Олимпиады и конкурсные экзамены по химии в МГУ
Покупка
Тематика:
Химия
Издательство:
Лаборатория знаний
Авторы:
Кузьменко Николай Егорович, Рыжова Оксана Николаевна, Теренин Владимир Ильич, Антипин Роман Львович, Демидова Елена Дмитриевна, Еремин Владимир Владимирович, Каргов Сергей Игоревич, Карпова Евгения Владимировна, Карпюк Екатерина Анатольевна, Пичугина Дарья Александровна
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 670
Дополнительно
Данное пособие отличается от большинства подобных изданий, предназначенных для абитуриентов, тем, что крупнейший отечественный вуз - Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова-представляет
все варианты экзаменационных и олимпиадных заданий по химии, предлагавшихся на университетских олимпиадах и вступительных экзаменах на факультетах МГУ за шесть лет. Для каждого варианта приведены подробные решения заданий, указания к решению и ответы. Для абитуриентов, поступающих в вузы на химические, медицинские и биологические специальности, а также для школьников старших классов и учителей химии.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- Среднее профессиональное образование
- 00.02.24: Химия
- ВО - Бакалавриат
- 44.03.01: Педагогическое образование
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Москва Лаборатория знаний 2023 Под редакцией профессора Н. Е. Кузьменко Олимпиады и конкурсные экзамены по ХИМИИ в МГУ 3-e издание, электронное
УДК 54 (076) ББК 24я721 О-54 А в т о р ы: Н. Е. Кузьменко, О. Н. Рыжова, В. И. Теренин, Р. Л. Антипин, Е. Д. Демидова, В. В. Еремин, С. И. Каргов, Е. В. Карпова, Е. А. Карпюк, Д. А. Пичугина О-54 Олимпиады и конкурсные экзамены по химии в МГУ / Н. Е. Кузьменко, О. Н. Рыжова, В. И. Тере- нин [и др.] ; под ред. Н. Е. Кузьменко. — 3-е изд., электрон. — М. : Лаборатория знаний, 2023. — 670 с. — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. — Текст : электронный. ISBN 978-5-93208-657-5 Данное пособие отличается от большинства подобных изданий, предназначенных для абитуриентов, тем, что крупнейший отечественный вуз — Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова — представляет все варианты экзаменационных и олимпиадных заданий по химии, предлагавшихся на университетских олимпиадах и вступительных экзаменах на факультетах МГУ за шесть лет. Для каждого варианта приведены подробные решения заданий, указания к решению и ответы. Для абитуриентов, поступающих в вузы на химические, медицинские и биологические специальности, а также для школьников старших классов и учителей химии. УДК 54 (076) ББК 24я721 Деривативное издание на основе печатного аналога: Олимпиады и конкурсные экзамены по химии в МГУ / Н. Е. Кузьменко, О. Н. Рыжова, В. И. Теренин [и др.] ; под ред. Н. Е. Кузьменко. — 2-е изд. — М. : Лаборатория знаний, 2020. — 667 с. : ил. — ISBN 978-5-00101-240-5. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации ISBN 978-5-93208-657-5 © Лаборатория знаний, 2019
УВАЖАЕМЫЙ ЧИТАТЕЛЬ! Традиция проведения вступительных испытаний по химии в письменной форме существует в Московском государственном университете имени М. В. Ломоносова уже более четверти века — с 1990 года. И все это время коллектив сотрудников химического факультета МГУ, которые в течение многих лет занимаются организацией, проведением и проверкой работ участников вступительных письменных экзаменов и олимпиад по химии, ежегодно публикует все варианты заданий на соответствующих испытаниях (вступительных экзаменах и олимпиадах «Абитуриент МГУ» в 90-е годы, а затем «Покори Во- робьёвы горы!» и «Ломоносов»). В этой серии1, посвященной матери- алам вступительных экзаменов и олимпиад по химии, это уже чет- вертая книга; она содержит все задания за шесть лет, 2011–2016 гг. Мы считаем, что эти пособия выполняют очень важную обучаю- щую функцию. Школьники и абитуриенты получают возможность по- грузиться в задания, которые предлагались на прошедших испытани- ях, что ориентирует читателя на уровень сложности, круг возможных тем, типы задач, а также знакомит с компоновкой экзаменационного билета или олимпиадного задания. Любая конкурсная задача про- живает две жизни. Во-первых, на экзамене или на олимпиаде, где реализуется главная цель проводимых испытаний — отбор самых достойных по уровню знаний. Во-вторых, будучи опубликованными с подробным решением, задачи служат обучению, подготовке и моти- вации к изучению химии многих поколений старшеклассников. В книге две части: I. Задания и II. Решения и ответы. В первой части представлены задания, предлагаемые на вступи- тельном (дополнительном) письменном экзамене в МГУ (так называ- емом «внутреннем» экзамене), а также на заместительном экзамене (вместо ЕГЭ), который пишут в стенах МГУ иностранные граждане, желающие стать студентами университета, но не имеющие оценок ЕГЭ. Кроме того, первая часть содержит задания заочных и очных ту- ров университетских олимпиад по химии «Покори Воробьёвы горы!» 1 Кузьменко Н. Е., Еремин В. В., Чуранов С. С. Сборник конкурсных задач по хи- мии. — М.: Экзамен, 2001. Кузьменко Н. Е., Теренин В. И., Рыжова О. Н. и др. Химия: формулы успеха на вступительных экзаменах / Под ред. Н. Е. Кузьменко, В. И. Теренина. — М.: Изд-во МГУ: Наука, 2006. Кузьменко Н. Е., Теренин В. И., Рыжова О. Н. и др. Вступительные экзамены и олимпиады по химии: опыт Московского университета / Под ред. Н. Е. Кузьмен- ко, О. Н. Рыжовой, В. И. Теренина. — М.: Изд-во МГУ: 2011, 2012, 2018.
и «Ломоносов». Задания сгруппированы по годам и приведены почти в том же виде (в форме экзаменационных билетов или олимпиадных комплектов), в каком они предлагались школьникам; внесены только редакционные изменения. Вторая часть содержит развернутые решения и/или ответы (в том случае, если задание предлагалось в нескольких вариантах). Как пра- вило, подробное решение приведено к одному варианту, к остальным вариантам даны ответы. Это пособие адресовано школьникам старших классов — будущим абитуриентам. Но, конечно же, эту книгу могут с успехом исполь- зовать также школьные учителя и преподаватели, углубленно зани- мающиеся со школьниками, интересующимися химией, подготовкой для поступления в вузы и к участию в предметных олимпиадах или к сдаче ЕГЭ по химии. Приглашаем попробовать свои силы на вступительном экзамене в МГУ или на олимпиаде по химии «Ломоносов»! Искренне желаем успеха всем школьникам и абитуриентам!
НЕСКОЛЬКО ПОЛЕЗНЫХ СОВЕТОВ Обсудим особенности письменных испытаний по химии в Москов- ском университете. Речь пойдет о двух разных экзаменах и двух олим- пиадах, в каждой олимпиаде два тура — заочный и очный. Поговорим об экзаменах. Вступительный (дополнительный, или так называемый «внутренний») письменный экзамен по химии про- водится в МГУ для абитуриентов химического факультета, а также факультетов фундаментальной медицины и физико-химической ин- женерии. Результаты этого экзамена суммируются с баллами ЕГЭ по четырем предметам, которые требуются при поступлении на вы- бранный факультет. Другой экзамен — заместительный (вместо ЕГЭ) — для абитуриентов-иностранцев, поступающих в МГУ в общем конкурсе, но не сдававших ЕГЭ по химии; экзаменационный билет включает 10 письменных заданий и по сложности соответствует тре- бованиям ЕГЭ, а по структуре похож на вступительный (дополнитель- ный) экзамен в МГУ. Абитуриенты сдают этот экзамен в ходе уни- верситетской приемной кампании. Кроме того, в книгу включены все материалы по олимпиадам (задания и решения с ответами). Олимпи- ада по химии «Покори Воробьёвы горы!» последний раз проводилась в 2013 г. Олимпиада по химии «Ломоносов» — одна из самых мас- совых, в ее заочном туре участвуют порядка трех с половиной тысяч школьников. В олимпиаде могут участвовать даже младшие школь- ники (5–9 классы), для них на заочном и очном турах имеются спе- циальные задания. Старшеклассникам (10–11 классы) предлагаются задания, похожие (по структуре и сложности) на задания вступитель- ного (дополнительного) экзамена в МГУ, причем некоторые олимпи- адные задачи требуют для решения развитой химической эрудиции. Экзаменационный билет или задание олимпиады по химии «Ло- моносов» для старшеклассников включает 10 заданий, среди которых расчетные и качественные задачи (последние не требуют проведения вычислений). К качественным задачам можно отнести, например, такие, где надо написать уравнение реакции, структурные формулы соединения или его изомеров. Более сложный вариант качественно- го задания — традиционные «цепочки превращений», включающие до шести реакций. Каждый билет компонуется так, чтобы охватить большинство разделов «Программы по химии для поступающих в МГУ» (приведена в конце этого пособия). В билетах, предлагаемых на экзамене или олимпиаде, указана максимальная оценка (в баллах) за каждый из 10 вопросов. Как и на ЕГЭ, на вступительном экзамене или олимпиаде по химии «Ломоносов» максимальная оценка в сумме
составляет 100 баллов, а минимальная положительная оценка опреде- лена в 36 баллов. Особенность олимпиад состоит в том, что на олим- пиаде нет неудовлетворительных оценок, участник получает именно ту сумму баллов, которую он набрал (даже если этих баллов немного, к примеру, всего 10). Предлагаемые в экзаменационных билетах вопросы и задачи оце- ниваются дифференцированно в зависимости от уровня сложности, то есть числа операций, необходимых для получения ответа. В каж- дом варианте задания расположены по возрастанию сложности, в этом же порядке увеличивается максимальная оценка. Первое и второе задания требуют, как правило, просто воспроиз- вести материал школьного учебника. Это задание 4 балла. Следующие три расчетные или качественные задачи типовые, с максимальной оценкой 6–10 баллов. По уровню сложности эти за- дачи такие же, как в школьном учебнике (после изложения опреде- ленной темы). Шестая задача расчетная. Максимальная оценка 12 баллов. Для ее успешного решения требуется несколько логических операций. В двух следующих заданиях (7 и 8), как правило, надо написать уравнения реакций для цепочки из шести превращений. Эти задания имеют такую же оценку, как шестая задача, — 12 баллов. Особен- ность качественных задач (чаще всего это относится именно к цепоч- кам превращений и задачам на распознавание веществ или разделение смесей) состоит в том, что решить их можно не одним, а несколькими различными (конечно же, правильными) способами. Экзаменацион- ная комиссия ежегодно получает в работах абитуриентов неожидан- ные, но совершенно правильные варианты решений, и мы по возмож- ности с удовольствием их публикуем. Два последних задания (9 и 10) экзаменационного билета пред- ставлены комбинированными задачами по неорганической и орга- нической химии, состоящими как бы из нескольких типовых задач. Максимальная оценка за эти задачи достигает 16 баллов. Для успешного выполнения олимпиадных и экзаменационных за- даний по химии необходима хорошая теоретическая база, получить которую можно, работая с учебными пособиями, энциклопедиями и справочниками по химии. Наши рекомендации по этому поводу приведены в конце книги. Одна из особенностей университетских вступительных экзаменов и олимпиад по химии — ощутимая насыщенность решений матема- тикой. Знакомясь с материалами книги, вы можете сами убедиться, что половина (а иногда — и больше) задач в билете расчетные. Это неудивительно. Химия, как и другие современные естественные на- уки, неразрывно связана с математикой, поскольку при описании свойств веществ и химических реакций используются математиче-
ские модели и вычислительные методы. Поэтому наш совет школь- никам: готовясь к экзаменам и олимпиадам по химии, обязательно углубленно изучайте математику! При решении химических задач вам может потребоваться решить систему линейных уравнений или квадратное уравнение, вычислить площадь фигуры или объем тела, использовать натуральные и десятичные логарифмы и показательные функции. Будьте всегда внимательны к единицам измерения величин и грамотно используйте правила округления! Теперь несколько практических советов, непосредственно отно- сящихся к выполнению (написанию) олимпиадной или экзаменаци- онной работы. Вступительный экзамен в МГУ и университетские олимпиады по химии отличаются от испытаний по некоторым другим предметам и от ЕГЭ отсутствием тестовых заданий. И это очень важно. Ведь в ито- ге работы над тестовыми заданиями получают набор кратких ответов, а ход решения и расчеты остаются на черновиках. На письменном эк- замене или олимпиаде ситуация совершенно иная. В экзаменацион- ном билете по химии абитуриентам предлагают 10 заданий, качествен- ных или расчетных, и в каждом задании надо привести развернутое решение — полностью весь ход решения со всеми промежуточными вычислениями. Экзаменационная комиссия или жюри олимпиады проверяет работы не по ответам (как в случае тестов), а внимательно разбирая весь ход решения. При этом положительно оцениваются все правильные действия даже в том случае, если абитуриент получил не- правильный итоговый ответ. Это означает, что, к примеру, за 10-балль- ное задание можно получить 1, 2, 3 и т. д. балла, вплоть до 10 баллов, в зависимости от того, насколько вы продвинулись по правильному пути решения. Отсюда совет — оформляйте «чистовик» достаточно подробно, чтобы экзаменаторы могли проследить логику вашего реше- ния. Оценка за работу, где в «чистовике» имеются одни лишь ответы (даже если они правильные), будет ниже. Еще один важный совет относится к оформлению. Каждый из учебных предметов имеет свои особенности, а в химии много фор- мул, химических и структурных, и уравнений реакций. Договорим- ся сразу с будущими абитуриентами и участниками олимпиад о том, что следует понимать под уравнением реакции. В уравнении должны быть указаны все реагенты и все продукты, а также поставлены пра- вильные стехиометрические коэффициенты (реакция должна быть уравнена). Кроме того, надо указать условия проведения реакции (те специфические условия, без которых реакция не пойдет или проте- кает очень медленно). В противном случае это не уравнение реакции, а ее схема. Проиллюстрируем это на примере реакции окисления сульфита калия. K2SO3 [ ] О ⎯ → ⎯ K2SO4
Здесь не указан конкретный окислитель и не приведены все продук- ты реакции, не говоря уже о стехиометрических коэффициентах. Это схема реакции. Напишем теперь уравнение реакции окисления сульфита калия перманганатом калия в кислой среде: 5K2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O Именно такая запись представляет собой уравнение химической реакции, поскольку здесь приведены все реагенты и все продукты с правильными стехиометрическими коэффициентами. В уравнениях реакций с участием органических соединений необ- ходимо записывать структурные формулы веществ, однозначно отражающие порядок соединения атомов в молекуле. Например, реакцию присоединения бромоводорода к пропилену можно «ловко» записать, используя брутто-формулы веществ: C3H6 + HBr → C3H7Br Вроде бы все правильно. Но здесь нет информации о том, какой именно изомер бромпропана получен (поэтому нет ясности, знаком ли школьник с правилом Марковникова). Правильная запись: Br СH СH3 СH3 + HBr СH СH3 СH3 Последний совет школьникам: приступая к решению задач на экзамене или олимпиаде «Ломоносов», разумно оцените сложность задач и распределите время. На письменное испытание в университете отводится четыре астрономических часа (240 минут). Необходимо заранее предусмотреть не менее получаса на оформление «чистовика», то есть на перенесение решения задач из черновика. Советуем начать работу с простых задач, оставив наиболее трудные и емкие по времени напоследок. Если задача не получается «сходу», отложите ее и попробуйте решить другие. К отложенной задаче можно вернуться, если останется время, в противном случае вы рискуете потратить все четыре часа на решение одной задачи и не успеть решить другие, более доступные, потеряв на этом баллы. Желаем успеха в познании химии всем нашим читателям!
ЧАСТЬ I. ЗАДАНИЯ
ГОД ОЛИМПИАДА «ПОКОРИ ВОРОБЬЁВЫ ГОРЫ!» ЗАОЧНЫЙ ТУР 1. Приведите по два примера соединений разных классов, в кото- рых атом селена имеет минимальную (а) и максимальную (б) степени окисления. 2. Напишите электронную конфигурацию атома в невозбужден- ном состоянии, у которого общее число s-электронов равно общему числу d-электронов. 3. Сколько граммов CuSO4 ⋅ 5H2O нужно добавить к 120 г 5,0%-го раствора сульфата меди, чтобы массовая доля соли в растворе увели- чилась в 3 раза? 4. Рассчитайте pH раствора муравьиной кислоты с концентра- цией 0,01 моль/л. Константа диссоциации муравьиной кислоты 1,77 ⋅ 10–4 моль/л. 5. Даны эквимолярные количества следующих солей: (NH4)2CO3, NH4HCO3, (NH4)2C2O4, (NH4)2Cr2O7, NH4NO2, NH4NO3. Какая из этих солей при термическом разложении выделит самое большое количе- ство воды? 6. Какой объем углекислого газа (н. у.) надо пропустить через 200 г 1,71%-го раствора гидроксида бария, чтобы масса выпавшего осадка составила 1,97 г, а раствор над осадком не давал окраски с фе- нолфталеином? 7. Константа равновесия реакции CaCO3(т) CaO(т) + CO2(г) равна 3,9 ⋅ 10–2 атм при 1000 К. Для реакции C(т) + CO2(г) 2CO(г) при этой температуре константа равновесия равна 1,9 атм. Рассчи- тайте равновесные давления диоксида углерода и монооксида угле- рода над смесью углерода, карбоната кальция и оксида кальция при 1000 К. 8. Напишите уравнения реакций, соответствующих следующей схеме превращений, укажите условия протекания реакций.