Beküldési határidő: 2014.feb.24.

Név: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  Helység / iskola: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kémia tanár neve: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . .                                                             

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

2013 / 2014 –es tanév, XIX. évfolyam

1.   „Foszfor-hidrogén”

      A P₂H₄ összetételű vegyületet difoszfinnak és difoszfánnak is nevezik. A két elnevezés közül az egyik „jogos”, a másik „nem jogos” a szénhidrogén nevek analógiája alapján. (Megj. a vegyületben P(III)-atom található).

      a)   Melyik a „jogos” elnevezés és miért?                                                                      (1,0 p)

      b)   Melyik „nem jogos” elnevezés és miért? Nézz utána, hogy mégis milyen analógiával magyarázható ennek az elnevezésnek is a jogosultsága?                                   (2,25 p)

      c)   A  PH₃ (foszfin) elavult neve: „foszfor-hidrogén”. Miért nem használatos ez a név?

                                                                                                                                            (0,5 p)

      d)   Add meg a primer-, szekunder- és tercier szerves foszfinok általános képletét majd ezeknek megfelelő legegyszerűbb vegyületek képletét és elnevezését!            (2,25 p)

      e)   Add meg a legegyszerűbb telített vegyes tercier foszfin képletét és megnevezését!

                                                                                                                                            (0,5 p)

2.   Adottak az alábbi szerves vegyületek:

      A) H₃C–(CH₂)₂–CH₃               B) H₃C–CH(CH₃)₂            C) H₂C=CH–CH=CH₂         D) CH₄

      E) C₂H₂        F) ciklohexán                G) H₂C=CH–CH₃

      a)   Add meg az A), B és C) vegyületek vonalképletét!                                                   (0,5 p)

      b)   Melyik molekula síkalkatú? Magyarázat!                                                                  (0,5 p)

      c)   Melyik vegyület molekulája tartalmaz csak másodrendű C-atomokat! Magyarázat! Add meg a molekulaképletét!                                                                                                (0,75 p)

      d)   Melyik molekulában található 2 féle hibridállapotú C-atom? Magyarázat!               (0,5 p)

      e)   Melyikben van 2 db. pi-kötés/molekula? Magyarázat!                                           (0,5 p)

      f)    Add meg az A) – G) molekulákban található szigma-kötések számát!

            A) …..     B) ……                  C) ……        D) ……       E) ……          F) …..     G) …..                   (1,5 p)

      g)   Melyik molekulában van csak 180^o-os kötésszög? Magyarázat!                            (0,75 p)

      h)   Írd fel a C) és G) vegyületek 1 – 1 móljának reakcióját 1 mól HCl-dal!       (1,5 p)

      i)    Egészítsd ki az A) – G) vegyületekkel az alábbi reakcióegyenleteket és add meg a reakciók típusát!

      (1)  …………… + Cl₂ ® C₆H₁₁Cl + HCl                          ………………………..                         (0,25 p)

      (2) …………. ® ………. + 3H₂                                     ………………………..                          (0,4 p)

      (3) ……….. + 2Br₂ ® C₄H₆Br₄                         ……………………….                         

                        - add meg a keletkezett termék nevét is!                                                      (0,5 p)

      (4) …… + ……… ® H₂C=CH–Cl                                 ………………………..                         (0,35 p)

      j)    Hány féle termék keletkezhet a C)-vegyület részleges HCl-addíciójakor (=1 mól C + 1 mól HCl). Add meg e lehetséges termékek konstitúciós képletét és ezek nevét!      (1,0 p)

      k)   Írd fel a B), C), F) és G) vegyületek tökéletes égésének reakcióegyenleteit!              (1,5 p)

3.   Egy kis türelem kell az alábbi válaszhoz!

      a) Add meg az alábbi szénhidrogén szisztematikus (=kémiai) elnevezését!                 (4,25 p)

(H₃C)₂C=C[(CH₂)₂CH₃]–C(C₂H₅)[CH₂CH(CH₃)₂]–C[CH(CH₃)(C₂H₅)][(CH₂)₃CH₃]–

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

     C[CH₂CH(CH₃)₂][CH(CH₃)₂]–C(C₂H₅)[(CH₂)₂CH₃]–C[CH(CH₃)₂](CH₃)–C(CH₃)=CH₂

(A sorokban folytatódik a szénlánc!)

      b)   Add meg a fenti vegyület molekulaképletét és a TE-t (telítetlenségi érték). Ez utóbbit a számítás feltüntetésével igazold!                                                                                     (1,25 p)

4.   a)   Írd fel az alábbi szénhidrogének szerkezeti képletét:

      (1)  1,2,3,4,5,6-hexaciklohexil-ciklohexán

      (2)  1,2,3,4,5,6-hexaciklohexil-benzol             (3)  1,2,3,4,5,6-hexafenil-benzol      (2,25 p)

      b)   Add meg az (1) – (3) szénhidrogének molekulaképletét és a TE értékét!                (1,5 p)

      c)   A fenti 3 szerkezet közül melyik lehet a legstabilabb, illetve a leginstabilabb? Válaszodat magyarázd meg!                                                                         (4,25 p)

5.   Egy alkánból és vele azonos C-atomszámú alkadiénből álló 10,0 cm³ gázelegy azonos hőmérsékletű és nyomású 5,0 cm³ H₂-gázzal telíthető. A kiindulási gázelegy oxigénre vonatkoztatott relatív sűrűsége: 1,78.

      a)   Add meg a kiindulási gázelegy anyagmennyiség %-os összetételét!                              (2,0 p)

      b)   Határozd meg az alkán és a dién összegképletét!                                          (2,5 p)

6.   Kísérletelemzés

      Gázfejlesztő készülékben kalcium-karbidra vizet csepegtettek. A fejődő gáz egy részét víz alatt felfogták, majd elégették, a másik részét brómos-vízbe vezették. Válaszolj a kísérlettel kapcsolatos alábbi kérdésekre.

      a)   Add meg a gázfejlesztő készülékben végbemenő folyamat reakcióegyenletét!                 (0,5 p)

      b)   Miért kell víz alatt felfogni a gázt, illetve ez befolyásolja-e a gázzal végrehajtott reakciót?

                                                                                                                                            (1,5 p)

      c)   Hogyan ég a levegőben az a)-ban keletkezett gáz? Magyarázat!                                  (1,25 p)

      d)   Írd fel a keletkezett gáz és a brómos-víz során végbemenő, maximális mólarányú reakcióegyenletet és add meg a termék nevét!! Milyen látható változás történik a reakció során? Magyarázat!                                                                                                                (1,75 p)

7.   Rejtvény – Sudoku 25 betűvel (csak türelemmel!)

      Helyezd el az A – Z betűket úgy, hogy azok csak egyszer forduljanak elő minden sorban, minden oszlopban és minden 5x5-ös területen. A megfejtés után olvasd össze az 1- 85 számokkal jelzett négyzetek betűit. Helyes megfejtés esetén 10 alifás szénhidrogén triviális (=köznapi) neve olvasható ékezetek nélkül. (A szóközöket Neked kell megtalálnod!)

Megoldásként add meg :

      a)   - a betűkkel kitöltött rejtvényábrát;                                                                           (5,0 p)

      b)   - a 10 szénhidrogén ábrában található nevét, a megfelelő szerkezeti képletét és kémiai megnevezését (az 1 – 85 számok sorrendjében).                                                              (5,0 p)

R

T

S

29

P

L

A

H

F

O

U

J

X

X

J

P

C

H

O

I

Y

U

L

N

T

7

V

S

M

R

G

F

Z

32

1

56

N

51

H

11

P

C

F

T

J

X

E

2

I

S

R

L

44

Y

K

Q

J

S

41

52

U

R

C

N

9

G

67

D

43

P

E

B

D

U

R

M

X

A

I

G

C

H

P

L

V

O

Q

T

68

Y

X

3

Q

50

A

S

Z

U

Y

K

J

P

O 80

C

19

D

T

I

R

F

V

54

K

E

A

F

P

M

J

R

71

D

U

V

X

Q

T

10

S

H

O

G

U

R

P

75

O

K

T

E

I

M

L

61

F

X

C

B

Y

D

O

25

D

R

B

E

Q

X

S

V

F

G

I

M

Z

U

L

K

J

34

P

T

D

F

V

12

X

H

G

A

18

47

N

R

B

K

P

Z

E 79

M

Q

A

17

Y

58

S

G

O

37

R

P

77

X

21

V

T

F

N

F

30

V

Z

M

J

E

8

O

C

I

Q

R

L

S

45

A

39

K

D

64

U

H

P

Q

X

24

T

A

G

72

Y

C

35

N

66

E

M

Z

J

K

40

N

Y

U

63

R

F

M

H

53

O

I

A

X

G

C

R

B

G

T

F

76

20

Q

J

83

E

S

K

Y

U

I

O

85

G

23

D

42

Y

T

S

F

Q

81

M

C

X

55

U

J

70

L

E

I

C

69

T

U

E

Q

K

O

H

X

G

F

R

Y

I

J

V

N

B

13

65

S

H

F

S

L

O

J

6

62

V

Z

X

N

84

D

E 82

T

B

R

U

K

A

X

J

Z

E

L

N

I

U

31

B

S

F

Y

O

C

Q

V

28

Z

Y

Q

P

I

D

B

G

O

J

S

V

4

H

A

L

C

F

38

X

N

M

D

J

S

G

A

R

H

E

K

27

P

F

B

O

I

C

Z

X

L

22

F

H

33

O

E

A

Z

G

59

K

X

Y

D

46

J

Y

R

C

73

G

X

P

J

V

48

26

57

M

Z

15

S

U

78

16

36

H

X

B

F

Z

I

C

Y

L

N

D

R

V

G

P

A

O

Q

E

74

49

Z

O

K

14

L

V

M

R

5

X

D

60

H

B

S

CSAK  XI.-XII. OSZTÁLYOS  VERSENYZŐKNEK KÖTELEZŐ FELADATOK:

8.   Add meg az alábbi „számok” meghatározását és válaszolj a kérdésekre!(ahol van)

(I. feladatlap folytatása)

      a)   (1) Faraday-szám (Faraday-állandó, F). (2) Add meg az értékét és a mértékegységét. (3) Melyik két „állandó” számértékének szorzatából kapható meg? Add meg a megfelelő értékeket is!

                                                                                                                                          (1,90 p)

      b)   (1) Kvantumszám(ok). (2) Hány félét különböztetünk meg, hogyan jelöljük ezeket és milyen értékei lehetnek?                                                                                                      (2,35 p)

      c)   (1) Oktánszám (o.sz.). (2) Nemzetközi megállapodás értelmében melyik 2 szénhidrogént tekintik az o.sz. felső (100) és alsó (0) határának?                                                        (1,0 p)

      d)   (1) Cetánszám. (2) Melyik két szénhidrogén képezi ennek a felső (100), illetve az alsó (0) határát? (3) Add meg a két szénhidrogén szerkezetét!                                              (1,0 p)

      e)   Oxidációs szám.                                                                                                  (0,75 p)

      f)    (1) Koordinációs szám. (2) Mennyi a felső határa ennek a számnak? (3) Melyik a két leggyakrabban előforduló értéke?                                                                                     (1,25 p)

9.   Kémiai összetétel szempontjából mi a különbség a szervetlen- és a szerves-szulfidok között? Ez utóbbiaknak milyen más elnevezése ismert és használt?                            (1,75 p)

Tudod-e? hogyan lesz áram az „elemből”

Az áramforrásként szolgáló „elem”-ek felfedezéséhez Luigi Galvani (a bolognai egyetem anatómia professzora) kísérletei vezettek. (Ezért is nevezik általánosan ezeket a berendezéseket galvánelemeknek.) Ő azt tapasztalta, hogy a halott békák lába összerándult, amikor rézkampóval felakasztotta a vaskorlátra. Alessandro Volta, a páviai egyetem professzora rájött, hogy az „összerándulás”-t = elektromosságot a Cu-kampó és a Fe-korlát közti érintkezés eredményezte. Ezen felismerésből kiindulva Volta 1800-ban megalkotta a „Volta-elemet”. (Megj. régebben telepeknek is nevezték az elemeket.)

            Az elem igen pazarlóan bánik Földünk energiájával, mivel az előállításához szükséges energia akár 50-szer is nagyobb lehet, mint amennyit megtermel.

            Az  elemekben az elektromos áramot két elektród és egy folyékony vagy szilárd halmazállapotú elektrolit reakciója termeli. A két elektród az elem 1-1 fémpólusával érintkezik éa amint az elem az áramkörbe kerül, folyamatos elektronáram indul meg a negatív pólustól az áramkörön át a pozitív pólus felé.

            Az egyetlen cellából álló hengeres alakú elemeket – amelyeket pl. zseblámpába is használnak – száraz elemeknek nevezzük, mivel az elektrolit zárt rendszerben működik, azt nem szükséges utántölteni.

            A gépkocsikban használt elemeket akkumulátoroknak nevezzük, mivel ezek képesek a beléjük vezetett áramot felhalmozni („akkumulálni”) és kémiai energia formájában tárolni addig, amíg az áram „kivételekor” ez az energia visszaalakul elektromos energiává. Az akkumulátor működésekor a negatív pólus és pozitív pólus (Pb és PbO₂) egyaránt PbSO₄ – tá, az elektrolit (H₂SO₄ –oldat) pedig vízzé alakul át fokozatosan. Ha a folyamat teljesen végbemegy, az akkumulátor lemerül. Amint azonban a gépkocsi motorja beindul, a generátorból érkező áram a kémiai reakciók visszafordításával (=elektromos energia termelése) tölteni kezdi az akkumulátort: az PbSO₄ – tá átalakult elektródok lassan újból tiszta ólommá és ólom-dioxiddá alakulnak vissza és a kénsav is visszanyeri eredeti töménységét.  („Hogy is van ez”, 1995)