Поступаете в МГУ им. М.В. Ломоносова? Мы знаем, как вам помочь. Приходите к нам на онлайн-курс ДВИ по химии, а также на профессиональный курс подготовки к ЕГЭ по химии.
Готовите к ДВИ по химии или хотите начать готовить, но не знаете, с чего начать? У нас есть мастер-класс для преподавателей ДВИ с комплектом материалов.
1. Запишите электронные конфигурации ионов, из которых состоит оксид кальция. (2 балла)
CaO
+20Ca2+ 1s22s22p63s23p6
+8O-2 1s22s22p6
2. При нитровании по Коновалову углеводородов С₆Н₁₄ и С₇Н₁₆ из каждого было получено по одному третичному мононитросоединению, а вторичных мононитросоединений не было обнаружено. Приведите структурные формулы этих углеводородов, назовите их и напишите уравнения протекающих реакций. (6 баллов)
С₆Н₁₄
2,3-диметилбутан:
С₇Н₁₆
2,2,3-триметилбутан:
3. Смешали 100 г 3.10%-ной соляной кислоты и 50 г 6.16%-ного водного раствора гидроксида калия. Температура исходных растворов составляла 20.0 °С. Рассчитайте количество теплоты, выделившейся в результате реакции, и температуру полученного раствора. Считайте, что теплоёмкость растворов равна теплоёмкости воды 4.18 Дж/(г ∙ К). Потерями теплоты пренебрегите. Тепловой эффект реакции нейтрализации Н+ + ОН- → Н₂О составляет 55.8 кДж/моль. (6 баллов)
HCl + KOH = KCl + H₂O
m(HCl) = 100∙0,031 = 3,1 г
n(HCl) = 3,1/36,5 = 0,085 моль
m(KOH) = 50∙0,0616 = 3,08 г
n(KOH) = 3,08/56 = 0,055 моль
KOH в недостатке
Q = 0,055∙55,8/1 = 3,069 кДж
Q = cm(t₂ – t₁)
t₂ = Q/cm + t₁ = 3069/(4,18∙150) + 20 = 4,6 + 20 = 24,6 oC
4. Навеску иодида натрия нагрели с избытком концентрированной фосфорной кислоты. Выделившийся газ Х объемом 0.611 л (1 атм, 25 °С) был полностью поглощен 500 мл воды. Напишите уравнение реакции, рассчитайте массовую долю вещества Х в полученном растворе и рН этого раствора. К раствору вещества Х добавили раствор NаОН с концентрацией 0.1 моль/л до полной нейтрализации. Определите объем добавленного раствора щелочи. Возможно ли выпадение осадка Y при добавлении к полученному нейтральному раствору 250 мл раствора нитрата свинца с концентрацией 0.01 моль/л? Известно, что произведение растворимости Y составляет 1.1-10-9 при температуре опыта. Плотность всех растворов считайте одинаковой.
NaI + H₃PO₄ = NaH₂PO₄ + HI
n(HI) = pV/RT = 101,3∙0,611/(8,31∙298) = 0,025 моль
m(HI) = 0,025∙128 = 3,2 г
mр-ра = 500 + 3,2 = 503,2 г
ω(HI) = m(HI)/mр-ра = 3,2/503,2 = 0,0064 или 0,64%
C(HI) = n/V = 0,025/0,5 = 0,05 моль/л
[H+] = C(HI) = 0,05 моль/л
рН = -lg[H+] = -lg0,05 = 1,3
NaOH + HI = NaI + H2O
n(NaOH) = 0,025 моль
Vр-ра(NaOH) = n/C = 0,025/0,1 = 0,25 л = 250 мл
Vр-ра,₂ = 0,75 л
Pb(NO₃)₂ + 2NaI = PbI₂ + 2NaNO₃
После добавления раствора нитрата свинца:
Vр-ра,₃ = 1 л
[I-]к = 0,025/1 = 0,025 моль/л
[Pb2+]к = 0,01∙0,25/1 = 0,0025 моль/л
PbI₂ = Pb2+ + 2I-
ПР = [Pb2+][I-]2
ПК = [Pb2+]к[I-]к = 0,0025∙0,0252 = 1,56∙10-6 > ПР, осадок выпадет
5. Расшифруйте следующую последовательность превращений:
Установите строение соединений А — G, напишите уравнения протекающих реакций. Каким будет относительное содержание F и G (в %), если соотношение скоростей реакций замещения водорода у первичного, вторичного и третичного углеродных атомов в условиях опыта составляет 1 : 5 : 8?
В молекуле 2,3-диметилбутана:
У первичных атомов С : 12 атомов Н, которые можно заместить на группу NO₂.
У третичных атомов С : 2 атома Н, которые можно заместить на группу NO₂.
v₁ : v₂ : v₃ = 1 : 5 : 8
Получаем:
ω(F) = 2∙8/(2∙8 + 1∙12) = 0,5714 или 57,14%
ω(G) = 1∙12/(2∙8 + 1∙12) = 0,4286 или 42,86%
6. В результате гидролиза 48.84 г оптически активного (хирального) жира, прошедшего с выходом 80%, получили 4.048 г глицерина и две карбоновые кислоты с неразветвленным углеродным скелетом. Одна из кислот обесцвечивает холодный раствор перманганата калия, при этом после добавления соляной кислоты образуется соединение, в котором массовая доля кислорода равна 20.25%. Предложите возможное строение жира. Укажите асимметрический (хиральный) центр. Напишите уравнения протекающих реакций. (10 баллов)
n(C₃H₈O₃) = 4,048/92 = 0,044 моль
n(жира) = 0,044/0,8 = 0,055 моль
M(жира) = 48,84/0,055 = 888 г/моль
* - ассиметрический центр
При гидролизе образуются кислоты состава R-COOH и R’-COOH.
Пусть с холодным раствором перманганата калия реагирует кислота R-COOH. Если в молекуле кислоты есть одна связь С=С, то общая формула кислоты: CnH2n-2O2, а формула продукта CnH2nO4
ω(О) = 64/(14n + 64) = 0,2025
Отсюда:
64 = 2,835n + 12,96
n = 18
Следовательно, одна из возможных кислот в составе жира – олеиновая кислота.
C₁7H₃₃(OH)₂ COOK + HCl = C₁7H₃₃(OH)₂ COOH + KCl
Если R’-COOH – предельная кислота, и в молекуле жира содержится два остатка предельной кислоты, один остаток олеиновой кислоты, то:
M(R’) = 241 г/моль
24n + 4n + 2 = 478
n = 17
Следовательно, R’ – это остаток стеариновой кислоты.
7. В смеси массой 73.9 г содержится цинк, серебро, а также неизвестный металл Х. При обработке этой смеси избытком раствора гидроксида натрия выделилось 6.72 л газа (н. у.). При добавлении к нерастворившемуся в щелочи остатку смеси избытка 10%-ного раствора серной кислоты выделился газ, способный полностью прореагировать (при 1000 °С) с 11.65 г сульфата бария. Последующая обработка твердого остатка концентрированной азотной кислотой привела к его полному растворению, причем для поглощения выделившегося бурого газа потребовалось 200 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 2 моль/л. Определите металл Х. Как изменится масса такой же навески исходной смеси после обработки ее избытком концентрированного раствора аммиака? Напишите уравнения всех упомянутых реакций. (10 баллов)
Zn + 2NaOH + H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂
n(H₂) = 6,72/22,4 = 0,3 моль
n(Zn) = n(H₂) = 0,3 моль
m(Zn) = 0,3∙65 = 19,5 г
Ag + 2HNO₃ = AgNO₃ + NO₂↑ + H₂O
2NO₂ + 2NaOH = NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O
n(NaOH) = 2∙0,2 = 0,4 моль
n(NO₂) = n(NaOH) = 0,4 моль
n(Ag) = n(NO₂) = 0,4 моль
m(Ag) = 0,4∙108 = 43,2 г
X + H₂SO₄ = XSO₄ + H₂
4H₂ + BaSO₄ = BaS + 4H₂O
n(BaSO4) = 11,65/233 = 0,05 моль
n(H₂) = 4n(BaSO₄) = 0,2 моль
n(X) = n(H₂) = 0,2 моль
m(X) = 73,9 – 19,5 – 43,2 = 11,2 г
М(Х) = m/n = 11,2/0,2 = 56 г/моль, это Fe:
Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂
При обработке избытком концентрированного аммиака прореагирует цинк:
Zn + 4NH₃ + 2H₂O = [Zn(NH₃)₄](OH)₂ + H₂
Масса навески уменьшится за счет цинка, на 19,5 г.
Поступаете в МГУ им. М.В. Ломоносова? Мы знаем, как вам помочь. Приходите к нам на онлайн-курс ДВИ по химии, а также на профессиональный курс подготовки к ЕГЭ по химии.
Готовите к ДВИ по химии или хотите начать готовить, но не знаете, с чего начать? У нас есть мастер-класс для преподавателей ДВИ с комплектом материалов.
