новая папка / Кузьменко Н.Е., Теренин В.И., Рыжова О.Н. и др. Химия. Формулы успеха на вступительных экзаменах

Температурный коэффициент реакции в конце интервала температур на отрезке 295-300°С, или 568-573 К:

отсюда укон= 1.117.

Таким образом,

У н а ч / У к о н = 1 . 1 7 3 / 1.117 = 1.05. Ответ: унач больше укон в 1.05 раза.

9.При электролизе протекают следующие процессы.

К: Си2+ + 2е -> Си;

2Н20 + 2е -> Н2 + 20Н~.

А: 2СГ- 2 е —>С12;

Н20 -2 е -> 1/202 + 2Н+.

Из условия задачи найдем количества сульфата меди и хлорида калия в растворах:

у(Си$04) = 200 • 0.16 /160 = 0.2 моль;

у(КС1) = 200 • 0.298 / 74.5 = 0.8 моль.

Суммарная масса раствора 400 г; электролиз закончили, когда масса конечного раствора, исходя из массовой доли сульфат-ионов, стала равной:

т(кон.р-ра) = 96 • 0.2 / 0.0561= 342.3 г.

Для полного выделения меди (0.2 моль) из раствора необходимо 0.4 моль электронов, а хлора (0.4 моль) - 0.8 моль электронов.

Рассчитаем массу раствора при прохождении через электролизер 8 моль электронов (так как число молей электронов, прошедших через электроды одинаково, то на катоде, кроме меди, выделилось 0 .2 моль водорода):

т{р-ра) = 400 - 0.2 • 64 - 0.2 • 2 - 0.4 • 71 =

= 400 - 12.8 - 0.4 - 28.4 = 358.4 г,

что не соответствует условию задачи (342.3 г). Следовательно, электро­ лиз продолжался с разложением воды на обоих электродах.

Выразим массу конечного раствора:

т(кон. р-ра) = 358.4 - т{Н20 ) = 342.3 г,

отсюда т{Н20 ) = 16.1 г или 16.1 /18 = 0.9 моль, что соответствует

1.8моль электронов.

По уравнению электролиза воды

электролиз » Н2 + 1/202

рассчитаем массы водорода и кислорода, образующихся при разложении 0.9 моль воды:

т(Н 2) = 0.9 • 2 = 1.8 г ;

т (02) = 0.9 • 16= 14.4 г.

Итак, в целом на катоде выделилось 12.8 г меди и 0.4 + 1.8 = 2.2 г во­ дорода, на аноде - 28.4 г хлора и 14.4. г кислорода, а через электролизер прошло 0 .8 + 1.8 = 2 .6 моль электронов.

По закону Фарадея количество электричества, прошедшего через рас­ твор:

в = 96500 • 2.6 = 250900 Кл.

Ответ: на катоде 12.8 г Си и 2 .2 г Н2; на аноде 28.4 г С12 и 14.4 г 0 2; 250900 Кл.

10. При добавлении раствора гидроксида натрия к исходному рас ру происходит гидролиз этилацетата:

СН3СООС2Н5 + ИаОН -> СН3СО(Жа + С2Н5ОН.

После упаривания смеси в сухом остатке находятся ацетат натрия и избыток гидроксида натрия. При прокаливании сухого остатка в резуль­ тате реакции

в остатке содержится карбонат натрия и избыток гидроксида натрия.

Из условия задачи рассчитаем количество гидроксида натрия:

у(КаОН) = 0.0625 • 4 = 0.25 моль.

Примем количество прореагировавшего СН3СООС2Н5 за х моль, тогда количество образовавшегося Иа2С 03 также равно х моль, количество из­ расходованного ИаОН - 2х моль, а его количество в сухом остатке 0.25 - 2х моль.

Выразим массу сухого остатка после прокаливания смеси:

т(сух.остатка) = 106* + 40 • (0.25 - 2х) = 26х + 10 г.

Рассчитаем количество натрия и его массу в сухом остатке:

у(Ыа) = 2х + (0.25 - 2х) = 0.25 моль;

т(Ыа) = 0.25 • 23 = 5.75 г.

По условию задачи массовая доля натрия в остатке

0.462 = 5.75 /(26*+ 10),

откуда х = 0.094 моль.

Найдем массу этилацетата в исходном растворе:

т(С Н 3СООС2Н5) = 88 • 0.094 = 8.272 г.

Массу спирта в исходном растворе находим по разности:

т(спирта) = 20.0 - 8.272 = 11.728 г;

его массовая доля составит:

со(спирта) = 11.728 / 20.0 = 0.586 (или 58.6%).

Ответ', со(спирта) = 58.6%.

Вариант ФНМ-2003-2

1. Изотопы - это атомы, обладающие одинаковым зарядом ядра, но разным числом нейтронов и разной атомной массой. Например, природ­

2.С12 + 2Ыа[А1(ОН)4] -> 2А1(ОН)31 + №С1 + ИаСЮ + Н20 .

3.5ЬШ02 + 2КМп04 + ЗН28 0 4 -» 5ЬШ03 + 2Мп804 + К28 0 4 + ЗН20 , НИ02 - восстановитель;

2 НЫ0 2 + Н28 -» 2 ЫО]' + 81 + 2Н20, НЖ ) 2 - окислитель.

4.А§Р.

2А§Р + Са(Ы03)2 -> СаР21 + 2А §Ш 3; 2А§Р + 2КОН -> А§20 1 + 2КР; А§Р + НС1 -> А§С14 + НР.

5.рН 0.03 М р-ра > рН 0.02 М р-ра.

6 . А - (СН3)2С=СН2, В - СН3СОСН3> С - СН3СН(ОН)СН3. 7. Мп.

8 . у] больше у2 в 1.126 раза.

9.Катод: 19.2 г Си, 2.0 г Н2; анод: 28.4 г С12, 14.4 г 0 2; 250900 Кл.

10.59.1%.

РЕШЕНИЯ ЗАДАНИЙ И ОТВЕТЫ 2004

Химический факультет Заочный тур олимпиады «Абитуриент МГУ-2004»

1. Запишем уравнения реакций растворения цинка в азотной кисл образованием отдельно N0 2 и N0:

2п + 4ЬШ03 -> 2п(1403)2 + 2Ж)2Т + 2Н20;

32п + 8ЬШ03 -* 32п(Ы03)2 + 2Ш Т + 4Н20.

Для того, чтобы получить мольное соотношение N0 2 • N 0 =1 : 3, на­ до второе уравнение умножить на 3 и сложить с первым:

102п + 2 8 Ш 0 3 -* Ю 2п(Ы03)2 + 2 Ш 2Т + 6 ИОТ + 14Н20.

Соотношение у(НЖ)3) : у(2 п) = 28 : 10 = 2 .8 : 1. Ответ: 2.8 моль ЮТО3.

2 . 2^ и - * 2^ р ъ .

Пусть серия распадов включает х а - и у Р-распадов. Массовое число меняется только за счет а-распадов:

235 -4 * = 207,

откуда х = 7.

Заряд ядра меняется как за счет а-, так и за счет Р-распадов:

9 2 - 2 х + у = 82,

откуда >> = 4.

Ответ: 1 а-распадов, 4 Р-распада.

3. Общая формула гомологического ряда предельных однооснов карбоновых кислот СЛН2„0 2 .

В молекуле кислоты содержится я + 2я + 2 = Зя + 2 атомов. Молярная масса кислоты:

М{С„Н2л0 2) = 12л + 2п + 32 = (14л + 32) г/моль.

Количество кислоты в образце:

у(С„Н2„02) = т / М = 97.5 / (14п + 32) моль.

По условию общее количество атомов в образце равно 13.0 моль; со­ ставим уравнение:

(3п + 2) • 97.5 / (14л + 32) = 13.0,

из которого п = 2, следовательно, формула кислоты - С2Н40 2. Ответ: уксусная кислота С2Н40 2.

4. Число вторичных атомов углерода (СН2-групп) не влияет на число четвертичных, т.к. группа СН2 совпадает с гомологической разностью алканов.

Пусть в молекуле алкана С„Н2л+2 содержится х групп СН3, у групп СН и 2 четвертичных атомов С.

Составим систему уравнений:

\п = Х + у + 2\

(2л + 2 = Зх + у.

Умножая первую строчку на 2 и вычитая вторую строчку, находим:

2 = 0.5( х - у ) - 1.

Ответ: число четвертичных атомов углерода: 0.5(х - у ) - 1.

5. ИаОН + НВг -> ИаВг + Н20.

Количества щелочи и бромоводородной кислоты до реакции состав­ ляли: у(Ъ1аОН) = 0.04 моль, у(НВг) = 0.02 моль (в недостатке).

Смешаем по одному литру растворов ИаОН и НВг; тогда после реак­ ции количество щелочи:

у(ЫаОН) = 0.04 - 0.02 = 0.02 моль,

а объем раствора - 2 литра. Молярная концентрация щелочи:

с(Ъ1аОН) = 0.02 / 2 = 0.01 моль/л.

ИаОН как сильный электролит диссоциирует полностью:

ИаОН —> Иа+ + ОН",

поэтому [ОН-] = 0.01 моль/л; а так как [Н+][ОН~] = 10~14, то концентра­ ция ионов водорода:

[Н+] = 10~14 / 0.01 = 10" 12 моль/л.

Отсюда водородный показатель рН раствора:

рН = -1§(10“12) = 12.

Ответ: рН = 12.

6 . МеР + Н28 0 4 (Ко„ц) -> МеН804 + НРТ.

При взаимодействии фтороводорода с гидроксидом кальция

2 НР + Са(ОН)2 -» СаР24 + 2Н20 в осадок выпало 27.3 / 78 = 0.35 моль СаР2.

Количество фторида неизвестного металла:

у(МеР) = у(НР) = 0.35 • 2 = 0.7 моль, а его молярная и атомная массы составляют:

М(МеР) = 18.2 / 0.7 = 26 г/моль; ^(Ме) = 26 - 19 = 7 г/моль.

Отсюда неизвестный металл - литий. Ответ: литий 1л.

7.Реакция дегидрирования гомолога бензола протекает по уравнению

С„Н2^ -» С„Н2„_8 + Н2.

Для реакции

С„Н2„_8 + Вг2 —> С„Н2„_8Вг2

потребовалось 76 / 160 = 0.475 моль Вг2, столько же прореагировало и С„Р12„_8, т.е. у(С„Н2л_8) = 0.475 моль, следовательно, в первой реакции ко­ личество С„Н2^_6 при выходе в 1 00% составляет:

у(С„Н2„_б) = уте0р(СЛН2л_8) = 0.475 / 0.6 = 0.792 моль.

Молярная масса гомолога бензола:

М{СЛН2^ ) = 95 / 0.792 = 120 г/моль,

отсюда формула исходного углеводорода - С9Н12.

Из восьми гомологов бензола состава С9Н12 отщеплять водород с об­ разованием двойной связи могут только те, у которых в боковой цепи есть хотя бы два атома углерода. Таких изомеров пять:

СН(СН3)2 СН2СН2СН3

Ответ: пять изомеров.

8 . Для обратимой реакции

Н2 + 12 2Н1

Пусть при охлаждении смеси образовалось еще х моль Н1, значит, бы­ ло израсходовано по 0.5* моль Н2 и 12.

По условию К*2 = 30. Из выражения константы равновесия:

30 = _____ ____________

(0.8 - 0.5х)(3 - 0.5х)

имеем х = 0.55 моль.

Количества веществ в новой равновесной смеси:

у(Н1) = 6 + х = 6.55 моль;

у(Н2) = 3.0 - 0.5* = 2.73 моль;

у(12) = 0.8 - 0.5* = 0.53 моль.

Ответ: 6.55 моль Н1, 2.73 моль Н2, 0.53 моль 12.

9. Найдем эмпирическую формулу комплекса:

у(Р1) : у(Ы): у(Вг): у(Н) =

= 50.13 / 195): (7.20 / 14): (41.13 / 80): (1.54 / 1) =

= 1 : 2 : 2 : 6 .

Формула комплекса - РЙЧ2Вг2Н6, или [Р1(>Щз)2Вг2]; валентность цен­ трального атома Р1 - IV.

Получение комплекса:

Р*Вг2 + 2 Ш 3 -> [Р1(Ш 3)2Вг2].

Комплекс имеет форму плоского четырехугольника с атомом платины в центре. Одинаковые лиганды могут находиться либо на одной стороне, либо на диагонали.

динов.

1) Этилпиридин нитруется под действием азотной кислоты:

4) Нитрогруппа восстанавливается алюминием до аминогр щелочной среде:

5) Исходное соединение - этилпиридин - можно прогидр водородом на никелевом катализаторе:

4) Углерод также восстанавливает оксид кремния:

8 Ю2 + С —>81 + СО2. 5) Кремний растворяется в щелочах:

81 + 2КаОН + Н20 -* Ка28 Ю3 + 2Н2Т.

6 ) При действии соляной кислоты на раствор силиката натрия об­ разуется кремниевая кислота, которая при легком нагревании переходит в кремниевый ангидрид:

Ыа28 Ю3 + 2НС1 — % 8Ю21 + 2ИаС1 + Н20.

Ответ: X, - Ре(ОН)3, Х2 - Ре20 3, Х3 - С, V, - 8 Ю2, У2 - 81, У3 - Ыа28 Ю3.

13. В реакциях смеси с водой образуются два газа - водород и аммиак: ВаН2 + 2Н20 -> Ва(ОН)2 + 2Н2Т; П 3Ы + ЗН20 -» ЗЫОН + ИНзТ.

При растворении смеси в соляной кислоте выделяется только водо­ род:

ВаН2 + 2НС1 -> ВаС12 + 2Н2Т; ЫзИ + 4НС1 -» 31лС1 + М В Д .

Пусть у(ВаН2) = х моль, у(1л3К) = у моль, тогда в реакции с водой ко­ личество газов:

у(Н2, Ш 3) = 2х+у,

в реакции с соляной кислотой:

у(Н2) = 2х.

По условию задачи:

2х+у= 1.5 • 2х,

откуда х = у.

Исходная смесь - эквимолярная. Массовая доля гидрида бария: оо(ВаН2) = М(ВаН2) / (М(ВаН2) + М(1л31чГ)) = 139 / (139 + 35) =

= 0.80 (или 80%).

Ответ: 80%.

14. СО + С12 — СОС12.

Концентрация фосгена через 5 минут после начала реакции: