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

5К28 0 3 + 2КМп0 4 + ЗН28 0 4 -► 2Мп804 + 6К2804 + ЗН20;

вещество X - К280з.

8. Продуктом гидролиза дисахарида целлобиозы является глюкоза торая образуется в количестве, в два раза большем, чем количество цел­ лобиозы:

целлобиоза

СН2ОН

глюкоза

Из уравнения реакции видно, что увеличение массы продуктов по сравнению с исходным дисахаридом происходит за счет воды. Определив количество воды, мы узнаем количество дисахарида и, соответственно, продукта реакции:

у(Н20) = 0.63 / 18 = 0.035 моль = у(целлобиозы);

у(глюкозы) = 0.035 • 2 = 0.07 моль.

Найдем количество введенного в реакцию уксусного ангидрида:

у((С2Н30 )20) = 40.8 /102 = 0.4 моль.

Запишем уравнение реакции продукта гидролиза - глюкозы - с уксус­ ным ангидридом:

НзС—О -С —СН3

Поскольку молекула глюкозы содержит 5 гидроксильных групп, на образование сложного эфира будет затрачено ангидрида

у(ангидрида) = 0.07 • 5 = 0.35 моль,

при этом образуется 0.35 моль уксусной кислоты. Кроме того, избыток ангидрида составляет 0.4 - 0.35 = 0.05 моль.

Реакции нейтрализации:

1) СНз—СН—СН2 + НВг —►СН3—СН2 —СНгВг (в присутствии перекисей

5)СН3-СН2-СНО + 2[Ае(ЫН3)2]ОН — ►СН3СН2СООМН4 + 2А§|

6)СН3СН2СООШ 4 + НВг —►СН3СН2СООН + Ш 4Вг;

7)присоединение НСN к карбонильной группе:

СН3—СН2- С + НСЫ — ► СН3—СН2—СН—С-^Н;

\ н

8)гидролиз нитрила:

N0 2 , тогда средняя молярная масса смеси равна

С другой стороны, Мср= 2.9 • 20 = 58 г/моль. Значит,

64* + 46у = 58,

х +у

отсюда получаем 2у = х.

При пропускании смеси через избыток водного раствора пермангана­ та протекают реакции:

По условию задачи, массовая доля КЫОз составляет 0.0404, т.е.:

оо(КЖ)з) = ш(КЖ>3) / ш(р-ра) = 0 2 У Ш = 0.0404. /и(р-ра)

В условии задачи не дана масса раствора, однако мы можем вычис­ лить соотношение:

У °-°404 =0.002,

/и(р-ра) 0.2-101

которое позволит рассчитать массовые доли остальных продуктов реак­ ции в образовавшемся растворе:

Ответ: со(К28 0 4) = 0.1392; <й(Мп804) = 0.2416; со(Н28 0 4) = 0.1568; со(ШОз) = 0.0504; со(Мп(Ж)з)2) = 0.0716.

Вариант МБ-2009-4

1. По 18 электронов имеют ионы 82-, СГ, К+, Са2+ Из них 19 протонов содержит ион К+, а ион 82имеет на 3 протона меньше. Искомая формула

- К 28.

Ответ: К28.

2. Рассчитаем мольные (объемные) доли газов. Рассмотрим 1 моль смеси. Пусть у(Ж)) = х моль, а у(Ы20) = 1 - х моль. Масса кислорода в смеси:

т(0)= 16*+ 16 • (1 - * ) = 16 г;

масса азота

С5Н5Н5, гуанин С5Н5Н50 ) или пиримидинового (урацил С4Н4]Ч[2С), тимин С5Н6]Ч2С)2 или цитозин С4Н5НзО) основания, связанного с остатком моно­ сахарида - рибозы С5Н10О5 или дезоксирибозы С5Н10О4. Условию задачи отвечает дезоксицитидин:

>Щ2

Ответ: нуклеозид дезоксицитидин С ^ з ^ О *

4. При электролизе растворов солей органических кислот на ан окисляются анионы ЯСОСГ:

2ЯСОСГ - 2е -► Я-Я + 2С02Т,

а на катоде восстанавливаются ионы Н+:

2Н+ + 2е —►Н2|.

Суммарно реакцию электролиза раствора пропионата натрия можно записать так:

2С2Н5СО(Жа + 2Н20 электролиз > С2Н5С2Н5Т + 2С02| + 2ШОЯ + Н2|.

По условию задачи, на катоде выделилось 6 л газов (водород), следова­ тельно, на катоде за это время выделилось 6 ■3 = 18 л газов.

Ответ: 18 л.

5. Произведение растворимости ПР - это константа равновесия дис­ социации труднорастворимого электролита в насыщенном растворе, представляющая собой произведение равновесных молярных концентра­ ций образующихся при диссоциации ионов с учетом стехиометрических коэффициентов:

Ва(ОН)2 в Ва2+ + 20Ы .

аа 2а

ПР(Ва(ОН)2) = [Ва2+][ОН~]2 = а ■(2а)2.

В условии задачи дана равновесная концентрация Ва(ОН)2 в насы­ щенном водном растворе 1.85 г (1.85 / 171 = 1.08*10-2 моль) на 100 мл раствора, значит, молярная концентрация

с(Ва(ОН)2) = — = 1 08 10 = 1.08 • 10-1 моль/л.

Равновесные концентрации ионов Ва2+ и ОН" составляют 1.08 • 10"1и 2.16* 10-1 моль/л соответственно. Тогда произведение растворимости равно

ПР(Ва(ОН)2) = [Ва2+][ОН-]2 = 1.08 • КГ1• (2.16 • 10"1)2 =

= 5.04 • 10_3 моль3/л3.

Зная молярную концентрацию гидроксид-ионов, через ионное произ­ ведение воды рассчитаем концентрацию ионов водорода и рН раствора:

рН = -1§[Н+] = -1§(4.63-10“13) = 12.33.

Ответ: ПР(Ва(ОН)2) = 5.04 • 10 3 моль3 /л3; рН = 12.33.

6. 1) К28 0 3 + 2НС1 2КС1 + 8 0 2| + Н20;

2)Ре + 2НС1 —* ЕеС12 + Н2|;

3)2КМп04 + 16НС1 - > 2КС1 + 5С12| + 2МпС12 + 8Н20;

4)СН=СН + НС1 -*• СН2=СНС1;

5)СН=СН + 2НС1 -► СН3-СНС12.

7.а) 4К2Сг20 7 — — > 4К2СЮ4 + 2Сг20 3 + 302|;

2К2СЮ4 + 6К1 + 8Н20 -*• 312| + 2К[Сг(ОН)4] + 8КОН; вещество X - К2СЮ4.

6) К2Сг20 7 + 14НС1 -» 2СгС13 + 2КС1 + ЗС12р + 7Н20; СгС13 + 4КОН -» К[Сг(ОН)4] + ЗКС1;

вещество X - СгС13.

в) К2Сг20 7 + 2КОН -» 2К2СЮ4 + Н20;

торая образуется в количестве, в два раза большем, чем количество маль­ тозы:

Н“ |“ ОН СН2ОН

глюкоза

Из уравнения реакции видно, что увеличение массы продуктов по сравнению с исходным дисахаридом происходит за счет воды. Определив количество воды, мы узнаем количество дисахарида и, соответственно, продукта реакции:

у(Н20) = 0.54 / 18 = 0.03 моль = у(мальтозы); у(глюкозы) = 0.03 • 2 = 0.06 моль.

Найдем количество введенного в реакцию пропионового ангидрида:

у((С3Н50 )20) = 45.5 / 130 = 0.35 моль.

Запишем уравнение реакции продукта гидролиза - глюкозы - с ангид­

Поскольку молекула глюкозы содержит 5 гидроксильных групп, на образование сложного эфира затрачено ангидрида

у(ангидрида) = 0.06 • 5 = 0.3 моль,

при этом образуется 0.3 моль пропионовой кислоты. Кроме того, избыток ангидрида составляет 0.35 - 0.3 = 0.05 моль.

Реакции нейтрализации:

СН3СН2СООН + КОН -► СН3СН2СООК + Н20;

0.30.3

(С3Н50 )20 + 2КОН -► 2СН3СН2СООК + Н20,

0.050.1

из которых видно, что всего необходимо 0.3 + 0.1= 0.4 моль КОН. Рассчитаем массу и объем 0.05%-ного раствора КОН, содержащего

0.4 моль КОН:

/«(раствора) = 0.4 • 56 / 0.05 = 448 г

К(раствора) = т / р = 448 / 1.05 = 426.7 мл.

Ответ: 426.7 мл.

9.1) СН3-СН2-СН 2-СООН + КОН -► СН3-СН 2-СН2-СООК + Н20;

6)этерификация

СООН

р

7) кумольный способ получения фенола

10. Пусть в исходной газовой смеси содержалось х моль 8 0 2 и у мол N0 2 , тогда средняя молярная масса смеси равна

64* + 46у Мср=- х +у г/моль.

С другой стороны, Мср= 1.33 • 40 = 53.2 г/моль. Значит,

64* + 46у = 53.2 г/моль,

х + у

отсюда получаем у = 1.5*. При пропускании смеси через избыток водного раствора перманганата протекают реакции:

По условию задачи, массовая доля К28 0 4 составляет 0.0696, т.е:

ш (р-ра)

В условии задачи нам не дана масса раствора, однако мы можем вы­ числить соотношение:

0.0696 = 0.002, т(р -р а ) 0.2-174

которое позволит рассчитать массовые доли остальных продуктов реак­ ции в образовавшемся растворе:

/п(р-ра)

0.3x179 ю(Мп(М03)2) = т(Мп(ЫОз)2) / т(р-ра) = ------------- = 0.1074.

т(р -р а )

Ответ: со(Н2804) = 0.0784; св(Мп804) = 0.1208; со(НШ3) = 0.0756;

ю(КЖ)з) = 0.0606; со(Мп(Ж)3)2) = 0.1074.

Филиал химического факультета МГУ в Баку

Вариант Баку-2009-1

1.С1: \з22з22р6Ъз2Ър\

Радиусы ионов в ряду Г” —►СГ —►ВГ увеличиваются, т.к. растет чис­ ло электронных оболочек.

2. Реакция обмена:

НС1 + КаОН -► N301 + Н20.

Реакция соединения:

НС1 + Ш 3- > Ш 4С1.

3. Амины - представители органических оснований:

метиламин

анилин

Основные свойства аминов определяются наличием неподеленной электронной пары у атома азота. Если у атома азота в молекуле амина есть донорный заместитель (например, метил -СНз), то неподеленная электронная пара вследствие электростатического отталкивания распола­ гается дальше от атома азота, и такой амин будет более сильным основа­ нием, чем аммиак. Если же заместитель у азота акцепторный (фенил у анилина), амин будет обладать более слабыми основными свойствами, чем аммиак.

Ответ: метиламин - более сильное органическое основание, чем анилин.

4. Запишем уравнения реакций термического разложения нитрата на­ трия и перманганата калия: