Информационно-методическое письмо «Региональная олимпиада по химии 2011: особенности проведения, анализ заданий, результаты, рекомендации» (стр. 2 из 4)
Данная задача оказалась самой трудной, поэтому стоит обратить на такие задачи пристальное внимание и усилить подготовку по данному разделу, посвященному термохимическим уравнениям, расчету тепловых эффектов и т.п.
10 класс
Теоретический тур
1. Первая задача для десятого класса, так же как и в девятом классе имеет историческую составляющую. К ней приступили практически все ученики, максимальный балл, набранный за ее решение, составил 8 баллов.
В целом, задача нетрудная, некоторые сложности в решении связаны с приведением правильных уравнений ядерных реакций образования изотопа 14С в атмосфере и его радиоактивного распада, а так же расчетом во сколько раз уменьшается содержание 14С в изолированном образце горной породы за 28500 лет.
2. Вторая задача вызвала определенные трудности, к ней либо не приступали, либо заработали всего от 1,5 до 2 баллов. Средний балл составил всего 0,4. В задаче нужно было определить состав пирофорного нанопорошка, но идентификация веществ по описанию превращений давалась большим трудом.
3. Третья задача довольно интересна. В качестве помощи в тексте задачи предложена сводная таблица описанных в задаче действий.
| Реакция | Мольное соотношение газов | Плотность газовой смеси по водороду | Объём раствора KOH (ρ = 1,092 г/мл, ω = 10 %), пошедший на полное поглощение газовой смеси (t = 40 °C) | ||
| A | B | C | |||
| 1 | 1 | – | – | 33,75 | 20,51 мл |
| 2 | – | 1 | – | 35,50 | 184,62 мл |
| 3 | 2 | – | 1 | 29,83 | 61,53 мл |
Нужно было расшифровать формулы газов А, B, C и подтвердить ответ расчётами, привести реакции искомых веществ с требуемыми веществами и т.д.
К задаче приступили практически все ученики, средний балл за задачу составил 4,5 балла.
4. Данная задача из раздела органической химии с элементами физической и неорганической химии. Можно отметить, что некоторые затруднения с ответами вызвал вопрос насколько изомер пентадиен-1,3, содержащий сопряжённую систему двойных связей, стабильнее, чем изомер пентадиен-1,4 c изолированными двойными связями. Затруднения также вызвала расшифровка, приведенной схемы превращений.
Пентадиен-1,3, и пентадиен-1,4 можно получить из пиперидина, используя превращения, показанные на приведённой ниже схеме. Именно таким путём Гофман впервые установил строение пиперидина.
5. Пятая задача принесла мало баллов ученикам десятых классов. Большая часть школьников получили 0 баллов, хотя практически все попробовали её решать. Задача посвящена определению неизвестного минерала по описанию его свойств, внешнего вида и представленным массовым долям элементов в его составе. Кроме того, задача требует знания элементов термохимии, а результаты показывают пробелы в знаниях в данной области у школьников.
11 класс
Теоретический тур
Все пять задач теоретического тура в одиннадцатом классе не остались без внимания школьников, ученики потратили все время, выделяемое для проведения этого этапа. Первая задача была точно такой же, как и задача, номер два для десятых классов. Если сравнить результаты, то ученики одиннадцатых классов справились чуть лучше: большее число учащихся к ней приступило и средний балл составил уже 1, а не 0,4 как в десятых классах.
2. Условия второй задачи основаны на реальных исследованиях количественного содержания в водах мирового океана урана в виде уранил-иона
. В 2010 году американские учёные предложили использовать для этого 2,6-терфенилкарбоксилат ион, который селективно координирует уранил-ион, образуя устойчивый, малорастворимый в воде комплекс. Объёмные фенильные группы закрывают уранил-ион в виде капсулы, таким образом, вытесняя воду из внутренней сферы и усиливая прочность комплекса: 
Составители задач для олимпиад подхватили эту интересную и актуальную тематику и предложили написать сокращённые ионные уравнения реакций образования комплекса и его разрушения раствором азотной кислоты, а также рассчитать молярную концентрацию уранил-иона в морской воде. Кроме того, ученикам предлагалось оценить через сколько лет следует ожидать истощения месторождений урановой руды, а также, предполагая, что после этого уран будет добываться из океана, и что скорость потребления останется неизменной, оценить количество воды, которое нужно будет перерабатывать в мире ежедневно, чтобы удовлетворить потребность в уране. Таким образом, был осуществлен прием синтеза химической и экономической составляющих. Данная задача оказалась одной из сложных, мало кто представил логичное и обоснованное решение.
3. В третьей задаче предлагалось определить зашифрованное органическое вещество по описанию физических и химических свойств. Анализ олимпиадных задач этого года по всем классам показал, что именно этот тип задач в меньшей степени вызывает затруднения у учащихся.
4. В четвертой задаче нужно было по предложенной схеме определить некоторые вещества и указать реагенты для проведения химических реакций при превращении веществ D, F и H в А, а Е, G и I в В.
Из 26 учеников предоставили решение всего шесть учеников, набрав при этом не высокие баллы (от 0, 5 до 3). Проблемы были как с указанием реагентов, так и с расстановкой коэффициентов в уравнениях реакций.
5.В пятой задаче был использован известный всем принцип Ле-Шателье, и, казалось, что данная задача не должна вызывать какие-либо сложности. Тем не менее, ученики, написав выражение для константы равновесия Kx, затруднялись написать, в какую сторону сместится равновесие при изменении условий реакции.
Экспериментальный тур олимпиады прошел как обычно более успешно. Ребята с удовольствием демонстрировали практические навыки, большая часть учеников предоставляла правильные схемы эксперимента и допускалась к выполнению опытов. Поэтому традиционно данный этап соревнований принес большее количество баллов в общую «копилку» рейтинга.
Заканчивается учебный год. В следующем году будет новая химическая олимпиада, новые задания, решать которые совсем не просто. С начала следующего учебного года следует начинать подготовку к олимпиадам. Уже в сентябре предметно – методическим комиссиям предстоит готовить тексты для школьного этапа химической олимпиады, поэтому ниже предлагаем несколько олимпиадных заданий с решениями (были подготовлены центральной предметной методической комиссией: Лунин В.В, Тюльков И.А., Архангельская О.В. Методические рекомендации по разработке заданий для школьного и муниципального этапов всероссийской олимпиады школьников по химии в 2010/2011 учебном году).
Примеры заданий.
Задача 1.
При пропускании паров воды через оксид кальция масса реакционной смеси увеличилась на 9,65%. Определите процентный состав полученной твердой смеси.
РЕШЕНИЕ.
1. Запишем уравнения химической реакции:
СаO + H2O = Са(OH)2
2. На основании анализа условия задачи следует, что:
· конечная смесь является твердым веществом и состоит из оксида и гидроксида кальция;
· вода прореагировала полностью и прирост массы реакционной смеси равен массе прореагировавшей воды.
3. Проведем расчеты:
пусть исходное количество оксида кальция равна х моль, тогда:
m( H2Oпрореаг.) = (40+16)х 0,0965= 5,4х,
( H2Oпрореаг..) = 5,4х/18 = 0,3х = ( СаO прореаг..) = ( Са(OH)2, обрзов..)m(СаO оставш.) = 0,7х (40+16) = 39,2х,
m(Са(OH)2, обрзов.) = (40+32+2).0,3х = 22,2х,
m(смеси) = 61,4х
w(СаO) = 3920х/ 61,4х = 63,84% w(Са(OH)2) = 2220х/61,4х = 36,16%
Ответ: w(СаO) = 63,84% w(Са(OH)2) = 36,16%
Задача 2.
После растворения смеси хлорида бария и сульфата натрия в воде, масса образовавшегося осадка оказалась в 3 раза меньше массы солей в фильтрате. Определите массовые доли солей в исходной смеси, если известно, что в фильтрате отсутствуют хлорид ионы
РЕШЕНИЕ: