Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
290
Добавлен:
04.12.2022
Размер:
9.4 Mб
Скачать

Решения заданий вступительных экзаменов 2007 г.

373

Н3С—с = сн- сн2-сн - сн2-сн3

I

2 I

2 3

сн3

сн3

 

3.8 0 2С12 и 80С12.

4.Салициловая кислота НО-С6Н4-СООН.

1)НО-С6Н4-СООН + 2ЫаОН -* ИаО-СбЩ-СООНа + 2Н20;

2)НО-С6Н4-СООН + 2Иа -+ НаО-С6Н4-СООЫа + Н2|;

3)НО-С6Н4-СООН + С2Н5ОН ■■-нг80<(кони) >

-► НО-С6Н4-СООС2Н5 + Н20;

4)НО-С6Н4-СООН + 702 -* 7С02 + ЗН20.

5.8750 г/моль.

6.Скорость реакции уменьшилась в 12.86 раза. 7.47.7% КМп04; 52.3% Ре(Ш 3)3

8.С7Н9Ы, возможные структуры:

ЫН2

N112

ИНСНз

9. Схема превращений:

Мё -> М&№ -► N113 -> N ^N 03 -► С 02 -► М§0 -► Мё0^О3)2.

10. Схема превращений:

В 1 А 2 3 С 4 СН3СН2СНО ^-СН3СН2СН2ОН-^СНзСН=СН2-^СН3СООН -►

 

Б

изомер В

изомер А

-► (СН3СОО)2Са -► СН3СОСН3^

СН3СНСН3.

 

 

 

ОН

1) СН3СН2СН2ОН + СиО —

 

СН3СН2СНО + Си + Н20;

2) СН3СН2СН2ОН Н28?4<к)

> СН3СН=СН2 + Н20;

 

I

 

 

 

3)СН3СН=СН2 + 2КМп0 4 + ЗН2804 -> СН3СООН +С02 + К2804 +

+п804 + 4Н20;

4)2СН3СООН + Са(ОН)2 -> (СН3СОО)2Са + 2Н20;

5)

(СН3СОО)2Са —

СаС03+ СН3СОСН3;

6)

СН3СОСН3 + Н2 —

СН3СН(ОН)СН3.

Ответ: А - пропанол-1; В - пропаналь; алкен - пропен; С - уксусная кислота; О - ацетат кальция; изомер В - ацетон; изомер А - пропанол-2.

374

Письменный вступительный экзамен

 

Вариант СО-2007-4

1. СН3СООК + Н20 ^ СН3СООН + КОН (гидролиз с образованием щелочной среды).

2. 2,4-диметилгептен-2; структурная формула:

Н3С - С = с н - < ш - с н 2- с н 2 -С Н 3

Ьь 1н,

3. Н3РО3 И Н3РО2.

4. Глутаминовая кислота С5Щ 4 О4; структурная формула;

Ох

 

. О

 

 

 

 

^ С -С Н г-С Н г-С Н -^

 

 

 

 

ни

|

—он

 

 

 

 

Ш 2

и

и

 

 

 

1) 4С5Н9Ж >4 + 2102 -> 20СО2 + 18Н20 + 21Ч2;

 

 

 

2) НО^

СН2—СН2—СН—сГ °

+2Н аО Н -

 

 

 

 

А н 2

о

н

 

 

 

 

-*•

 

С -С Н 2- СН2—СН—С

+2Н20;

 

НаО

I

- о н а

 

 

 

 

 

НН2

 

 

3) „ ^ С - С Н г - С Н г - С Н - б " + НС1

НСГ'

'

- I

2

'о н

 

 

 

 

ш

 

. 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С - С Н 2- С Н 2- С Н - ( Г

 

 

 

 

 

ш

, и о н

 

_ _ _

_ _ _

 

+ НН0 2

 

 

4) ^ с - с н 2- с н 2- с н - ( Г

 

 

н и

 

|

^ о н

 

 

 

 

ИН2

 

 

 

 

 

-+

0 ^

 

> О

А

 

 

_ /С -С Н 2-С Н 2- С Н - С

+И2| + Н20.

 

 

НСГ

I

\ о н

 

 

 

 

 

он

им

 

5. 3976 г/моль.

6. Скорость реакции уменьшилась в 142 раза. 7. 35.8% К2Сг20 7, 64.2% Сг(Ж)3)2.

8. СзНцИ, возможные структуры:

Решения заданий вступительных экзаменов 2007 г.

375

 

 

 

сн3

ГЛ

 

 

 

 

 

 

 

N

N

 

N

СН,

 

 

н

А

а

 

 

9. Схема превращений:

 

 

 

 

 

А1° -► Ш 3 -> Н20 -> Н23 0 4 -► Вг2

12 -► А113

10. Схема превращений:

 

 

 

 

 

 

изомер А

 

В

 

А

 

- СН^ООСН(СН3)2—►СН3СНСН3

 

 

 

 

 

I

 

сн3-соо-с3н7—►СН3СООН

 

 

он

 

 

 

СН3СООИа— ► СН3СООС3Нт—► СН^СН2СН2ОН

 

 

С

 

А

 

изомер В

1)

СН3СООС3Н7 + Н20 н*

> СНзСООН + СН3СН2СН2ОН;

2)

 

н2зо4(к)

 

^ о

г н ,

СН3СООН + СН3СНСН3

Ч

СН3— С

| 3 + Н20;

 

 

|)Н

 

 

^ °-сн

 

 

 

 

 

 

сн3

3)

г и

 

 

 

 

СН3—

I 3 +ИаОН-------►СН3СООЫа + СН3СН(ОН)СН3;

 

о-сн

 

 

 

 

I

сн3

4)СН3СООН + ЫаОН -> СН3СООЫа + Н20;

5)СН3СООЫа + С3Н7С1 -► СН3СООС3Н7 + ЫаС1;

6) СН3СООС3Н7 + ИаОН-> СН3СООЫа + СН3СН2СН2ОН.

Ответ: А - пропилацетат; уксусная кислота; изомер А - изопропилацетат; В - пропанол-2; С - ацетат натрия; изомер В - пропанол-1.

Биологический факультет

Вариант БА-2007-1

1 .2ЫаС1 + 2Н20 электролиз > Н2| + 2ЫаОН + С12|

катод анод

2.Примеры реакций:

376

Письменный вступительный экзамен

ОН

ОКа

3. При поджигании смеси 81Н4, 0 2 и N2 протекает реакция:

81Н4 + 20 2 —►8 Ю2| + 2Н20.

При сгорании 1 моль 81Н4 расходуется 2 моль 0 2 В результате по окончании процесса в смеси находится 1 моль 0 2 и 1 моль N2. Отсюда

32-1 +

28-1

,

М гп

-------------2

г = 30 г/моль.

ср

!

 

Ответ: 30 г/моль.

4. Общая формула гомологического ряда алканов СлН2л+2 Число С-С связей в любом нециклическом алкане равно п - 1, а число С-Н связей всегда равно числу атомов водорода (2п + 2). Тогда по условию

(2л + 2) - (л - 1) = 11,

отсюда п = 8. Условию задачи отвечает алкан следующего строения:

СН3 СН3

сн3-<^ — —сн3

I I СН3 СН3

Ответ: 2,2,3,3-тетраметилбутан.

5. Уравнение реакции термического разложения:

2Сг20 7 — 4К2СЮ4 + 2Сг20 3 + 302| +

По закону Гесса:

^ = 4 0 Обр(К2СЮ4) + 20обр(Сг2О3) - 40обр(К2Сг2О7) =

= 4- 1398 + 2- 1141 - 4 *2063 = -378 кДж.

При выделении 3 моль 0 2 поглотилось 378 кДж, а при выделении 48 / 32 = 1.5 моль 0 2 должно поглотиться в два раза меньше теплоты.

Отсюда

0 = 3 7 8 /2 = 189 кДж.

Решения заданий вступительных экзаменов 2007 г.

377

Ответ'. 189 кДж.

 

 

 

6 .

При прибавлении раствора карбоната натрия к раствору смеси

ридов железа происходят реакции:

 

 

РеС12 + ИагСОз -> 2№С1 + РеС03|;

 

 

2РеС13 + ЗИагСОз + ЗН20 -» 6ИаС1 + 2Ре(ОН)3| + ЗС02Т,

 

а при обработке осадка раствором соляной кислоты:

 

 

РеСОз + 2НС1 -> РеС12 + С 02| + Н20;

 

 

Ре(ОН)3 + ЗНС1 -+ РеС13 + ЗН20.

 

Рассчитаем количество выделившегося углекислого газа:

 

 

.

рУ

101.3-2.44 . .

 

 

у(С 02) = -----= ----------------= 0.1 моль.

 

 

 

КТ

8.31-298

 

Исходя из уравнений реакций,

 

 

у(С02) = у(РеСОз) = у(РеС12) = 0.1 моль.

 

Из следующего равенства:

 

 

 

/я(осадка) = у(РеС03) • М(РеС03) + у(Ре(ОН)3) • М(Ре(ОН)3)

 

найдем количество Ре(ОН)з:

 

 

 

,Г /Л 1 Т Л

22.3-0.1-116 л ]

 

 

у(Ре(ОНз))=-------------------= 0.1 моль;

 

 

4

3 '

107

 

следовательно, в реакцию вступило 0.1 моль РеС13. Отсюда молярные концентрации хлоридов:

у0.1

с(РеС12) = — = — = 0.5М;

2 V 0.2

у 0.1 с(РеС13) = — = — = 0.5 М.

3 V 0.2

Ответ'. с(РеС12) = 0.5 М, с(РеС13) = 0.5 М. 7.1) С12 + 2К —►2КС1;

2)2КС1 + 2Н20 элек1ролиз > Н2| + 2КОН + С12Т;

3)С12 + 2КОН -» КС1 + КС10 + Н20;

4)КС10 + Н20 2 -♦ КС1 + 0 2| + Н20;

5)ЗС12 + 6 КОН — 5КС1 + КС103 + ЗН20;

6) КС103 + 6НС1 — КС1 + ЗС12Т + ЗН20.

378

Письменный вступительный экзамен

8.

 

1)30 - С Н

СН’ +2кмЮ. +4Н20 ^ з ( ^ Ц * +

+ 2Мп0 2 + 2К0Н;

»ОПТЕ *“ - СПТЕ"*•“

эч ( Г ^ 1—СН-СН2

 

с2н5он

Г^ Ч Г-С =С Н

 

[ 1 ^ 1

^

^

+ 2К 0Н

►[|

 

+ 2КВг+ 2Н20;

4)

„ .

Л—СН

+ЫаЫН2

 

г ^ ^ —С^СЫ а

||

|

 

 

-[|

Т

+ЫН3;

5)

„ .

-С=СЫа

 

г;

\

С = С Н

||

\

 

 

+Н20

-------II

 

+ЫаОН;

6 )

 

Г

с

- с н

+ Н ! О

^

0

 

- с

- с Н )

9. Пусть в исходной смеси содержалось х моль ЫН и у моль А1Р. гда:

ЫН + Н20 -> ЫОН + Н2Т;

X X X

А1Р +ЗН20 -► А1(ОН)3 + РН3Т.

УУ У

Образующийся амфотерный гидроксид алюминия взаимодействует с ЫОН, образуя комплексную соль (тетрагидроксиалюминат лития):

ЫОН + А1(ОН)3 -> Ы[А1(ОН)4].

X X X

Уменьшение массы полученного раствора на 74 г по сравнению с суммой масс исходных веществ произошло за счет выделения газов и осаждения А1(ОН)3 (в случае его избытка):

Д/и(раствора) = + 34у + (у - х) • 78 = 74 г.

Масса образовавшегося раствора составляет

Решения заданий вступительных экзаменов 2007 г.

379

 

/^(раствора) = 8х + 58у + 212 - 74 = 138 + 8х + 58у г,

 

отсюда массовую долю Ы[А1(ОН)4] можно записать так:

 

 

102х

ЛЛ„

 

 

со =

= 0.255.

 

 

138 + 8х + 58у

 

Составим систему уравнений:

 

 

 

2х + Ъ4у +1 % \ у - х ) = 74;

 

 

Ю2Х

=0.255.

 

 

138 + 8х + 58у

 

 

Решением системы являются: х = 0.5, у = 1.0.

 

Ответ: 0.5 моль ЫН, 1.0 моль А1Р.

 

 

10.

По условию задачи количества НС1, израсходованной на кис

ный гидролиз дипептида, и ЫаОН - на щелочной гидролиз - составляют:

у(НС1) = 2 • 0.02 = 0.04 моль,

у(ЫаОН) = 24 0 1 = 0.06 моль. 40

Так как у(№ОН) больше у(НС1) в 1.5 раза, дипептид содержит либо

лишнюю карбоксильную группу, либо фенольный гидроксил.

 

,

 

 

^ ТТХТЛ

со(С)

\2х

Пусть

формула дипептида СхШЧ20*. По условию

-------= ------ = 1.2,

 

 

 

 

 

 

 

©(О)

16А:

отсюда х =

, ^

со(Т^)

14* „

 

^ _

 

 

1.6к;

■=

= 2 , тогда

у = 12. В молекуле дипептида ми-

 

 

 

ю(Н)

у

 

 

 

 

нимальное

количество

атомов азота

-

два, тогда

имеем

формулу

СшНмЫгО*. При к = 5 получаем СвН^^С^. Искомый дипептид -

это

А1а-01и или 01и-А1а.

 

 

 

 

 

НН2-С Н -С -Ы Н -С Н -С Н 2-С Н 2- Ч

+ 2НС1 + Н20 ‘

 

3

Л

он

2

2 " о н

 

 

 

О

 

^ О

 

->•СШэИ-сн- с

+ С1Н3№-СН-СН2-СН2- С

ОН

 

 

Лы

"ОН

у

380

 

Письменный вступительный экзамен

И Н г-С Н -С -Н Н -С Н -С Н гС Н о -С

+ ЗЫаОН

Ун

^

 

о н

 

СНз

(г чОН

 

 

 

► НлИ-СН-С

+ Н 2Ы -С Н -С Н Г СН2- С

+ 2 Н ,0 .

2

"(Ж а

 

1

''ОЫа

 

СНз

0

ОИа

 

Так как у(КаОН) = 0.06 моль, у(дипептида) = 0.02 моль. Масса дипептида равна:

/и(дипептида) = 0.02 • 218 = 4.36 г.

Ответ: А1а-01и или 01и-А1а, 4.36 г.

Вариант БА-2007-2

1. 2п804 + 2Н20

элеК7ролиз >

2п + Н2| + Н2804 +02|

2.

 

катод

анод

 

 

 

:н 2 - с н 2- с - с н 3

с н 2 -сн2- с - с н 3

СНз

+ ЫаОН

►О

+ Н2°;

 

^ у ^ О С Н з

 

ОNа

 

СН2-С Н 2- С - С Н 3

СН2-СН2- С - С Н 3

ь

+ВГ2_ Л

Ь + н в ,

3.При поджигании смеси газов Н2, 0 2 и Ы2 протекает реакция

2Н2 + 0 2 -» 2Н20.

При взаимодействии 1 моль Н2 расходуется 0.5 моль 0 2. В результате по окончании процесса в конечной смеси находится 0.5 моль 0 2 и 1 моль Ы2. Отсюда средняя молярная масса конечной смесц:

Мср =

32-0.5 + 28-1

= 29.33 г/моль

------ ^ -------

 

1.5

 

Ответ: 29.33 г/моль.

Решения заданий вступительных экзаменов 2007 г.

381

4.Общая формула гомологического ряда алканов СлН2л+2. Число

связей

равно л - 1 ,

а число С-Н

связей составляет 2п + 2. Тогда

2п + 2

.

 

_

_ тт

л - 1

= 4, отсюда

п = 3. Условию задачи отвечает пропан С3Н8

 

 

 

 

Ответ: пропан СН3-СН2-СН3

5. Уравнение реакции разложения хлората калия:

2К С 103 - » 2КС1 + 3 0 2| +

По закону Гесса тепловой эффек реакции

0 = 2 0 обр(КС1) - 20обР(КС1О3) = 2 • 437 - 2 • 391 = 92 кДж,

т. е. при образовании 3 моль 0 2 выделилось 92 кДж.

По условию задачи в результате реакции образовалось 9.6 г 0 2, или 9.6 / 32 = 0.3 моль 0 2, следовательно, количество выделившейся теплоты также равно 9.2 кДж.

Ответ: 9.2 кДж.

6. При прибавлении раствора сульфида натрия к раствору смеси хло­ ридов железа (И) и алюминия происходят следующие реакции:

РеС12 + Ыа28 2ЫаС1 + Ре8|, 2А1С13 + ЗЫа28 + ЗН20 -» 6ШС\ + 2А1(ОН)3| + ЗН28 |,

а при обработке осадка раствором бромоводородной кислоты:

Ре8 +

2НВг

РеВг2 +

Н28 |,

А1(ОН)3

+ ЗНВг

А1Вг3

+ ЗН20.

Рассчитаем количество выделившегося сероводорода:

оч

РУ

Ю1.31.22

= 0.05 моль,

у(Н28) = -----=

8.31-298

2

КТ

 

Исходя из уравнений реакций, у(Н28) = у(Ре8) = у(РеС12) = 0.05 моль. Из равенства

т(осадка) = у(Ре8) • М(Ре8) + у(А1(ОН)3) • М(А1(ОН)3)

найдем количество А1(ОН)3:

,А1^тт чч 12.2-0.05-88 Л1 у(А1(ОН3)) = --------------------= 0.1 моль

78

следовательно, в реакцию вступило 0.05 моль РеС12 и 0.1 моль А1С13. Отсюда молярные концентрации хлоридов:

с(РеС1,) = — = — = 0.25 М; 1 2 V 0.2

382

Письменный вступительный экзамен

V

0 1

с(А1С13) = — = -----= 0.5 М.

3 V

0.2

Ответ: с(РеС12) = 0.25 М, с(А1С13) = 0.5 М.

7.1) 2К2СЮ4 + Н2804 -► К2Сг20 7 + К2804 + Н20;

2)К2Сг20 7 + 2К0Н - » 2К2СЮ4 + Н20;

3)4К2Сг20 7 — — > 4К2СЮ4 + 2Сг20 3 + 302Т;

4)Сг20 3 + КС103 + 4К0Н -► 2К2СЮ4 + КС1 + 2Н20;

5)К2Сг20 7 + 14НС1 -»■ 2СгС13 + 2КС1 + ЗС12| + 7Н20;

6)2СгС13 + ЗН20 2 + ЮКОН -> 2К2СЮ4 + 6КС1 + 8Н20.

8.

1)ЗСН3-С Н -С Н 2+ 2КМп0 4 + 4Н20 — ►ЗСН3- С Н - СН2 +

 

 

 

 

ОН

ОН

 

 

 

 

+ 2Мп0 2 + 2КОН;

2) СН3 — СН— СН2 + 2НС1 — ►СН3- С Н - С Н 2+2Н20;

ОН

ОН

С1

 

С1

 

3) СН3 - р н -

СН2 + М§ — ► СН3- С Н -С Н 2 + М§С12:

С1

С1

 

 

 

 

4) СН3- С Н - С Н 2 + НВг — ► СН3— СН — СН3;

 

 

 

Вг

 

 

 

 

 

 

 

^ О

 

5) СН3—СН—СН3 + СН3— С

— ►СН3- С

/с н з + №Вг;

3 Г

Х ОЫа

 

 

Х 0 -С Н

 

 

 

 

 

СНз

 

 

^ О

/ОН

6)СН3- С

/Снз + № О Н — ►СН3-

С

+ СН3-С Н .

^ ° - С Нсн3

 

^ОНа

\СНз

9. Пусть в исходной смеси содержалось х моль КН и у моль 2п3Р2. гда:

КН + Н20 -> КОН + Н2Т;

X X X

2п3Р2 +6Н20 -> 32п(ОН)2 + 2РН3Т.

У

зу

2у

Образующийся амфотерный гидроксид цинка взаимодействует с КОН, образуя комплексную соль (тетрагидроксоцинкат калия)