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

2)Са3Р2 + 6Н20 -► ЗСа(ОН)2 + 2РН3Т;

3)2РН3 + 4 0 2 -► Р20 5 + ЗН20;

9.В твердом остатке после прокаливания 83.6% К2СЮ4 и 16.4% Сг20 3.

10.Метилформиат НСООСН3;

ЗНСООСНз + 4К2Сг20 7 + 16Н2804 -> 6С02Т+ 4Сг2(804)3 + 4К2804 + 22Н20.

Вариант ФМБ-2006-4

1.48 электронов, 48 нейтронов.

2.С„н2_20.

3.а) Обработать раствором щелочи при нагревании. При нали примеси сульфата аммония будет происходить выделение пузырьков газа

срезким запахом:

Отфильтровать раствор и к фильтрату добавить нитрат серебра. В случае наличия примеси образуется творожистый белый осадок:

СаС12 + 2А §Ш 3 -> Са(И03)2 + 2АёСЦ.

у(С02) = 26.4 / 44 = 0.6 моль. Выразим количество вещества алкана:

у(СлН2л+2) = 8.6 / (14л + 2) моль. Исходя из этого, можно записать:

п = у(С02) / у(СлН2л+2) = 0.6 • (14п + 2) / 8.6 ,

откуда п = 6. Ответ: СбН^.

4. Алкены: СН2=СН2 + НС1 -> СН3-СНС1;

алкины: СН^СН + НС1 А|С|? > СН2=СНС1; амины: СН3- Ш 2 + НС1 -> СН3- Ш 3+СГ;

спирты: С2Н5ОН + НС1(сухой) — -— > С2Н5С1 + Н20 .

5. Реакция протекает по уравнению:

302 ^ 20 3

Пусть исходное количество кислорода равно 1 моль, и к моменту рав­ новесия прореагировало х моль 0 2. Тогда в равновесной системе имеем (1 - х ) моль 0 2 и 2х/3 моль 0 3.

Общее количество газов в системе:

У0бщ = 1 - * + 1x13 = (3 - х) /3 моль.

По условию задачи

у(03) 2х/3 ф(03)= - ^ = т:---- — = 0.14,

(3 -* )/3

откуда х = 0.196. Выход реакции

г\= х /хисх = 0.196 / 1 = 0.196 (или 19.6%).

Ответ: 19.6%.

6. Уравнения реакций сгорания компонентов смеси: СН4 + 2 0 2 -> С 02 + 2Н20 + 01. С3Н8 + 502 -> ЗС02 + 4Н20 + (?2•

По закону Гесса тепловые эффекты реакций составляют:

в , = аобР(С02) + 2<2обр(Н20 ) - & 6р(СН4) = 890.29 кДж моль-'.

Ог = ЗеобР(С02) + 4б о6р(Н20) - е„бР(С3Н8) = = 2323.7 - бобР(С3Н8) Джмоль'1

Из условия задачи рассчитаем количество метана и пропана: у(СН4) = 0.75 • 134.4/22.4 = 4.50 моль,

5) 1( 11 +С:Н5С 1 - ^

Ответ: X - С6Н5Вг, V - СбН5С2Н5.

9. Из условия задачи (первый случай) константа равновесия обрати­

Выразим константу равновесия для второго случая, приняв за х изме­ нение количества вещества А:

К = 6.25 = - ! 2 _ , , 0 ^ ) ‘ „ [А] [В] (3 -х ) (2 - х )

откуда х = 1.11 моль.

Зная величину х, можем рассчитать равновесный состав смеси:

Ф(А) = (3 - 1.11) / 6 = 0.315 (или 31.5%);

Ф(В) = (2 - 1.11) / 6 = 0.148 (или 14.8%); Ф(С) = (1 + 2 • 1.11) / 6 = 0.537 (или 53.7%);

Ответ: 31.5% А, 14.8% В и 53.7% С.

10. Уравнения реакций сгорания компонентов смеси:

С3Н4 + 4 0 2 -> ЗС02 + 2Н20; С я Н ^ а + (1.5и - 0.5)О2 -> иС02 + (и - 1)Н20 + НС1.

По условию задачи суммарное количество веществ в смеси:

Молярная масса смеси:

М(смеси) = 7)ВОЗд • 29 = 2.218 • 29 = 64.32 г/моль. Количество образовавшейся воды:

у(Н20 ) = 21.6/18 = 1.2 моль.

Объемные доли компонентов исходной смеси: срССзН,) = 0.2 / 0.6 = 33.3%, Ф(С3Н5С1) = 0.4 / 0.6 = 66.7%.

Ответ: 4 изомерных монохлоралкена С3Н5СЛ; 33.3% С3Н4, 66.7% С3Н5С1.

Вариант БББ-2006-2

1. а) РЕз + ЗН20 -> Н3РО3 + ЗНР;

б) СНзОСИа + Н1 -> СН3С=СН| + N31.

2. По условию задачи

у(И2) / у(Т«Щз) = 80 / 20 = 4 /1,

тогда

у(Ы) / у(Н) = (4 • 2 + 1 • 1) / 3 = 3 / 1.

3. Уравнение реакции сгорания неизвестного алкана:

По условию задачи количество оксида углерода

у(С02) = 19.8/44 = 0.45 моль;

количество воды

у(Н20) = 9.0 /18 = 0.50 моль.

Исходя из этого, можно записать:

пНп + 1) = у(С02)/у(Н20 ) = 0.45/0.5,

откуда л = 9.

Ответ: С9Н20.

4. Алкены: СН2=СН2 + Вг2 -» СН2Вг-СН2Вг; алкины: СН=СН + 2Вг2 -> СНВг2-СНВг2; арены: С6Н6 + Вг2 -> С6Н5Вг + НВг; анилин:

+ ЗВг2 — ВГ О Г ВГ1 + ЗНВг Вг

5.Реакция протекает по уравнению:

302 2 0 3

Пусть исходное количество кислорода равно 1 моль, и к моменту рав­ новесия прореагировало х моль 0 2. Тогда в равновесной системе имеем ( 1 -х ) моль 0 2 и 2x13 моль 0 3

Общее количество газов в системе:

У0бщ = 1 - х + 2х/3 = (3 - х) /3 моль.

откуда х = 0.170. Выход реакции

г[=х /хисх = 0.170 / 1 = 0.170 (или 17.0%).

Ответ: 17.0%.

6 . Уравнения реакций сгорания компонентов смеси:

С Н 4 + 2 0 2 —>С 0 2 + 2Н 20 + ^ \ .

С2Н6 + 3.502 -> 2С02 + ЗН20 + 0 2.

По закону Гесса тепловые эффекты реакций составляют:

0.\ = бобр(С02) + 22обР(Н 20 ) - 2обр(СН4) = 890.29 кДж-моль'1

= 2(?обР(С 0 2) + З^обрСНгО) - & бР(С 2Н 6) =

= 1644.4 - бобР(С2Н6) кДж-моль4 . По условию задачи количества метана и этана:

у(СН4) = 0.5 • 156.8/22.4 = 3.5 моль, у(С2Н6) = 0.5 • 156.8/22.4 = 3.5 моль,

а количество теплоты, выделившейся при сгорании смеси газов

340 Письменный вступительный экзамен

у(СН4) • 0 , + у(С2Н6) • <2, = 8575 кДж. Подставив найденные значения, получаем

3.5• 890.29 + 3.5 • (1644.4 - Собр(С2Н6)) = 8575 кДж,

откуда бобР(С2Н6) = 84.69 кДжмоль1

Ответ'. 84.69 кДжмоль-1.

7.1) М8(Н803)2 + 2№ОН -> М §8031 + № 28 0 3 + 2НгО;

2)М §803 — — » М§0 + 8 0 2Т;

3)М ё(К03)2 + Иа280з -» М §8031 + 2К аШ 3;

4)М §803 + 2 Ш 0 3 -> М е(Ш 3)2 + 802! + Н20;

5)Мё(Н803)2 + 2 Ш 0 3 М§(ЪЮ3)2 + 2802Т + 2Н20;

6)2М§(Ы03)2 —С-» 2М§0 + 4Ж )2Т + 0 2Т.

Ответ: X - М§803, V - М§(ЪЮ3)2.

8.

1) СН3— СН=СН2 + Н20 ►СН3— СН— СН3; ОН

2)СН3— СН—СН3 + СиО----- ►СН3 — ^ —СН3 + Си + Н20;

5) СН3 -С Н = С Н 2 ♦► СН3 — С = С Н + Н2;

О

9.Константа равновесия обратимой реакции

Решения заданий вступительных экзаменов 2006 г.______________ 341

откуда х = 1.57.

Найдем объемные доли газов в равновесной смеси:

Ф(А) = (4 - 2х) / 8 = (4 - 2 • 1.57) / 8 = 0.108 (или 10.8%);

Ф(В) = (3 + х) / 8 = (3 + 1.57) / 8 = 0.571 (или 57.1%);

ф(С) = (1 + * ) / 8 = (1 + 1.57)/8 = 0.321 (или 32.1%);

Ответ: 10.8% А, 57.1% В и 32.1% С.

10.Уравнения реакций сгорания компонентов смеси:

С3Н4 + 40 2 -> ЗС02 + 2Н20

СиН2и_,С1 + (1.5и - 0.5)О2 -* иС02 + (и - 1)Н20 + НС1

Суммарное количество веществ в смеси

Средняя молярная масса смеси

М =Дюзд • 29 = 2.166 • 29 = 62.81 г/моль.

Количество образовавшейся воды

28 8 у(Н90) = — — = 1.6 моль.

2 18

Пусть в смеси было х моль С3Н4 {М\ = 40) и у моль СлН2л_1С1 (М2 = 14п + 34.5).

Получаем систему уравнений:

х + у = 0.8;

40х + (14и + 34.5)у

: 62.81;

0.8

2х + {п - \ ) у = 1.6.

Решение системы дает: х = 0.30, у = 0.50, п = 3.

Таким образом, общая формула монохлоралкенов С3Н5С1. Этой фор­ муле соответствуют четыре изомера:

Объемные доли газов в исходной смеси:

фСОД) = 0.3/0.8 = 0.375 (или 37.5%), ф(С3Н5С1) = 0.5/0.8 = 0.625 (или 62.5%).

Ответ: 4 изомерных монохлоралкена С3Н5С1; 37.5% С3Н4, 62.5% С3Н5С1.

Вариант БББ-2006-3

1. а) 4Ка02 + 2С02 -► 2Ыа2С 03 + 302; б) СО + ЫаОН — НСООЫа.

2 .у(Н) :у(>0 = 6 : 1.

3.С7Н16

4.Кислоты: СН3СООН + ИаОН -> СНзСООИа + Н20;

сложные эфиры: СН3СООСН3 + ИаОН СН3СООКа + СН3ОН; галогеналканы: С2Н5-С1 + ЫаОН С2Н5-ОН + 1ЧаС1; фенолы: СбН5-ОН + ИаОН -> С6Н5-ОКа + Н20.

5.12.9%.

6. 126.3 кДж моль-1.

7.X - Ва3(Р04)2, V - Ва(Ж)3)2.

1)Ва(Н2Р0 4)2 + 2Ва(ОН)2 -> Ва3(Р04)21 + 4Н20.

3)ЗВа(М03)2 + 2Ыа3Р04 -> Ва3(Р04)21 + бИаИОз.

4)Ва3(Р04)2 + 6 Ш 0 3 -> ЗВа(Ж) 3)2 + 2Н3Р 04.

5)Ва(Н2Р04)2 + 2 Ш 0 3 ->• Ва(Ы03)2 + 2Н3Р04.

6) 2 Ва(И0 3)2 — 2ВаО + 4 Ш 2Т + 0 2Т.

8. Схема превращений:

9.17.4% А, 34.0% В и 48.6% С.

10.Монохлоралкен С3Н5С1; 64.3% С3Н4, 35.7% С3Н5С1. Изомеры: