Теоретический тур Девятый класс Задача 9-1 Лает, но не кусает В 1853 году немецкий химик Юстус фон Либих читал лекцию для баварской королевской семьи. Чтобы удивить высокопоставленных гостей, он продемонстрировал эффектную реакцию, в ходе которой бесцветная жидкость А вспыхивает синим пламенем в атмосфере газа В и раздается характерный лающий звук «гав» (р-ция 1). При пропускании газообразных продуктов реакции через избыток известковой воды было получено 1.5 г белого осадка C (р-ция 2), который не обесцвечивает подкисленный раствор перманганата калия. Объем не поглотившегося при этом газа D, который входит в состав воздуха, составил 771 мл (при температуре 40°С и давлении 1 атм). Также известно, что жидкость А при нагревании с парами воды подвергается гидролизу (р-ция 3) с образованием смеси двух газов, имеющей плотность по воздуху 1.287. При пропускании продуктов гидролиза через раствор газа E, полученного при сжигании жидкости А (р-ция 4), наблюдается образование желтоватой взвеси вещества F (р-ция 5), являющегося одним из продуктов «лающей» реакции. 1. Определите вещества A–F, ответ подтвердите расчетами. 2. Составьте уравнения реакций 1–5. Задача 9-2 В книге Ильи Леенсона «Язык химии» приведено следующее описание металлов X, Y и Z: X: греки называли его molybdos (См. Z). Происхождение слова «X» неясно. Самое удивительное здесь то, что в большинстве славянских языков X называется… Y! Вещество A – желтый оксид элемента X – издавна использовали в качестве желтого пигмента, название которого происходит от итал. marzacotta – «гончарная лазурь» (слово арабского происхождения).
Y: в древнем Риме Y называли «белым X». Возможно «Y» – от греч. άλφόϛ; это слово означает «белый». По-видимому, от этого и произошло слово «Y», что указывало на цвет металла. Древнегреческое название Y (kassiteros) дало также название минералу B. Z: по-гречески molybdos – «X», отсюда лат. Molibdaena – так в Средние века называли и X`овый блеск (вещество C) и более редкий Z`вый блеск (вещество D), и другие похожие минералы, оставлявшие черный след на бумаге, в том числе графит. 1. Напишите символы элементов X, Y, Z. Несмотря на известность D с древних времен, сам элемент Z был открыт лишь в конце XVIII столетия. Карл Шееле выделил в чистом виде оксид нового элемента, который образуется в результате сгорания D на воздухе. При этом из 10.00 г D можно получить до 9.00 г оксида, в качестве продукта реакции также образуется бесцветный газ E с резким, неприятным запахом и плотностью 2.86 г/л при н.у. 2. Напишите формулы веществ A – D и уравнение реакции сгорания D. Элементы X и Y известны человечеству настолько давно, что теперь уже невозможно установить их первооткрывателя. Ещё в древнем Риме использовали припой, содержащий 1 часть (по массе) X и y частей Y. Состав этого припоя очень близок к составу смеси с минимальной температурой плавления равной 183 °C. Навеску такого припоя массой 1.000 г полностью растворили в избытке горячей соляной кислоты. К образовавшемуся раствору добавили избыток сульфида натрия, при этом масса образовавшегося осадка составила 1.231 г. 3. Напишите уравнения реакций растворения припоя в соляной кислоте и все реакции, протекающие при добавлении сульфида натрия к упомянутому раствору. Будет ли наблюдаться выпадение осадка при использовании недостатка сульфида натрия. Если да, то каков будет его состав? 4. Рассчитайте значение y. 5. Как называются расплавы с наименьшей температурой кристаллизации?
Химия простых веществ Если ты считать не будешь, скоро химию забудешь Бинарные соединения X, Y и Z, обладают почти одинаковой плотностью в газообразном состоянии. Взаимосвязь между ними показана на схеме, представленной ниже. Дополнительная информация: 1. В состав веществ X, Y и Z входят атомы элемента, образующего простое вещество A, молярная масса которого в 8 раз меньше, чем у E. 2. A-E представляют собой простые вещества, молярная масса которых в ряду возрастает. 3. При нормальных условиях вещества B и C являются твёрдыми, а A, D и E представляют собой газы. 4. Объёмное соотношение газообразных веществ Y и Z, полученное из навесок B одной и той же массы, составляет 3:4 при одинаковых условиях. 5. При термическом разложении 1 моль соединения I образуется 1 моль вещества X. Вопросы: 1. Вычислите молярную массу соединений X - Z. 2. Определите вещества A – I. Ответ обоснуйте! 3. Установите состав веществ X - Z. Ответ обоснуйте.
Дальтониды и бертоллиды Совершенно ясно что в равновесных системах дискретность и непрерывность взаимно сочетаются и существуют друг рядом с другом. Н.С. Курнаков, «Соединение и химический индивид», 1914 г. В 1914 Николай Семенович Курнаков показал, что некоторые твердые растворы могут обладать всеми свойствами индивидуального соединения, но не отвечают постоянному составу. Соединения, состав которых постоянен, он назвал дальтонидами, а соединения, НЕ отвечающие постоянному составу – бертоллидами. В 1823 году Вёлер прокаливал вольфрамат натрия с триоксидом вольфрама в токе водорода, в зависимости от соотношения реагентов получая вещества состава NaxWO3 с разными значениями x. 1. Определите х для одного из таких веществ, если в нём ω(Na) = 2.89%. Составьте уравнение реакции его получения Вёлером (р-ция 1). Бинарное соединение А* в учебных пособиях часто ошибочно считается дальтонидом, при этом ему приписывается формула А. А* может быть получено разложением соли Б в инертной атмосфере (р-ция 2), при этом окончательный состав А* может зависеть как от температуры, так и от остаточного давления газа Х. При растворении образца А* в разбавленной кислоте Y получен раствор двух солей В и Г в мольном соотношении 1 : 7 (р-ция 3). Соль Г выпадает из водного раствора в виде кристаллогидрата Д, медленное нагревание которого в интервале 600-1000°С на воздухе приводит к отгонке конденсата, содержащего кислоту Y, и красному твердому продукту Е (р-ция 4). В других условиях реакция А* c Y приводит к образованию раствора соли В (р-ция 5) и сопровождается выделением газа. Информация о массовой доле катиона металла в солях: Б В Г ω(катион) 41.2% 28.0% 36.8% 2. Определите зашифрованные в условии вещества А – Е, X, Y, решение обоснуйте. Для А* используйте молекулярную формулу, содержащую один атом неметалла, а нестехиометрическое содержание металла в формуле выразите
индексом в виде десятичной дроби. Запишите уравнения реакций 2 – 5. Рассмотрим А* как твердый раствор двух дальтонидов – А и Ж. 3. Определите массовые доли этих дальтонидов в бертоллиде А*. Задача 9-5 Высшая и низшая теплота сгорания Одной из важнейших характеристик топлив и горючих химических веществ является теплота сгорания. При этом для ряда веществ выделяют две теплоты сгорания: высшую и низшую, разница между которыми объясняется разными агрегатными состояниями образующейся воды. Например, для метана высшая теплота сгорания соответствует реакции (1): (1) CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O(ж) высш сг 4 Q (CH ) 890 = кДж/моль А низшая теплота сгорания этого вещества – реакции (2): (2) CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O(г) низш сг 4 Q (CH ) 802 = кДж/моль 1. Вычислите молярную теплоту испарения воды. 2. Приведите формулы трёх веществ, для которых не будет наблюдаться разницы между низшей и высшей теплотами сгорания. Стандартные теплоты образования ацетилена (C2H2), углекислого газа и жидкой воды равны −227, + 396 и + 286 кДж/моль, соответственно. 3. Вычислите высшую и низшую теплоту сгорания ацетилена (на 1 моль C2H2). Высшая мольная теплота сгорания газообразного гексана C6H14 на 7.9 % превышает низшую теплоту сгорания. 4. Запишите уравнение реакции сгорания гексана и вычислите высшую и низшую теплоту сгорания этого вещества. Удельные высшая и низшая теплоты сгорания некоторого углеводорода состава CxHy составляют 46.91 кДж/г и 44.32 кДж/г соответственно. 5. Установите простейшую формулу неизвестного углеводорода, приведите уравнение реакции его сгорания и рассчитайте его высшую и низшую теплоты сгорания в кДж/моль.
Материал и ответы на всё в нашем телеграмм канале - ссылка
