Задачи и упражнения / Кузьменко Н.Е., Теренин В.И. и др. Вступительные экзамены и олимпиады по химии. Опыт МГУ

Определите неизвестные вещества и укажите условия протекания ре­ акций.

7. Приведите уравнения реакций, соответствующих следующей схеме:

С2 Н4 —> X —> С2 Н4 О2 —^ V —> СН4 —> X —> СзНбОг-

Определите неизвестные вещества и укажите условия протекания ре­ акций.

8. К 100 мл раствора бромноватистой кислоты со степенью диссоциа­ ции 0.02% добавили 125 мл воды. Какова степень диссоциации кислоты в полученном растворе? На сколько при этом изменилось значение рН рас­ твора?

9.Газовая смесь, полученная при прокаливании 39.8 г смеси карбона­ та магния и нитрата меди (II) и оказавшаяся на 9% тяжелее аргона, была пропущена через 420 г 25.0%-ного раствора гидроксида цезия. Рассчи­ тайте массовые доли веществ в конечном растворе.

10.Нагревание сложного эфира с 80%-ной серной кислотой привело к образованию смеси газов. Установите строение сложного эфира, если известно, что после пропускания через избыток водного раствора пер­ манганата калия объем и масса смеси уменьшились в два раза. Все ука­ занные реакции протекают количественно.

Задания олимпиады 2009

Вариант ЛБ-1

1. Золото - не только драгоценный металл, но и перспективный ката­ лизатор, например, в процессах каталитического окисления СО до угле­ кислого газа в выхлопных газах автомобилей. Каталитические свойства проявляет золото, находящееся в виде наночастиц. Сколько наночастиц состава Аи2о можно получить из 5.5 см3 металла? Плотность золота со­ ставляет 19.32 г/см3.

2.Скорость некоторой реакции увеличивается в 2.5 раза при повыше­ нии температуры реакционной смеси на 10°С. Во сколько раз возрастет скорость реакции при повышении температуры от 75 до 95°С?

3.Сколько электронов и протонов входит в состав частиц N02” и НС1?

4.Какие два вещества вступили в реакцию, если в результате образо­ вались следующие вещества (указаны все продукты реакции без стехио­ метрических коэффициентов):

—> ВаВг2 + НВг;

-> СН3СН (Ш 2)СООН + Ш 4С1?

Запишите полные уравнения реакций, укажите условия их протека­ ния.

5. Какова теплота образования ацетилена, если при сгорании 53.76 л (н.у.) его выделилось 3118.8 кДж теплоты? Теплоты образования С 02 и Н2О составляют 393.5 и 285.8 кДж/моль соответственно.

6 . Смесь гидрида алюминия и карбоната кальция массой 46.0 г рас­ творили в разбавленной серной кислоте и получили газовую смесь с плотностью по неону 0.94. Определите количества веществ в исходной твердой смеси.

7. Напишите уравнения реакций, соответствующих следующей схеме превращений:

Ре(ОН)3 — — *■X

V ■*— — РеС12

Укажите условия протекания всех реакций, определите неизвестные вещества.

8 . Напишите уравнения реакций, соответствующих следующей после­ довательности превращений:

С4Н8 —> X —> С4Н9ВГ —> V —> С^Ню —►С8Н60 4 —> С8Н4О3.

Укажите условия протекания всех реакций, определите неизвестные вещества.

9.Рассчитайте минимальную массу 82%-ного раствора серной кисло­ ты, достаточного для полного растворения при нагревании 4.0 г смеси оксида железа (II,III), углерода и оксида меди (I) с молярным соотноше­ нием компонентов 1 : 2 : 1 в порядке перечисления. Рассчитайте объем выделившихся при этом газов (н.у.). Продуктом восстановления серной кислоты во всех случаях считайте оксид серы (IV).

10.При окислении 0.03 моль неизвестного органического вещества водным раствором перманганата калия образовалось 7.26 г терефталата калия (калиевой соли бензол-1,4-дикарбоновой кислоты), 8.28 г К2СО3,

17.4г Мп02, 1.12 г КОН и вода. Предложите возможную структуру ис­ ходного соединения, запишите уравнение реакции его окисления.

Вариант ЛБ-2

1. Платина - не только драгоценный металл, но и известный катал тор. Платина широко применяется в устройствах каталитического окис­ ления СО до углекислого газа в выхлопных газах автомобилей. Особенно эффективно каталитические свойства проявляет платина, находящаяся в виде наночастиц. Сколько наночастиц состава Р12о можно получить из 3.5 см3 металла? Плотность платины составляет 2 1.45 г/см .

2.Скорость некоторой реакции уменьшается в 4 раза при понижении температуры реакционной смеси на 10°С. Во сколько раз возрастет ско­ рость реакции при повышении температуры от 55 до 85°С?

3.Сколько электронов и протонов входит в состав частиц Р 0 3~ и 31Н4?

4.Какие два вещества вступили в реакцию, если в результате образо­ вались следующие вещества (указаны все продукты реакции без стехио­ метрических коэффициентов):

КС1 + Р20 5;

С4Н6 + 1ЧаВг + Н20?

Напишите полные уравнения реакций, укажите условия их протека­ ния.

5. При сгорании какого объема (н.у.) газообразного диборана В2Н6 выделится 4071.2 кДж теплоты, если теплоты образования В2Н6, В20 3 и Н20 составляют 95.3, 1273.5 и 285.8 кДж/моль соответственно?

6 . Смесь карбида алюминия и сульфита бария массой 64.9 г раствори­ ли в соляной кислоте и получили смесь газов с плотностью по гелию 5.2. Определите количества веществ в исходной твердой смеси.

7. Напишите уравнения реакций, соответствующих следующей схеме превращений:

СиЗ — — ■►Х

Укажите условия протекания всех реакций, определите неизвестные вещества.

8 . Напишите уравнения реакций, соответствующих следующей после­ довательности превращений:

С3 Н§ —^ X —> С3 Н4 —^ V —^ С9 Н 1 1 СЛ —^ С9Н120 —> СюН12 0 2.

Укажите условия протекания всех реакций, определите неизвестные вещества.

9.Рассчитайте минимальную массу 85%-ного раствора азотной ки­ слоты, достаточного для полного растворения при нагревании 6.88 г сме­ си оксида железа (И,III), углерода и оксида меди(1) с молярным соотно­ шением компонентов 1 : 2 : 3 в порядке перечисления. Рассчитайте объем выделившихся при этом газов (н.у.). Продуктом восстановления азотной кислоты во всех случаях считайте оксид азота (IV).

10.При окислении 0.03 моль неизвестного органического вещества водным раствором перманганата калия образовалось 7.26 г фталата калия (калиевой соли бензол-1,2-дикарбоновой кислоты), 4.14 г К2С 03, 13.92 г

Мп02, 2.24 г КОН и вода. Предложите возможную структуру исходного соединения, запишите уравнение реакции его окисления.

Вариант ЛБ-3

1.Палладий - не только драгоценный металл, но и известный катали­ затор. Палладий широко применяется в устройствах каталитического окисления СО до углекислого газа в выхлопных газах автомобилей. Осо­ бенно эффективно каталитические свойства проявляет палладий, нахо­ дящийся в виде наночастиц. Сколько наночастиц состава Рб8 можно по­ лучить из 8.0 см3 металла? Плотность палладия составляет 12.02 г/см3

2.Скорость некоторой реакции увеличивается в 2.0 раза при повыше­ нии температуры реакционной смеси на 10°С. Во сколько раз уменьшится скорость реакции при понижении температуры от 85 до 45°С?

3.Сколько электронов и протонов входит в состав частиц М§2+ и СО?

4.Какие два вещества вступили в реакцию, если в результате образо­ вались следующие вещества (указаны все продукты реакции без стехио­ метрических коэффициентов):

-> ЮТОз + К Ш 2+ Н20;

-> СН2(ОН)-СН2(ОН) + ИаВг?

Напишите полные уравнения реакций, укажите условия их протека­ ния.

5.Теплоты образования С2Н2, С 02 и Н20 составляют -226.7, 393.5 и 285.8 кДж/моль соответственно. Сколько теплоты выделится при сгора­ нии 62.4 г ацетилена?

6.Смесь сульфида алюминия и карбида кальция массой 51.4 г раство­ рили в иодоводородной кислоте и получили смесь газов с плотностью по аргону 0.83. Определите количества веществ в исходной твердой смеси.

7.Напишите уравнения реакций, соответствующих следующей схеме превращений:

Ре(Ш3)3— ■— ►X

Укажите условия протекания всех реакций, определите неизвестные вещества.

8. Напишите уравнения реакций, соответствующих следующей по довательности превращений:

С4Н9Вг -> С8Н18 -> С8Н10 -> X -> С8Н8 V-» с8н8о2.

Укажите условия протекания всех реакций, определите неизвестные вещества.

9.Рассчитайте минимальную массу 84%-ного раствора серной кисло­ ты, достаточного для полного растворения при нагревании 14.32 г смеси оксида железа (II,III), углерода и меди с молярным соотношением компо­ нентов 2 : 5 : 3 в порядке перечисления. Рассчитайте объем выделивших­ ся при этом газов (н.у.). Продуктом восстановления серной кислоты во всех случаях считайте оксид серы (IV).

10.При окислении 0.01 моль неизвестного органического вещества водным раствором перманганата калия образовалось 2.42 г терефталата калия (калиевой соли бензол-1,4-дикарбоновой кислоты), 2.76 г К2СОз,

5.22г Мп02 и вода. Предложите возможную структуру исходного соеди­ нения, запишите уравнение реакции его окисления.

Вариант ЛБ-4

1. Золото - не только драгоценный металл, но и перспективный ката­ лизатор, например, в процессах каталитического окисления СО до угле­ кислого газа в выхлопных газах автомобилей. Каталитические свойства проявляет золото, находящееся в виде наночастиц. Сколько наночастиц состава Аи8 можно получить из 2.5 см3 металла? Плотность золота со­ ставляет 19.32 г/см3.

2.Скорость некоторой реакции уменьшается в 3.0 раза при пониже­ нии температуры реакционной смеси на 10°С. Во сколько раз уменьшится скорость реакции при понижении температуры от 90 до 60°С?

3.Сколько электронов и протонов входит в состав частиц Са2+ и Н28?

4.Какие два вещества вступили в реакцию, если в результате образо­ вались следующие вещества (указаны все продукты реакции без стехио­ метрических коэффициентов):

-> МпС12 + С12 + Н20;

—>С6Н6 + Ыа2С 03?

Напишите полные уравнения реакций, укажите условия их протека­ ния.

5.При сгорании 84 г диборана В2Н6 выделилось 6106.8 кДж теплоты. Рассчитайте теплоту образования диборана, если теплоты образования В20 3 и Н20 составляют 1273.5 и 285.8 кДж/моль соответственно.

6.Смесь фосфида магния и карбида кальция массой 26.2 г растворили

вбромоводородной кислоте и получили смесь газов с плотностью по не­ ону 1.5. Определите количества веществ в исходной твердой смеси.

7.Напишите уравнения реакций, соответствующих следующей схеме превращений:

Задания олимпиады «Ломоносов»

Си — ►Х

Укажите условия протекания всех реакций, определите неизвестные вещества.

8. Напишите уравнения реакций, соответствующих следующей после­ довательности превращений:

СН4 -> X -> С6Н6 -> С8Н10 -> V -> С8Н6 -> С8Н80.

Укажите условия протекания всех реакций, определите неизвестные вещества.

9.Рассчитайте минимальную массу 83%-ного раствора азотной ки­ слоты, достаточного для полного растворения при нагревании 7.44 г сме­ си оксида железа (ИДИ), углерода и меди с молярным соотношением компонентов 1 : 1 :2 в порядке перечисления. Рассчитайте объем выде­ лившихся при этом газов (н.у.). Продуктом восстановления азотной ки­ слоты во всех случаях считайте оксид азота (IV).

10.При окислении 0.03 моль неизвестного органического соединения водным раствором перманганата калия образовалось 7.26 г фталата калия (калиевой соли бензол-1,2-дикарбоновой кислоты), 4.14 г К2С 03, 12.18 г Мп02, 1.12 г КОН и вода. Предложите возможную структуру исходного соединения, запишите уравнение реакции его окисления.

Задания олимпиады 2010

Вариант 1

1.Сколько электронов и протонов входит в состав частиц К+ и МЭ2?

2.Даны растворы хлорида лития и фторида калия одинаковой моляр­ ной концентрации. В каком случае рН раствора больше и почему?

3.Напишите уравнение реакции бромэтана с водным раствором ще­ лочи. Укажите механизм реакции.

4.Константа скорости изомеризации А —> С равна 50 с-1, а константа скорости обратной реакции равна 10 с"1 Рассчитайте состав равновесной смеси (в граммах), полученной из 15 г вещества А.

5.Сколько изомерных диметилфенолов существует? Изобразите их структурные формулы.

6. К 2.0 г смеси сульфида меди (И) и сульфида алюминия прилили 100 мл воды, при этом выделилось 1.02 г газа. Осадок отфильтровали и вы­ сушили. Рассчитайте массу осадка.

7. Напишите уравнения реакций, соответствующих следующей схеме превращений, укажите условия их протекания:

Сг20 3 — -— ► X

V■*---- — К2Сг20 7

8.Напишите уравнения реакций, соответствующих следующей после­ довательности превращений:

С3Н7Вг— ►X— ►С6Н 13Вг— ►С6Н12 ►С3Н60 ►С4Н 10О2

С 5Н 10°2

Укажите структурные формулы веществ и условия протекания реак­ ций.

9.При взаимодействии дисульфида железа (II) Ре$2 с избытком азот­ ной кислоты выделилось 3.667 л газа, плотность которого при 1 атм и 25°С составила 1.227 г/л. В результате реакции образовался раствор мас­ сой 49.1 г, в котором массовая доля азотной кислоты в три раза превыша­ ет массовую долю серной кислоты. Рассчитайте массовую долю азотной кислоты в исходном растворе.

10.Для полного гидролиза 18 г сложного эфира потребовалось 100 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Смесь после гидролиза нагрели с

избытком подкисленного раствора перманганата натрия, при этом выде­ лилось 16.8 л (н. у.) углекислого газа. Установите строение сложного эфира; напишите уравнения реакций гидролиза и окисления.

Вариант 2

1.Сколько электронов и протонов входит в состав частиц М§2+ и

Шз?

2.Даны растворы хлорида натрия и сульфата аммония одинаковой молярной концентрации. В каком случае рН раствора больше и.почему?

3.Напишите уравнение реакции фенола с бромной водой. Укажите механизм реакции.

4.Константа скорости изомеризации X —►V равна 110 мин-1, а кон­ станта скорости обратной реакции равна 44 мин-1. Рассчитайте состав равновесной смеси (в граммах), полученной из 125 г вещества X.

100 мл воды, при этом выделилось 1.02 г газа. Осадок отфильтровали и высушили. Рассчитайте массу осадка.

7. Напишите уравнения реакций, соответствующих следующей схеме превращений, укажите условия их протекания:

КСЮ2 — !— ► X

У— — КСг(ОН)4

8.Напишите уравнения реакций, соответствующих следующей после­ довательности превращений:

С2Н2 -> X -> С9Н12 -> С3Н60 -> С4Н7Ш -> С4Н80 3 -> С8Н120 4;

укажите структурные формулы веществ и условия протекания реакций.

9.При взаимодействии сульфида меди (I) с избытком азотной кисло­ ты выделилось 2.38 л газа, плотность которого при 1 атм и 17°С состави­ ла 1.176 г/л. В результате реакции образовался раствор массой 243.2 г, в котором массовая доля азотной кислоты вдвое превышает массовую до­ лю серной кислоты. Рассчитайте массовую долю азотной кислоты в ис­ ходном растворе.

10.Для полного гидролиза 14.75 г сложного эфира потребовалось 56 г 25%-ного раствора гидроксида калия. Смесь после гидролиза нагрели с избытком подкисленного раствора перманганата калия, при этом выде­ лилось 11.2 л (н.у.) углекислого газа. Установите строение сложного эфира, напишите уравнения реакций гидролиза и окисления.

Решения заданий олимпиады 2006

Вариант 1

1. Трехвалентный кислород содержится в молекуле СО и ионе ги ксония Н30 +:

2. Трихлоруксусная кислота С13ССООН сильнее уксусной кисл СН3СООН. Отрицательный индуктивный эффект атомов хлора способст­ вует большей делокализации отрицательного заряда в образующемся в результате диссоциации карбоксилат-анионе:

/3

С Щ -С О О Н ^ - ^ г С Н ,— С о + н +. 3 3 'Ч Г

3.СаО (оксид), Са(ОН)2 (гидроксид), К2С 03 (соль): СаО + Н20 -> Са2+ + 20Н~; Са(ОН)2 -» Са + 20Н“; СОз2’ + Н20 г* НС03~ + ОН”.

4.Из условия задачи мольное соотношение атомов углерода и в

рода

у(С ): у(Н) = (90 /1 2 ): (10 / 1) = 3 : 4.

Следовательно, простейшая формула углеводорода - С3Н4. Она соот­ ветствует, например, следующим соединениям:

СН3