TAKÁCS CSABA KÉMIA EMLÉKVERSENY, X.-XII. osztály, I. forduló

Név: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Helység / Iskola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Beküldési határidő:

2008. dec. 15

Kémiatanár neve: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

TAKÁCS CSABA KÉMIA EMLÉKVERSENY, X.-XII. osztály, I. forduló,

2008 / 2009 –es tanév, XIV. évfolyam

A feladatlapon szereplő forrásanyagok, a Pécsi Diákszimpozium kiadványkötetei, olvashatók a http://www.aok.pte.hu/bioanal/kemia/szimpozium.htm internet címen.

1. Hibás mondatok. Magyarázd meg, hogy miért hibásak az alábbi kijelentések.

a) Elméletileg egy telítetlen szénhidrogén a megfelelő C-atom számú telített szénhidrogénből úgy származtatható, hogy ez utóbbiból egy vagy több H-atomot eltávolítunk. (0,75 p)

b) Egy szénhidrogén telítetlenségi száma (T.Sz.) megmutatja, hogy hány H-atom hiányzik a vegyületből ahhoz, hogy telített legyen. (0,5 p)

c) Feltételezve, hogy egy sok C-atomos szénhidrogén szerkezetében két gyűrű, három kettős kötés és két hármas kötés létezik, akkor a TSz = 7. (0,75 p)

d) Az 5 C-atomos, egyenes C-lancú legtelítetlenebb szénhidrogén TSz-a = 5, molekulaképlete pedig: C₅H₆. Írd fel legkevesebb két izomér szerkezetét! (1,0 p)

e) C_xH_y összetételű nyíltszénláncú szénhidrogénben a minimális H-atomok száma (y) függ a C-atomok számától. (1,0 p)

f) Az alifás ciklikus szénhidrogének legegyszerűbb képviselői a: ciklopropán, ciklopropén és ciklopropin. (Részletes magyarázat!) (2,0 p)

g) A normál alkánok szénlánca zegzugos szerkezetű és a molekulát alkotó atomok (C és H) egy síkban találhatók. (1,0 p)

h) Egy tankönyv feladatai között olvastam: „Egy n-alkán szénatomjainak és hidrogén atomjainak aránya 2 : 4.” (1,0 p)

i) A legalacsonyabb forráspontú izoalkán, amelynek molekulája 16 szigma kötést tartalmaz a 2-metil-bután. (1,0 p)

j) 1 mól bután tökéletes égési folyamata során 4 mól gázhalmazállapotú termék keletkezik az égési folyamat körülményei között. (0,75 p)

k) A n-hexán lehetséges izomerjei: (1) 3-metil-pentán; (2) 4-metil-pentán; (3) 2,3-dimetil-bután; (4) 3,3-dimetil-bután és (5) 2-etil-bután. (1,5 p)

2. (Forrásanyag: 1999 Pécsi Kémikus Diákszimpózium kiadványkötete)

a) „Az oldódás egy egyensúlyra vezető folyamat”. Magyarázd meg a kijelentést! (1,0 p)

b) Az a)-pont folyamatában minden esetben hőváltozás is van, amely idővel az adott

környezet hőmérsékletével azonos lesz. Milyen hőátadási folyamatok történnek ebben az esetben? (1,0 p)

c) A b)-válasz alapján milyen estben nevezzük exotermnek, ill. endotermnek az oldódási folyamatot? (0,5 p)

d) Az anyagok oldódása során bekövetkező hőváltozást az oldáshő fejezi ki.

(1) Add meg az oldáshő meghatározását és mértékegységét! (0,75 p)

(2) Milyen hőváltozást jelöl az oldáshő előjele? (0,5 p)

3. Az alábbi elnevezések mindegyike helytelen. Add meg a szabályos nevet és magyarázd

meg, miért helytelenek a megadott elnevezések. Minden estben tüntesd fel a szénhidrogénem síkképletét is!

a) cisz-3-pentén (1,0 p) b) 1,1,2,2-tetrametil-etilén (1,0 p) c) 1-metil-1-heptén (0,75 p)

d) 3-metil-2-butén (1,0 p) e) 2-ciklopentén (1,0 p) f) 2,2-dimetil-2-butén (0,75 p)

g) 1,2,3,4-tetrametil-bután (0,75 p)

4. A „tinktúra” bizonyos összetételű oldatok általános megnevezése. Mi az oldószer ezekben az

oldatokban (név, képlet)? Add meg egy tinktúrának az összetételét! (1,25 p)

5. (Forrásanyag: 2001. Pécsi 2. Kémikus Diákszimpózium kiadványkötete)

Az Aloe Vera az antik görög világban a szépség, türelem, szerencse és egészség szimbóluma volt.

a) Kb. hány természetes hatóanyagot mutattak ki az Aloe Verában és ezekből mennyi az ásványi anyagok száma? (0,5 p)

b) Milyen vitaminok fordulnak elő ebben a növényben és ezeknek mi a szerepe az élő szervezetben? (2,5 p)

c) Meleyk a legfontosabb makro- és mikroelemek az Aloe Verában és ezeknek milyen szerepük van az emberi szervezetben? (2,5 p)

6. Feladat: Szerkezet megállapítás

a) Egy A telítetlen szénhidrogén 0,5 móljának tökéletes égése során 550 dm³ gáz keletkezik 62^o C-on. Hány C-atomos az A vegyület 1 molekulája? (0,75 p)

b) Az A szénhidrogén TSz-a (TE) = 13. Mi a kémiai összetétele? (0,5 p)

c) 0,5 mól A vegyület 199 dm³ 100^o C-os hőmérsékletű H₂-gázzal telítődik. Hány pi-kötést tartalmaz az A vegyület 1 molekulája? (1,5 p)

d) Az A szénhidrogén szimmetrikus szerkezetű telítetlen főlánca 32 C-atomos és ennek nyolc kvaterner C-atomján azonos oldalláncok találhatók. Milyen szénhidrogéngyökök alkotják az oldalláncokat? Magyarázat! (0,5 p)

e) A C-lánc 6 - 27 C-atomok között konjugált szerkezetű. A fentieken kívül 4 szekunder C-atomot tartalmaz; a többi C-atom primer és tercier. A kvaterner C-atomokból 1-1 a főlánc végeinek utolsó előtti atomja, a többi (3-3 a szimmetrikus lánc két részén) ezekhez viszonyítva azonos távolságban van és ez a helyzet a következő 4 C-atom valamelyike lehet. Mi az A szénhidrogén szerkezete? Magyarázd meg, hogyan következtettél a szerkezetre a megadott adatokból? (6,0 p)

f) Add meg a vegyület szisztematikus (kémiai) elnevezését! (0,75 p)

g) Nézz utána, hogy hol fordul elő ez a szénhidrogén a természetben, milyen néven ismert és honnan származik ez az elnevezés? (0,75 p)

h) A g)-pontban megadott névvel élelmiszeradalékként is használják. Mennyi az E-száma ennek a vegyületnek? (0,25 p)

7. Kísérlet

a) Közismert, hogy a gázálarcok szűrőbetétjeként leggyakrabban aktív szenet használnak. Miért

helytelen a „szűrő” szó használata ebben az esetben? (0,75 p)

b) A fentiek bizonyítására végezd el az alábbi kísérletet:

(1) - törj össze 10 db. orvosi C-tablettát és tedd egy tölcsérbe előkészített szűrőpapírba;

- egy pohár vízhez cseppents egy csepp kék tintát, rázd össze, majd apró részletekben

töltsd a C-porra. Milyen változást tapasztalsz? Magyarázd meg! (1,25 p)

(2) A szűrletbe tégy ismét egy csepp tintát és öntsd rá ugyanarra a C-porra. Mindezt a

folyamatot addig ismételd, amíg a szűrlet színe nem lesz azonos az (1)-ben megadott

szűrlet színével. (1,5 p)

c) Hogyan nevezik a „szűrőbetétnek” ezt a működési elvét és milyen kapcsolódás alakul ki a részecskék között? (0,75 p)

d) Tölts tiszta meleg vizet a szűrőpapíron maradt C-porra. Milyen színű lesz a szűrlet? Magyarázat! (0,75 p)

8. Rejtvény: Egymást követő és kétszeres értékek - Sudokuban

Helyezd el az 1 – 9 számokat az alábbi hálóban úgy, hogy azok egyszer szerepeljenek a 3x3-as mezőben, az ábra soraiban és oszlopaiban. A „-” jellel összekötött számok egymás utáni értékek, a „=” jejjel összekötöttek pedig egymásnak kétszeres értékei.

A számrejtvény megoldása után a mellékelt ábra betűit az alábbi szabályok szerint összeolvasva a szerves kémia tárgyára vonatkozó meghatározást kapod:

- először a 3x3-as mezők 1-es számainak helyén található betűket, balról jobbra, majd fentről lefele haladva (először a felső, baloldali, majd középső, majd jobb oldali 3x3-as mező, majd ugyanebben az irányban a következő 3x3-as mezők 1-es számai melletti betűk);

- majd ugyanebben az irányban a 2-es, 3-as, …, 9-es számok helyén található betűket;

- a két betűt tartalmazó négyzetek esetében Neked kell megtalálnod a betűk egymás utáni sorrendjét;

- a * szóközöket jelöl és itt is Neked kell megállapítanod, hogy betű vagy * következik a mondatban.

Megoldásként add meg:

a) A számokkal kitöltött ábrát. (4,0 p)

b) A fenti szabályok alapján a betűábrából kiolvasott mondatot. (2,0 p)

* K	E N	* S	É Z	* K	* S	* L	⁸* K	H N
* A	⁹Á S	A M	É Z	A N	Á T	H N	É S	A S
A I	* S	A N	A V	²Z É	* K	K O	E Z	A L
D I	* K	A K	E S	O T	G L	L M	É G	O F
Á J	A T	R V	L Ő	Í T	O R	É G	E R	A L
* E	D I	F O	N U	O R	S Z	S S	A H	* K
K O	É M	Á G	* K	E Z	L U	Á G	Á R	Á Z
E N	D R	Á N	Á S	I Z	S Z	* A	A N	É T
E K	Ó T	* N	A I	¹A I	O Y	Á S	* K	É S

FONTOS: a feladatlapok kitöltését elvégezheted ebben a word-dokumentumban, vagy leírhatod csak a megoldásokat (a feladatok számát feltüntetve) ugyancsak word dokumentumban. Mindkét esetben visszaküldheted a versenyfelhívásban megadott e-mail címre, vagy kinyomtatva postai küldeményként (a megadott postai címre). A scannelést lehetőleg mellőzni kell, mert elég sok bonyodalmat okozott az előző években is, így megtörténhet, hogy használhatatlan a javításra visszaküldött válasz.

CSAK XI.-XII. OSZTÁLYOS VERSENYZŐKNEK KÖTELEZŐ FELADATOK:

(Forrásanyag: 2001. Pécsi 2. Kémikus Diákszimpózium kiadványkötete)

9. a) Honnan származik a „halon” elnevezés? (0,5 p)

b) A halonok összetételének világszerte egységes értelmezésére egyedi számozást vezettek be; ez legtöbb 5 számból áll. Mit jelölnek sorrendben ezek a számok? (1,5 p)

c) A halonok a ma ismert leghatásosabb tűzoltóanyagok. Milyen halogénatomokat tartalmaznak ezek a halonok és hogyan magyarázható a tűzoltó hatásuk? (1,5 p)

d) A CCl₄ volt az első halon, amelynek tűzoltási képességét felismerték. Kb. mikor történt ez a felismerés, miért nem használták tűzoltási célokra és a b)-válasz alapján hogyan jelölhető ez a vegyület? (1,0 p)

e) Mikor kezdték el a CCl₄ forgalmazását, milyen célokra és a megnevezéséből származóan milyen rövidítéssel vált ismertté? (0,75 p)

f) A II. világháboróban sokféle halont használtak, majd később 50 halon megvizsgálása után többségük (toxicitásuk és kedvezőtlen fizikai tulajdonságuk miatt) használhatatlannak bizonyultak. Csak 5 halon lett alkalmas tűzoltásra. Melyek ezek (számjelölés, megnevezés, képlet)? (1,25 p)

g) Hány féle módon érvényesül a halonok mérgező képessége az emberi szervezetre? Mit jelentenek a különböző mérgező hatások és ennek alapján milyen tulajdonságú halonok alkalmazhatók a gyakorlatban? (2,25 p)

h) Miben nyílvánul meg a halonok környezetkárosító hatása? (0,5 p)

i) Milyen nemzetközi érvényességű egyezmények korlátozzák a halonok használatát (megnevezés és aláírás dátuma)? (0,25 p)

j) Add meg az alábbi számjelöléssel megadott halonok nevét és képletét:

(1) 2 1 1 2; (2) 1 1 1 1 1 (0,5 p)

Tudod – e?

1880 – ban kb. 12.000, 1900 – ban kb. 80.000, 1960 – ban kb. 1.750.000, míg 2000 körül kb. 4.000.000 volt az ismert és lexikálisan nyilvántartott szerves vegyületek száma. (Ennél sokkal több létezik – 10 milliónál többre becsülik a számukat - de feltehetőleg nincs gyakorlati jelentőségük, így lexikálisan nem kerültek nyilvántartásba.)

Az emberi szervezet felépítésében résztvevő bioelemek atomszázalékban kifejezve a következők:

H (64%), O (25,5%), C (9,5%), N (1,4%), Ca (0,31%), P (0,22%), Cl (0,08%), K (0,06%),

S (0,05%), Na (0,03%), Mg (0,01%).

A buténdisav treansz szerkezetű izomérje a fumársav sok növényben (gombák, zuzmók, stb.) fellelhető, kis mennyiségben pedig minden állati szervezetben is megtalálható, ahol a cukrok metabolizmusában van fontos szerepe. A maleinsavnak nevezett cisz-izomér nem fordul elő a természetben!

Az izopropilalkohol (2-propanol) a másológépek, faxok, audio- és video felvevő készülékek, elektromos berendezések hatékony tisztítószere. 70 %-os vizes oldatát az egészségügyben fertőtlenítésre használják.