cz. pisemna - Komitet Organizacyjny Konkursu Chemicznego im

XXI edycja Konkursu Chemicznego
im. Ignacego Łukasiewicza
rok szkolny 2013/2014
ZADANIA
ETAP II – część pisemna
14 marca 2014 r.
Czas pracy 180 minut
ZADANIE A
Max. 20 pkt
Mosiądz, to stop miedzi i cynku, należy on do najbardziej rozpowszechnionych
stopów miedzi. Posiada dobre właściwości odlewnicze. W niektórych
zastosowaniach jego wadą jest stosunkowo duża gęstość (8,4 - 8,7 g/cm3).
Z mosiądzu wytwarza się armaturę, osprzęt odporny na wodę morską, śruby
okrętowe, amunicję, okucia budowlane, w szczególności klamki.
Ponadto, elementy maszyn w przemyśle maszynowym, samochodowym,
elektrotechnicznym, okrętowym, precyzyjnym, chemicznym. W praktyce zawiera
on nie więcej niż 45% cynku, gdyż stopy o wyższej zawartości cynku są bardzo
kruche.
Przeprowadzono dwa doświadczenia:
• w pierwszym próbkę mosiądzu o masie 4 g składającą się z miedzi i cynku
wrzucono do 200 cm3 kwasu solnego o stężeniu Cmol. Po zakończeniu reakcji
roztwór rozcieńczono do objętości 250 cm3. Stężenie molowe jonów H+ w tym
roztworze wynosiło 0,44 mol/dm3, zaś jonów Cl- 0,64 mol/dm3 ,
• w drugim taką samą masę próbki wrzucono do 65% roztworu kwasu azotowego(V).
Oblicz:
a) stężenie molowe kwasu solnego Cmol,
b) skład procentowy próbki,
c) objętość gazu wydzielonego w doświadczeniu pierwszym mierzonego
w temperaturze 25°C, pod ciśnieniem 1010 hPa,
d) liczbę cząstek brunatnego gazu wydzielonego w doświadczeniu drugim.
ZADANIE B
Max. 18 pkt
Zgodnie z podanym poniżej schematem przeprowadzono pewną syntezę organiczną,
prowadzącą do otrzymania polimeru o gęstości 1,4 g/cm3.
H2O
temperatura
C, temperatura
HCl
polimeryzacja
CaCO3 
→ (A) 
→ (B) 
→ (C) 
→ (D) →
(E)
Do tego procesu użyto 220 kg skały wapiennej o 90% zawartości węglanu wapnia.
Polimer ten jest stosowany w różnych gałęziach gospodarki: do produkcji
wykładzin podłogowych, stolarki okiennej i drzwiowej, akcesoriów (w postaci
różnych listew wykończeniowych), rur i kształtek do wykonywania instalacji
w budynkach, jako elewacja (siding), folii, elektroizolacji (np. przewodów i kabli
elektrycznych) itp., w medycynie: dreny, sondy, cewniki, strzykawki, do wyrobu
opakowań, elementów urządzeń, płyt gramofonowych, drobnych przedmiotów
itp., do pokrywania powierzchni sportowych oraz innych.
Strona 2 z 4
1. Oblicz:
a) całkowitą wydajność tego procesu, jeżeli otrzymano: 100 kg produktu (A), 110 kg
produktu (B), 44 kg produktu (C), 90 kg produktu (D), a proces polimeryzacji
przebiegał z 60% wydajnością,
b) masę produktu (E),
c) ciśnienie do jakiego należałoby doprowadzić monomer (D), aby w temperaturze
0°C miał taka samą gęstość jak polimer E.
2. W celu identyfikacji produktu (C) przeprowadzono reakcję dodając go do wodnego
roztworu manganianu(VII) potasu. Zapisz równanie zachodzącej reakcji, dobierz
współczynniki metodą bilansu elektronowego.
ZADANIE C
Max. 22 pkt
Poniżej przedstawiono schemat reakcji ilustrujących możliwość wykorzystania azotu
atmosferycznego do otrzymywania różnych związków organicznych i nieorganicznych.
H2
O2 ,Pt
O2
H2 O
oziębienie
N2 
→ (A) →
(B) 
→ (C) 
→ (D) 
→ (E) →
o-nitrotoluen
1
2
3
4
5
6
1. Zapisz równania wszystkich reakcji zaznaczonych na powyższym schemacie.
2. Oblicz, ile gramów o-nitrotoluenu powstanie w reakcji nr 6, jeżeli wiadomo, że
przebiega ona z wydajnością 65%, a do reakcji użyto 20 dm3 toluenu o gęstości
0,873 g/cmC.
3. W reaktorze o pojemności 2 dm3 przeprowadzono syntezę nr 1. Po ustaleniu się
stanu równowagi w reaktorze stwierdzono obecność: 9 moli amoniaku, 2 moli
azotu i 2 moli wodoru. Oblicz stałą równowagową tej reakcji oraz stężenia
początkowe azotu i wodoru.
4. Reakcja nr 1 jest reakcją egzoenergetyczną i odwracalną. Podaj, jak wzrost:
- stężenia reagentów,
- ciśnienia,
- temperatury,
wpłynie na wydajność tego procesu.
5. Na podstawie energii wiązań, oblicz entalpię tworzenia produktu (D).
Rodzaj wiązania
H-H
N-O
N≡N
N=O
N-H
O=O
O-O
N-N
Energia wiązania
[kJ/mol]
436
210
947
631
390
499
147
163
Strona 3 z 4
Strona 4 z 4