Здравствуйте, уважаемые читатели!
Лето, жара, ковид...- все это по совокупности затормозило мою активность на дзене. Тем более, что ЕГЭ в содержательной его части рассмотрено вдоль и поперек и , как бы, интереса пока не представляет. Наступила пора ДВИ. Эти летом мои ученики сдают ДВИ по химии в 4 вуза: МГУ, РХТУ, РГУ нефти и газа и МИРЭА. Программам ДВИ и анализу предлагаемых для подготовки заданий планирую посвятить одну из статей. Сегодня мне хотелось бы отрешать конкурсные задачи от Белавина, использовавшиеся в незапамятные доегэшные времена (2000-2005 гг) на вступительных экзаменах в РГМУ, и более позднее задание ДВИ МГУ 2019(орг. цепочка, завязанная на реактив Гриньяра).
Задача 1(Белавин И.Ю.Решение задач по химии. Учебное пособие для поступающих в вузы. Издание шестое, исправленное и дополненное. М. 2006. 290 с.)
(203)Смесь метана с кислородом, имеющую плотность 0,9286 г/л (н.у.) пропускают через реактор для получения ацетилена. Определите выход ацетилена в расчете на исходный метан, если образующаяся газовая смесь после конденсации паров воды и приведения к нормальным условиям содержит только СО2, Н2, СН4 и С2Н2, а ее объем по сравнению с исходной смесью увеличивается на 10%. Реакцией образования сажи пренебречь.
Решение.
1. Пусть в реакцию вступает 1 моль газовой смеси. Найдем ее состав::
а) Мсмеси= 0,9286*22,4=20,8 г/моль
б) пусть n(CH4)=x, n(O2)=1-x,
тогда : 16х+32(1-х)=20,8, откуда х=n(CH4)= 0,7 моль, n(O2)=0,3 моль
2. Химизм процессов в реакторе:
а)СН4+2О2=СО2+2Н2О (1)
2СН4=С2Н2+3Н2 (2)
б)Поскольку кислорода в образовавшейся смеси нет, реакция (1) прошла полностью, n1(CO2)=n1(CН4)=0,5n(O2)=0,15 моль.
в) в реакцию (2) вступает : 0,7- 0,15=0,55 моль СН4
3. Колич. характеристики реакции пиролиза метана (реакции 2):
а) Т.к. объем смеси увеличился на 10%, n образ.смеси=1,1 моль
б) пусть в реакции 2 образуется х моль С2Н2, тогда
n2(C H4)=2x, n2( H2)=3x, nнепрореаг( СH4)=0,55-2х
в) n итог.смеси = n1(CO2)+n2(C2H2)+n2( H2)+nнепрореаг( СH4)=
=0,15+х+3х+0,55-2х=0,7+2х=1,1 моль
х= 0, 2 моль=n(C2H2)
4. Найдем выход ацетилена в расчете на исходный метан:
а) W= 100*n(практ) С2Н2/n(теор) С2Н2
n(практ) С2Н2= 0,2 моль, n(теор) С2Н2=0,5n исх (СН4)=0,5*0,7=0,35 моль
б)W= 100*0,2/0,35=57,14%
Задача 2(Белавин И.Ю.Решение задач по химии. Учебное пособие для поступающих в вузы. Издание шестое, исправленное и дополненное. М. 2006. 290 с.)
(204). Некоторое количество триметиламина смешали с избытком кислорода и сожгли. После приведения к нормальным условиям объем газовой смеси уменьшился на 36,67 %, а ее масса на 3,24 г. Определите объемный состав исходной и конечной газовых смесей.
Решение.
1. Химизм процесса:
4С3Н9N+21O2=12CO2+18H2O+2N2 (1)
2.После приведения к нормальным условиям сконденсировалась вода, что привело к уменьшению массы газовой смеси.
m(H2O)=3,24 г, n(H2O)=0,18 моль,
тогда nисх(С3Н9N)=0,04 моль, nпрореаг(О2)=0,21 моль,
n(СО2)=0,12 моль, n ( N2)=0,02 моль
3. Найдем состав исходной смеси:
а)Уменьшение объема (количества вещества) газовой смеси произошло за счет разности количества молей вступивших в реакцию и конечных газообразных продуктов:
n вступивших в реакцию газов = nисх(С3Н9N)+nпрореаг(О2)=0,25 моль
nконечн газов = n(СО2)+ n ( N2) =0,14 моль
б) nвступ.в реакцию газов-nконечн газов=0, 11 моль= 36,67% от первоначального количества газов в смеси (n исх газов).
Т.о., n исх газов=0,11/0,3667=0,3 моль
в)n исх газов=nисх(С3Н9N)+n исх (О2)=0,3 моль
nисх(С3Н9N)=0,04 моль(см. п.2), тогда n исх (О2)=0,3-0,04=0,26 моль
Vисх(С3Н9N)=0,896 л, Vисх(О2)=5,824 л
4. Найдем состав конечной смеси:
а)n(СО2)=0,12 моль, n ( N2)=0,02 моль,
nнепрореаг(О2)=n исх (О2)-nпрореаг(О2)=0,26-0,21=0,05 моль
б)V (СО2)=2,688 л, V (N2)=0,448 л, Vнепрореаг(О2)=1,12 л
Задание 3 (ДВИ МГУ, 2019 г).
Как всегда, буду рада конструктивным замечаниям!
Всего доброго!