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

у(С3Н8) = 0.2 • 0.4 = 0.08 моль,

а масса

ти(С3Н8) = 0.08 • 44 = 3.52 г.

Количество и масса неизвестного газа:

у(газа) = 0.2 • 0.6 = 0.12 моль;

ти(газа) = 10.24 - 3.52 = 6.72 г,

Отсюда молярная масса неизвестного газа:

М(газа) = 6.72 / 0.12 = 56 г/моль.

Если предположить, что неизвестный газ - углеводород, тогда про­ стым подбором (12х +у = 56) найдем формулу С4Н8 - это или алкен (на­ пример, бутен), или циклоалкан. При пропускании через раствор перман­ ганата калия именно алкены вызывают образование осадка диоксида марганца:

ЗС4Н8 + 2КМп0 4 + 4Н20 -► ЗС4Н8(ОН)2 + 2Мп021 + 2КОН.

Исходя из уравнения реакции и условия задачи, количество Мп02: у(Мп02) = 0.12*2/3 = 0.08 моль;

масса Мп02:

/и(Мп02) = 0.08 • 87 = 6.96 г.

Ответ: 6.96 г.

7.1) С6Н5СН2СН2ОН + НВг -► С6Н5СН2СН2Вг + Н20;

2)С6Н5СН2СН2ОН + 2КМп0 4 + ЗН2804 -► СбН5СООН + С02Т +

+2Мп804 + К2804 + 5Н20;

4)С6Н5СН2СНО + 2[А§(1ЧНз)2]ОН -► С6Н5СН2СООМН4 + 2А§| +

+ЗЫНз! + Н20;

8. Пусть в исходной смеси содержится по х моль Ме>Ю2 (Ме - иско­ мый щелочной металл) и РеО; концентрированная азотная кислота окис­ ляет оба эти вещества:

МеЫ02 + 2Н Ш 3 -► М еШ 3 + 2 Ш 2| + Н20;

х х 2х

РеО + 4Н Ш 3 -► Р е(Ш 3)3 + Ш 2Т + 2Н20.

X X X

Количество выделившегося диоксида азота составляет:

откуда х = 0.02 моль. Масса оксида железа:

ти(РеО) = 0.02 • 72 = 1.44 г.

Масса нитрита металла:

т(М еШ 2) = 4.06 - 1.44 = 2.62 г, а его молярная масса:

М (М еШ 2) = 2.62 / 0.02 = 131 г/моль. Отсюда молярная масса металла:

М(Ме) = 131 -4 6 = 85 г/моль;

это - рубидий КЪ.

При прокаливании смеси полученных нитратов протекают реакции:

4Ре(РЮ3)з —1— > 2Ре2Оэ + 12Ш 2Т + 302|.

0 .0 2 0 .0 6 0 .0 1 5

Выделилось 0.06 моль >Ю2 и 0.025 моль 0 2 (в сумме 0.085 моль); их мольные (объемные) доли составляют:

ср(Ж>2) = 0.06 / 0.085 = 0.7 (или 70%); ф(02) = 0.025 / 0.085 = 0.3 (или 30%).

7) 6Ре(ОН)2 + 0 3 + ЗН20 —>6Ре(ОН)3, или

К[СООН (молярные массы изомерных радикалов К и К| равны между собой). Уравнения реакций этерификации:

СН3ОН + КСООН -► КСООСНз + Н20;

СН3ОН + ^СО О Н -► КСООСНз + Н20.

Поскольку по условию задачи массы полученных эфиров относятся как 8:1, примем количества КСООСН3 и К^СООСНз за 8х и х моль соот­ ветственно. Тогда массу смеси эфиров можно выразить как

л»(смеси эфиров) = 8х(К + 59) + х(К + 59) = 18.36,

откуда х = 2.04 / (К + 59).

С учетом процента выхода реакций этерификации исходные количе­ ства кислот составляли 10х моль КСООН и 2х моль К1СООН; их масса равна:

/«(смеси эфиров) = 10х(К + 45) + 2х(К + 45) = 21.12 г,

отсюда х = 1.76 / (К + 45).

Приравнивая значения х друг к другу, получаем:

2.04 / (К + 59) = 1.76 / (К + 45),

откуда К = 43.

Поскольку радикал К - это алкил С„Н2„+ь можно составить уравнение

12л + 2л + 1 = 43,

из которого « = 3. Следовательно, неизвестные кислоты - это бутановая и метилпропановая.

Ответ: бутановая СН3-СН2-СН2-СООН и метилпропановая СН3-СН(СН3>-СООН кислоты.

Вариант БЗКБ-07-З

1.

н-с/

2.ЗЫа28 0 3 + 2КМп04 + Н20 -*• 3№ 28 0 4 + 2Мп02| + 2КОН; ЗСН3-СН=СН2 + 5К2Сг20 7 + 20Н28О4 -*• ЗСН3-СООН + ЗС02 +

+5Сг2(804)3 + 5К28 0 4 + 23Н20.

3.1) N313003 + НС1 -► ЫаС1 + С 02| + Н20;

2)Ва(Ж)3)2 + Ыа28 0 4 -*• 2ЫаЖ)3 + Ва804|;

3)ИН4С1 + ЫаОН ->• ЫаС1 + Ш 3Т + Н20;

4)оставшееся вещество - ЫаС1.

4.а) 14.83-1(Г2; б) 9.71-10 2.

5.86.23% Са3Ы2.

6.8.7 г.

7.

8.16.67% Ы20 ; 66.67% Ж )2; 16.67% 0 2.

9.А - Си(ОН)2; В - СиО; С - Си8; Б - 8; Е - Н28 0 4.

3)СиО + 2НВг -► СиВг2 + Н20;

4)СиВг2 + № 28 —►Си8| + 2ЫаВг;

6)8 0 2 + 2Н28 -*• 38| + 2Н20;

7)8 0 2 + С12 + 2Н20 -*• Н28 0 4 + 2НС1;

СН3-СН(СН3)-СООН кислоты.

следовательно, в недостатке находится щелочь. Теплоту нейтрализации рассчитываем по щелочи:

0.7 О = ---------= 56 кДж/моль.

0.0125

Ответ: 56 кДж/моль.

6 . Поскольку реакция протекает в замкнутом (постоянном) объеме, в расчетах можно вместо концентраций использовать количества веществ. Количества прореагировавших Н2 и 12 равны 0.05 • 0.2 = 0.01 моль, а ко­ личество образовавшегося к моменту установления равновесия Н1 в два раза больше - 0.02 моль:

Отсюда константа равновесия:

0.022

К= --------------- = 0.67.

р0.04 0.015

Ответ: Кр = 0.67.

7.1) Сг + 2НС1 -> Н2Т + СгС12;

2)СгС12 + 2КОН -► 2КС1 + Сг(ОН)2|;

3)2Сг(ОН)2 + Н20 2 -► 2Сг(ОН)3|;

4)2Сг(ОН)3 + ЗВг2 + ЮКОН -► 6КВг + К2Сг04 + 8Н20;

5)2К2СЮ4 + Н28 0 4 -> К28 0 4 + К2Сг2От + Н20;

6) К2Сг20 7 + 4Н28 0 4 + К28 0 3 -*• Сг2(804)3 + 4К2804 + 4Н20.

9. Рассчитаем количество соли в полученном растворе: у(соли) = 0.2 • 2000 / 1000 = 0.4 моль.

410 Письменный вступительный экзамен

Рассмотрим случай одновалентного металла:

2Ме + Н2804 -► Ме2804 + Н2Т Исходя из уравнения реакции, у(Ме) = 0.8 моль, а его молярная масса

Л/(Ме) = 26 / 0.8 = 32.5 г/моль;

металла с такой молярной массой нет.

Теперь рассмотрим случай двухвалентного металла: Ме + Н2804 -► М е804 + Н2Т,

Количество металла у(Ме) = 0.4 моль; его молярная масса Л/(Ме) = 26 / 0.4 = 65 г/моль;

это - цинк Ъп.

С концентрированной серной кислотой цинк реагирует по уравнению:

Тп + 2 Н 28 0 4(к о н ц ) —>2 п 8 0 4 + 8 0 2| + 2 Н 20 .

Ответ: цинк.

10. При растворении магниевых опилок в растворе соляной кисл протекает реакция:

М§ + 2НС1 -► М§С12 + Н2|.

Количество выделившегося водорода

у(Н2) = у(Мё) = 48 / 24 = 2 моль,

его объем У(Н2) = 44.8 л.

Уравнения реакций, происходящих при пропускании смеси газов над

Поскольку К(С4Ню) = 11.2 л; К(С2Н6) = 14 л, объем непрореагировав­ шего водорода:

У(Н2) = 44.8 - 2 • 11.2 - 14 = 8.4 л; общий объем газов после реакции

У= 11.2+ 14 +8.4 = 33.6 л. Объемные доли газов составляют:

ф(С4Н10) = 11.2/ 33.6 = 0.3333 (или 33.33%); Ф(С2Н6) = 14 / 33.6 = 0.4167 (или 41.67%); ф(Н2) = 8.4 / 33.6 = 0.25 (или 25.0%).

Средняя молярная масса смеси:

М(смеси) = (14 • 30 + 11.2 • 58 + 8.4 • 2) / 33.6 = 32.33 г/моль.

Ответ: 33.33% С4Н10; 41.67% С2Н6; 25.0% Н2; 32.33 г/моль.

Вариант ПВ-2007-2

1.Пример межклассовой изомерии:

2.Ие и Г .

3.1) Ва(ОН)2 + С 02 -► Ва(НС03)2;

2)Ва(ОН)2 + 2НС1 -> ВаС12 + 2Н20;

3)Ва(ОН)2 + СиС12 -*■ Си(ОН)2|+ 2ВаС12;

или Ва(ОН)2 + А120 3 —-—> Ва(АЮ2)2.

4. Поскольку продуктами горения газа являются только С 02 и неизвестный газ состоит из углерода, водорода и, возможно, кислорода. Искомая брутго-формула - Сх\{у02. Запишем уравнение горения, учтя при этом, что объемы газов, измеренные при одинаковых условиях, пропор­ циональны количеству веществ газов. Отсюда следует, что данные объе­ мы газов можно использовать в качестве коэффициентов в уравнении реакции. Для удобства разделим каждый коэффициент (объем) на 1.5:

СхПу0 2+ 302 -► 2С02 + ЗН20,

отсюда х = 2; у = 6; г = 4 + 3 - 6 = 1. Следовательно, искомое вещество - С2Н60.

Ответ: С2Н60.

5.Протекает реакция нейтрализации:

НВг + КОН —►КВг + Н20 + 0.

Рассчитаем количества исходных веществ:

0.6-50 у(КОН) = - ^ ^ = 0.03 моль;

4 У 1000

следовательно, в недостатке находится кислота. Теплоту нейтрализации рассчитываем по кислоте:

( ) = \ А / 0.025 = 56 кДж/моль.

6. Поскольку реакция протекает в замкнутом (постоянном) объем расчетах можно вместо концентраций использовать количества веществ.

Пусть к моменту достижения равновесия прореагировало х моль во­ дорода. Тогда:

Отсюда константа равновесия

4х2

К= _______—________ = 4

р(0.25- х) - (0.05 - х )

откуда х = 0.0417.

Равновесные количества веществ:

у(Н2) = 0.25 - 0.0417 = 0.2083 моль;

у(12) = 0.05 - 0.0417 = 0.0083 моль;

у(Н1) = 0.0834 моль.

Ответ: \'(Н2) = 0.2083 моль; у(12) = 0.0083 моль; \'(Н1) = 0.0834 моль;

Кр = 4.

7.1) Си804 + 2ИаОН -*•Си(ОН)4 + Ка2804;

2)Си(ОН)2 + 2НС1 -» СиС12 + 2Н20;

3)СиС12 + 2А ёШ 3 - » 2А§СЦ + Си(М03)2;

4)2Си(Ы03)2 — — ►2СиО + 4 Ш 2Т + 0 2|;

Ответ: А - Си(ОН)2, В - СиС12, С - Си(М03)2, В - СиО, Е - Си, Е - СиС1.

6) СНзСООН + ИаОН -♦ СН3СООЫа + Н20 .

9.Рассчитаем количество соли в полученном растворе:

у(соли) = 0.05 • 250 / 1000 = 0.0125 моль.