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

откуда * = 5.68 моль.

Ответ: давление в реакторе уменьшится в 1.04 раза; 5.68 моль СО.

8.Согласно условию задачи количество безводного сульфата натрия:

у(Ка28 0 4) = 30 /142 = 0.211 моль.

Количество поглощённой сульфатом натрия воды:

у(Н20) = 10 • у(Ка28 0 4) = 2.11 моль.

Массовая доля М §804 в насыщенном растворе сульфата магния:

Масса М §804 в исходном растворе составляла:

/Я!(Мё8 0 4) = 300 • 0.262 = 78.6 г.

Пусть из раствора выпало х моль М §804-7Н20 , тогда масса М §804 в конечном растворе составит:

/и(М§804) —т\ —х ' М(М§804) = 78.6 - 120*.

Массу конечного раствора рассчитаем следующим образом:

откуда * = 0.179 моль.

Масса кристаллогидрата сульфата магния:

/«(М§804*7Н20) = 246 • * = 246 • 0.179 = 44.0 г.

Ответ: 44.0 г.

9.

(Жа

Ш2

2)С2Н5 — +К аО Н -------- ►С2Н6 + Ка2С 03

(Жа

Решения заданий заочного тура олимпиады «Покори Воробьевы горы!» 23

10. При никелировании изделия на электродах происходят следую процессы:

Толщина никелевого покрытия:

V 14.8

Н= — = — =0.03 см = 0.3 мм. 5 500

Ответ: 0.3 мм.

11. Из четырех изомерных дибромпропанов условиям задачи отв ют 1,2- и 2,2-дибромпропаны. Со спиртовым раствором щёлочи они об­ разуют пропин:

в результате чего образуется осадок в количестве:

у(СзН3А§) = 14.7 /147 = 0.1 моль.

Таким образом, в смеси содержится по 0.05 моль 1,2- и 2,2- дибромпропанов.

При обработке смеси водным раствором щёлочи образуются ацетон и

Из условия задачи количество гидроксида меди:

у(Си(ОН)2) = 2.45 / 98 = 0.025 моль.

Уравнения реакций полученных продуктов с гидроксидом меди (II):

СН3— С—СН3 + Си(ОН)2 —

Решения заданий заочного тура олимпиады «Покори Воробьевы горы!» 25

1) НС= С-СН=СН2 + Н2 -> СН2=СН-СН=СН2; А В

2)СН2=СН-СН=СН2 + Вг2 -> ВгСН2-СН=СН-СН2Вг;

3) 5ВгСН2-СН=СН-СН2Вг + 8КМп04 + 12Н28 0 4 ->

С

-> ЮВгСН2-СООН + 8Мп804 + 4К28 0 4 + 12Н20;

Б

4)ВгСН2-СООН + 21МНз -> Н2М-СН2-СООН + Ш 4Вг.

Решения заданий заочного тура 2008

1. Пусть количества С 02 и неизвестного газа равны VI и у2 моль с ветственно, и пусть VI + у2 = 1 моль. Тогда V] = 0.4 моль, у2 = 0.6 мол Выразим массовую долю неизвестного газа:

Ответ: неизвестный газ - Не (или Б 2).

2.Реакция протекает по уравнению:

4Ш3 + ЗН20 + Р20 5 = 2(КН4)2НР04.

26 Олимпиада «Покори Воробьевы горы!»

Из условия задачи количество аммиака в растворе: у(КН3) = 3.4/17 = 0.2 моль;

тогда по реакции количество у(Р20 5) = 0.05 моль, а масса оксида фосфо­

ра:

т(Р20 5) = 0.05 • 142 = 7.1 г.

Ответ: т(Р2О5) = 7.1 г.

3. Общая формула гомологического ряда предельных одноосновных карбоновых кислот С„Н2„02. Пусть количество кислоты равно х моль. Тогда общее количество атомов в образце равно (3п + 2)-х = 10 моль. Масса кислоты равна (14л + 32)-х = 75 г.

Составим систему уравнений:

Г(3л + 2 ) х = 10; |(14и + 32)-д: = 75.

Решение системы даёт п = 2. Следовательно, формула кислоты - С2Н40 2, или СН3СООН.

Ответ: формула кислоты СН3СООН.

4. Рассчитаем массу раствора и массу соли в нем: /«(раствора) = 7.62 + 125 = 132.62 г; /и(соли) = 0.10 • 132.62 = 13.262 г.

Пусть молярная масса неметалла равна М г/моль. Если формула окси­ да Х 0 2 или Х 03,то из уравнений реакций

Х0 2 + 2КОН -> К2Х 0 3 + Н20,

Х0 3 + 2КОН -> К2Х 0 4 + Н20

следует, что у(оксида) = у(соли). Для оксида Х 02:

7.62 / (М+ 32) = 13.262 / (М+ 126),

откуда М= 95 г/моль (такого неметалла нет). Для оксида Х 03:

7.62 / (М+ 48) = 13.262 / (М+ 142),

откуда М=19 г/моль; тогда X - это селен 8 е, оксид - 8е03, соль - К28 е0 4.

Количество оксида селена у(8е03) = 7.62 / 127 = 0.06 моль.

По реакции с 8е03 израсходовано 0.06 • 2 = 0.12 моль КОН; в конеч­ ном растворе осталось 125 • 0.1344 - 0.12 • 56 = 10.1 г КОН.

Следовательно, массовая доля щелочи в конечном растворе:

решения заданий заочного тура олимпиады «Покори Воробьевы горы!» 27

ю(КОН) = 10.1 / 132.62 = 0.076 (или 7.6%).

Ответ: оксид - 8е03, соль - К28е04, со(КОН) = 7.6%.

5. В 1 л 0.1%-ного раствора содержится 1000 • 1 • 0.001 = 1 г кислоты. Пусть молярная масса кислоты равна М г/моль. Тогда концентрация ки­ слоты в исходном растворе равна 1 / Ммоль/л.

Кислота диссоциирует по уравнению:

НХ ^ Н+ + X".

Концентрация ионов водорода в растворе

[Н+] = 1СГрН = 10“226 = 5.5 10 3 моль/л.

3)ангидриды кислот: (СН3С0)20 + Н20 -> 2СН3СООН;

4)сложные эфиры: СН3СООС2Н5 + Н20 —> СН3СООН + С2Н5ОН;

5)алкоголяты: С2Н5СЖа + Н20 — -— > С2Н5ОН + КаОН;

6) феноляты: С6Н5-СЖа + Н20 -> С6Н5-ОН + КаОН.

7.1) 2СиС1 + С12 -> 2СиС12.

2)СиС1 + З Ш 0 3(конц) -> Си(И03)2 + Ш 2Т + НС1 + Н20.

3)3 Си + 8НЖ )3 -> ЗСи(И03)2 + 2ЫОТ + 4Н20.

9)СиО + 2НС1 -> СиС12 + Н20.

10)СиС1 + 2 Ш 3 -> [Си(ЫН3)2]С1.

11)СН3С=ССи + ЗНЫ03(конц) -> С и(Ш 3)2 + Ш 2Т + СН3СОСН3.

12)Си + 2Н 28 0 4(конц) -> Си804 + 8 0 2Т + 2Н20.

28 Олимпиада «Покори Воробьевы горы!»

8 . Схема получения этилового эфира кротоновой кислоты из целлю­

9. Реакция протекает по уравнению:

12 + Н2 ^ 2Н1.

Пусть в реакцию вступило х моль 12 и х моль Н2, тогда образовалось 2х моль Н1. По условию, в первом случае 2х = 5.64 моль.

Константа равновесия

=^ ______= 50.2.

[12][Н2] (2.94-х)(8.1-х)

Во втором случае исходное количество Н1 равно 64/ 128 = 0.5 моль. Пусть в реакцию вступило 2у моль Н1, тогда образовалось у моль 12 и

умоль Н2. Константа равновесия

^_ [ Ш ] 1 = (о .5 -а д 1

откуда у = 0.082. Следовательно, в равновесной смеси содержится: у(Н2) = у(12) =у = 0.082 моль и у(Н1) = 0.5 - 2 у = 0.336 моль.

Ответ: состав равновесной смеси: у(Н2) = у(12) = 0.082 моль (16.4%), V(Ш) = 0.336 моль (67.2%).

10. Пусть первый интеркалят имеет формулу С60КХ. Массовая доля калия в интеркаляте

отсюда получаем х = 3. Следовательно, формула интеркалята С6оК3. Пусть второй интеркалят имеет формулу СбоКЬ^СЗд,. Массовая доля

углерода в интеркаляте

Решения заданий заочного тура олимпиады «Покори Воробьевы горы!» 29

-----------------= 0.672; «1260 + 85* + 133у

х +у = 3.

Решение системы даёт * = 1, у = 2, что соответствует формуле Сбо&ЬСзг.

Ответ: формулы интеркалятов С6оК3, С6оКЪС§2.

11. На электродах протекают процессы:

2п + 2Н20 - -эле1а?олиз > Н2Т + 2 п(ОН)21.

Количество цинка, растворившегося на аноде

у(2п) = 31.2 /65 = 0.48 моль.

Количество цинка, выделившегося на катоде

у(2п) = 5.2 / 65 = 0.08 моль;

следовательно, количество цинка, вступившего в электролитическую ре­ акцию с водой, составляет

у(2п) = 0.48 - 0.08 = 0.4 моль.

Воды при этом прореагировало

у(Н20 ) = 2 • 0.4 = 0.8 моль, или 0.8 • 18 = 14.4 г.

Концентрация 2п804 в растворе не изменилась, поскольку весь рас­ творившийся на аноде цинк образовал осадок 2п(ОН)2. Масса раствора уменьшилась на массу прореагировавшей воды. Отсюда масса конечного раствора

т (раствора) = 100 - 14.4 = 85.6 г.

Массовая доля 2п804 в полученном растворе:

ю(2п8 0 4) = 0.2 • 100 / 85.6= 0.234 (или 23.4%).

Ответ: ю(2п804) = 23.4%.

12. Пусть формула дипептида СсН^О*. По условию

ш(С) 1 2 * = 3

ю(К) 14-2

откуда * = 3.5г. Тогда

откуда у = 1.714л: = 6г. Значит формула дипептида Сз^Нб^О*. Мини­ мальное количество атомов азота в молекуле дипептида равняется двум. При 2 = 2 получаем формулу С7Н12К20 *

По условию для гидролиза дипептида требуется 2-0.015 = 0.03 моль НС1 или 12-0.1 / 40 = 0.03 моль КаОН. Условиям задачи отвечает дипеп­ тид Рго-01у или 01у-Рго (С7Н12К20 3).

Уравнения реакций гидролиза дипептида:

С7Н12К20 3 + 2НС1 + Н20 -> С2НбШ 2С1 + С5Н10Ж )2С1;

С7Н12Н ,03 + 2ИаОН -> С2Н4Ж )2Ка + С5Н8Ж )2Ыа.

Следовательно, количество и масса дипептида составляют:

у(дипептида) = 2 у(КаОН) = 0.06 моль; /и(дипептида) = 0.06 • 172 = 10.32 г.

Ответ: формула дипептида С7Н12К20 3, масса навески 10.32 г.

13.Схема а:

6)С2Н6+ ШОз — сн3сн2ыо2+ Н20.

м

Решения заданий заочного тура олимпиады «Покори Воробьевы горы!» 31

3) СН3СН=СН2 + 2КМп04 + ЗН28 0 4 -> С 0 2 + СН3СООН + К28 0 4 +

Ответ: А - этанол, В - уксусная кислота, С - бромуксусная кислота, Б - глицин, Е - этан, изомер Б - нитроэтан, К - пропаналь, Ь - пропа­ нол-1, М - пропен, N - ацетат кальция, изомер К - ацетон, изомер Ь - пропанол-2 .

Решения заданий заочного тура 2009

1.При нормальных условиях аммиак и сероводород - газы, а во

жидкость. Следовательно, у(МН3) = у(Н28 ) « у(Н20 ).

2 .2Иа + 2Н20 -* 2ИаОН + Н2Т;

Ыа20 + Н20 -* 2ЫаОН; Ш Н + Н20 -* ЫаОН + Н2|;

Ка2С 0 3 + Н20 «± ЫаНС03 + ЫаОН.

6 , ф

СН3

Ответ: четыре гомолога.

4. Количество моль протонов и число протонов в 1 моль №зК:

у(протонов) =11 • 3 + 7 = 40 моль;

л(протонов) = у(протонов) • УА = 40 • 6.02-1023 = 2.4-1025

Электронные конфигурации ионов: \522з22р6; >Г3 Ь 22$22/?6.

5. Рассчитаем количества исходных веществ: