X.-XII. osztály, II. forduló, megoldás

2013 / 2014 –es tanév, XIX. évfolyam

1. a)   A „difoszfán” név, mert: H₂P – PH₂ szerkezetben egyes kötés található úgy, mint az alkánokban.                                                                                                           (1,0 p)

      b)   A „difoszfin” elnevezés nem jogos, mivel az „-in” végződés az alkinek nevében van, ahol hármas kovalens kötés található.                                                                               (1,0 p)

            A  P₂H₄ vegyület a foszfin (PH₃) mellett keletkezik; ez utóbbit fémfoszfidok (pl. Ca₃P₂) vízzel történő reakciójából állítják elő, hasonlóan néhány fémkarbidnak vízzel történő reakciójához, amelyekből C₂ – C₃ alkinek képződnek.       Ezzel magyarázható, hogy a PH₃ és a belőle keletkezett P₂H₄ nevében az „-in” végződés szerepel.                                  (1,25 p)

      c)   A P-atom 3- és 5-vegyérték állapotban fordul elő és a „foszfor-hidrogén” megnevezés nem utal  a vegyületben előforduló P-nak erre a sajátosságára: lehet PH₃ vagy PH₅.   (0,5 p)

      d)   Primer-foszfin: R – PH₂ ; CH₃ – PH₂ , metilfoszfin.

            Szekunder-foszfin: R – PH – R; H₃C – PH – CH₃ , dimetil-foszfin.

            Tercier-foszfin: R₃P;  (CH₃)₃P , trimetil-foszfin.                                                      (2,25 p)

      e)   (H₃C)(C₂H₅)(C₃H₇)P , etil-metil-propil-foszfin (etil-metil-izopropil-foszfin).              (0,5 p)

2.   a)   A:   B:       C:                                                              (0,5 p)

      b)          - a C-atomok sp² hibridállapotban vannak, amelyek síkszerkezetűek, a vegyértékszög = 120^o.                                                                  (0,5 p)

c) C-atom rendűsége = adott C-atom hány kötéssel kapcsolódik más C-atomhoz. 

F) : minden C-atom C–C kötéssel két másik szénhez; összegképlet: C₆H₁₂ .     (0,75 p)

      d)   G):  H₂C=CH–CH₃ , a C=C kapcsolatban sp² - , míg  a C – C kapcsolatban sp³ hibridállapotú C-atom van.                                                                                      (0,5 p)

      e)   C) –ben, mert 2 db. C=C kötést tartalmaz és E) -ben, HCºCH, amely 1 db. CºC kötést tartalmaz.                                                                                                               (0,5 p)

      f)    A) 13 (0,2p)       B) 13 (0,2p)         C) 9 (0,25p)           D) 4 (0,1p)           E) 3 (0,15p)           F) 18 (0,3p)            G) 8 (0,3p)              

      g)   E) , itt CºC kötés van, amelyben a C-atomok sp-hibridállapotúak és a kötésszög 180^o

                                                                                                                                                      (0,75 p)

      h)   C:  H₂C=CH–CH=CH₂ + HCl ® ClH₂C–CH=CH – CH₃                                           (0,75 p)

            G: H₂C=CH–CH₃ + HCl ® H₃C–CHCl–CH₃                                                             (0,75 p)

      i)    (1)  C₆H₁₂ + Cl₂ ® C₆H₁₁Cl + HCl            szubsztitúció                                              (0,25 p)

            (2)  2CH₄ ® C₂H₂ + 3H₂ hőbontás                                                    (0,4 p)

            (3)  C₄H₆  + 2Br₂ ® C₄H₆Br₄ 1,2,3,4-tetrabróm-bután;       addíció                    (0,5 p)

            (4)  C₂H₂  + HCl ® H₂C=CH–Cl addíció                                                       (0,35 p)

      j)    (1) H₂C=CH–CH=CH₂ + HCl ® ClH₂C–CH=CH – CH₃  1-klór-2-butén                 (0,5 p)

            (2) H₂C=CH–CH=CH₂ + HCl ® H₃C –CHCl–CH=CH₃     2-klór-3-butén             (0,5 p)

      k)   B):  C₄H₁₀ + 13/2 O₂ ® 4CO₂ + 5H₂O    C): C₄H₆ + 11/2 O₂ ® 4CO₂ + 3H₂O     (0,8 p)

            F):  C₆H₁₂ + 9 O₂ ® 6CO₂ + 6H₂O      G):  C₃H₆ + 9/2 O₂ ® 3CO₂ + 3H₂O          (0,7 p)

3.   a)   - a gyökök nevei szerinti ábécé sorrendben:

4,6,8,10 – tetraetil – 5,10 – diizobutil – 3,5,8 – triizopropil – 2,3,12 – trimetil – 9 – n-butil – 4,6,7,11 – tetra-n-propil – 9 – szekbutil – 7 tercbutil – trideka – 1,11-dién                                                                                                                                (4,25 p)

b)   C₆₅H₁₂₈ TE = (65x2+2 – 128)/2 = 2                                                        (1,25 p)

4. a    (1)                                              (2)                                         (3)

           (2,25 p)

      b)   (1)   C₄₂H₇₂  és  TE = 7;   (2)  C₄₂H₆₆  és  TE = 10;   (3)  C₄₂H₃₀  és  TE = 28;    (1,5 p)

      c)   A ciklohexánnak két térszerkezete ismert: a „szék” és a „kád” forma, amelyek közül a „szék” a stabilabb. Amennyiben az (1) szerkezetben mind a 7 ciklohexán gyűrű a stabilabb szerkezeti formában van jelen, ez a szerkezet „elméletileg” létezhet, mivel az „oldalláncok” térben kevésbé gátoltak. Ezzel szemben a (3)-as szerkezet minden gyűrűs komponense síkszerkezetű (7 benzol gyűrű) és így a molekula is síkszerkezetű. Ez viszont térben gátolt, mivel az oldallánc benzol gyűrűinek H-atomjai a síkban nem „férnek” el. (Próbáld ki modellekkel elkészíteni a molekulákat vagy mértanilag felrajzolni a megfelelő kötéstávolságokkal!). Tehát a (3)-as szerkezet a leginstabilabb.                              (4,25 p)

5.   a)   X cm³   C_nH_2n+2   és  (10 – X) cm³   C_nH_2n-2

(10 – X) cm³  C_nH_2n-2   + 2 (10 – X) cm³ H₂ ® (10 – X) cm³  C_nH_2n+2

                         - dién térfogata = 2,5 cm³ Þ  elegy összetétele: 75 % alkán + 25 % dién            (2,0 p)

      b)   M(C_nH_2n+2) = 14n + 2  és  M(C_nH_2n-2) = 14n – 2

                        M (elegy) = [75(14n+2) + 25(14n-2)]/100  = 14n + 1    

            1,78 = (14n+1)/32     Þ n = 4 alkán: C₄H₁₀   és  dién: C₄H₆                    (2,5 p)

6.   a)   CaC₂ + 2H₂O ® Ca(OH)₂ + C₂H₂                                                                         (0,5 p)

      b)   M(C₂H₂) = 26, amely kisebb, mint   M(lev) = 28,9, ezért nyílt rendszerben távozik a reakció során, így nem lehetne a kísérletet elvégezni.                                                (1,0 p)

            Az C₂H₂ vízben kismértékben oldódik, így az ezzel végrehajtott reakció hatásfoka csökken.                                                                                                                (0,5 p)

      c)   Vakító, kormozó lánggal ég. Kormozó, mert a C/H arány nagy viszonyítva pl. az alkánokhoz, ezért a C egy része nem tud elégni és bomlás során kiválik. (Csak a hegesztésnél használt égési folyamatban nincs kormozó láng, mert ott csak tiszta oxigént használnak.)                                                                                                                                       (1,25 p)

      d)   HCºCH + 2Br₂ ® Br₂HC–CHBr₂ 1,1,2,2-tetrabróm-etán                 (0,75 p)

            A folyamat során látható változás: a brómos víz kezdeti vörös-barna színe a bevezetett gáz hatására fokozatosan elszíntelenedik, mert az acetilén megköti (addicionálja) a barna színű brómot, a keletkezett termék pedig színtelen.                                           (1,0 p)

7.   b)   (1) allén; H₂C=C=CH₂ ; propadién                      (2) cetán; n-C₁₆H₃₄ ; n-hexadekán

            (3) diacetilén, HCºC – CºCH ; 1.3-butadiin          (4)  divinil: H₂C=CH–CH=CH₂ ; 1,3-butadién

            (5) heptanaftén; ciklo-C₇H₁₄ ; cikloheptán            (6) hexahidrobenzol; ciklo-C₆H₁₂ ; ciklohexán

            (7) izooktán; (CH₃)₃C–CH₂(CH₃)₂ ; 2,2,4-trimetil-pentán

            (8) izoprén; H₂C=C(CH₃)–CH=CH₂ ; 2-metil-1,3-butadién    (9) mocsárgáz; CH₄ ; metán

            (10) neohexán; (CH₃)₃C–CH₂–CH₃ ; 2,2-dimetil-bután                   10x(0,1+0,25+0,15)= 5,0 p

      a)

Q

V

R

T

S

E 29

N

K

G

B

P

L

Z

A

H

F

O

D

Y

I

U

J

X

C

M

X

J

P

C

H

O

I

Y

U

L

D

N

T

E 7

V

B

S

Q

M

R

G

F

Z

K

A 32

A 1

G

O 56

N

Z 51

H

V

D 11

P

C

Y

M

Q

B

F

K

U

T

J

X

E

L 2

I

S

R

L

I 44

Y

K

M

T

Q

F

J

Z

S

X 41

O 52

U

R

C

N

A 9

G

E 67

D

H 43

V

P

B

E

B

D

F

U

R

M

X

A

S

J

I

G

C

K

Z

H

P

L

V

O

Q

T

N 68

Y

G

X

L 3

M

Q

N 50

A

S

Z

U

B

Y

K

J

P

O 80

C

E 19

D

H

T

I

R

F

V

I 54

K

E

B

A

L

F

P

M

J

R

C 71

D

Z

U

Y

V

X

Q

T

N 10

S

H

O

G

U

Z

J

R

P

G 75

O

V

K

T

H

E

I

Q

M

A

L

N 61

S

F

X

C

B

Y

D

O

H

N 25

Y

C

D

R

B

E

Q

X

S

V

F

T

G

I

M

Z

U

L

K

J

A 34

P

T

D

F

S

V

I 12

X

C

Y

H

G

A

L 18

O 47

N

R

B

K

P

J

Z

M

E 79

U

Q

M

Q

A

I 17

Y

K 58

S

G

C

O

E 37

B

R

P

Z 77

U

X

J

H

D 21

V

T

F

L

N

F

P 30

V

Z

X

M

J

E

T 8

N

U

O

C

Y

I

Q

G

B

R

L

S

D 45

A

H 39

K

D

O 64

U

H

L

P

B

Q

X

I 24

K

T

A

G

S 72

V

Y

C

F 35

N

R 66

E

M

J

Z

J

S

K

E 40

N

Y

U

Z 63

D

R

F

V

M

H

L 53

P

T

O

I

A

Q

X

G

B

C

R

C

B

G

T

V

L

H

F

A 76

N 20

Q

J

D

X 83

E

M

S

K

Z

Y

P

U

I

O

B

N 85

G

V 23

D

A 42

Y

T

S

F

Q

P

H 81

M

C

X

R

Z 55

U

K

J

O 70

L

E

I

C

M 69

T

U

E

Q

K

O

H

X

L

G

F

R

Y

I

J

V

N

B

A 13

Z

P 65

D

S

H

F

S

L

O

J

C 6

I 62

V

P

Z

K

X

N

A 84

D

E 82

G

T

Q

B

R

Y

M

U

K

A

X

J

R

Z

E

L

N

M

I

D

U

T 31

B

S

F

Y

O

P

C

G

Q

V

H 28

Z

Y

Q

P

I

U

D

R

B

G

O

J

S

V

E 4

H

A

L

C

M

F

N 38

K

X

T

N

U

M

D

J

S

G

A

R

Y

T

H

E

K

Q

L 27

P

F

B

O

I

V

C

Z

X

V

L

I 22

Q

F

B

H

N 33

O

E

A

Z

P

S

G

T 59

K

U

X

C

M

Y

D

R 46

J

Y

R 74

C

A 73

G

X

P

J

Q

D

V

F

B 48

I 26

O 57

M

Z

H

E 15

S

K

U

N 78

T 16

L

S

T 36

H

X

B

F

Z

M

I

K

C

U

Y

L

J

N

D

R

V

G

P

A

O

Q

E

P

E 49

Z

O

K

C 14

T

U

L

V

M

R

N 5

X

D

J

Q

I

A 60

Y

H

B

S

G

F

CSAK  XI.-XII. OSZTÁLYOS  VERSENYZŐKNEK KÖTELEZŐ FELADATOK:

8. a)    (1) Egy mól elektron töltésének abszolút értéke.                                                 (0,5 p)

            (2) F = 96485,3399 C/mol » 96500 C/mol                                                                 (0,4 p)

            (3) Az Avogadro-szám és az elektron elemi töltésének szorzatából kapott érték:

6,023x10²³x1,602x10^-19 = 96488                                                                           (1,0 p)

      b)   (1) Az atomok elektronjainak energiáját jellemző szám(ok).                     (0,5 p)

            (2) Főkvantumszám = elektronhéjak száma; jele: n; értékei: n = 1, 2, 3, ….     (0,4 p)

 Mellékkvantumszám = alhéjak száma; jele: l; értékei: l = n – 1 (0, 1, 2, ….)    (0,5 p)

Mágneses kvantumszám = orbitálok száma; jele: m; értékei:  –l ….. 0 ….. +l   (0,55 p)

Spinkvantumszám = az elektronok lehetséges száma egy orbitálon;

            jele ms; értékei: +1/2 és   –1/2                                                                            (0,4 p)

(Megj. a Pauli féle kizárási törvény szerint nincs két elektron egy atomban, amelynek mind a négy kvantumszáma megegyezik.)

      c)   (1) A motorbenzin kompresszió tűrését (kopogásállóságát) jellemző érték.          (0,5 p)

(2) Az izooktán (2,2,4-trimetil-pentán) o.sz. = 100, a n-heptán o.sz. = 0 (megállapodás értelmében.                                                                                                         (0,5 p)

(Az o.sz. a fenti két anyag keverékével azonos hatásfokú benzin kompresszió tűrésű elegyét jelöli. Pb-tetraetil adalékanyagot alkalmaztak az o.sz. növelésére, de környezetvédelmi okok miatt ezt betiltották.)

      d)   (1) A cetánszám a dízelolajok öngyulladási jellemzésére szolgáló szám.            (0,25 p)

(2) Felső határ (cetánszám = 100) a n-cetán; alsó határ (cetánszám = 0) az alfa-metil-naftalin.                                                                                                           (0,5 p)

(3) n-cetán – lásd rejtvény (2) válasz; alfa-metil-naftalin:                           (0,25 p)

      e)   Az oxidációs szám valamely atom névleges vagy valódi töltésének előjeles egész számértékével azonos érték.                                                                     (0,75 p)

      f)    (1) A komplex vegyületek központi atomjához/ ionjához kapcsolódó ligandumok (ionok vagy molekulák) száma.                                                                               (0,75 p)

            (2) A maximális koordinációs szám = 12.                                                          (0,25 p)

            (3) A leggyakrabban 4 és 6 értékek fordulnak elő.                                                (0,25 p)

9.   Szervetlen szulfidok: a kénnek egy elektropozitívabb elemmel alkotott vegyületei.

      Pl. H₂S, Na₂S, MgS, stb.                                                                                                (0,75 p)

Szerves szulfidok általános képlete: R – S – R’, ahol R, R’ – szénhidrogén csoportokat jelöl.

Tioétereknek is nevezik, mivel az éterek O-atomját itt S-atom helyettesíti.       (1,0 p)