vesi. a) i) Aku töötamisel katood(+) 2NiO(OH)(t) + 2H 2 O + 2e - = 2Ni(OH) 2 (t) + 2OH - anood(-) Cd(t) + 2OH - = Cd(OH) 2 (t) + 2e - ii) aku laadimisel katood(-) Cd(OH) 2 (t) + 2e - = Cd(t) + 2OH - anood(+) 2Ni(OH) 2 (t) + 2OH - = 2NiO(OH)(t) + 2H 2 O + 2e - b) EMJ(Ni CAD) = 0,490 V - (-0,809 V) =,299 V c) n(e - ) = 00 ma h i) 2e - 2Ni A 600 s mol 000 ma h A s m(ni) = , mol 58,7 g / mol = 2,846 g 2,8 g ii) 2e - Cd m(cd) = , mol 2 g / mol = 2,76 g 2,7 g = 0,0485 mol 4. a) M(C 6 H 7 N O 5 S) = 6 g/mol b) HO COOH O OH NH COOH CH NH 2 H 2 N H S Võib küll nimetada aminohapeteks, sest mõlemas ühendis on nii aminokui karboksüülrühmad. c) Vaatleme tärniga süsinikku eraldi, märkides ära vaid temaga otse seotud aatomid ning pöörame seda struktuuri nii, et vesinik jääks tasapinna taha:

6 N 4 N C H S 2 S H C 2 Määrame aatomite vanemuse (aatommassi järgi). Kuna kõik aatomid on erinevad, saab kohe nende aatomite järgi määrata RS-konfiguratsiooni. Tärniga tähistatud süsinik on R-konfiguratsioonis. d) c(toimeaine) = 28 mg/l 0,55 = 5,4 mg/l 5 mg/l 5mg/l 5,0 l e) %(imendunud, veres) = 00 = 7,5 000 mg 5. I a) n(hcl) = b) V(tilk) = , 00 ml 0027, dm 005, mol / dm 20 ml mol 6,5 g / mol 0,94 cm 95, g = 0, mol 0 6, mol =0,04996 cm» 5, cm II a) i) [H + ] = 2, 0 = 4, ph = -lg 4, = 6,4 ii) Neutraalne, sest [H + ] = [OH - ] b) Summaarne [H + ] = 0 -lgph = 0-6 = [H +, HCl-st] + [H +, H 2 O-st] [H +, H 2 O-st] = [OH -, antud ph juures] [OH - ] = 2, = 2, 0-7 = [H +, H 2 O-st] n(h +, tilgas) = 6, mol mol 6,445 0 mol = dm V mol + 2, 0 7 dm V 0-6 mol dm = 6, mol + V 2, 0-7 mol dm V = -4 6,445 0 mol 7, mol/ dm = 0,858 0 dm 820 dm 6. a) NH 4 Cl(t) NH (g) + HCl(g) b) kogurõhk = p(hcl) + p(nh ); p(hcl) = p(nh ) C juures p(hcl) = p(nh ) = C juures p(hcl) = p(nh ) = 608 kpa 2 5 kpa 2 = 04 kpa = 557,5 kpa c) Tasakaalukonstant K p = p(hcl) p(nh ) antakse baarides. K p (427 0 C) = (04 0 ) 2 = 9,24 bar 2 K p (459 0 C) = (557,5 0 ) 2 =, bar 2 d) C = 700 K G(700 K) = -RTlnK = -8,4 J K - 700K ln9,24 = -294 J - kj Kp( 72 K) H e) ln K ( 700 K) = 8, 4 J / K 700 K 72 K p

7 Lahendamisel saame DH(700K) = 62 kj G(700 K) = H(700 K) - T S(700 K) DS(700 K) = H(700 K) - G(700 K) 62 kj 700 K 700 K - (- kj) =250 J K -