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

2 КМп0 4 — -— > К2Мп04 + Мп02 + 0 2|. Рассчитаем количества веществ КаЖ )3 и КМПО4:

у^ а Ш з ) = т /М = 10 /85 = 0.118 моль; у(КМп04) = 20 / 158 = 0.128 моль.

Ив первой, и во второй реакции количество выделяющегося кислоро­ да в два раза меньше количества соли, подвергающейся разложению. Следовательно, во второй реакции выделится больший объем кислорода.

Ответ: больший объем кислорода выделится при прокаливании 20 г перманганата калия.

5. Воспользуемся уравнением Аррениуса и определим энергию ак вации реакции:

Еа = 30400 Дж/моль.

Зная величину энергии активации, мы можем получить значение кон­ станты скорости реакции при произвольной температуре:

къ - к, ехр Е д У г-Ъ ) = 2.5 ехр/ 30400 (303-298)л = 3.06 мин 8.314-303-298

Ответ: 3.06 мин-1.

6.а) Водный раствор СаС12:

суммарное уравнение электролиза:

СаС12 + 2Н20 эле1аролиз > Н2Т + Са(ОН)2 + С12|.

суммарное уравнение электролиза:

СаС12 электролиз > Са + С12|.

7.1) 8 + Ре — -— > Ре8 (спекание);

2)Ре8 + 2НС1 — РеС12 + Н28 |;

3)2Н28 + 302 — 2802 + 2Н20;

4)8 0 2 + 2К0Н — К28 0 3 + Н20;

5)5К28 0 3 + 2КМп0 4 + ЗН28 0 4 -*• 6К28 0 4 + 2Мп804 + ЗН20;

6)К28 0 4 + Н28 0 4 ->• 2КН804.

С1°

8.1) ЗС2Н2 — — > С6Н6 (тримеризация ацетилена);

2)С6Н6 + СН3С1—Д1С13 > С6Н5СНз + НС1 (алкилирование бензола);

3)С6Н5СН3 + К2Сг20 7 + 4Н28 0 4 -► С6Н5СООН + Сг2(804)2 +

+К28 0 4 + 5Н20;

4)С6Н5СООН + СН3ОН - С6Н5СООСН3 + Н20 (этерификация);

5)С6Н5СООСН3 + ЫаОН —>С6Н5СО(Жа + СН3ОН (щелочной гидро­

лиз);

6)2СН3ОН — -— > СН3ОСН3 + Н20 (межмолекулярная дегидрата­

ция).

9. Обозначим растворимость соли в 100 г воды как я. Воспользуемся формулой

со(ЫН4С1) = — -—

100 + 5

и рассчитаем величину я:

^ = 29.5 + 0.295$;

$ = 41.84 г.

Рассчитаем количество моль ТЧН4С1 в 41.84 г ТЧРЦС1 и объем 141.84 г насыщенного раствора:

у (Ш 4С1) = т(ЫН4С1)/М(Ы1иС\) = 41.84 / 53.5 = 0.78 моль;

К(раствора) = /и(раствора) / р = 141.84 / 1.1 = 128.95 мл = 0.129 л.

Молярную концентрацию насыщенного раствора вычислим по фор­ муле

с(Ш 4С1) = у(Ш 4С1) / К(раствора) = 0.78 / 0.129 = 6.05 >юль/л.

Ответ: 41.84 г, 6.05 моль/л.

10. Пусть исходная смесь содержала х моль метиламина и у моль эти­ лена. Запишем уравнения реакций горения этих веществ:

2СН3Ш 2 + 4.502 — 2С02 + 5Н20 + N2;

С2Н4 + 302 — 2С02 + 2Н20.

У

Количество образовавшейся воды:

у(Н20) = т /М (Н20) = 9.9 / 18 = 0.55 моль.

Газообразный продукт реакции, нерастворимый в растворе щелочи, это азот, его количество:

у(Ы2) = V / Ут = 1.12 / 22.4 = 0.05 моль. Составим систему уравнений с двумя неизвестными:

(2.5х + 2у = 0.55; 10.5* = 0.05.

Решение системы: х = 0.1; у = 0.15. Массовая доля этилена в смеси:

СР3 проявляет -1-эффект; СН3 проявляет +1-эффект.

4.Больше кислорода выделится при разложении 12 г хлората калия.

2КСЮ3 — —> 2КС1 + 302Т;

2Ва02 — —» 2ВаО + 0 2|.

Экзамен по химии для иностранных граждан (вместо ЕГЭ)

Вариант Х1-2009

1.Минимальную степень окисления (-2) сера имеет в соединениях: Н28 (кислота), Ре8 (соль); максимальную степень окисления (+6) сера имеет в 8 0 3 (оксид) и Н2$ 0 4 (кислота).

2.В общем виде реакцию щелочного гидролиза неизвестного сложно­ го эфира можно записать следующим образом:

По условию, одним из продуктов является соль СзН50 2Ка. Значит, Я! - это этил С2Н5 Тогда радикал Я2 - это С 7Н 7. Можно предположить два варианта его структуры: бензил или метилфенил (<орто-, мета- или пара- изомер):

Правильным вариантом здесь является радикал бензил, соответствен­ но ответ - бензиловый спирт С6Н5-СН2-ОН. Если бы мы выбрали вари­ ант метилфенила, то второй продукт щелочного гидролиза соответст­ вующего сложного эфира состоял бы из атомов уже четырех элементов (С, Н, О и Ка), поскольку метилфенол образует со щелочью соль.

Ответ: бензиловый спирт С6Н5СН2ОН.

3.Определим состав исходной смеси. Обозначим объемы (л) водорода

иаммиака через х и у соответственно. Тогда х + у = 80 л, а средняя мо­ лярная масса смеси составляет 3.5 • 2 = 7 г/моль. Получаем систему урав­ нений:

х+ у = 80;

- 2х + 17у

. 80

Решение системы: х = 53.33 л; у = 26.67 л, следовательно, исходная смесь состояла из 53.33 л водорода и 26.67 л аммиака. После добавления 120 л аммиака общий объем смеси стал 200 л, а объем аммиака в смеси составил 146.67 л. Рассчитаем среднюю молярную массу новой смеси:

Плотность смеси по водороду

Пц2 = Мср / М(Н2) = 13 / 2 = 6.5.

Ответ: / ) Н2 = 6.5.

4. 1) 2СН4 —-— > С2Н2 + ЗН2 (пиролиз метана); 2) С2Н2 + Н20 н«2+' н+ > СНзСНО (реакция Кучерова);

3) 5СН3СНО + 2КМп0 4 + ЗН28 0 4 ->■ 5СН3СООН + 2Мп804 + + К28 0 4 + ЗН20.

Ответ: СН4 -> С2Н2 -> СН3СНО -> СН3СООН.

5. Для расчета степени диссоциации одноосновной кислоты восполь­ зуемся законом Оствальда

из которого:

Ю"5 = 4.2 10~3.

Ответ: 4.2*10 3.

6.Рассчитаем количества углекислого газа и гидроксида калия:

Уравнения протекающих реакций:

КОН + С 02 — КНС03;

X X X

2КОН + С 02 — К2С 03 + Н20. 2у у у

Обозначим количества углекислого газа, вступившеговпервую и вторую реакции, через х и у соответственно. Получимсистемууравне­ ний:

я:+ >> = 0.35;

х + 2у = 0.55.

Решение системы: х = 0.15; у = 0.2. Рассчитаем массы карбоната и гидрокарбоната калия в растворе:

т (К 2С 03) = 0.2 • 138 =27.6 г; /и(КНСОз) = 0.15 • 100 = 15.0 г.

Ответ: 27.6 г К2С 03, 15 г КНС03.

7.1) 2Аё + 2Н28 0 4(конц) — —» А§28 0 4 + 8 0 2Т + 2Н20;

2)А§28 0 4 + Ва(ЫОз)2 —> 2А§Ж)з + Ва80Д;

3)2А §Ш 3 + 2№ОН -> А§20 1 + 2Н аШ 3 + Н20;

4)А§20 + 2НР -> 2А§Р + Н20;

5)2А§Р + (СН3СОО)2Са -> 2СН3СООА§ + СаР21;

6)2СН3СООАё + Си -» 2А§ + (СН3СОО)2Си.

8.1) С6Н5СН=СН2 + НВг -> С6Н5СНВгСН3;

2)С6Н5СНВгСН3 + КОН(водн.р-р) -> С6Н5СН(ОН)СН3 + КВг;

3)С6Н5СН(ОН)СН3 + 2КМп04 + ЗН280 4 -> С6Н5СООН + С 02 +

+К28 0 4 + 2Мп804 + 5Н20;

4)2С6Н5СООН + Ва(ОН)2 -> (С6Н5СОО)2Ва + 2Н20;

5)(С6Н5СОО)2Ва + (ЫН4)280 4 -> 2С6Н5СООШ 4 + Ва8041;

6)С6Н5СООШ 4 + ИаОН — —> С6Н5СО(Жа + ЫН3| + Н20.

9.Обозначим массу сосуда без газа тс, а молярную массу неизвес

го газа - х.

Тогда масса первого сосуда с кислородом:

масса второго сосуда с гелием:

27.85= у(Не) • 4 + тс.

Количества вещества обоих газов равны, т.к. равны объемы, давления и температура сосудов. Составим систему из двух уравнений с двумя неизвестными:

33.45= 32у + /ис,

27.85= 4у + /ис,

решив которую, получаем: тс = 27.05 г, V = у(Н2) = у(02) = 0.2 моль. Массу смеси в третьем сосуде рассчитываем по разности:

27.53-27.05 = 0.48 г.

Количество гелия в этом сосуде:

у(Не) = V • 0.2 = 0.2 • 0.2 = 0.04 моль.

Рассчитываем молярную массу неизвестного газа из уравнения:

0.48 = 0.04 • 4 + (0.2 - 0.04)*,

откуда х = 2 г/моль; неизвестный газ - водород.

Ответ: водород Н2.

10.Реакция протекает по уравнению

Если принять, что альдегид и гидроксид меди были взяты в стехио­ метрических количествах, то молярная масса альдегида составит:

14.4

что не соответствует реальным альдегидам. Значит, гидроксид меди (II) был взят в избытке, и осадок после нагревания до постоянной массы со­ стоял из оксида меди (I) и оксида меди (II), образовавшегося по реакции:

Си(ОН)2 — СиО + Н20.

Обозначим количество альдегида как х моль, тогда количество веще­ ства Си20 составит тоже х моль, а количество СиО - (0.5 - 2х) моль.

Решая уравнение

36.8 =х • 144 + (0.5 - 2х) • 80,

получим х = 0.2 моль. Тогда молярная масса альдегида составит:

14.4

а молярная масса К:

М(К) = 72 - 29 = 43 г/моль.

К - это пропил С3Н7; неизвестный альдегид - бутаналь:

сн3—сн2—сн2—</\°

н

Ответ: бутаналь С4Н80.

Вариант Х2-2009

1.Минимальную степень окисления (-3) фосфор имеет в соединени­ ях: РН3, Са3Р2; максимальную степень окисления (+5) фосфор имеет в оксиде Р20 5 и кислоте Н3Р 04.

2.Бензиловый спирт С6Н5СН2ОН.

Решения экзаменационных заданий 2010

Дополнительный вступительный экзамен в МГУ

Вариант 1

1.СаР2 состоит из ионов Са2+ и Р : Са2+ Х ёЪ & рЪ & р6-,

ги2ъ22р6.

2.Рассчитаем среднюю молярную массу газовой смеси:

М = М1Ф1+ М2ф2 = 44 • 0.3 + 28 • 0.7 = 13.2 + 19.6 = 32.8 г/моль.

Плотность смеси:

р = т !У = М I Ут = 32.8 / 22.4 = 1.46 г/л.

Ответ: 1.46 г/л.

3.Формуле С4Н80 соответствует несколько соединений, например:

,0

4.При освещении колбы протекает реакция:

Обозначим у(Н2) = х, а у(С12) = у моль. Составим систему уравнений:

2х+71у = 50 1.32,

50 х+ у = ------ ,

. 22.4

решив которую, получим х = 1.34 моль, у = 0.89 моль. Таким образом, С12 - в недостатке.

Количество образовавшегося НС1:

у(НС1) = 2 • 0.89 = 1.78 моль.

Количество выделившейся теплоты:

6 = 1.78-92 = 164 кДж.

Ответ\ 164 кДж.