Beküldési határidő: 2010. dec. 17
 
Név: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  Helység / iskola: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kémia tanár neve: . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Évfolyam (X., XI. vagy XII.) . . . . . .                                                            

 

                                          

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

2010 / 2011 –es tanév, XVI. évfolyam

 

1.  Határozd meg az alábbi redoxifolyamat együtthatóit az oxidációfok változás segítségével! Tüntesd fel a megfelelő átalakulásokat is (oxidáció, redukció) és magyarázd meg a megoldásodat! Melyik vegyület és a reakcióegyenletnek melyik oldaláról (reagensek vagy termékek) hiányzik a helyes sztöchiometrikus arányok megadásához?

           As2S3 + HNO3 ® H3AsO4 + H2SO4 + NO                                                            (4,75 p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.  HgO hevítése: HgO ® Hg2 + Hg + O2   - redoxfolyamat, amelynek végtelen sok megoldása van

      a)  Határozd meg a reakcióegyenlet együtthatóit! (Az oxidációfokokat nem kell figyelembe venni!)                                                                                                                                                  (0,5 p)

 

 

      b)  Írd fel a fenti folyamatot két különböző átalakulással (reagensből két reakcióban keletkeznek a megadott termékek). Határozd meg a két folyamat együtthatóit az oxidációfok változás segítségével! (Tüntesd fel mindkét átalakulás esetében az oxidációs és redukciós folyamatokat is!)                                                                                                 (2,75 p)      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      c)   Írd fel a b)-pontban megadott két folyamatot a megfelelő sztöchiometrikus arányban egyetlen reakcióegyenletben!                                                                    (0,75 p)

 

 

 

           d)        Állapítsd meg az eredeti (kijelentésben szereplő) folyamat együtthatóit az oxidációfok

                            változásainak feltüntetésével!                                                                          (1,25 p)

 

 

 

 

 

 

           e)        Helyesek-e az alábbi sztöchiometrikus arányban megadott reakcióegyenletek?

                            Magyarázat!   17HgO ® 5Hg2O + 7Hg + 6O2 ; 18HgO ® 6Hg2O + 6Hg + 6O2 ;

                                           19HgO ® 7Hg2O + 5Hg + 6O2 ;                                       (0,75 p)

           f)         Amennyiben az e)-pontra adott válaszod pozitív, magyarázd meg hogy miért lehet

                felírni ugyanazt a kémiai átalakulást különböző sztöchiometriai arányban (a  c- pont válaszát is figyelembe lehet venni!)                                                                         (1,0 p)

 

 

 

 

 

 

3.  Alkánok megnevezései

      a)  Add meg az alábbi szerkezetű alkán helyes szisztematikus (kémiai) megnevezését!

 

           (CH3)3C-C(CH3)2-C(C2H5)[CH(CH3)2]-C[C(CH3)3][CH2-CH(CH3)2]-C[(CH2)3CH3][CH2-C(CH3)3]-

           -C[CH(CH3)(C2H5)][(CH2)2CH3-C(CH3)2-CH(CH3)2                                         (3,5 p)

           Válaszodban tüntesd fel, hogy milyen szabályok alapján adtad meg a megnevezést!

                                                                                                                             (1,25 p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      b)  Add meg az a)-pontban feltüntetett alkán összegképletét és ennek megfelelő megnevezést!                                                                                                       (0,75 p)

 

 

      c)   A papíron sokféle szerkezetet fel lehet bírni, szabályok alapján meg is lehet nevezni, de nem biztos, hogy az adott vegyület létezik is. Így van ez az a)-pontban megadott szerkezetű alkán esetében is. Miért nem létezhet a valóságban ez az elágazó C-láncú alkán?  Válaszodat a vegyértékszögek, kötéstávolságok értékeivel indokold!                                (1,0 p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.  Az alkánok legismertebb reakciója az égés. A molekulában található C-atomok számának

      függvényében az alkánok reagálhatnak:

      (A) - teljes oxidációs folyamatban, amelynek során nagy mennyiségű hőenergia szabadul fel,

      (B) - eléghetnek „világító” lánggal is.

      a)   Mire vonatkozik a fenti szövegben a „C-atomok számának függvényében” kijelentés?

                                                                                                                             (0,75 p)

 

 

      b)  Mi a különbség a megadott két oxidációs folyamat között?                            (1,5 p)

 

 

 

      c)   Milyen folyamatok mennek végbe a „világító” lánggal égő alkánok esetében? (Reakcióegyenlettel vagy leírt szöveggel válaszolj és magyarázd meg a jelenségeket!)           (2,0 p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.  Buborékos (=szénsavas) folyadékot tartalmazó palackok felnyitásának kellemetlenségei!

      a)   Valószínű mindenkivel előfordult már, hogy szénsavas üdítő palackot, dobozt felrázta a kinyitás előtt és ezt követően kellemetlen helyzetbe került! (Aki még ezt nem tapasztalta, próbálja ki!) Milyen jelenség tapasztalható a fenti folyamat során tudva, hogy a palackokat, dobozokat nyomás alatt zárják le?                                                (0,5 p)

 

 

 

      b)  A szénsavas üdítő palack, doboz felrázásakor a benne levő és még a rázás során keletkező kicsiny buborékok az edény oldalához vagy aljához tapadnak. Mi történik ezekkel a buborékokkal az adott rendszerek felnyitásakor? Magyarázat!              (1,5 p)

 

 

 

 

 

      c)   A b)-pontban adott válaszodat igazold a megfelelő gáztörvénnyel! (Nevezd meg a gáztörvény matematikai összefüggésében használt jelöléseidet!)                             (2,0 p)

 

 

 

 

 

 

 

 

      d)   Mi a neve a c)-pont válaszában megadott gáztörvénynek? Fogalmazd meg ezt a törvényt szóban is!                                                                                         (1,5 p)

 

 

 

      e)   Az a)-pont kellemetlen jelensége megakadályozható, ha a palack (doboz) kinyitása előtt a felrázás helyett ütögetjük annak oldalát. Mi történik ennek a mechanikai hatásnak következtében a rendszerben található kis buborékokkal, majd az ezt követő palack (doboz) kinyitásakor? Magyarázat!                                                                 (1,5 p)

 

 

 

 

 

6.  A jégkockatartóba tiszta, átlátszó vizet (csapvíz) szoktunk tölteni. De ez a fagyasztóban

       általában átlátszatlan és buborékokat tartalmazó jéggé fagy meg. Érdekes módon a

       buborékok általában  a jégkocka közepe felé sűrűsödnek. Magyarázd meg a fenti

       jelenséget!                                                                                                       (3,0 p)

 

 

7.  Feladat:

      A 3. kérdésben megadott szénhidrogént elégetve, (teljes átalakulás) a molekula nagy C-

      tartalma miatt 3 féle oxidációs reakció megy végbe: (1) teljes oxidáció (=égés); (2) részleges

      oxidáció CO + H2O keletkezésével és (3) részleges oxidáció korom és H2O keletkezésével.

      Feltételezve, hogy a fenti 3 átalakulásban a reagált szénhidrogén 1:2:3 tömegarányban

       vesz részt (ezek elméleti adatok, a valóságban sokkal bonyolultabb az átalakulás)  és 22,8 kg 85 %-

       os tisztaságú anyag reagál, add meg:

      a) A végbemenő 3 kémiai folyamat reakcióegyenletét!                                      (2,25 p)

 

 

 

      b)  A fenti 3 átalakulásban résztvevő szénhidrogén anyagmennyiségét (=mólok száma) külön-külön!                                                                                             (1,75 p)

 

 

 

 

 

 

      c)   Mekkora tömegű korom és vízgőz keletkezik a szénhidrogén átalakulása során? (1,75 p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.  Kísérlet: Burgonya („pityóka”) és alma

      a)   Víz a burgonyában („pityókában) és almában:

           Szükséges anyagok, eszközök:

           - kristályos rézszulfát, desztillált víz, porcelán tégely, (házilag helyettesíthető egy kisebb, kimosott konzervdobozzal), kémcső, hőforrás, samottos fémháromszög, fémháromláb (porcelántégely használatakor), egy fémfogó, burgonya (=„pityóka”) és alma.

           A kísérlet leírása:

      (a1) Tégy egy spatulányi (szűk kiskanálnyi) kristályos rézszulfátot a tégelybe (konzervdobozba), majd tedd egy hőforrásra (porcelántégely®fémháromláb + fémháromszög). Milyen változást tapasztalsz rövid idő után?  Magyarázd meg a jelenséget és írd fel a változás kémiai folyamatait is!                                                                                         (1,0 p)

 

 

 

      (a2) Tedd a kémcsőbe az (a1)-pontban kapott anyagnak kb. 1/3-ad részét és tölts rá kevés desztillált vizet! Írd le a megfigyelt változást, add meg a folyamat egyenletét és magyarázd a jelenséget!                                                                            (1,5 p)

 

 

 

 

 

 

      (a3) Az (a1)-folyamatban keletkezett és megmaradt anyagot oszd két felé: egyik részét tedd egy frissen felvágott alma belső részére, a másik felét pedig egy frissen felvágott burgonya belső felületére. Figyeld meg a változásokat és magyarázd meg a jelenségeket!                                                                                                (1,0 p)

      b)  Burgonya („pityókában) és alma kémhatása

           Szükséges anyagok:

           - univerzális indikátor papír, burgonya, alma;

           A kísérlet leírása:

           Tégy a frissen felvágott burgonya és alma belső részére 1 - 1 db. univerzális indikátor szalagot. Figyeld a színváltozást, majd értelmezd azokat!      (0,75 p)

 

 

 

 

 

 

9.  Rejtvény: Sudoku 4 alatt, 6 fölött

     

 

 

 

 

 

 

 

6

 

Helyezd el az 1 - 9 számokat úgy, hogy a fehér mezők minden sorában, oszlopában és 3x3-as területein csak egyszer forduljon elő. Közvetlenül a 4-es szám alatt a 4-nél kisebb szám található, míg közvetlenül a 6-os szám felett a 6-nál nagyobb szám szerepel (a fehér mezőkben.)

 

Helyes megfejtés esetén 7 alkán képletét és az elméletileg lehetséges izomerjeik számát kaphatod meg az ábrából.

A beírt 1-9 számok alatti jelzett mezőkben található számokat az alábbi szabályok alapján kell felhasználnod:

- először a fehér mezők 1-es számai alatti számokat fentről lefele haladva;

- majd ugyanebben a sorrendben a 2-es, 3-as, … 9-es fehér mezőkben található számok alatti számokat;

Az így kapott számsor váltakozva tartalmazza az alkán C- és H-atomjainak a számát és a lehetséges izomerjeinek a számát.

2

4

4

8

3

3

7

6

7

 

 

3

 

 

5

 

 

 

8

8

1

3

9

4

7

0

0

 

4

 

7

 

 

1

 

 

3

7

1

2

2

8

1

9

1

 

 

 

 

 

 

 

4

 

0

2

2

1

1

5

9

5

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

8

4

7

5

5

5

1

4

6

 

 

 

 

 

 

3

 

 

3

8

2

8

2

2

5

7

2

 

 

5

 

6

 

 

 

 

4

3

4

2

4

9

3

2

3

 

 

4

8

1

9

6

 

 

3

0

0

8

4

4

9

6

6

 

 

 

2

 

 

8

 

 

1

3

3

6

7

6

1

2

6

 

      Az előző adatok a rejtvényben szereplő alkánok C-atom számainak növekvő sorrendjében

      szerepelnek. (Megj.: Neked kell elhatárolnod a C- és H-atomok számait az izomérek számától!

 

      Megoldásként add meg:

      a)   Az 1 - 9 számokkal kitöltött ábrát.                                                                 (3,0 p)

      b)  Az ábrában található alkánok kémiai összetételét (molekulaképletét), nevét és a lehetséges izomerjeinek a számát a megadott szabályok alapján történő összeolvasás sorrendjében!                                                                                              (4,5 p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CSAK  XI.-XII. OSZTÁLYOS  VERSENYZŐKNEK KÖTELEZŐ FELADATOK:

 

10.      a)        Milyen kutatási eredményekért adták a 2010-es fizikai Nobel-díjat és kik kapták ezt?

                                                                                                                                 (1,0 p)

 

 

 

      b)  Milyen sajátos szerkezetű és tulajdonságú a Nobel-díjas anyag?                   (1,75 p)

 

 

 

 

 

 

      c)   A tudományos világ mikor kezdett el foglalkozni a díjazott anyaggal?              (1,0 p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      d)   Miből állították elő a Nobel-díjas fizikusok ezt az anyagot?                                (0,25 p)

 

 

 

      e)   Sajátos tulajdonságai miatt milyen gyakorlati tevékenységi területeket forradalmasíthat ennek az anyagnak a felhasználása?                                        (1,0 p)

 

 

 

 

      f)   „Molekulagyártók”-nak nevezték el a 2010-es kémiai Nobel-díjasokat.  Kik ők és miért nevezik így őket?                                                                               (1,25 p)

 

 

 

 

 

      g)   Miért fontos a kémiai Nobel-díjasok által kifejlesztett reakció a szerves kémiában?

                                                                                                                                (1,5 p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      h)   Hogyan nevezik a díjazott kémiai reakciót a szerves kémiában, amelyet világszerte használnak, pl. a gyógyszeriparba is?                                                                          (0,5 p)

 

 

      i)    Hányadszor osztották ki  a kémiai  Nobel-díjat 2010-ben? Melyek voltak azok az évek, amikor nem osztottak kémiai Nobel-díjat?                                                        (1,0 p)

 

 

 

 

      j)   Hányan kaptak egyedül eddig, (2011-ig) hány alkalommal kapták ketten, illetve hárman a kémiai Nobel-díjat ?                                                              (0,75 p)  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Tudod- e?

     

                A XX. század első felében a nagyobb településeken már vezetékes gázzal főztek a háziasszonyok. Ez viszont nem földgáz volt (megj.: ma a földgázt nevezzük vezetékes gáznak), hanem ún. városi gáz, amelyet gázgyárban kőszénből állítottak elő.

                A kőszenet levegőtől elzárt térben, magas hőmérsékleten  több órán keresztül hevítették. Ez az eljárás a száraz lepárlás. Termékéből állították elő a városi gázt, amely nagyon veszélyes volt. Szénmonoxid tartalma miatt erősen mérgező, H2-tartalma miatt pedig nagyon dobbanásveszélyes (durranógáz) volt. Már ezt a gázt is szagosították, hogy az említett veszélyesség miatt  a gázömlés érzékelhető legyen.