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

х моль/л, тогда в соответствии с уравнением реакции РЫ2 ?± РЪ2+ + 21-

концентрация ионов РЪ2+ равна х моль/л, а ионов Г - 2х моль/л. Поскольку

ПР = [РЪ2+][Г]2,

получаем

х • (2х)2 = 4х3= 1.1-10-9,

откуда х = 6.5*КГ4 моль/л.

Ответ: 6.5*10"4 моль/л.

4.1) СН3СН2СООК + НС1 -> СН3СН2СООН + КС1;

2)2СН3СН2СООН + Ка2С 03 -> 2СН3СН2СО(Жа + С 02| + Н20.

3)2КС1 + 2Н20 электролиз > 2КОН + С12| + Н2|;

Ответ: А - СН3СН2СООН, В - КС1.

5. Кислотный гидролиз дипептида привел к образованию соли неиз­ вестной аминокислоты, которую схематично можно изобразить в сле­ дующем виде: С1^ЫН3+-СН(К)-СООН.

Запишем выражение для массовой доли хлора в этой соли:

110.5 + Д

отсюда К = 91, что соответствует радикалу -СН2-СбН5, это остаток фени­ лаланина.

Уравнение реакции кислотного гидролиза дипептида:

СНу—СН—О—ЫН—СН—СГ +2НС1 +Н20

• 2 5У -СН ,-СН —

6.1) 2Си(ОН)2 + СНзСНО — —» СН3СООН + Си20 | + 2Н20;

2) Си20 + ЗН28 0 4 — 2Си804 + 8 0 2| + ЗН20;

3)Си20 + С — — > 2Си + СОТ;

4)ЗСи + 8Н Ш 3(разб) — ЗСи(7403)2 + 21МОТ + 4Н20;

5)Си20 + 2НС1 ->• 2СиС1 + Н20;

6)СиС1 + 2 Ш 3 - » [Си(КН3)2]С1.

7.1) ВгСН2СН2СН2СН2Вг + 2№0Н(спирт.р-р) -► СН2=СН-СН=СН2 +

+2МаВг + 2НгО;

2)СН2=СН-СН=СН2 + НВг -> СН3-СН=СН-СН2Вг;

3)СН3-СН=СН-СН2Вг + ЫаОН(водн) -» СН3-СН=СН-СН2ОН + ЫаВг;

Из выражения для константы равновесия

_ о М — =70

Р(х -0.957)-0.05^

получаем соотношение 1.981у =х9или х : у = 1.981 : 1.

Ответ: водород и иод должны быть взяты в мольном соотношении 1.981 : 1.

9. Количество исходного органического вещества у(СюН120) = 14.8 / 148 = 0.1 моль.

Количество углекислого газа у(С02) =рУ/ КТ = 0.1 моль.

Из этого расчета следует, что С 02 выделилось в два раза больше, чем было взято исходного соединения, следовательно, один из вариантов ре­ шения:

5 С Н - С - ( УСН=СН2+ 1 8КМп0 4+ 27Н2804—►

—►5НООС—^^^-С О О Н + ЮС02 + 18Мп504 + 9К2804 + 37Н20.

Возможны и другие варианты.

10. Найдем формулу исходной соли \ЛхС\у0 2:

отсюда формула соли - ЫСЮ4.

Рассчитаем количество веществ ЫСЮ4, 2п и ЫОН.

у(ЫСЮ4) = 3.195 / 106.5 = 0.03 моль,

у(2п) = 13.0 / 65 = 0.20 моль,

у(ЫОН) = 52.03 • 1.23 • 0.3 / 24 = 0.8 моль.

Запишем уравнения протекающих реакций:

(гидроксида лития осталось 0.4 моль).

После завершения всех реакций в растворе остаются ЫОН, ЫС1 и Ы2[2п(ОН)4] в следующих количествах: у(ЫОН) = 0.4 моль, у(ЫС1) = = 0.03 моль, у(Ы2[2п(ОН)4]) = 0.08 + 0.12 = 0.2 моль.

Масса конечного раствора

т(р - ра) = т(в - ва) + т(Тп) + т(р - ра ЫОН) - т(Н2) =

=3.195 + 13.0 + 52.03- 1.23-0.08 *2 = 80.03 г Массовые доли растворенных веществ:

со(ЫОН) = 0.4 • 24 / 80.03 = 0.12 (или 12.0%), со(ЫС1) =0.03 -42.5/80.03 = 0.0159 (или 1.59%),

со(Ы2[2п(ОН)4]) = 0.2 • 147 / 80.03 = 0.3674 (или 36.74%).

Ответ: 12.0% ЫОН, 1.59% ЫС1 1, 36.73% Ы2[2п(ОН)4].

Вариант ББЗК-08-03

1.10 протонов, 7 нейтронов, 10 электронов. 2.3.29% №С1, 3.12% СаС12.

3.6.7-10”5 моль/л.

4.А - Н20; В - НВг.

1) СН3СН2СООН + С2Н5ОН н+ > СН3СН2СООС2Н5 + Н20;

3)СН3СН2СООН + Вг2 -> СНзСНВгСООН + НВг;

4)2КМп04 + 16НВг -► 5Вг2 + 2МпВг2 + 2КВг + 8НгО|

5.

6.1) А§20 + Н20 + 4ЫН3 -> 2[А§(МН3)2]ОН;

2)[Аё(НН3)2]ОН + ЗНС1 -> А§СЦ + 2ИН4С1 + Н20;

3)А8С1 + 2 Ш 3 -> [А8(Ш 3)2]С1;

4)2[А§(Т4Н3)2]ОН + СН3СНО -► 2А§| + СНзСООЫН, + З Ш 3 + Н20;

5)А§ + 2ГОТО3(конц) ->• АёИОз + N 0 ^ + Н20;

6)2[А§(НН3)2]ОН + ЗН2804 —>А§28 0 4| + г ^ Н ^ З О ,, + 2Н20.

7.X, - СН3-СНС1-СН3; Х2 - (СН3)2СН-С6Н5; Х3 - л -Ш 2-С 6Н4-СООН.

3)СН2= С Н -С Н 3 + О|

Н3С ХСН

СН

4)+ НЖ )

+ ЮС02 + 18Мп804 + 9К2804 + 42Н20;

8.Водород и иод должны быть взяты в соотношении 10.79 : 1 по молям.

9.Один из вариантов:

10.21.35% КОН, 2.27% КС1, 25.55% К[А1(ОН)4].

Вариант ББЗК-08-04

1.22протона, 22 нейтрона, 22 электрона.

2.5.67% Н28 0 4, 10.07% К28 0 4.

3.1.5910-2 моль/л.

4. А - НС1, В - Сг2(804)3.

1) С6Н5-СНз + С12 — ^ С6Н5-СН2С1 + НС1;

2)4НС1 + Мп02 -> МпС12 + С12| + 2НгО;

3)С6Н5-СН3 + К2Сг20 7 + 4Н28 0 4 ->• С6Н5-СООН + Сг2(804)3 +

+К28 0 4 + 5Н20;

4)Сг2(804)3 + 8КОН — 2К[Сг(ОН)4] + ЗК2804.

3)Мп02 + 4НС1 -► МпС12 + С\2\ + 2Н20;

4)М п(Ш 3)2 + 2ИаОН -► Мп(ОН)2| + 2ИаЖ)3;

5)Мп(ОН)2 + 2С12 + 6КОН -► К2Мп04 + 4КС1 + 4Н20;

6)ЗМп + 8НЖ)3 -► ЗМ п(Ш 3)2 + 2 Ш | + 4Н20 .

7.X, - СН3СН2ОН; Х2 - ВгСН2-СН=СН-СН2Вг;

Х3 - НОСНг-СН2-СН2-СН2ОН.

468 Письменный вступительный экзамен

8.Водород и иод должны быть взяты в соотношении 1.44 : 1.

9.Один из вариантов:

5 СН3— СН3 + 16КМп0 4 + 24Н28 0 4 —►

5НООС—< ^ ~ У -С 0 0 Н + ЮС02 + 1 6 М п 8 0 4 + 8К28 0 4 + 34Н20 .

10. 10.4% иОН, 2.3% ЫС1,47.78% и 2[2п(ОН)4].

Факультет почвоведения

Вариант ПВ-2008-1

1.С 02 + 2КОН -► К2С 03 + Н20.

2.Например, пропандиол-1,3 НО-СН2-СН2-СН2-ОН.

3 .2Си(Ы03)2 — 2СиО + 4Ж>2| + 0 2|;

2И02 + 2КОН — К Ж )3 + КЖ>2 + Н20.

Ответ: X ->Ю 2.

4. Уравнение диссоциации уксусной кислоты: СНзСООН СН3СОО‘ + Н+.

Количество каждого иона составляет у(Н+) = у(СН3СОО‘) = 0.04 / 2 = 0.02 моль;

По условию задачи количество уксусной кислоты было у(СНзСООН) = 30 / 60 = 0.5 моль;

продиссоциировало 0.02 моль; отсюда степень диссоциации

а = 0.02 / 0.5 = 0.04 (или 4%).

Ответ: 4%.

5.При нагревании бутана устанавливается равновесие

бутан ^ изобутан,

константа которого

_ [изобутан] _ у(изобутан)

р[бутан] у(бутан)

Пусть исходно был 1 моль бутана, тогда в равновесной смеси содер­ жится 0.75 моль изобутана и 0.25 моль бутана.

Константа равновесия

р0.25

Ответ: 3.

6.СбН5ОН + ИаОН -> С6Н5ОЫа + Н20; СН3СН(ОН)СН3 + НС1 -> СН3СН(С1)СН3 + Н20; 2С6Н5ОН + 2Ш -> 2С6Н5ОЫа + Н2|; 2СН3СН(СН3)ОН + 2Ыа -> 2СН3СН(СН3)(Ж а + Н2|.

Ответ: X - №ОН, V - НС1, 2 - Ыа.

7.1) РН3 + 2 0 2 -► Н3Р 04;

2)2Н3Р04 + ЗСа(ОН)2 - > Са3(Р04)2 + 6Н20;

3) Са3(Р04)2 + 38Ю2 + 5С —^ ЗСа8Ю3 + 2Р + 5СО;

4)2Р + 5С12 -►2РС15;

5)РС15 + 4Н20 - > Н3Р04 + 5НС1;

6)4НС1 + Мп02 -► МпС12 + С12| + 2Н20.

5)С6Н5НН2+ НС1 -> С6Н5Ш 3С1;

6)СбН5Ш 3С1 + А ёШ 3 -> С6Н5ЫН3Н 03+ А%С\1. Ответ: X - С6Н6, V - С6Н5ЫН3С1.

9.При пропускании хлороводорода протекает реакция с анилином:

С6Н5Ш 2+ НС1 -> С6Н5ЫН3С11.

Количество выделившегося осадка:

у(С6Н5Ш зС1) = 5.18 / 129.5 = 0.04 моль,

отсюда количество анилина у(С6Н5МН2) также равно 0.04 моль. Со щелочью реагирует фенол:

По условию задачи количество израсходованной щелочи:

у(ЫаОН) = 8.00 • 0.1 / 40 = 0.02 моль,

отсюда количество фенола у(С6Н5ОН) также равно 0.02 моль. Количество диоксида углерода после сгорания всегда будет в шесть

раз больше количества смеси (С6Н5К + [О] -» 6С02).

Реакция между диоксидом углерода и известковой водой выражается уравнением:

С 02 + Са(ОН)2 -> СаСОз! + Н20.

По условию задачи количество выпавшего осадка равно

у(СаСОз) = 90 / 100 = 0.9 моль,

отсюда у(С0 2) также равно 0.9 моль, значит

Vобщ(смеси) = 0.9 / 6 = 0.15 моль.

Количество бензола в смеси:

у(С6Н6) = 0.15 - 0.04 - 0.02 = 0.09 моль.

Рассчитаем массу исходной смеси:

/и(смеси) = /и(анилина) + /и(фенола) + /и(бензола) =

= 0.04 • 93 + 0.02 • 94 + 0.09 • 78 = 12.62 г.

Массовые доли веществ в исходной смеси:

со(С6Н5]ЧН2) = 0.04 • 93 / 12.62 = 0.295 (или 29.5%);

со(С6Н5ОН) = 0.02 • 94 / 12.62 = 0.149 (или 14.9%);

со(С6Н6) = 1 - 0.295 - 0.149 = 0.556 (или 55.6%).

Ответ: 29.5% С6Н5Ш 2, 14.9% С6Н5ОН, 55.6% С6Н6.

10. Из уравнения Менделеева-Клапейрона рассчитаем количество делившегося газа:

у(газа) = рУ /Я Т= 101.3 • 4.88 / (8.314 • 298) = 0.2 моль.

По условию задачи масса газа составляет

т(газа) = 39.4 - 30.6 = 8.8 г;

отсюда его молярная масса

М(газа) = 8.8 / 0.2 = 44 г/моль;

это С 02.

Реакция термического разложения карбоната в случае двухвалентного металла протекает по уравнению:

МеСОз — -— > МеО + С 02|;

Поскольку оксида металла также образуется 0.2 моль, его молярная масса

М(МеО) = 30.6 / 0.2 = 153 г/моль;

это ВаО, соль - ВаС03 Карбонат бария можно получить:

Ва(ОН)2 + С 02 -> ВаС031 + Н20; ВаС12 + Ыа2С 0 3 -> ВаС031 + 2ИаС1.

Ответ: ВаС03

Вариант ПВ-2008-2

1.СиО + Н28О4 —►Си$04 + Н20.

2.Акриловая кислота СН2=СН-СООН.

3.2РЪ(ЪЮз)2 — 2РЬО + 4 Ш 2Т + 0 2|;

РЬО + 2 Ш 0 3 -» РЬ(Т40з)2 + Н20 .

Ответ: X - РЬО.

4. Уравнение диссоциация муравьиной кислоты

НСООН НСОО' + н+.

Количество каждого иона составляет:

уСН^ = у(НСОО') = 0.02 / 2 = 0.01 моль. По условию задачи количество муравьиной кислоты

у(НСООН) = 18.4/46 = 0.4 моль; продиссоциировало 0.01 моль, отсюда степень диссоциации

а = 0.01 / 0.4 = 0.025 = 0.025 (или 2.5%).

Ответ: 2.5%.

5. При нагревании паров пропанола-1 устанавливается равновесие пропанол- 1 ^ пропанол-2 ,

константа которого

д._ [пропанол - 2] _ у(пропанол - 2)

р[пропанол - 1] у(пропанол - 1)

Пусть исходно был 1 моль пропанола-1, тогда в равновесной смеси содержится 0.6 моль пропанола-2 и 0.4 моль пропанола-1.

А:р = 0.6/0.4= 1.5.

Ответ: 1.5.

СН3СООН + ЫаНСОз -> СН3СОСЖа + С 02| + Н20; С6Н5ОН + ЫаОН -► С6Н5(Ж а + Н20; СН3СООН + ИаОН -> СН3СО(Жа + Н20.

Ответ: X - Вг2(водн), У - № Н С 03, Ъ- №ОН.

7.1) 2КМп04 — — > К2Мп04 + Мп02 + о 2Т;

2) Мп02 + 4НС1 -> МпС12 + С12Т + 2Н20;

3)МпС12 + 2АёМ03 - » М п(Ш 3)2 + 2АёС1|;

4)М п(Ш 3)2 + 2К.ОН -► Мп(ОН)24 + 2КЖ>3;

5) Мп(ОН)2 — МпО + Н20;

6) 2МпО + С — — > Мп + С 02|.

8 . 1) С12Н22О11 (сахароза) + Н20 -> С6Н120 6(глюкоза) + С6Н120б (фрук­ тоза);

2)С6Н120 6 —Фермент > 2С2Н5ОН + 2С02 (спиртовое брожение);

3)5С2Н5ОН + 4КМп04 + 6Н23 0 4 -► 5СН3СООН + 2К28 0 4 +

+4Мп804 + 11Н20;

4)СН3СООН + ЫаОН -> СНзСООЫа + Н20;

Ответ: X - С2Н5ОН, У - СКЦ.

9. При действии на смесь соляной кислоты протекает реакция с ани­ лином:

С6Н5Ш 2 + НС1 -> С6Н5МНзС1. При этом соляной кислоты было израсходовано

у(НС1) = 49.7 • 1.08 • 0.17 / 36.5 = 0.25 моль,

отсюда количество анилина у(С6Н5ЫН2) также равно 0.25 моль. С бромной водой осадок образуют анилин и фенол:

С6Н5Ш 2 + ЗВг2(водн) -> С6Н2Вг3Ш 24 + ЗНВг; С6Н5ОН + ЗВг2(водн) -► С6Н2Вг3ОН1 + ЗНВг;

Массы образовавшихся осадков составляют: /и(СбН2Вг3Ш 2) = 0.25 • 330 = 82.5 г; т(С 6Н2Вг3ОН) = 99.1 - 82.5 = 16.6 г

Количество С6Н2ВгзОН:

у(С6Н2Вг3ОН) = 16.6 / 331 = 0.05 моль.