Удивительное в газах. (50 баллов)
Автор Турчен Д.Н.
Задание №1. Ответ В. Оценивается в 7 баллов. Все остальные ответы неверны. В случае выбора нескольких ответов – 0 баллов.
Задание №2. Ответ А. Оценивается в 7 баллов. Все остальные ответы неверны. В случае выбора нескольких ответов – 0 баллов.
Задание №3.
Количество молекул азота в банке = суммарному общему количеству молекул кислорода и углекислого газа в банке Василия.
Общее количество молекул в банке Василия 246×1020
Количество молекул кислорода = общее количество молекул – количество молекул углекислого газа.
Количество молекул кислорода = 246×1020 - 132×1020 = 114×1020
В молекуле кислорода содержится 2 атома кислорода, в молекуле углекислого газа тоже 2 атома кислорода.
Общее количество атомов кислорода в смеси газов = 2× (132×1020 + 114×1020) = 492×1020
В одной молекуле углекислого газа содержится один атом углерода, следовательно, количество атомов углерода равно количеству молекул углекислого газа - 132×1020
Общее количество атомов в смеси = 492×1020+132×1020 = 624×1020
Вычисления с данными, выраженными в буквенной форме:
Общее количество молекул в банке Василия А
Количество молекул кислорода в банке Василия = А – В
Общее количество атомов кислорода в смеси газов = 2× (А-В+В) = 2×А
В одной молекуле углекислого газа содержится один атом углерода, следовательно, количество атомов углерода равно количеству молекул углекислого газа – В.
Общее количество атомов в смеси = 2×А +В.
Решение оценивается при работе, как с числами, так и с буквенными значениями одинаково.
За определение количества молекул кислорода 3 балла.
За определение количества атомов кислорода 3 балла.
За определение количества атомов углерода 3 балла.
За определение общего количества атомов 2 балла.
Максимальное количество баллов за это задание - 11 баллов.
Задание № 4.
А) Произведен перевод значения температуры в кельвины.
Температура 273 К.
Все значения подставлены в формулу и получен ответ: 0,0224 м3
За верно полученный ответ с указанием единиц измерения 5 баллов.
Б) Объем смеси газов будет получаться тем же самым при ответе на каждый из двух вопросов: 0,0224 м3
При наличии обоснования без расчета: Объем, занимаемый газом при определенных условиях, не зависит от того, из каких молекул состоит газ, а зависит только от их числа. И наличии ответаоценка 15 баллов.
При наличии расчета и получении верного ответа по 5 баллов за каждый из двух ответов.В сумме за два ответа 10 баллов.
Максимальная оценка 15 баллов.
Задание 5.
На объем шарика будет действовать уменьшение внешнего давления и уменьшение температуры при подъеме вверх. Эти факторы действуют в противоположных направлениях. По эскизу графика видно, что объем шарика увеличился, следовательно, уменьшение давления будет играть большую роль.
За указание факторов по 3 балла за каждый фактор. Допустимо просто указание факторов: давление и температура. За указание определяющей роли давления 4 балла.
Максимально 10 баллов за это задание.
Всего за задачу максимум 50 баллов.
Химия и волшебство. (Максимум 25 баллов)
(Турчен Д.Н.)
Решение и система оценивания.
А) В условии сказано, что 2 молекулы водорода и одна молекула кислорода дают две молекулы воды. Соответственно, на 300 молекул водорода потребуется вдвое меньшее количество молекул кислорода. Как раз столько, сколько у нас находится в системе. Следовательно, они исчезнут все (и водород, и кислород) и образуется столько же молекул воды, сколько было использовано молекул водорода. Таким образом, образовалось 300 молекул воды. Возможно, учащийся проведет расчет по пропорции:
2 молекулы (Н2) исчезают с 1 молекулой (О2) и дают 2 молекулы (Н2О);
300 молекул (Н2) исчезают со 150 молекулами (О2) и дают х молекул (Н2О).
Х= 300×2/2 = 300 молекул воды образуется
Или Х= 150×2/1 = 300 молекул воды образуется
За выполнение данного задания: получение верного ответа и любых разумных и непротиворечивых объяснениях или пропорции – 2 балла.
Указание на отсутствия в системе после реакции исходных веществ 2 балла
Ответ без расчета и обоснования 1 балл.
Максимум 4 балла за этот пункт.
Б) Расчеты по пропорциям или рассуждения и сравнение с предыдущим случаем должны привести к пониманию того, что молекул кислорода, которые даны, не хватит для 300 молекул водорода. Следовательно, часть молекул водорода останутся в системе после реакции. Молекулы кислорода расходуются полностью.
1 молекула (О2) взаимодействуя с избытком водорода дает 2 молекулы (Н2О)
100 молекул (О2) взаимодействуя с избытком водорода дает Х молекул (Н2О)
Х= 100×2=200 молекул воды образуется. И еще останется некоторое количество молекул водорода.
За верное определение количества молекул воды, подтвержденное верным расчетом или рассуждениями, – 2 балла;
За указание на наличие остатка молекул водорода – 2 балла.
Ответы без расчета и обоснования – 0 баллов.
Максимум 4 балла за этот пункт.
В) Рассуждения, подобные предыдущим, должны привести к тому, что водород израсходуется весь, а кислород останется.
Количество образующихся молекул воды – 300 молекул;
В системе неизрасходованным останется некоторое количество молекул кислорода.
За верное определение количества молекул воды, подтвержденное верным расчетом или рассуждениями, –2 баллов;
За указание на наличие остатка молекул кислорода – 2 балла.
Ответы без расчета и обоснования – 0 баллов.
Максимум 4 балла за этот пункт.
Задание 2.
А) Все вещества находятся в газообразном состоянии.
Оценка 1 балл за верный ответ.
Б) В системе будет содержатся 12,04×1022 молекул водорода (Н2) и 12,04×1022 молекул воды.
Допустим как расчет по пропорции с использованием количеств молекул, так и через количество вещества.
За верный ответ с приведенным расчетом или рассуждениями – 4 балла.
В) P = RTN/(VNa)
При верной подстановке всех величин в формулу получается
Р = 157225 Па. Принимается ответ 157 кПа или 1,57 атм. Или 1,6 атм.
За выполнение задания подтвержденное расчетом – 3 балла.
При отсутствии расчетов 0 баллов.
Г) В газе останутся молекулы водорода и будет некоторое количество молекул воды. Количественный состав газовой части системы изменится, т.к. часть воды превратится в жидкость, а количество молекул водорода не изменится.
За указание на наличие молекул водорода 1 балл.
За указание на наличие молекул воды 2 балла.
За обоснование изменения количественного состава газовой системы 2 балла.
Максимум за этот пункт 5 баллов.
Ювелирныйрасчет. (25 баллов)
Автор Турчен Д.Н.
А) Определяем массу каждого из компонентов в образце 1 и второго исходных сплавов.
m(Au)в исх. Сплаве №1 = 5×0,585 = 2,925 г
m(Сu)в исх. Сплаве №1 = 5 - 2,925 = 2,075 г
m(Au)в исх. Сплаве №2 = 1×0,375 = 0,375 г
m(Сu)в исх. Сплаве №2 = 1 × 0,350 = 0,350 г
m(Ag)в исх. Сплаве №2 = 1×0,275 = 0,275 г
Определяем суммарное содержание каждого из металлов в конечном сплаве.
m(Au)в кон. Сплаве =2,925 г + 0,375 г = 3,300 г
m(Сu)в кон. Сплаве =2,075 г + 0,350 г = 2,425 г
m(Ag)в кон. Сплаве =0,275 г
Определяем массовые доли.
ω(Au)в кон. Сплаве =3,300/6 = 0,5500
ω(Сu)в кон. Сплаве = 2,425/6 = 0,4042
ω(Ag)в кон. Сплаве =0,275/6 = 0,0458
Проба полученного сплава 550.
Массовая доля может быть выражена в %
За определение массовой доли каждого из компонентов по 2 балла.
За определение пробы 2 балла.
Максимальный балл за этот пункт 8 баллов.
Б) Для получения пятикомпонентного сплава с максимальным содержанием золота необходимо взять минимум 3 исходных сплава 750 пробы: №4, №8 и №9. Проба полученного сплава останется 750.
ω(Au)в кон. Сплаве =0, 750
Предположим мы взяли по 1 грамму каждого из сплавов. Тогда
m(Сu)в кон. Сплаве =1×0,250 = 0,250 г
m(Pd)в кон. Сплаве =1×0,200 = 0,200 г
m(Ag)в кон. Сплаве =1×0,050 = 0,050
m(Pt)в кон. Сплаве =1×0,250 = 0,250 г
ω(Сu)в кон. Сплаве =0,250/3= 0,083
ω(Pd)в кон. Сплаве =0,200/3= 0,067
ω(Ag)в кон. Сплаве =0,050/3= 0,017
ω(Pt)в кон. Сплаве =0,250/3= 0,083
За указание на необходимость использовать 3 сплава с указанием конкретных сплавов (или номер сплава или его состав) - 5 баллов
За указание на пробу получаемого сплава – 2 балла
За определение массовой доли золота, меди, палладия, серебра и платины по 1 баллу за каждый металл. Всего- 5 баллов
Максимум за это задание 12 баллов
В) Нет, нельзя. При сплавлении двух любых сплавов массовая доля золота в получающемся образце будет иметь промежуточное значение между массовой долей золота в первом и втором исходных сплавах. Сплав с 375 пробой в таблице только один. Все остальные более богаты золотом. Соответственно, при сплавлении двух сплавов из таблицы в любом соотношении получится сплав более богатый золотом, чем сплав 375 пробы.
За ответ с верным обоснованием 5 баллов. За ответ без обоснования – 0 баллов.