O k t a t á si Hivatal

Átírás

1 k t a t á si Hivatal 01/01. tanévi rszáos Középiskolai Tanulmányi Verseny Kémia I. kateória. orduló I. FELADATR Meoldások 1. A helyes válasz(ok) betűjele: B, D, E. A lenayobb elektromotoros erejű alvánelem katódja: A anódja: E A lekisebb elektromotoros erejű alvánelem katódja: C anódja: D Minden helyes pár.. I betűt írjon, ha iaz az állítás, H betűt, ha hamis! A) H B) I C) I D) I Állítás Helyes válasz: ,5 pont 0,5 pont 1 0,5 pont 5. Az átlaos kötési eneria az ózonmolekulában: E köt 1,5H 1 0,5H pont 6. Gázhalmazállapotú termék képződése várható: A, D Csapadékleválás várható: D, E, F

2 7. kék 0,5 pont ekete 0,5 pont d) Na + Na + H 4 + Na 4 + H vay H + + H Na + Zn + 4 H 4 H + Na 4 + Zn 4 + H vay + Zn + 8 H + H + Zn + + H e) [1 + H + + H vay Na + H 4 Na H [ 5 + I + 4 H I + 8 H + vay 5 + KI + 4 H K 4 + I + 4 H 4 [ I + + H 4 + I + 4 H + vay I + + H H 4 + HI [4 5 H + I + H I + 6 H [5 H + I + H + + I vay H + I + HI [6 Pb + + H Pb + H + vay Pb(CH C) + H Pb + CH CH vay Pb + + Pb 0,5 pont 0,5 pont 8. Az eyetlen iaz állítás betűjele: B 9. A tükörképi párok száma: A kiralitáscentrumok száma: A helyes válasz(ok) betűjele: A, C Elemenként 1-.

3 1. Vanillin CH Kapszaicin CH H H CH A vanilliné. 0,5 pont d) Nonivamid e) Kapsziát H CH H CH ) Csípősnek érezzük a kapszaicinoldatot, ha töményebb, mint 10 7 mol/dm ) 0,05 tömeszázalék

4 II. FELADATR 1. eladat 1,000 m 0,1000 tömeszázalék tríciumot tartalmazó hidroénben 1, trícium van. 8,57110 Ez 1, mmol 1, Ebből a trícium moláris tömee M(T ) 6,0 /mol. A trícium relatív atomtömee A r (T), , ,000 μ HT anyamennyisée n 4, mol. (1,008,016 16,00) /mol Uyanennyi a T anyamennyisée is.,000 mmol tiszta T aktivitása, becquerel, a vizsált mennyiséű HT aktivitása 5 4, mmol 1 tehát, becquerel 5, becquerel.,000 mmol A trícium β-bomlása során Hekeletkezik.. eladat 5 pont Kénatomot. Az ééstermékben található víz,600 mmol, ebben 5,00 mmol H van, ami 5,4 m. A BaCl -oldattal képződő csapadék Ba 4, anyamennyisée 6,499 mmol. Ebben 6,499 mmol található, melynek tömee 08,4 m. A kiindulási lentioninban (44,9 08,4 5,4) m 1,6 m C van. Ennek anyamennyisée,60 mmol. n(c) : n(h) : n(),60 : 5,00 : 6,499 : 4 : 5 A lentionin összeképlete tehát C H 4 5. A eltételeknek csak eyetlen szerkezet elel me: 7 pont

5 . eladat 1 mol sztöchiometrikus összetételű Fe 1 mol Fe + és 1 mol iont tartalmaz. A kérdéses mintában 1 mol ionra csak 0,9 mol vasion jut. Leyen ebből x a Fe + anyamennyisée, íy a Fe + ionok anyamennyisée 0,9 x. A töltéseyenlősé miatt ennáll a következő összeüés: x + (0,9 x) 1 Ebből x = 0,76 mol Tehát 0,4 mol Fe + -hely, azaz a Fe + -helyek 4 %-a betöltetlen a vizsált mintában. 4. eladat 5 pont Tekintsük az alábbi körolyamatot! HF() HF(aq) H + (aq) + F - (aq) H() + F() H + () + F - () A kérdéses H 7 mennyisé az alábbi összeüéssel számítható: H 7 H + H + H 4 + H 5 + H 6 H 1 1 kj/mol. (5) A HF() NaH-oldatban történő elnyeletésekor a következő részolyamatokkal kell számolnunk: HF() HF(aq) H 1 48 kj/mol HF(aq) H + (aq) + F (aq) H 7 1 kj/mol H + (aq) + H (aq) H () H 8 () H 8 86 kj/mol ( 0 kj/mol) 56 kj/mol 0,010 mol HF() elnyeletésekor 0,010 mol [ 48 + ( 1) + ( 56) kj/mol 1,16 kj a olyamat eneriaváltozása. 9 pont

6 5. eladat x: H o: HA : H + : A () A hozzáadott szilárd anya (bázis) kationjának. [H [A K s [HA ph esetén pl. [H + 10 mol/dm, a raikon szerint pedi [A 10 mol/dm és [HA 10 1 mol/dm. Ebből K s 10 5 d) [HA + [A c(ha) 0,10 mol/dm bármilyen ph-n. e) c(ha) 10 4 mol/dm. [H K s c(ha) [H Az eyenlet meoldása [H +, mol/dm. ph 4,6 6. eladat 10 pont A sav (HA) kiindulási c koncentrációjú oldatában:,00 10 [HInd [H + 8,8 1 1 [H Ind 17, [H [H + 1 4,15 10 mol/dm A közömbösítés után a c koncentrációjú NaA-oldatban: 1, [Ind [H +,1 [H [HInd 76,9 [H + 4, mol/dm Jelölje K s a HA sav disszociációs állandóját! A kiindulási savoldatra: [H 1 K s c [H 1 (I) A közömbösített oldatra: [H [A K s c [A (II) [Na + + [H + [A + [H, amelyből a [H + elhanyaolásával kapható: c [A + K v (III) () [H eyenlet (I, II, III) ismeretlennel (K s, c, [A ). Az eyenletrendszer meoldása: c 0,10 mol/dm K s 1,

7 7. eladat 0,01499 M () w(),66 m/m% 0,01499 M () (1 0,01499) M (hexán ) Határozzuk me az eyes kísérletekben kapott eyensúlyi ázeleyekben a xenon parciális nyomását, és vizsáljuk az x /p össz, ill. x /p hányadosokat! T/K p össz /kpa p /kpa x x /p össz x /p A 77,59 57, 49,71 0,01599, , B 9,97 117,0 101,68 0,065,8 10 4, C 9,97 7,75 57,75 0,01499,0 10 4, D,65 116,7 6,8 0, , , E,65 186,88 1,0 0,01 1, , Látható, hoy az x /p hányados akkor állandó (ill. közel állandó) ey adott hőmérsékleten, ha p a xenon ázázisbeli parciális nyomása. () A enti táblázatban szerepel a,65 K-re vonatkozó Henry-állandó: x k 1, kpa 1 p d) Kérdés, hoy a xenon olyadékázisbeli móltörtje hoyan változik a hőmérséklet növekedtével, miközben a xenon ázázisbeli parciális nyomását állandó értéken tartjuk. Erről a Henry-állandó ad elviláosítást: mivel ez a hőmérséklet növekedtével csökken, a xenon oldhatósááról uyanez mondható el. () e) p V n áz össz áz 0,0758 mol RT A ázázisbeli anyamennyiséek: n 0,0517 mol nhexán 0,010 mol A ázázisbeli hexán tömee: m 1,86 hexán A olyadékázisbeli hexán tömee: mhexán 50,00 1,86 48,16 ; anyamennyisée: nhexán 0,5587 mol A olyadékázisbeli xenon anyamennyisée: n x nhexán 0,01 mol 1 x A kísérletben elhasznált xenon tömee: m ( n + n ) M 8,48 1

8 8. eladat 00 k KBr -ot elvile k 875,1 k vízben kellene eloldani, de a valósában 4,8 10%-kal több vizet használtak, tehát 96,7 k-ot. 96,7 k víz 0 o C-on 66,14 k KBr -ot old, íy a hűtéskor 00 k 66,14 k,86 k KBr kristályosodik ki. A mosáshoz használt víz tömee 88,8 k, amely további 19,84 k KBr -ot képes eloldani. A mosási olyamat véén tehát,86 k 19,84 k 14,0 k szilárd KBr -ot kapunk. A kristályokra azonban telített oldat tapad, amely 6,4 tömeszázalékos. Feltéve, hoy ennek tömee x, elírható a következő összeüés: (14 k + x) 0,9 14 k + 0,064x x 17, k A szárítás véén kapott szilárd KBr tömee: 14,0 k + 17, k 0, k. Ez a kiindulási mennyisé 71,7 %-a. d) Háromszor meismételve a teljes átkristályosítási olyamatot, a kiindulási kálium-bromát 0,717 = 6,9 %-át nyerjük ki. e) A háromszori átkristályosítás során kapott anyalúokban található KBr tömee: 00 k 00 0, ,4 k. A vákuumlepárlás során ezt mind kinyerjük, és három újabb átkristályosítási lépésben 189,4 0,717 69,8 k KBr -ot kapunk. Ez a kiindulási mennyisé, %-a. ) A vízben oldható és az illékony anyaok távolíthatók el íy, azaz a NaBr, NaBr, Br és KBr. ) A vízben oldhatatlan Fe és korom eltávolításához a 80 o C-os oldatot le kellene szűrni (nem szüksées az összes átkristályosítás során, célszerűen eleendő az utolsónál). 14 pont

9