Задачи и упражнения / Кузьменко Н.Е., Теренин В.И. и др. Вступительные экзамены и олимпиады по химии. Опыт МГУ
.pdf314 |
Письменный вступительный экзамен |
6)КАЮ2 + 4НС1 -> А1С13 + КС1 + 2Н20.
Ответ: А - А14С3; В - А1(0Н)3; С - К[А1(0Н)4]; Б - КА102.
8. |
|
|
|
|
|
|
|
1)СН3СН2С. |
|
+ ЫаОН |
► СН3СН2С |
+С2Н5ОН; |
|||
|
|
ОС2Н5 |
|
|
ОЫа |
||
2) СН3СН2С |
|
+ НС1 |
►СН3СН2С. |
|
+ ЫаС1; |
||
|
|
(Ж а |
|
|
ОН |
|
|
|
^ |
|
Ркр |
|
^ |
+ НВг; |
|
3) СН3СН2С |
+ Вг2—1*-+ |
СН3СН С |
|||||
|
|
ОН |
|
| |
^ОН |
|
|
|
|
|
|
Вг |
|
|
|
4) СН3СНС |
|
+2ЫН3 |
»С Н 3СНС |
|
+ Ш 4Вг; |
||
к г |
^О Н |
|
|
I |
ОН |
|
|
В |
|
|
|
|
нн2 |
|
|
5) С2Н5ОН + СиО |
*• СН3С ^ |
+ Си + Н20; |
|
||||
6) СН3( ^ н |
+ 2Ае(Ш 3)2ОН |
►с н зС^ОШ 4+ ЗШ 3 + Н20 + 2А§| . |
|||||
9.По условию задачи количество вещества фосфора
у(Р) = 15.5 / 31 = 0.5 моль.
При взаимодействии фосфора с хлором протекают реакции:
Р+ 1.5С12 -> РС13 + 290 кДж/моль;
Р+ 2.5С12 -> РС15 + 380 кДж/моль.
Пусть в первую реакцию вступило хмоль фосфора, во вторую - у моль. Тогда, исходя из условия задачи, можно составить следующую систему уравнений:
1х+д> = 0.5; [290*+380у = 163,
решение которой дает: х = 0.3, у = 0.2.
Рассчитаем количество гидроксида натрия в 800 г раствора:
к(ИаОН) |
= 800 0 17 =3.4 моль |
|
4 |
’ |
40 |
Решения заданий вступительных экзаменов 2006 г. |
315 |
При добавлении избытка раствора ИаОН, галогениды фосфора полно стью гидролизуются с образованием средних солей соответствующих кислот:
РС13 + 5КаОН -> Ка2НР03 + ЗКаСЛ + 2Н20;
0.3 1.5 0.3 0.9
РС15 + 8КаОН -> Ка3Р04 + 5КаС1 + 4Н20;
0.2 |
1.6 |
0.2 |
1.0 |
После окончания |
реакций |
в растворе |
содержатся соли: 0.2 моль |
Ка3Р 0 4 (т = 0.2 • 164 = 32.8 г), 0.3 моль Ка2НР03 (т = 0.3 • 126 = 37.8 г), 1.9 моль 1ЧаС1 (т = 1.9 • 58.5 = 111.15 г), а также 3 .4 - 1.5 - 1.6 = 0.3 моль КаОН (т = 0.3 *40 = 12 г).
Масса раствора:
т= т(Р) + т(С\2) + т(р-ра ]ЧаОН) =
15.5+ (0.3 • 1.5 -н 0.2 *2.5) • 71 + 800 = 882.95 г. Рассчитаем массовые доли веществ в растворе:
ш(1№а3Р 04) = 32.8 / 882.95 = 0.0371 (или 3.71%);
ш(Т№а2НР03) = 37.8 / 882.95 = 0.0428 (или 4.28%);
ю(Т№аС1) = 111.15/ 882.95 = 0.1259 (или 12.59%);
©ОМаОН) = 12 / 882.95 = 0.0136 (или 1.36%).
Ответ: 3.71%Ка3Р04, 4.28% Ка2НР03, 12.59% КаС1, 1.36% КаОН.
10. На выходе остается непоглощенным газ >12, т.к.
М(газа) = От *2 = 14 • 2 = 28 г/моль.
Исходное вещество - соль состава СхНу0 2^ к. Реакция ее сгорания вы ражается уравнением:
СхН у 0 ^ к+ (х + 0.25у - 0.5г)О2 —>хС 02+ 0.5>>Н2О + 0.5Ш2.
В трубке с оксидом фосфора (V) происходит поглощение образовав шейся воды, количество которой
у(Н20) = 4.5 / 18 = 0.25 моль.
Если количество исходного вещества С^НуО^* принять за V моль, то
у-0.5>> = 0.25 моль,
откуда
V • у = 0.5 моль.
В склянке с известковой водой протекает реакция:
Са(ОН)2 + С 02 -> СаС03| + Н20,
в результате которой карбоната кальция образовалось
у(СаС03) = т / М= 15 /1 0 0 = 0.15 моль,
316 Письменный вступительный экзамен
следовательно, С 02 прореагировало также 0.15 моль, т.е.
V • х = 0.15 м о л ь .
Рассчитаем исходное количество кислорода и количество кислорода в медной трубке после завершения реакции:
у(0 2)исх= 7.28 / 22.4 = 0.325 моль;
^ ( 0 2)КО'конечн = 3.2 / 32 = 0.1 моль
Значит, на реакцию горения исходного вещества кислорода было из
расходовано |
|
у(02) = 0.325 - |
0.1 = 0.225 моль, т.е. |
V• ( лгн У |
=0.225 моль, |
откуда
V • г = 0.1 моль.
Из уравнения материального баланса (по массам исходных и конеч ных веществ) находим массу азота и его количество:
т(N2) = /л(С*Н/Щ 0 + т(0 2) - т(С0 2) - дл(Н20) = = 5.3 + 0.225 • 32 - 0.15 • 44 - 4.5 = 1.4 г;
у(Т№2) = 1.4 / 28 = 0.05 моль; тогда V • 0.5А: = 0.05 моль и
V • к= 0.1 моль.
Таким образом, мы имеем следующие соотношения:
у х = 0.15, уу = 0.5, уг = 0.1 и ук = 0.1, из которых получаем:
х :у : 2 : к = 0.15 : 0.5 : 0.1 : 0.1 = 3 : 10 : 2 : 2.
Формула соли СзНю02М2. Это, например, аммонийная соль аланина:
Вариант БА-2006-2
1.5К аШ 2 + 2КМп0 4 + ЗН28 0 4 -> 5К аШ 3 + 2Мп804 + К28 0 4 + ЗН20.
2.Общая формула предельных одноатомных спиртов С„Н2„+20 , по этому число электронов можно выразить как
34 = 6л + 2л + 2 + 8,
отсюда л = 3.
Решения заданий вступительных экзаменов 2006 г. |
.317 |
Формула искомого вторичного спирта СзН80, его структура:
СН3 —СН—СН3
ОН
3.Искомое азотистое основание - тимин:
|
ОН |
|
.СН3 |
Массовая доля азота |
|
2-14 |
28 |
0)1 |
= — = 0.2222 (или 22.22%). |
Л/(С5Н6М20 2) |
126 |
Дезоксирибонуклеотид - тимидинфосфат:
О
л,<
он
о = р—О—СН2 о
он
4.1) 16НС1 + 2КМп0 4 5С12 + 2МпС12 + 2КС1 + 8Н20;
Ц-СН2СН, + с ь |
О ^ Н г С Н , + Ж 1 |
2)
Вторая реакция протекает по механизму радикального замещения
(Зк).
Ответ: X - С12, механизм
5. Пусть в исходной смеси было х моль АЦСз и у моль СгС13. Реак растворения компонентов исходной смеси в избытке щелочи протекают по уравнениям:
АиСз + 4ИаОН + 12Н20 -> 4NаА1(ОН)4 + ЗСН4Т;
х |
4х |
Зх |
СгС13 + 4КаОН -» КаСг(ОН)4 + ЗКаС1. |
|
|
У |
У |
|
По условию задачи количество выделившегося метана
318 |
Письменный вступительный экзамен |
у(СН4) = 13.44 / 22.4 = 0.6 моль. |
|
При пропускании через раствор 8 0 2 протекают реакции: |
|
4КаА1(ОН)4 + 3 0 2 -+ А1(ОН)31 + ЫаН803. |
|
4х |
4х |
ЫаСг(ОН)4 + 8 0 2 -> Сг(ОН)31 + ЫаН803. |
|
У |
У |
В соответствии с условием задачи можно составить систему уравне ний:
Зх = 0.6, 4х-78 +>М03 = 83,
решение которой: х = 0.2 моль, у = 0.2 моль.
Рассчитаем массовые доли веществ в исходной смеси: |
|
||||
/ А1 |
_ \ |
|
/и(А14С |
0. 2144 |
. |
^ |
43^~ Ц а 14С3)+/и(СгС13)~ 0.2 |
144 + 0.2-158.5 ~ |
' |
||
со(СгС13) |
= |
------------ |
= -02 158'5-= 0.524 |
(52.4%). |
|
4 |
|
/я(А14С3)+/я(СгС13) 0.2-144+ 0.2 158.5 |
|
||
Ответ: 47.6% АЦС3, 52.4% СгС13.
6. Для определения рН раствора необходимо перейти от процент концентрации к молярной. Пусть у нас был 1 л раствора КОН.
с(КОН) = г ' р ' Ю= 1000 •1 • 0 05 = 8.928 • 10~3 моль/л, 4 ' 100Л / 100-56
рН = 14 - рОН = 14 + 1§[01Г] = 14 + 1§(8.928-10'3) = 11.95.
В случае слабого электролита (такого, как С2Н5МНз+ОН_) необходимо учитывать константу диссоциации
С2Н5>Щ3+ОЬГ ^ С 2н 5>щ3+ + ОН'
к |
[С2НдШ ?]-[О Н '] |
[ОН-]2 |
(8.928-10 '3)2 1 1р-4 |
д |
[С2Н5М Н ф Н '] |
с-[О Н - ] |
с-8.928-10'3 |
откуда с = 0.179 моль/л.
Ответ: рН = 11.95, 0.179 М.
7.1) Сг20 3 + 2А1 — |
А120 3+ 2Сг; |
2)2Сг + 6Н 2804(к о н ц ) — -— > Сг2(804)3 + 3802| + 6Н20;
3)Сг2(804)3 + 8КОН -> 2К[Сг(ОН)4] + ЗК28 0 4;
4)Сг20 3 + КСЮ3 + 4КОН -> 2К2СЮ4 + КС1 + 2Н20;
5)2К2СЮ4 + 16НС1(конц) -> ЗС12| + 2СгС13 + 4КС1 + 8Н20;
Решения заданий вступительных экзаменов 2006 г. |
.319 |
|||
6) СгС13 + 4К0Н -> К[Сг(ОН)4] + ЗКС1. |
|
|
||
Ответ: А - Сг; В - Сг2(804)3; С - К2СЮ4; О - СгС1з. |
||||
8. |
Д> |
н+ |
|
+сн3— |
|
он |
|||
1) СН3- С |
+ Н20 ------*• СН3—С |
|||
|
осн=сн2 |
|
н |
|
2) 2СН3СООН + С аО |
> (СН3СОО)2Са + Н20: |
|||
3) (СН3СОО)2Са — ^ СН3—С —СН3 +СаСОэ|;
А
СН,
4)СН3—С —СН3 +НСЫ --- ►СН3—С —С =И ;
|
4 |
|
|
|
|
ОН |
|
5) |
СН3С^н |
+ 2А8(Ш 3)2ОН |
►С Н з ^ о ^ |
2Аё| + ЗЫН3 + Н20. |
|||
} |
зчощ |
|
,0 |
^О |
|
|
|
+НС1 |
|
3\<эн |
С1. |
||||
6) СН3С---------- |
|
------- ►СН С |
+ ЫН4 |
||||
9.По условию задачи количество вещества фосфора
у(Р) = 9.3/31 = 0.3 моль.
При взаимодействии фосфора с бромом протекают реакции:
Р+ 1.5Вг2 -» РВг3 + 176 кДж/моль;
Р+ 2.5Вг2 -> РВг5 + 230 кДж/моль.
Пусть в первую реакцию вступило хмоль фосфора, во вторую - >>моль. Тогда, исходя из условия задачи, можно составить следующую систему уравнений:
х +у = 0.3; 176х + 230>> = 58.2,
решение которой дает: х = 0.2 моль, у = 0.1 моль.
Рассчитаем количество гидроксида натрия в 500 г раствора:
/_ _ |
_ттч |
500 0.16 |
у(КаОН) = -------------= 2.0 моль. |
||
V |
} |
40 |
При добавлении избытка раствора КаОН, галогениды фосфора полно стью гидролизуются с образованием средних солей соответствующих кислот:
320 |
|
Письменный вступительный экзамен |
|
РВг3 + 5ЫаОН -> Ыа2НР03 + ЗЫаВг + 2Н20; |
|||
0.2 |
1.0 |
0.2 |
0.6 |
РВг5 + 8ЫаОН -> Ыа3Р04 + 5ЫаВг + 4Н20; |
|||
0.1 |
0.8 |
0.1 |
0.5 |
В полученном растворе содержатся следующие соли: 0.1 моль На3Р 04 (т = 0.1 • 164 = 16.4 г), 0.2 моль Ыа2НР03 (т = 0.2 • 126 = 25.2 г), 1.1 моль ЫаВг (т = 1.1 • 103 = 113.3 г), а также 2.0 - 1.8 = 0.2 моль ЫаОН (т = 0.2 • 40 = 8 г).
Масса раствора:
т= т(Р) + т(Вт2) + т(р-ра ЫаОН) =
=9.3 + (0.2 • 1.5 + 0.1 • 2.5) • 160 + 500 = 597.3 г.
Массовые доли веществ в растворе:
а)0Ма3РО4) = 16.4 / 597.3 = 0.0275 (или 2.75%);
ю(№ 2НР03) = 25.2 / 597.3 = 0.0422 (или 4.22%); ш(Т№аВг) = 113.3/ 597.3 = 0.1897 (или 18.97%); ©ОМаОН) = 8 / 597.3 = 0.0134 (или 1.34%).
Ответ: 2.75% Ыа3Р04, 4.22% Ыа2НР03, 18.97% ЫаВг, 1.34% ЫаОН. 10. На выходе остается непоглощенным газ Ы2, т.к.
М(газа) = р • 22.4 = 1.25 • 22.4 = 28 г/моль.
Исходное вещество - соль состава С*Ну02Т4* Реакция ее сгорания вы ражается уравнением:
+(х + 0.25у - 0.5г)О2 -> хС02 + 0.5уН2О + 0.5Ш2.
Втрубке с безводным хлоридом кальция происходит поглощение об разовавшейся воды, количество которой
у(Н20) = 8.1 / 18 = 0.45 моль.
Если количество исходного вещества |
принять за V моль, то |
у -0.5у = 0.45 |
моль, |
откуда |
|
V• у = 0.9 м о л ь .
Всклянке с гидроксидом бария протекает реакция:
Ва(ОН)2 + С 02 -> ВаСОз! + Н20, в результате которой карбоната бария образовалось:
у(ВаСОз) = т /М = 59.1 / 197 = 0.3 моль, следовательно, С 02 прореагировало также 0.3 моль и
Решения заданий вступительных экзаменов 2006 г. |
321 |
V • X = 0.3 моль.
Рассчитаем исходное количество кислорода и количество кислорода в железной трубке после завершения реакции
Ч 0 2)исх= 11.2 / 22.4 = 0.5 моль;
^(02)конечн = 4.0 / 32 = 0.125 моль
Значит, на реакцию горения исходного вещества кислорода было из расходовано
Ч 0 2) = 0.5 - 0.125 = 0.375 моль, т.е.
х +—~ — I = 0.375 моль. 4 2
откуда
V • 2 = 0.3 МОЛЬ.
Из уравнения материального баланса (по массам исходных и конеч ных веществ) находим массу азота и его количество:
т(N2) = т(С^ау0 ^ к) + т(02) - т(С02) - т(Н20) =
= 10.7 + 0.375 • 32 - 0.3 • 44 - 8.1 = 1.4 г;
у(Т№2) = 1.4 / 28 = 0.05 моль,
тогда V • 0.5А: = 0.05 моль и
V • к = 0.1 моль.
Таким образом, мы имеем следующие соотношения: ух = 0.3, уу = 0.9, уг = 0.3 и ук = 0.1, из которых получаем:
х : у : 2 : к = 0.3 : 0.9 : 0.3 : 0.1 = 3 : 9 : 3 : 1.
Следовательно, формула соли СзН90 зК Это, например, аммонийная соль молочной кислоты:
СН3- С Н - С ^ °
Ан ЧОМН4
Ответ: лактат аммония
СН з-СН -С^0
Ан ЧОЫН4
Вариант БА-2006-3
1.З№ 28 0 3 + К2Сг20 7 + 4Н28 0 4 -> ЗЫа28 0 4 + Сг2(804)3+ К28 0 4+ 4Н20.
2.СНз-СН2- Ш 2.
3.Цитидинфосфат