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

Решением полученного уравнения является л = 3. Формула углеводо­ рода С3Н6.

Ответ: пропен С3Н6.

3. Поскольку валентность металла неизвестна, необходимо рассмот­ реть отношение молярных масс хлорида металла к его перхлорату для металлов с разной валентностью.

1) для одновалентных металлов:

Л/(МеС1) / Л/(МеСЮ4) = (х + 35.5) / (* + 99.5) = 1 / 2.347,

откуда х = 12 г/моль - такого металла нет. 2) для двухвалентных металлов:

Л/(МеС12) / Л/(Ме(СЮ4)2) = (* + 71) / (* + 199) = 1 / 2.347,

откуда х = 24 г/моль, это - магний. 3) для трехвалентных металлов:

Л/(МеС13) / Л/(Ме(СЮ4)3) = (* + 106.5) / (х + 298.5) = 1 / 2.347,

откуда х = 36 г/моль - такого металла нет. Ответ: магний, М§.

4. Формула неизвестного предельного альдегида С„Н2^цСНО, его мо­ лярная масса

Л/(альдегида) = 12л + 2л + 1 + 29 = 14л + 30 г/моль.

Обозначим через М\ среднюю молярную массу первой смеси. По ус­ ловию задачи

А*е = М ,/4 = 9,

откуда М\ = 36 г/моль.

Пусть в этой смеси содержится х моль альдегида и (1 - х) моль кисло­

х + ( 1 - х )

или, упрощая это выражение:

1 п х - х = 2.

Уравнение реакции горения альдегида:

ОДЪ^СНО + (Зл + 2)12 О2— (л + 1)С02 + (л + 1)Н20.

Если полностью прореагировало х моль альдегида, то состав смеси по окончании реакции будет следующий:

у(С02) = х(п +1) моль; у(Н20 ) = х(п +1) моль;

у(02) = (1 - х) - х(3п + 2)12 = ((1 - х ) -х(\.5п +1)) моль; Обозначим через М2 среднюю молярную массу новой смеси. По усло­

вию задачи

откуда М2 = 31.32 г/моль; тогда средняя молярная масса трехкомпонент­ ной смеси (М2) составит:

Упростив это выражение, получим 0.83лх +х = 0.34.

Составим систему из двух уравнений:

\1 п х -х = 2

|0.83ях + х = 0.34.

Решением системы при округлении является п = 3, следовательно, ис­ комый альдегид - С3Н7СНО.

Ответ: С 3Н7СН О.

5. Уравнения реакций:

а) 5СН2=СН2 + 12КМп0 4 + 18Н28 0 4 -> 6К28 0 4 + 12Мп804 + + ЮС02 + 28Н20;

б) 2СгС13 + ЗЫаСЮ + ЮЫаОН -> 2Ыа2СЮ4 + 9ЫаС1 + 5Н20; в) Н28 + Ж )2 -* 8 + N 0 + Н20 или

4Н28 + 2 Ш 2 -> 48 + Ы2 + 4Н20; Н28 + З Ш 2 -» 8 0 2 + З Ш + Н20; Н28 + 4 Ш 2 -> 4 Ш + Н28 0 4; Н28 + 2Ы02 -> Ы2 + Н28 0 4.

6. Для гомогенной химической реакции 2А + В -* С

скорость реакции по закону действующих масс равна:

у = /г[А]2[В].

Рассчитаем скорость реакции в начальный момент времени: V = 0.8 • 0.32 • 0.5 = 0.036 моль/(лмин).

К моменту времени, когда прореагировало 0.1 моль/л вещества А, прореагировало 0.05 моль/л вещества В, и концентрации реагентов стали равны: [А] = 0.2 моль/л, [В] = 0.45 моль/л. Тогда скорость реакции будет равна

Суммарная масса твердого остатка составит:

/и(остатка) = 69* + 87у,

а масса газов:

/и(газов) = 0.5* • 32 + 2у • 46;

по условию задачи эти массы равны:

69* + %1у = 0.5* • 32 + 2у • 46,

отсюда у = 10.6*.

Следовательно, массовые доли нитратов:

со(КаШ3) = 85* / (85* + 179у) = 85* / (85* + 179 • 10.6*) =

= 0.043 (или 4.3%);

со(Мп(Ш3)2) = 1.000 - 0.043 = 0.957 (или 95.7%).

Ответ: 4.3% Ы аШ 3, 95.7% М п(Ш 3)2.

10. По условию задачи количество гидроксида калия:

у(КОН) = 70 • 0.12 / 56 = 8.4 / 56 = 0.15 моль.

Так как трихлоруксусная кислота более сильная, чем пропановая, то в первую очередь щелочь реагирует именно с ней

СС13СООН + КОН -* СС13СООК + Н20,

а затем с пропановой кислотой:

СН3СН2СООН + КОН -* СН3СН2СООК + Н20.

Пусть конечная смесь после упаривания содержит * моль СС1зСООК (М= 201.5 г/моль) и у моль СН3СН2СООК (М = 112 г/моль). Поскольку в сухом остатке присутствуют только две соли, значит, вся щелочь израс­ ходовалась в реакциях нейтрализации.

Составляем систему уравнений:

(х +у = 0.15

[201.5*+ 112у = 23.96

Решением системы являются: * = 0.08, у = 0.07. Масса трихлоруксусной кислоты в исходной смеси:

/я(СС13СООН) = 0.08 • 163.5 = 13.08 г;

массу пропановой кислоты в исходной смеси рассчитываем по разности:

/и(СН3СН2СООН) = /я(смеси) - /и(СС13СООН) =

= 21.96 - 13.08 = 8.88 г (0.12 моль),

значит, пропановая кислота была в избытке и испарилась при упарива­ нии.

Массовые доли кислот:

«(ССЬСООН) = 13.08 / 21.96 = 0.5956 (или 59.56%),

со(СН3СН2СООН) = 8.88 / 21.96 = 0.4761 (или 40.44%).

Ответ-. 59.56% СС13СООН, 40.44% СН3СН2СООН.

Геологический факультет

Вариант ГБ-2005-1

1. \5г25г2рьЪ$гЪр\

2. Этиловый спирт: Гидросульфат натрия:

нн

НН

3.Молярная масса серной кислоты Л/(Н25 0 4) = 98 г/моль. Молярная концентрация раствора составляет:

с = р • 1000 • со / А/= 1.3 • 1000 • 0.40 / 98 = 5.3 моль/л.

Ответ: 5.3 моль/л.

4.А§ - 1 е —> А§+

Ш Г + 2Н+ + 1е -+ N 0, + Н20.

А§ + 2ЬГЫ03(конц) -> АёNОз + N 021 + Н20.

5. Для равновесной системы

С 02(г) + С(тв) 2СО(г) - 172.6 кДж

в соответствии с правилом Ле Шателье, смещению равновесия вправо будет способствовать повышение температуры (реакция эндотермиче­ ская) и понижение давления в системе (прямая реакция идет с увеличени­ ем количества газообразных веществ).

6. СаО(тв) + Н20(ж, изб) -> Са(ОН)2(р-р);

Са(тв) + 2 Н 2 0 ( ж , изб) -> Са(ОН)2(р-р) + Н2

Ответ: X - С12.

9. Неизвестный кристаллогидрат - Ыа2С 03*Н20; его молярная масса М= 106+18*.

По условию задачи массовая доля натрия в кристаллогидрате:

со(Ыа) = т(Ка) / М= 23 • 2 / (106 + 18*) = 0.1982.

Решив это уравнение, получим * = 7. Формула кристаллогидрата - Ыа2С 03-7Н20.

Ответ: гептагидрат карбоната натрия Ыа2С 03-7Н20.

10. Обозначим через М\ среднюю молярную массу исходной смеси. По условию задачи

Д С 3Н8) = Л/1/44 = 0.5,

откуда М\ = 22 г/моль.

Пусть в 1 моль исходной смеси содержалось * моль С2Н4 и (1 - *) моль паров Н20, тогда среднюю молярную массу смеси можно выразить как:

М\ = 28* + 18(1 - *) = 22 г/моль,

откуда * = 0.4 моль.

у(С2Н4) = * = 0.4 моль; у(Н20 ) = 1 - * = 1 - 0.4 = 0.6 моль. При синтезе этанола протекает реакция:

С2Н4 + Н20 ^ С2Н5ОН.

Обозначим через М2 среднюю молярную массу конечной смеси. По условию задачи

Д С 3Н8) = Л/2 / 44 = 0.6,

откуда М2= 26.4 г/моль.

Пусть в обратимую реакцию вступает у моль С2Н4; тогда расходуется у моль Н20 и образуется у моль С2Н5ОН; состав равновесной смеси: у(С2Н4) = 0.4 - у , у(Н2О) = 0.6 - у , у(С2Н5ОН)=^моль.

Суммарное количество веществ составляет:

V! = 0.4- у + 0.6- у + у = 1 - у .

Масса конечной смеси равна массе исходной, т.к. из системы ничего не уходит и в нее ничего не добавляется. Отсюда среднюю молярную массу конечной (равновесной) смеси можно выразить как:

М2=22/ (1 - у ) = 26.4 г/моль;

решение этого уравнения: у = 0.167 моль.

По закону Авогадро объемные и мольные доли газов равны, поэтому

ф(С2Н5ОН) =у / (1 - у ) = 0.167 / 0.833 = 0.20 (или 20%).

Степень превращения этилена в этанол равна:

г|(этилена) =у / 0.4 = 0.167 / 0.4 = 0.418 (или 41.8%).

Ответ: 20% С2Н5ОН; степень превращения этилена 41.8%.

н

3. Молярная масса азотной кислоты М{Н Ж >з) = 63 г/моль. Молярная концентрация раствора составляет:

с = р • 1000 • со / М= 1.2 • 1000 • 0.30 / 63 = 5.7 моль/л.

Ответ: 5.7 моль/л.

4.Си - 2е Си2+ 21ЧОГ + 4Н* + 2 е —» 2 Ш , + 2Н.О.

Си + 4Н+ + 2 Ш 3_ -> Си2+ + 2 Ш 2 + 2Н20 .

Си + 4Н>Юз(конц) -> Си(К03)2 + 2И02Т + 2Н20 .

5.Для равновесной системы

в соответствии с правилом Ле Шателье, смещению равновесия вправо будет способствовать понижение температуры (реакция экзотермическая) и повышение давления в системе (прямая реакция идет с уменьшением количества газообразных веществ).

Ответ: Повышение давления, понижение температуры.

6.2Ыа + 2Н20 -* 2ЫаОН + Н2|; ЫаН + Н20 -* ЫаОН + Н2|;

Ыа-С=С-Ыа + 2Н20 -> С2Н2| + 2ЫаОН.

7. СНз-СНг-СНз-ОН ■ (>15Г > СН3-СН=СН2 + Н20; СН3-СН=СН2 + НС1 -> СН3-СНС1-СН3; СН3-СНС1-СН3 + КОН Н2° > СН3-СН(ОН)-СНз + КС1.

8.Х -Н Ж )3:

2Си(Ш 3)2 —1— > 2СиО + 4N 02 + 0 2; 4И02 + 0 2 + 2Н20 -> 4НЖ )3; НЫОз + ИаОН -> ШКЮз + Н20.

9. Неизвестный кристаллогидрат - Ыа2С 03*Н20; его молярная масса М= 106 + 18*.

По условию задачи массовая доля углерода в кристаллогидрате:

со(С) = т(С) /М = 12 / (106 + 18*) = 0.0968.

Решив это уравнение, получим * = 1. Формула кристаллогидрата - Ыа2С 03 1Н20.

Ответ: Моногидрат карбоната натрия Ыа2С 03 Н20.

10. Обозначим через М\ среднюю молярную массу исходной смеси. По условию задачи

/)Аг(см) = м х! 4 = 2.6,

откуда М\ = 10.4 г/моль.

Пусть в 1 моль исходной смеси содержалось х моль С2Н40 и (1 - х) моль Н2, тогда среднюю молярную массу смеси можно выразить как:

М\ = 44* + 2(1 - * ) = 10.4 г/моль,

откуда * = 0.2 моль.

у(С2Н40) = * = 0.2 моль; у(Н2) = 1 - * = 1 - 0.2 = 0.8 моль. Протекает реакция:

С2Н40 + Н2 ^ С2Н5ОН.

360. Решения заданий и ответы 2005 г.

Обозначим через М2 среднюю молярную массу конечной смеси. По условию задачи

Оаг = Л/2 / 4 = 3.1,

откуда М2= 12.4 г/моль.

Пусть в обратимую реакцию вступает у моль альдегида; тогда расхо­ дуется у моль Н2 и образуется у моль С2Н5ОН; состав равновесной смеси: у(С2Н40 ) = 0.2- у , у(Н2) = 0.8->>, у(С2Н5ОН) =у моль.

Суммарное количество веществ составляет:

V! = 0.2- у + 0.8- у + у = 1 - у .

Масса конечной смеси равна массе исходной, т.к. из системы ничего не уходит и в нее ничего не добавляется. Отсюда среднюю молярную массу конечной (равновесной) смеси можно выразить как:

М2= 10.4 / (1 - у ) = 12.4 г/моль;

решение этого уравнения: у = 0.161 моль.

По закону Авогадро объемные и мольные доли газов равны, поэтому

ф(С2Н5О Н )= ^/(1 - у ) = 0.161 /0.839 = 0.192 (или 19.2%).

Степень превращения этаналя в этанол равна:

Л(этаналя) =у / 0.2 = 0.161 / 0.2 = 0.805 (или 80.5%).

Ответ: 19.2% С2Н5ОН; степень превращения 80.5%.

Подготовительное отделение МГУ

Вариант ПО-2005-1

1. Уравнения гидролиза 2пС12 по первой ступени:

2 п С12 + Н20 -► 2п(ОН)С1 + НС1

или по двум ступеням:

2 п С12 + 2Н20 -► 2 п (О Н )2 + 2НС1.

2. Пусть формула минерала - Ыа„А1тР/. По условию задачи

2(Р) = 100 - х № ) - х (А1) = 100 - 30 - 10 = 60%,

где ^СИа), ^(А1) и^(Р) - мольные доли Ыа, А1 и Р в минерале (в процен­ тах).

Тогда л : т : / = ^(К а):^(А 1):^(Р) = 30: 10:60 = 3 : 1 : 6.

Получаем простейшую формулу Ыа3А1Р6. Это минерал криолит, в его расплаве растворяют А12Оз при электролитическом получении алюминия.