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

с(С0С12) = 5 • 2.5-КГ3 = 1.25-10-2 моль/л. Парциальное давление фосгена:

р - сКТ - 1.25-10-2 • 8.314 • 398 = 41.4 кПа.

Общее давление через 5 минут складывается из давления фосгена и давлений СО и С12, которые равны друг другу, так как в исходной смеси у(СО) = у(С12):

р =р{СОС12) + /?(СО) + р(С12) = р(СОС12) + 2р(С\2) = 230 кПа, откуда

р(С12) = (р - р(СОС\2)) / 2 = (230 - 41.4) / 2 = 94.3 кПа.

В процессе реакции количество прореагировавшего хлора равно ко­ личеству образовавшегося фосгена, поэтому уменьшение давления хлора равно давлению фосгена:

/?о(С12) -р(С \2) =/?(СОС12),

Ро(С\2) =р(С12) + р(СОС12) = 94.3 + 41.4 = 135.7 кПа.

Ответ: 135.7 кПа.

15. При электролизе протекают реакции:

К: В13+ + Зе -> Ш; А: 2Н20 - 4 е - > 0 2Т + 4Н+;

4В1(Н03)з + 6Н20 4В[1 + 302Т + 12Ш 03. К: Н82+ + 2 е-> Н ё,;

А: 2Н20 - 4е -> 0 2Т + 4Н+; 2Н8 (И 03)2 + 2Н20 -> 2Н84 + 0 2Т + 4 Ш 0 3.

Пусть у(В1(ТЧОз)з)= х моль, а у(Н§(ТЧОз)2) = у моль. Тогда у(В1) = х моль, а у(Н§) =у моль. Из условия задачи следует:

209л; + 201.у = 7.195 г. Количество электронов, прошедших через раствор:

\{е) = II / Р = 0.90 • 161 • 60 / 96500 = 0.09 моль. Из уравнений восстановления ионов металлов следует:

Ъх + 2у = 0.09 моль. Составляем систему из двух уравнений:

|209х + 201у = 7.195, {зх + 2у = 0.09,

решив которую, находим: х = 0 .0 2 , у = 0.015. Молярные концентрации солей:

с(В1(Ж>3)з) = 0 .0 2 / 0.16 = 0.125 М,

с(Нв(Ж>з)2) = 0.015 / 0.16 = 0.094 М.

Ответ: 0.125 М В1(Ш 3)з, 0.094 М Н в(Ш 3)2.

16. Схема щелочного гидролиза диэфира А в соответствии с услов ми задачи:

СНзООС-Х-СООК + 2КаОН -> КаООС-Х-СОСЖа + СН3ОН + ЯОН.

Для реакции с диэфиром потребовалось 30 - 6 = 24 мл 1.00 М раство­ ра N3011, т.е. 0.024 моль, отсюда количество диэфира А:

у(А) = 0.024 / 2 = 0.012 моль.

Молярная масса диэфира А:

М(А) = 2.81 / 0.012 = 234.16 * 234 г/моль.

Судя по реакциям продуктов гидролиза, диэфир содержит сложно­ эфирные группы СООСНз и СООЯ, а также двойную связь СН=СН (дикарбоновая кислота обесцвечивает бромную воду). При этом в состав спирта С, который образуется при гидролизе группы СООЯ, входит бен­ зольное кольцо, и он является вторичным спиртом, содержащим металь­ ный радикал (при реакции с 12/ КаОН образует желтый осадок - иодоформная реакция).

С учетом оптической активности спирта С единственно возможная формула диэфира А: НзСОСОСН=СНСООСН(СНз)С6Н5 (его бруттоформула С13Н14О4 соответствует определенной выше молярной массе 234 г/моль).

Вещество В - это дикарбоновая кислота НООС-СН=СН-СООН; ве­ щество С -1-фенилэтанол С6Н5-СН(ОН)-СНз. Следовательно, омыление сложного диэфира А протекает по уравнению:

Непредельная кислота В при дегидратации образует циклический ан­ гидрид, следовательно, вещество В - это цис-изомер:

17. Запишем суммарное уравнение образования смеси метана, этана и пропана в молярном соотношении 3 : 2 : 2 .

13С0 + ЗЗН2 -> ЗСН4 + 2С2Н6 + 2С3Н8 + 13Н20.

Пусть в исходной смеси было 1 моль СО и 2 моль Н2, тогда в реакцию вступил 0.1 моль СО.

Количества газов в смеси после реакции: у(СО) = 1 - 0.1 = 0.9 моль,

у(Н2) = 2 -0 .1 • (33 / 13) = 1.75 моль, у(СН4) = 0.1- (3 / 13) = 0.023 моль,

у(С2Н6) = у(С3Н8) = 0.1 • (2 / 13) = 0.015 моль, У(Н20) ^прореаг(ОО) 0.1 МОЛЬ.

До реакции в смеси было 3 моль газов, а после реакции: 0.9+ 1.75 +0.023 +2-0.015 + 0.1 =2.80 моль,

отсюда общее давление уменьшилось в 3 / 2.8 = 1.07 раза. Ответ: давление в системе уменьшилось в 1.07 раза.

18. Предположим, что аминокислоты, образующие дипептид, содер­ жат только по одной аминогруппе. При кислотном гидролизе дипептида образуются хлороводородные соли аминокислот:

дипептид + 2НС1(конц) + Н20 -> С1Н3КСН(Я)СООН + + С1Н3КСН(Я’)СООН.

По массовой доле хлора можно найти молярную массу одной из этих солей:

М(С1Н3КСН(Я)СООН) = 35.5/0.2829 = 125.5 г/моль,

откуда Л/(Я) = 15 г/моль, Я - это метил СН3. Одна из аминокислот - ала­ нин.

С разбавленной соляной кислотой пептид образует соль: дипептид + НС1 -> дипептид-НС1.

Молярную массу соли также находим по содержанию хлора: М(дипептид-НС1) = 35.5 / 0.1671 = 212.5 г/моль,

откуда Л/(дипептида) = 176 г/моль. Дипептид состоит из остатков двух аминокислот, одна из которых - аланин (М= 89 г/моль):

аланин + аминокислота —>дипептид + Н2О;

Л/(аминокисл.) = 176 + 18 - 89 = 105 г/моль;

такую молярную массу имеет серии (Я’ - это СН2ОН). Искомый дипептид - А1а-8ег или 8ег-А1а:

Ответ: А1а-8ег или 8ег-А1а.

Задания для победителей олимпиад

Вариант 0-2004-1

1.НСООС2Н5 + N8011 -> НСОСМа + С2Н5ОН.

2.Молярная масса бензола Л7(С6Н6) = 78 г/моль. Составим пропор­

цию:

0.879г - 1 см3 78 г - х,

из которой

78• 1

*= КМ(С6Н 6) = - ^ — = 88.7 см3/моль.

4. Формула гомологического ряда алифатических одноосновных к боновых кислот: С„Н2п+1СООН.

Молярная масса кислоты:

\2п + 2п + 1 + 12+ 32+ 1 —(14/2 + 46) г/моль.

По массовой доле кислорода

0.4324 = - 32 14// + 46

находим п = 2, следовательно, формула кислоты - С2Н5СООН.

Ответ: пропионовая кислота С2Н5СООН.

5. С2Н3СООН С2Н3СОСГ + Н+. Концентрация ионов водорода в растворе:

[Н+] = 1 0 рН= Ю' 290 = 1.26-10-3 моль/л.

Степень диссоциации акриловой кислоты:

а = [Н*] / с = 1.26-1 (Г3 / 0.030 = 0.0420 (или 4.20%).

Ответ: 4.20%.

6. Н2 + С12 — '*-> 2НС1 + д .

Обозначим у(Н2) =х, у(С12) =у моль; составим систему уравнений:

[2х +1\у = 50-1.32, 50

решив которую, получим х = 1.34; у = 0.89. Таким образом, С12 - в не­ достатке.

Количество образовавшегося в реакции хлороводорода:

у(НС1) = 2 • 0.89 = 1.78 моль,

отсюда количество выделившейся теплоты:

0 = 1.78-92 = 164 кДж.

Ответ: 164 кДж.

7. 1) А1С13 + З Ш 3 + ЗН20 -> А1(ОН)3! + 314Н4С1;

2 ) А1(ОН)3 + ЗНЫОз -> А1(Ы03)з + ЗН20 ;

3)СНз-СНз-СНО + 2Си(ОН)2 —?—> СН3-СН2-СООН + Си20 | +

+2Н20;

4)СН3-СН2-СООН + С12 Ркр- > СН3-СНС1-СООН + НС1;

9. Первая порция раствора: медь осаждается щелочью, а алюминий в избытке щелочи образует растворимый алюминат калия:

Си804 + 2КОН -» Си(ОН)24 + К28 0 4;

А12(804)3 + 8КОН -> 2К[А1(ОН)4] + ЗК28 0 4.

При прокаливании осадка гидроксида меди протекает реакция:

Си(ОН)2 — > СиО + Н20 |,

в результате которой образовалось 1.40 / 80 = 0.0175 моль СиО. Количе­ ство сульфата меди равно количеству оксида меди, т.е. у(Си804) = 0.0175 моль, отсюда молярная концентрация Си804 в исходном растворе:

с(Си$04) = 0.0175 / 0.05 = 0.35 М.

Вторая порция раствора: аммиак осаждает гидроксид алюминия, а соль меди дает с аммиаком растворимый комплекс:

А12(804)3 + 6ЫН3 + 6Н20 -> 2А1(ОН)31 + 3(ЫН4)28 0 4;

Си804 + 4ЫН3 -► [Си(ЫН3)4]804.

При прокаливании осадка гидроксида алюминия протекает реакция

2А1(ОН)3 —^ А120 3 + ЗН20 ,

в результате которой образовалось 0.765 / 102 = 0.0075 моль А120 3. Коли­ чество сульфата алюминия также равно 0.0075 моль, отсюда молярная концентрация А12(804)3 в исходном растворе:

с(А12(804)3) = 0.0075 / 0.05 = 0.15 М.

Ответ: 0.35 М Си804; 0.15 М А12(804)3.

10. Первый осадок - это солянокислая соль С6Н5-]ЧН3С1, образованная анилином:

С6Н5- Ш 2 + НС1 -► С6Н5- Ш 3С11.

По условию в осадке содержится 38.85 / 129.5 = 0.3 моль С6Н5-МН3С1, следовательно, количество анилина:

у(С6Н5- Ш 2) = у(С6Н5- Ш 3С1) = 0.3 моль.

Масса анилина и его массовая доля в смеси:

т(С 6Н5- Ш 2) = 0.3 • 93 = 27.9 г;

4-метилфенола с бромной водой. По условию в осадке содержится 53.2 / 266 = 0.2 моль СН3-С 6Н2Вг2-ОН, следовательно, количество 4-метилфенола такое же, т.е. 0.2 моль:

Масса метилфенола и его массовая доля:

/л(СН3-С 6Н4-ОН) = 0.2 • 108 = 21.6 г;

со(СН3-С 6Н4-ОН) = 21.6 / 100 = 0.216 (21.6 %).

Массу бензола определяем по разности:

т(С6Н6) = 100 - 27.9-21.6 = 50.5 г.

Массовая доля бензола:

со(С6Н6) = 50.5 / 100 = 0.505 (50.5%).

Ответ: со(анилина) = 27.9%, со(4-метилфенола) = 21.6%, со(бензола) = = 50.5%.

Вариант 0-2004-2

1. СН 3С О О С Н 3 + Н20 СНзСООН + СН 3ОН.

2. Молярная масса гексана М(С6Н14) = 86 г/моль. Составим пропор­ цию:

0.660 г — 1 см3;

4. Формула гомологического ряда монохлоралканов С„Н2^цС1. Молярная масса С„Н2^цС1:

12л + 2л +1 +35.5 = (14л + 36.5) г/моль.

По массовой доле хлора

35 5

0.5504 = — — —

14л+ 36.5

[Н+] = 1(ГрН = 1<Г291 = 1.2310-3.

Степень диссоциации бензойной кислоты:

а = [НЧ / с = 1.23-10 '3 / 0.025 = 0.0492, или 4.92%.

Ответ: 4.92%.

решив которую, получим х = 0.94, у = 0.40. Следовательно, С12 был взят в недостатке.

Количество образовавшегося в реакции хлороводорода:

у(НС1) = 2 • 0.40 = 0.80 моль,

отсюда количество выделившейся теплоты:

0 = 0.80 -92 = 73.6 кДж.

Ответ: 73.6 кДж.

7.1) СиС12 + 2КОН -> Си(ОН)24 + 2КС1;

2)Си(ОН)з + 2 Ш 0 3 -> С и(Ш 3)2 + 2Н20;

3)2Си(Ш 3)2 — 2СиО + 4 Ш 2Т + 0 2|;

6 ) СиВг2 + 2 СН3СООА§ -> (СН3СОО)2Си + 2А§Вг1.

Ответ: X - Си(ОН)2, V - СиО, Ъ - СиВг2.

8 . 1) СНз-СНг-СНг-ОН + НВг -> СН3-СН2-СН2Вг + Н20;

2 ) СНз-СН;г-СН2Вг + 2 Иа -> СН 3-(С Н 2)4-СН з + 2 ИаВг;

5)5С6Н5-СН 3 + 6КМп04 + 9Н28 0 4 -» 5С6Н5-СООН + ЗК23 0 4 +

+6Мп8 0 4 + 14Н20;

6 ) С6Н5-СООН + СНзОН н+ > с6н5-соосн3 + н2о.

9. Первая порция раствора: медь в виде гидроксида осаждается щело­ чью, а алюминий в избытке щелочи образует растворимый алюминат калия:

Си(ИОз)2 + 2КОН -> Си(ОН)21 + 2КЖ )3;

А1(Н03)з + 4КОН -» К[А1(ОН)4] + ЗКЖ>3.

При прокаливании осадка гидроксида меди протекает реакция

в результате которой образовалось 2.40 / 80 = 0.03 моль СиО. Количество нитрата меди:

у(Си(Ж>3)2) = у(СиО) = 0.03 моль,

отсюда молярная концентрация Си(Ж)з)2 в исходном растворе:

с(Си(Ж)3)2) = 0.03 / 0.075 = 0.4 М .

Вторая порция раствора: аммиак осаждает гидроксид алюминия, а соль меди дает с аммиаком растворимый комплекс:

А1(Ж)3)3 + ЗЫН3 + ЗН20 -> А1(ОН)31 + ЗТ4Н4Ш 3;

С и(Ш 3)2 + 4 Ш 3 -> [Си(НН3)4](Н03)2.

При прокаливании осадка гидроксида алюминия протекает реакция

2А1(ОН)3 — ►А120 3 + ЗН20 |,

в результате которой образовалось 1.53 / 102 = 0.015 моль А120 3. Количество нитрата алюминия:

у(А 1(Ж )з)з) = 2 • 0.015 = 0.03 моль,

отсюда молярная концентрация А1(ТЧОз)з в исходном растворе:

с(А1(Ж >з)3) = 0.03 / 0.075 = 0.4 М .

Ответ: 0.4 М Си(Ж>3)2, 0.4 М А12( 8 0 4)3.

10. Из трех данных соединений с соляной кислотой реагирует только анилин, образуя соль:

С6Н5- Ш 2 + НС1 -> С6Н5- Ш 3С1.

Количество соляной кислоты в реакции: