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

4. Схема трехстадийного синтеза:

СН4 -> С2Н2 -> С2Н4 -> С2Н4(ОН)2.

1) 2СН4 — ^ С2Н2 + ЗН2;

2)С2Н2 + Н2 -> С 2Н4;

3)ЗС2Н4 + 2КМп04 + 4Н20 -> ЗС2Н4(ОН)2 + 2Мп02| + 2КОН.

5.Реакция протекает по уравнению:

С 02 + 2КОН -> К2С 0 3 + Н20.

По условию задачи исходные количества углекислого газа и гидро­ ксида калия:

у(С02) = 16.8 / 22.4 = 0.75 моль,

у(КОН) = 400 • 0.28 / 56 = 2 моль (избыток).

В результате реакции образовалось 0.75 моль карбоната калия, масса которого

т(К2С 03) = 0.75 • 138 = 103.5 г.

Количество оставшегося в растворе гидроксида калия и его масса:

Уост(КОН) = 2 - 1.5 = 0.5 моль,

/Иост(КОН) = 0.5 • 56 = 28 г.

Ответ: 103.5 г К2С 03, 28 г КОН.

НС1 -» Н* + СГ.

К = [Н+][Н8 -]

[Н28]

Можно принять: Н+] = 1 + [Н8 ] * 1 М; [Н28 ] = 0.1 - [Н8 ~] «0.1 М, тогда из выражения константы диссоциации Н28 имеем:

4)РН3 + 2 0 2 -> Н3Р 04;

5)2Н3Р 0 4 + Са(ОН)2 -> Са(Н2Р 0 4)2 + 2Н20;

6 ) Са(Н2Р04)2 + 2Са(ОН)2 — Са3(Р04)2| + 4Н20.

2)С6Н5СН2Вг + КОН(водн) -> С6Н5СН2ОН + КВг;

3)5С6Н5СН2ОН + 4КМп04 + 6Н2804 -> 5С6Н5СООН + 2К2804 +

+4Мп804 + 11Н20;

4)С6Н5СООН + ИН3 -> С6Н5СООШ 4;

5)2СбН5СООНН4 + Ва(ОН)2 -> (С6Н5СОО)2Ва + 2 Ш 3Т + 2Н20;

6 ) (С6Н5СОО)2Ва + Ыа2804 -> 2С6Н5СООНа + Ва8044.

9.Пусть формула оксида неметалла с четной валентностью ЭОх, г

-число атомов кислорода. Реакция между оксидом неметалла и ЫаОН описывается следующим уравнением:

ЭОх + 2ШОН -> Ка2ЭОх + 1 + Н20.

Найдем массу конечного раствора, содержащего соль Ыа2ЭОх+ ^ тр.ра= 10.16+ 124= 134.16 г.

По массовой доле соли рассчитаем массу соли:

т(N3 2 3 0 *+!) = 134.16 • 0.1127 = 15.12 г, отсюда масса оксида натрия и его количество:

т(Ха20) = 15.12-10.16 = 4.96 г; у(Ка20) = 4.96 /62 = 0.08 моль,

а так как у(Ка20 ) = у(ЭОх) = 0.08 моль, молярная масса оксида неметалла:

М(ЭОх) = 10.16 / 0.08 = 127 г/моль.

Если х = 1, то М(Э) = 127 - 16 = 111 (такого неметалла нет); если х = 2, то М{Э) = 127 - 16 • 2 = 95 (такого неметалла нет); если х = 3, то М(Э) = 127 —16*3 = 79 г/моль; это - 8 е.

Реакция между оксидом неметалла и гидроксидом натрия в растворе протекает по уравнению:

8е03 + 2КаОН -> Ка2$е04 + Н20.

Найдем массовую долю ЫаОН в конечном растворе. К оксиду неме­ талла добавили 124 г 10%-ного раствора ИаОН или 12.4 г ИаОН; в реак­ цию вступило 0.08 • 2 = 0.16 моль, или 6.4 г ИаОН, в растворе осталось 12.4-6.4 = 6 г.

Отсюда массовая доля щелочи в конечном растворе:

со(КаОН) = 6 / 134.16 = 0.0447 (или 4.47%).

Ответ: 8е03, Ка2$е04, со(КаОН) = 4.47%.

10. Общая формула обоих гомологических рядов С„Н2„_5М. Напишем выражение для массовой доли углерода в смеси:

0 . 7 8 5 - — 1 2 2 — ,

14и + 9

откуда п = 1.

С бромоводородом оба изомера реагируют по уравнению: С7Н9К + НВг -> С7Н10КВг,

Используя уравнение Клапейрона-Менделеева, находим количество бромоводорода:

у(НВг) = = 1 0 1 '3 1 '21 = 0.05 моль. КТ 8.314-295

Общее количество гомологов анилина и пиридина:

^0бщ(С7Н9К) = у(НВг) = 0.05 моль.

Сбромной водой реагирует только гомолог анилина. Количество реагирующего брома:

у(Вг2) = 500 • 0.032 / 160 = 0.1 моль.

Гомолог анилина содержит один атом углерода в боковой цепи. Если бы этот атом был в орто- или пара-попожении по отношению к группе >Ш2, то вещество реагировало бы с двойным количеством брома:

СН3С6Н4Ш 2 + 2 В г 2 -> СН3С6Н2Вг2КН2 + 2НВг,

но в этом случае

у(СН3С6Н4КН2) = 0.1 /2 = 0.05 моль,

что невозможно, т.к. общее количество гомологов анилина и пиридина равно 0.05 моль. Поэтому реакция идет с тройным количеством брома, что возможно только в случае мета-положения заместителя:

Вг

+ ЗНВг

СН3

Таким образом, количество гомолога анилина::

у(гом.анилина) = 0.1 / 3 = 0.033 моль,

а количество гомолога пиридина:

у(гом.пиридина) = 0.05 - 0.033 = 0.017 моль.

Массовые доли изомеров равны мольным долям:

со(гом.анилина) = 0.033 / 0.05 = 0.66 (или 6 6 %);

со(гом.пиридина) = 0.017 / 0.05 = 0.34 (или 34%).

Гомолог пиридина может иметь любое строение: с двумя (диметилпиридин) или одной (этилпиридин) боковыми цепями, например:

Ответ: 3 -метиланилин, любой диметилили этилпиридин; со(гом.анилина) = 6 6 %, со(гом.пиридина) = 34%.

Вариант ВБ-2004-2

1. Реакция гидролиза дипептида протекает по уравнению:

С ^Н к^О з + Н20 -> С9Н цК 03 + С3Н7К 0 3.

Ответ: X - С3Н7К 0 3.

2.Минимальная степень окисления атома иода (-1) - Н1, К1; макси­ мальная (+7) - 120 7, Н$Ю6.

3.Молярная масса смеси водорода и азота (М\):

М\ = 18 • 2 = 36 г/моль;

V\ = 100 л, М(С02) = 44 г/моль, У2= 100 л. Молярная масса конечной смеси (М2):

Плотность по водороду:

Д Н 2) = 4 0 /2 = 20.

Ответ: 1)(Н2) = 20. 4. Схема синтеза:

СН4 -+ С2Н2 -> СН3СНО -> С2Н5ОН; СН3СНО -+ СНзСООН -> СН3СООС2Н5 .

1)2СН4 —?—> С2Н2 + ЗН2;

2)С2Н2 + Н20 н«2+-н+ > СНзСНО;

5. Исходные количества сернистого газа и гидроксида натрия: у(302) = 14.56 / 22.4 = 0.65 моль;

у(КаОН) = 200 • 0.17 / 40 = 0.85 моль.

Поскольку 1 < (у(Ка0Н)/у(802)) < 2, следовательно, в результате ре­ акции одновременно образуются средняя и кислая соли:

3 0 2 + 2КаОН -> Ка23 0 3 + Н20; 3 0 2 + ИаОН -> ЫаН803.

Пусть в первую реакцию вступит х моль 8 0 2, а во вторую - у моль 3 0 2.

Составим систему из двух уравнений с двумя неизвестными:

х +у = 0.65; 2х +у = 0.85,

решив которую, получим: х = 0.2, у = 0.45.

Количество Ыа28 0 3, образовавшегося в первой реакции, и его масса: у(Ка28 0 3) = 0.2 моль,

/и(Ка23 0 3) = 0.2 • 126 = 25.2 г.

Количество ЫаН803, образовавшегося во второй реакции, и его масса:

9.Пусть формула оксида неметалла с четной валентностью ЭОх, где х

-число атомов кислорода. Реакция между ИаОН и оксидом неметалла описывается следующим уравнением:

ЭОх + 2КаОН -> И азЗС и + Н20.

Найдем массу конечного раствора, содержащего соль:

/Ир_ра = 9.6 + 108 = 117.6 г.

По массовой доле соли рассчитаем массу соли:

/и(Ка2ЭОх+1) = 117.6 • 0.1449 = 17.04 г,

отсюда масса оксида натрия и его количество:

т(Ш20) = 17.04 - 9.6 = 7.44 г;

у(]Ча20) = 7.44 / 62 = 0.12 моль,

а так как у(Ыа20 ) = у(ЭОх) = 0.12 моль, молярная масса оксида неметалла:

М(ЭОх) = 9.6 / 0.12 = 80 г/моль.

Если х = 1, то М(Э) = 80 - 16 = 64 ( такого неметалла нет); если х = 2, то М(Э) = 80 - 32 = 48 (такого неметалла нет); если х = 3, то М{Э) = 80 - 48 = 32; это - 8 .

8 0 3 + 2КаОН -> Ка2$ 0 4 + Н20.

Найдем массовую долю ИаОН в конечном растворе. К оксиду неме­ талла добавили 108 г 10%-ного раствора гидроксида натрия или 10.8 г ИаОН; в реакцию вступило 0.12 • 2 = 0.24 моль, или 9.6 г ИаОН; в рас­ творе щелочи осталось 10.8 - 9.6 = 1.2 г.

Отсюда массовая доля щелочи в конечном растворе:

со(КаОН) = 1.2 /117.6 « 0.01 (или 1%).

Ответ: 80з, Ка28 0 4, со(КаОН) = 1%.

10. Общая формула обоих гомологических рядов: С„Н2„_5К. Напишем выражения для массовой доли азота в смеси:

14

0.131 = ---------- , 14л+ 9

откуда п = 1.

С хлороводородом оба изомера реагируют по уравнению: С7Н9К + НС1 -> С7Н10МС1.

Используя уравнение Клапейрона-Менделеева, находим количество бромоводорода: