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

Массовые доли солей:

со(ЫаВг) = 20.6 / 70.1 = 0.294 (или 29.4%);

(о(КЬВг) = 49.5 / 70.1 = 0.706 (или 70.6%).

Ответ: 29.4% №Вг, 70.6% КЬВг.

10. Одной из качественных реакций альдегидов является образов оранжевого (морковно-красного) осадка при нагревании со свежеосажденным гидроксидом меди (II):

По условию задачи количество Си(Ж)3)2 у(Си(Ш 3)2) = т /М = 33.84 / 188 = 0.18 моль;

количество Си(ОН)2 из уравнения (1) также равно 0.18 моль.

Если предположить, что остаток после прокаливания состоит только из Си20, то

у(Си20) = 13.28 / 144 = 0.092 моль,

чего быть не может, поскольку по уравнению (2) должно образоваться 0 .18/2 = 0.09 моль Си20.

Следовательно, гидроксид меди (И) был взят в избытке и при выдер­

Пусть неизвестного альдегида было х моль, тогда по реакции (2) про­ реагировало 2х моль Си(ОН)2, образовалось х моль Си20 и осталось еще (0.18 - 2х) моль непрореагировавшего гидроксида меди, который дает при нагревании по реакции (3) столько же молей оксида.

Отсюда можно составить уравнение:

144х + (0.18 -2*) • 80 = 13.28,

решением которого является х = 0.07 моль.

Таким образом, молярная масса неизвестного альдегида:

М= 3.92 / 0.07 = 56 г/моль.

Молярная масса радикала К, входящего в состав альдегида, равна

М(К) = 56 - 29 = 27 г/моль.

Обозначив радикал 0 ^ , получаем уравнение:

12х+у = 27.

Поскольку х и у - целые числа, решением уравнения является х = 2, у = 3. Следовательно, радикал имеет состав С2Н3, а альдегид - С2Н3СНО.

Вариант СО-2006-2

1. СаС12 + Nа2СОз -> СаС03| + 2NаС1.

2.

СН3

СН2=СН— С*— ОН

Н

Ответ: З-гидроксибутен-1.

3. Колбы и условия одинаковы, поэтому количества газов в колбах равны. Разница масс колб равна разнице масс газов:

т{Аг) - Аи(Ые) = V • 40 - V • 20 = 1.4 г,

отсюда количество газов в каждой колбе составляет V = 0.07 моль. Сравнивая массы одинаковых количеств аргона и неизвестного газа X,

получаем:

го(Аг) - т(Х) = 0.07 • 40 - 0.07 • М(Х) = 0.84 г,

откуда М(Х) = 28 г/моль.

Ответ: М= 28 г/моль; газы N2, СО, С2Н4.

4. Уравнение реакции сгорания исходного углеводорода:

СхЯу + 2- +- ®'5 у 0 2 -» *С 02 + 0.5уН2О,

а для предыдущего члена гомологического ряда:

С |Н 2 + 2(х - 1 ) ^ 0 ^ - 1 о 2 ^ ( д; - 1)С02 + (0.5у-1)Н 2О.

По условию задачи

2х + 0.5у 2(х -1) + 0.5у -1 {

л:+ 0.25у-1.5

Упростив это выражение, получаем

4х + у = 14,

откуда методом подбора находим х = 2, у = 6. Таким образом, искомый углеводород - это этан С2Н6, а его предыдущий гомолог - метан СН4.

Ответ: С2Н6, СН4.

5. Растворяем смесь в избытке щелочи, уменьшение массы - это масса алюминия:

2А1 + 2ШОН + 6Н20 -> 2Иа[А1(ОН)4] + ЗН2|.

Действуем на оставшуюся смесь соляной кислотой, уменьшение мас­ сы - масса железа:

Ре + 2НС1 —> РеС12 + Н2|.

Смесь оставшихся двух металлов взвешиваем и последовательно об­ рабатываем избытком раствора азотной кислоты:

ЗСи + 8 Ш 0 3 -> ЗСи(Ы03)2 + 2 Ш 2| + 4Н20, А§ + 2Н Ш 3 -> А^Ш з + И 02Т + Н20

и избытком раствора хлорида натрия:

АвГОз + ИаС1 -> А§СЦ + И аШ 3.

По массе выпавшего осадка А§С1 рассчитываем массу серебра, медь определяем по разности.

6. Уравнение обратимой реакции образования этаналя: 2С2Н4 + 0 2 ^ 2 С Н 3-СН0.

Уравнение Менделеева-Клапейрона рУ = VКТ для каждого из газов можно записать в виде

р = сКТ,

где с = V / V - концентрация данного газа, моль/л. Начальное давление реакционной смеси:

Рн&ч = (0.1 + 0.3)КТ = ОАКТ.

Пусть прореагировало х моль/л кислорода. Тогда равновесные кон­ центрации веществ составят: этилена - (0.1 - 2х)\ кислорода - (0.3 - *); этаналя - 2х, г/моль.

Давление газов при равновесии (конечное давление): Асонечн = (0.1 - 2х + 0.3 - х + 2х)КТ = (0.4 - х)КТ.

По условию задачи это давление составляет 95% от первоначального (/^конечн —0.95/?Нач), ИЛИ

(0.4 - х)КТ= 0.95 • 0АКТ,

Примечание: при нитровании этилбензола возможно замещение в ор­ то-положение.

9. При приливании раствора нитрата серебра к раствору смеси хл дов происходят следующие реакции:

СзС1 + А^ДОз -> АвСЦ + С8>Ю3;

КЬС1 + А §Ш 3 -> АвСЦ + ИЬШ 3.

Чтобы происходила реакция с медной пластинкой, в растворе должен остаться в избытке нитрат серебра:

Си + 2А§Ж)з -> Си(ЪЮз)2 + 2А§.

Изменение массы пластинки равно разности масс выделившегося на ней серебра и перешедшей в раствор меди. Если прореагировало а моль А§>Юз, то в соответствии с уравнением реакции:

Ат = т(А§) - т(Си) = а • 108 - 0.5а • 64 = 4.56 г,

откуда а = 0.06 моль.

Исходное количество нитрата серебра

у(А ^О з) = V- с = 0.861 • 0.65 = 0.56 моль,

а с хлоридами прореагировало 0.56 - 0.06 = 0.50 моль.

Пусть всего было х моль СзС1 и у моль КЪС1; составим систему урав­ нений:

х +у - 0.5; 168.5* + 120.5у = 70.0.

Решение системы дает * = 0.203 моль, у = 0.297 моль. Тогда массы со­ лей составляют:

1и(С8С1) = 0.203 • 168.5 = 34.21 г,

1и(КЪС1) = 0.297 • 120.5 = 35.79 г.

Массовые доли солей:

со(С8С1) = 34.21 / 70.0 = 0.489 (или 48.9%);

со(КЬС1) = 35.79 / 70.0 = 0.511 (или 51.1%).

Ответ: 48.9% СзС1, 51.1% КЬС1.

10. Одной из качественных реакций альдегидов является образов оранжевого (морковно-красного) осадка при нагревании со свежеосажденным гидроксидом меди (II):

По условию задачи количество СиВгг

у(СиВг2) = т /М = 35.84/224 = 0.16 моль;

количество Си(ОН)2 по уравнению (1) также равно 0.16 моль.

Если предположить, что остаток после прокаливания состоит только из Си20, то

у(Си20) = 11.84 / 144 = 0.082 моль,

чего быть не может, поскольку по уравнению (2) должно образоваться 0.16 / 2 = 0.08 моль С112О.

Следовательно, гидроксид меди (II) был взят в избытке и при выдер­

Пусть неизвестного альдегида было х моль, тогда по реакции (2) про­ реагировало 2х моль Си(ОН)2, образовалось х моль Си20 и осталось еще (0.16 - 2х) моль непрореагировавшего гидроксида, который дает при на­ гревании по реакции (3) столько же молей оксида.

Отсюда можно составить уравнение

144х + (0.16 - 2х) • 80 = 11.84,

решением которого является х = 0.06 моль.

Таким образом, молярная масса неизвестного альдегида

М = 7.2 /0.06= 120 г/моль.

Молярная масса радикала К, входящего в состав альдегида, равна

М(К) = 120 - 29 = 91 г/моль.

Обозначив радикал С ^ , получаем уравнение:

С7Н7СНО.

Возможные изомеры:

^ - С Н ,

о

Ответ: С7Н7СНО.

Вариант СО-2006-3

1. Концентрация азотной кислоты при хранении уменьшается вс ствие протекания реакции:

4 Ш 0 3 -> 4Ш 2| + 0 2| + 2Н20.

2.Бут-3-ен-2-амин (бутен-З-амин-2).

3.М(газа) = 30 г/моль, газы N0, СН20, С2Н6.

4.С2Н6, С3Н8

5.Растворяем смесь в избытке раствора соляной кислоты, уменьше­ ние массы смеси - сумма масс стронция и хрома:

2Сг + 6НС1 -> 2СгС13 + ЗН2|.

8г + 2НС1 —> 8гС12 + Н2|.

Твердый остаток растворяем в концентрированной азотной кислоте, уменьшение массы остатка - масса серебра:

Ав + 2ЮГО3 -> А ^ О з + Ш 2| + Н20.

Нерастворившийся остаток - платина.

Кфильтрату добавляем избыток раствора аммиака, выпавший осадок

-гидроксид хрома:

СгС13 + ЗШ з + ЗН20 -> Сг(ОН)34 + ЗШ 4С1.

Осадок отфильтровываем, прокаливаем до постоянной массы и взве­ шиваем. Это - Сг20 3.

2Сг(ОН)3 —*—> Сг20 3 + ЗН20.

Массу стронция определяем по разности массы всей смеси и масс трех металлов.

6.Кс = 20 л2/моль2.

7.а) Ре804 + Ъп -> 2п804 + Ре;

Ре + 6Н Ш 3 -> Ре(Ы03)3 + З Ш 2| + ЗН20;