Тема №9888 Решение задач по химии 58
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Решение задач по химии 58 из предмета Химия и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Решение задач по химии 58, узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

Задание №1
1.1. Какие из перечисленных молекул являются полярными, какие – неполярными: C2H2,
HBr, BCl3, CH3NH2? Ответ поясните. (4 балла)
Решение.
C2H2 - неполярная молекула. В молекуле ацетилена связь С≡С неполярна, дипольные
моменты малополярных связей С−Н компенсируют друг друга, т.к. атомы углерода
находятся в гибридизации sp.
HBr - полярная молекула. Связь образована атомами элементов с различной
электроотрицательностью.
BCl3 - неполярная молекула. Атом бора находится в гибридизации sp2
, дипольные моменты
полярных связей B−Cl компенсируют друг друга.
CH3NH2 - полярная молекула. Полярность молекулы метиламина обусловлена дипольным
моментом связи C–N.
1.2. Какие из перечисленных молекул являются полярными, какие – неполярными: C2H4,
H2O, BF3, (CH3)2NH? Ответ поясните. (4 балла)
Решение.
C2H4 - неполярная молекула. В молекуле этилена связь С=С неполярна, дипольные
моменты малополярных связей С−Н компенсируют друг друга, т.к. атомы углерода
находятся в гибридизации sp2
.
H2O - полярная молекула. Полярность молекулы воды обусловлена дипольным моментом
связей О–Н, которые расположены под углом, близким к 109о
, т.к. атом кислорода
находится в гибридизации sp3
.
BF3 - неполярная молекула. Атом бора находится в гибридизации sp2
, дипольные моменты
полярных связей B−F компенсируют друг друга.
(CH3)2NH - полярная молекула. Полярность молекулы диметиламина обусловлена
дипольным моментом связей C–N, которые расположены под углом, близким к 109о
,
т.к.атом азота находится в гибридизации sp3
.
1.3. Какие из перечисленных молекул являются полярными, какие – неполярными: C2H6,
PH3, BBr3, CH3COCH3? Ответ поясните. (4 балла)
Решение.
C2H6 - неполярная молекула. Дипольные моменты метильных групп компенсируют друг
друга.
PH3 - полярная молекула. Полярность молекулы фосфина обусловлена дипольным
моментом связей Р–Н, которые расположены под углом, близким к 109о
, т.к. атом фосфора
находится в гибридизации sp3
.
BBr3 - неполярная молекула. Атом бора находится в гибридизации sp2
, дипольные
моменты полярных связей B−Br компенсируют друг друга.
CH3COCH3 - полярная молекула. Полярность молекулы обусловлена дипольным моментом
связи C=О. Атом углерода в молекуле ацетона находится в гибридизации sp2
.
1.4. Какие из перечисленных молекул являются полярными, какие – неполярными: CS2,
PBr3, CCl4, CH2O? Ответ поясните. (4 балла)
Решение.
CS2 - неполярная молекула. В молекуле сероуглерода дипольные моменты полярных
связей С=S компенсируют друг друга, т.к. атом углерода находятся в гибридизации sp.
PBr3 - полярная молекула. Полярность молекулы обусловлена дипольным моментом связей
Р–Br, которые расположены под углом, близким к 109о
, т.к. атом фосфора находится в
гибридизации sp3
.
CCl4 - неполярная молекула. Атом углерода находится в гибридизации sp3
, дипольные
моменты полярных связей С−Cl компенсируют друг друга.
CH2O - полярная молекула. Полярность молекулы обусловлена дипольным моментом
связи C=О. Атом углерода в молекуле формальдегида находится в гибридизации sp2
.
Задание №2
2.1. Сумма числа протонов, нейтронов и электронов в атоме равна 134, причем число
нейтронов превышает число электронов на 11. Определите порядковый номер и массовое
число элемента, назовите его. (5 баллов)
Решение. Пусть число протонов в атоме составляет х. Тогда число электронов также равно
х (атом электронейтрален). Кроме того, по условию, число нейтронов равно х + 11.
В результате
х + х + х +11 = 134,
3х = 123,
х = 41.
Таким образом, это – атом элемента ниобия 93
41 Nb.
Ответ: ниобий 93
41 Nb.
2.2. Сумма числа протонов, нейтронов и электронов в атоме равна 128, причем число
нейтронов превышает число электронов на 11. Определите порядковый номер и массовое
число элемента, назовите его. (5 баллов)
Решение. Пусть число протонов в атоме составляет х. Тогда число электронов также равно
х (атом электронейтрален). Кроме того, по условию, число нейтронов равно х + 11.
В результате
х + х + х +11 = 128,
3х = 117,
х = 39.
Таким образом, это – атом элемента иттрия 89
39 Y.
Ответ: иттрий 89
39 Y.
2.3. Сумма числа протонов, нейтронов и электронов в атоме равна 145, причем число
нейтронов превышает число электронов на 13. Определите порядковый номер и массовое
число элемента, назовите его. (5 баллов)
Решение. Пусть число протонов в атоме составляет х. Тогда число электронов также равно
х (атом электронейтрален). Кроме того, по условию, число нейтронов равно х + 13.
В результате
х + х + х +13 = 145,
3х = 132,
х = 44.
Таким образом, это – атом элемента рутения 101
44 Ru.
Ответ: рутений 101
44 Ru.
2.4. Сумма числа протонов, нейтронов и электронов в атоме равна 120, причем число
нейтронов превышает число электронов на 12. Определите порядковый номер и массовое
число элемента, назовите его. (5 баллов)
Решение. Пусть число протонов в атоме составляет х. Тогда число электронов также равно
х (атом электронейтрален). Кроме того, по условию, число нейтронов равно х + 12.
В результате
х + х + х +12 = 120,
3х = 108,
х = 36.
Таким образом, это – атом элемента криптона 84
36 Kr.
Ответ: криптон
84
36 Kr.
Задание №3
3.1. Для приготовления раствора смешали 500 мл воды, 10 г гидроксида натрия, 5 г
сульфата натрия и 6 г гидросульфата натрия. Рассчитайте массовые доли веществ в
получившемся растворе. (6 баллов)
Решение.
m(H2O) = V(H2O)∙(H2O) = 500∙1 = 500 г
Исходные количества веществ:
ν(NaOH) = m/M = 10/40 = 0.25 моль
ν(NaHSO4) = m/M = 6/120 = 0.05 моль
ν(Na2SO4) = m/M = 5/142 = 0.035 моль
NaOH + NaHSO4 = Na2SO4 + H2O
После реакции: ν(NaOH) = 0.25 – 0.05 = 0.2 моль
ν(NaHSO4) = 0 моль
ν(Na2SO4) = 0.035 + 0.05 = 0.085 моль
m(NaOH) = 0.2∙40 = 8 г
m(Na2SO4) = 0.085∙142 = 12.07 г\
m(p-pa) = 500 + 10 + 5 + 6 = 521 г
w(NaOH) = 8/521 = 0.015 или 1.5%
w(Na2SO4) = 12.07/521 = 0.023 или 2.3%
Ответ:.5% NaOH, 2.3% Na2SO4.
3.2. Для приготовления раствора смешали 200 мл воды, 3 г ортофосфата натрия, 5 г
гидроортофосфата натрия и 7 г дигидроортофосфата натрия. Рассчитайте массовые доли
веществ в получившемся растворе. (6 баллов)
Решение.
m(H2O) = V(H2O)∙(H2O) = 200∙1 = 200 г
Исходные количества веществ:
ν(Na3PO4) = m/M = 3/164 = 0.018 моль
ν(Na2HPO4) = m/M = 5/142 = 0.035 моль
ν(NaH2PO4) = m/M = 7/120 = 0.058 моль
Na3PO4 + NaH2PO4 = 2Na2HPO4
После реакции: ν(Na3PO4) = 0 моль
ν(NaH2PO4) = 0.058 – 0.018 = 0.04 моль
ν (Na2HPO4) = 0.035 + 0.018∙2 = 0.071 моль
m(NaH2PO4) = 0.04∙120 = 4.8 г
m(Na2HPO4) = 0.071∙142 = 10.08 г
m(p-pa) = 200 + 3 + 5 + 7 = 215 г
w(NaH2PO4) = 4.8/215 = 0.022 или 2.2%
w(Na2HPO4) = 10.08/215 = 0.047 или 4.7%
Ответ: 2.2% NaH2PO4, 4.7% Na2HPO4.
3.3. Для приготовления раствора смешали 400 мл воды, 50 г сульфита калия, 100 г
гидросульфита калия и 50 г гидроксида калия. Рассчитайте массовые доли веществ в
получившемся растворе. (6 баллов)
Решение.
m(H2O) = V(H2O)∙(H2O) = 400∙1 = 400 г
Исходные количества веществ:
ν(KOH) = m/M = 50/56 = 0.89 моль
ν(KHSO3) = m/M = 100/120 = 0.83 моль
ν(K2SO3) = m/M = 50/158 = 0.32 моль
KOH + KHSO3 = K2SO3 + H2O
После реакции: ν(KOH) = 0.89 – 0.83 = 0.06 моль
ν(KHSO3) = 0 моль
ν(K2SO3) = 0.32 + 0.83 = 1.15 моль
m(NaOH) = 0.2∙40 = 8 г
m(KOH) = 0.06∙56 = 3.36 г
m(K2SO3) = 1.15∙158 = 181.7 г\
m(p-pa) = 400 + 50 + 100 + 50 = 600 г
w(KOH) = 3.36/600 = 0.0056 или 0.56%
w(K2SO3) = 181.7/600 = 0.3028 или 30.28%
Ответ: 0.56 % KOH, 30.28% K2SO3.
3.4. Для приготовления раствора смешали 700 мл воды, 12 г карбоната натрия, 15 г
гидрокарбоната натрия и 10 г гидроксида натрия. Рассчитайте массовые доли веществ в
получившемся растворе. (6 баллов)
Решение.
m(H2O) = V(H2O)∙(H2O) = 700∙1 = 700 г
Исходные количества веществ:
ν(NaOH) = m/M = 10/40 = 0.25 моль
ν(NaHCO3) = m/M = 15/84 = 0.18 моль
ν(Na2CO3) = m/M = 12/106 = 0.11 моль
NaOH + NaHCO3 = Na2CO3 + H2O
После реакции: ν(NaOH) = 0.25 – 0.18 = 0.07 моль
ν(NaHCO3) = 0 моль
ν(Na2CO3) = 0.11 + 0.18 = 0.29 моль
m(NaOH) = 0.07∙40 = 2.8 г
m(Na2CO3) = 0.29∙106 = 30.74 г
m(p-pa) = 700 + 12 + 15 + 10 = 737 г
w(NaOH) = 2.8/737 = 0.0038 или 0.38%
w(Na 2CO3) = 30.74/737 = 0.042 или 4.2%
Ответ: 0.38% NaOH и 4.2% Na 2CO3.
Задание №4
4.1. После пропускания смеси двух газов с плотностью по метану 1.875 в нейтральный
водный раствор перманганата калия его объем уменьшился в два раза, а относительная
плотность газа не изменилась. Определите состав газовой смеси и рассчитайте массу
осадка, образующегося при пропускании 44.8 л (н.у.) исходной газовой смеси. Предложите
возможный качественный и количественный состав исходной газовой смеси. (6 баллов)
Решение
D по СН4 = 1.875
MГАЗА = D∙M(CH4) = 1.875∙16 = 30 г/моль
Т.к. после пропускания газа через раствор перманганата калия изменяется его объем и
образуется в растворе осадок, то это указывает на то, что идет реакция газа с
перманганатом калия. Т.е. один из компонентов газовой смеси проявляет
восстановительные свойства, а другой – нет. То, что молярная масса газа не меняется
указывает на тот факт, что молярные массы компонентов газовой смеси одинаковые.
С молярной массой таким условиям могут соответствовать газы C2H6 (не реагирует с
перманганатом калия) и HCHO (является восстановителем).
3HCHO + 4KMnO4 = 4MnO2 + 2KНCO3+ K2CO3 + 2H2O
После пропускания в раствор газовой смеси объем уменьшается в два раза. Это означает,
что объем С2Н6 такой же, как и объем HCHO. Объемные и мольные доли газов в исходной
смеси равны 50%.
Если изначально было 44.8/22.4 = 2 моль газовой смеси, значит каждого газа было по
1 моль.
При взаимодействии 1 моль формальдегида образуется 4∙1/3 = 1.33 моль оксида
марганца(IV), m(MnO2) = 1.33∙87=116 г.
Ответ: 50% С2Н6, 50% HCHO, m(MnO2) = 116 г.
4.2. Пропускание смеси двух газов в раствор манганата (VI) калия приводит к
образованию 10 г осадка, при этом объем прошедшего через раствор газа в 3 раза меньше
начального, а относительная плотность газа по водороду не меняется и остается равной
22. Определите объем исходной газовой смеси (н.у.) и предположите возможный исходный
качественный и количественный состав газовой смеси. (6 баллов)
Решение
D по Н2 = 22
MГАЗА = D∙M(H2) = 22∙2 = 44 г/моль
Т.к. после пропускания газа через раствор манганата(VI) калия изменяется его объем и
образуется в растворе осадок, то это указывает на то, что идет реакция газа с
манганатом(VI) калия. Возможна реакция газа-восстановителя или газа, создающего
кислую среду в растворе, что приводит к диспропорционированию манганата (VI). То, что
не меняется относительная плотность газа указывает на то, что молярные массы газов-
компонентов смеси одинаковые. С молярной массой 44 г/моль можно привести примеры
СО2, С3Н8. Первый из газов приводит к диспропорционированию манганата(VI) калия, а
второй не реагирует с водным раствором манганата(VI) калия.
2CO2 + 3K2MnO4 = MnO2 + 2KMnO4+ 2K2CO3
После пропускания в раствор газовой смеси объем уменьшается в три раза. Это означает,
что исходный объем в три раза больше объема С3Н8. Значит, объем пропана в два раза
меньше объема диоксида углерода. Объемные и мольные доли С3Н8 и СО2 в исходной
смеси равны, соответственно, 33.3 и 66.7%.
Т.к. по условию известно, что образовалось 10 г осадка, значит количество оксида
марганца было 10∙1/87 = 0.115 моль, количество диоксида углерода 2∙0.115= 0.23 моль
Количество пропана в два раза меньше количества диоксида углерода 0.115 моль
Общее количество газов 0.115 + 0.23 = 0.345 моль
Объем газа при н.у. 0.345∙22.4 = 7.73 л.
Ответ: 33.3% С3Н8, 66.7% СО2, 7.73 л.
4.3. Смесь двух газов с относительной плотностью по кислороду 0.875 может
прореагировать с водным раствором перманганата калия с образованием 16 г осадка.
Объем газа, прошедшего через раствор в 4 раза меньше исходного объема газовой смеси,
относительная же плотность газа не меняется. Определите объем (н.у.) исходной газовой
смеси и ее возможный качественный и количественный состав. (6 баллов)
Решение
D по О2 = 0.875
MГАЗА = D∙M(О2) = 0.875∙32 = 28 г/моль
Т.к. после пропускания газа через раствор перманганата калия изменяется его объем и
образуется в растворе осадок, то это указывает на то, что идет реакция газа с
перманганатом калия. Т.е. один из компонентов газовой смеси проявляет
восстановительные свойства, а другой – нет. То, что молярная масса газа не меняется
указывает на тот факт, что молярные массы компонентов газовой смеси одинаковые.
С молярной массой таким условиям могут соответствовать газы C2H4 (реагирует с
перманганатом калия) и N2 (не является восстановителем).
3С2Н4 + 2KMnO4 + 4H2O = 2MnO2 + 3СН2(ОН)-СН2(ОН)+ 2КОН
После пропускания в раствор газовой смеси объем уменьшается в четыре раза. Это
означает, что объем С2Н4 в три раза больше объема N2. Объемные и мольные доли С2Н4 и
N2 в исходной смеси равны, соответственно, 75 и 25%.
Т.к. образовалось 16 г осадка, значит количество оксида марганца 0.184 моль, количество
прореагировавшего этилена 0.184∙3/2 = 0.276 моль. Количество азота в 3 раза меньше и
равно 0.092 моль. Суммарное количество газа 0.276+0.092 = 0.368 моль. Объем газовой
смеси при н.у. 22.4∙0.368 = 8.24 л.
Ответ: 75% С2Н4, и 25% N2, 8.24 л.
4.4. Пропускание 56 л (н.у.) смеси двух газов с относительной плотностью по гелию 10
через водный раствор перманганата калия приводит к уменьшению объема газа в 3 раза.
Плотность газа при этом не изменяется. Предложите возможный качественный и
количественный состав исходной газовой смеси и рассчитайте массу перманганата калия,
который прореагировал с исходной газовой смесью. (6 баллов)
Решение
D по Не = 10
MГАЗА = D∙M(Не) = 10∙4 = 40 г/моль
Т.к. после пропускания газа через раствор перманганата калия изменяется его объем и
образуется в растворе осадок, то это указывает на то, что идет реакция газа с
перманганатом калия. Т.е. один из компонентов газовой смеси проявляет
восстановительные свойства, а другой – нет. То, что молярная масса газа не меняется
указывает на тот факт, что молярные массы компонентов газовой смеси одинаковые.
С молярной массой таким условиям могут соответствовать газы C3H4 (реагирует с
перманганатом калия) и Ar (не является восстановителем).
3СН3ССН + 8KMnO4 = 8MnO2 + KНCO3+ 2K2CO3 + 3СН3СООК + H2O
После пропускания в раствор газовой смеси объем уменьшается в три раза. Это означает,
что объем С3Н4 в два раза больше объема Ar. Объемные и мольные доли газов С3Н4 и Ar в
исходной смеси равны, соответственно, 66.7 и 33.3%.
Если изначально было 56/22.4 = 2.5 моль газовой смеси, значит пропина было 1.67 моль.
При взаимодействии 1.67 моль пропина расходуется 8∙1.67/3 = 4.45 моль перманганата
калия, m(KMnO4) = 4.45∙158=703 г.
Ответ: 66.7% С3Н4 , 33.3%.Ar, m(KMnO4) 703 г.
Задание №5
5.1. Определите теплоту, выделившуюся при сжигании 7.33 л (1 атм, 25°С) смеси метана и
этана, если продукты сгорания смеси были пропущены через известковую воду, и при этом
выпало 50 г белого осадка. Теплоты образования метана, этана, углекислого газа и воды
составляют 74.85 кДж/моль, 84.67 кДж/моль, 393.50 кДж/моль, 241.83 кДж/моль
соответственно. (8 баллов)
Решение.
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
C2H6 + 3.5 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
Пусть х количество моль метана, y – количество моль этана,
тогда
0.3
0.082 298
7.33 ( ) 

   
RT
PV
 x y моль,
0.5
100
50 (CaCO )  3   моль = (CO ) x 2y  2  
Отсюда х =0.1 моль, y = 0.2 моль.
Теплота сгорания метана:
Qс.мет. = QCO2 + 2 QH2O - QCH4 = 2∙241.83 + 393.50 – 74.85 = 802.31 кДж/моль
Теплота сгорания этана:
Qс.эт. = 2 QCO2 + 3 QH2O - QC2H6 = 3∙241.83 + 2∙393.5 – 84.67 = 1427.82 кДж/моль
Теплота, выделившаяся при сгорании смеси:
Q = 0.1 Qс.мет + 0.2 Qс.эт = 0.1∙802.31 + 0.2∙1427.82 = 365.80 кДж
Ответ: 365.8 кДж.
5.2. При сжигании смеси метана и этана выделилось 446.03 кДж/моль. Продукты сгорания
смеси были пропущены через хлоркальциевую трубку, при этом ее масса увеличилась на
18 г. Определите количественный состав и объем газовой смеси, измеренный при 1атм и
25°С, если теплоты образования метана, этана, углекислого газа и воды составляют
74.85 кДж/моль, 84.67 кДж/моль, 393.5 кДж/моль, 241.83 кДж/моль соответственно.
(8 баллов)
Решение.
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
C2H6 + 3.5 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
Пусть х количество моль метана, y – количество моль этана,
тогда теплота сгорания метана:
Qс.мет. = QCO2 + 2 QH2O - QCH4 = 2∙241.83 + 393.50 – 74.85 = 802.31 кДж/моль
Теплота сгорания этана:
Qс.эт. = 2 QCO2 + 3 QH2O - QC2H6 = 3∙241.83 + 2∙393.5 – 84.67 = 1427.82 кДж/моль
Теплота, выделившаяся при сгорании смеси:
Q = x Qс.мет + y Qс.эт = x∙802.31 + y∙1427.82 = 446.03 кДж
Масса хлоркальциевой трубки увеличилась за счет сорбции воды.
1
18
18 (H O) (2 3 )  2  x  y   моль
Отсюда х =0.2 моль, y = 0.2 моль.
9.77
1
0.4 0.082 298

 
 
p
RT V

л
Ответ: 9.77л, 0.2моль метана и 0.2 моль этана. 
5.3. Определите теплоту, выделившуюся при сжигании 12.22 л (1 атм, 25°С) смеси
ацетилена и этилена, если продукты сгорания смеси были пропущены через
хлоркальциевую трубку, при этом ее масса увеличилась на 12.6 г. Теплоты образования
ацетилена, этилена, углекислого газа и воды составляют
-226.75 кДж/моль, -52.30 кДж/моль, 393.50 кДж/моль, 241.83 кДж/моль соответственно.
(8 баллов)
Решение.
C2H2 + 2.5 O2 → 2 CO2 + H2O
C2H4 + 3 O2 → 2 CO2 + 2 H2O
Пусть х количество моль ацетилена, y – количество моль этилена,
тогда
0.5
0.082 298
12.22 ( ) 

   
RT
PV
 x y моль,
Масса хлоркальциевой трубки увеличилась за счет сорбции воды.
0.7
18
12.6
(H O) ( 2 )  2  x  y   моль
Отсюда х =0.3 моль, y = 0.2 моль.
Теплота сгорания ацетилена:
Qс.ацет. = 2QCO2 + QH2O - QC2H2 = 2∙393.50 + 241.83 + 226.75 = 1255.58 кДж/моль
Теплота сгорания этана:
Qс.этил. = 2 QCO2 + 2 QH2O - QC2H4 = 2∙393.50 + 2∙241.83 + 52.30 = 1322.96 кДж/моль
Теплота, выделившаяся при сгорании смеси:
Q = 0.3 Qс.ацет. + 0.2 Qс.этил = 0.3∙1255.58 + 0.2∙1322.96 = 641.27 кДж
Ответ: 641.27 кДж.
5.4. При сжигании смеси ацетилена и этилена выделилось 522.45 кДж/моль. Продукты
сгорания смеси были пропущены через известковую воду, и при этом выпало 80 г белого
осадка. Определите количественный состав и объем газовой смеси, измеренный при 1 атм
и 25°С, если теплоты образования ацетилена, этилена, углекислого газа и воды составляют
-226.75 кДж/моль, -52.30 кДж/моль, 393.50 кДж/моль, 241.83 кДж/моль соответственно.
(8 баллов)
Решение.
C2H2 + 2.5 O2 → 2 CO2 + H2O
C2H4 + 3 O2 → 2 CO2 + 2 H2O
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
Пусть х количество моль ацетилена, y – количество моль этилена,
тогда теплота сгорания ацетилена:
Qс.ацет. = 2QCO2 + QH2O - QC2H2 = 2∙393.50 + 241.83 + 226.75 = 1255.58 кДж/моль
Теплота сгорания этана:
Qс.этил. = 2 QCO2 + 2 QH2O - QC2H4 = 2∙393.50 + 2∙241.83 + 52.30 = 1322.96 кДж/моль
Теплота, выделившаяся при сгорании смеси:
Q = x Qс.ацет + y Qс.этил = x∙1255.58 + y∙1322.96 = 522.45 кДж
0.8
100
80 (CaCO )  3   моль = (CO ) 2x 2y  2  
Отсюда х =0.1 моль, y = 0.3 моль.
9.77
1
0.4 0.082 298

 
 
p
RT V

л
Ответ: 9.77л, 0.1моль ацетилена и 0.3 моль этилена.
Задание №6
6.1. Аммиак, взятый при комнатной температуре, нагрели до 800 оС, а образовавшуюся
газовую смесь привели к первоначальным условиям (температуре и давлению). Плотность
смеси оказалась в 1.2 раза меньше начальной плотности аммиака. Определите степень
разложения аммиака и состав полученной смеси в мольных долях. (12 баллов)
Решение.
2NH3  N2 + 3H2
В результате реакции общая масса не изменилась, а число молей увеличилось.
Температура и давление после реакции – такие же, как и до реакции, поэтому можно
применить закон Авогадро.
1
2
2 1 2 1
2 1
 =
1.2 = 1.2 = 1.2
 =
V V
m m
 
 
    


Общее количество вещества выросло в 1.2 раза. Пусть до реакции был 1 моль аммиака, а x
моль разложилось, тогда
ост(NH3) = 1–x, (N2) = x/2, (H2) = 3x/2
2 = (1–x) + x/2 + 3x/2 = 1 + x = 1.2
x = 0.2. Степень разложения – 20%.
Мольные доли газов в полученной смеси:
(NH3) = (1–0.2) / 1.2 = 2/3
(N2) = 0.1 / 1.2 = 1/12
(H2) = 0.3 / 1.2 = 1/4
Ответ: Степень разложения – 20%, конечная смесь: 2/3 NH3, 1/12 N2, 1/4 H2.
6.2. Сероводород, взятый при комнатной температуре, сильно нагрели, а образовавшуюся
смесь привели к первоначальным условиям (температуре и давлению). Плотность газа
оказалась в 3.4 раза меньше начальной плотности сероводорода. Определите степень
разложения сероводорода и состав полученной газовой смеси в мольных долях.
(12 баллов)
Решение.
H2S  H2 + S
В результате реакции число молей не изменилось, а масса уменьшилась после охлаждения
за счет конденсации серы. Температура и давление после реакции – такие же, как и до
реакции, поэтому можно применить закон Авогадро: 2 = 1  V2 = V1.
1
2 1
2
2 1
 =
3.4 =
3.4
 =
m
m
V V
 
 
 


.
Пусть до реакции был 1 моль сероводорода массой m1 = 34 г, тогда после реакции m2 = 10
г, m = 34 – 10 = 24 г – это масса осажденной серы.
(S) = 24/32 = 0.75, следовательно разложилось 0.75 моль H2S, а в конечной газовой
содержится 0.75 моль H2 (75%) и 0.25 моль H2S (25%).
Ответ: Степень разложения – 75%, конечная смесь: 75% H2, 25% H2S.
6.3. Метан, взятый при комнатной температуре, сильно нагрели, а образовавшуюся смесь
привели к первоначальным условиям (температуре и давлению). В газовой фазе было
обнаружено всего два вещества, а ее плотность оказалась в 4 раза меньше начальной
плотности метана. Определите степень разложения метана и состав полученной газовой
смеси в мольных долях. (12 баллов)
Решение.
В конечной смеси находилось только два газа, один из которых – метан. Следовательно,
при разложении метана образовался единственный газообразный продукт – водород.
CH4  2H2 + C
Пусть до реакции был 1 моль метана, а x моль разложилось, тогда в полученной газовой
смеси содержится (1–x) моль CH4 и 2x моль H2. Плотность при постоянных температуре и
давлении уменьшилась в 4 раза, следовательно молярная масса смеси в 4 раза меньше
молярной массы метана:
см
16 (1 ) 2 2 = = 4 г/моль
1 2
x x M
x x
   
 
x = 0.75, следовательно разложилось 0.75 моль СH4, а в конечной газовой содержится 1.5
моль H2 (6/7) и 0.25 моль CH4 (1/7).
Ответ: Степень разложения – 75%, конечная смесь: 6/7 H2, 1/7 CH4.
6.4. Оксид азота (I), взятый при комнатной температуре, сильно нагрели, а
образовавшуюся газовую смесь привели к первоначальным условиям (температуре и
давлению). Плотность смеси оказалась в 1.25 раза меньше начальной плотности оксида
азота. Определите степень разложения N2O и состав полученной смеси в мольных долях.
(12 баллов)
Решение.
N2O  N2 + 1/2 O2
В результате реакции общая масса не изменилась, а число молей увеличилось.
Температура и давление после реакции – такие же, как и до реакции, поэтому можно
применить закон Авогадро.
1
2
2 1 2 1
2 1
 =
1.25 = 1.25 = 1.25
 =
V V
m m
 
 
    


Общее количество вещества выросло в 1.25 раза. Пусть до реакции был 1 моль N2O, а x
моль разложилось, тогда
ост(N2O) = 1–x, (N2) = x, (O2) = x/2
2 = (1–x) + x + x/2 = 1 + x/2 = 1.25
x = 0.5. Степень разложения – 50%.
Мольные доли газов в полученной смеси:
(N2O) = (1–0.5) / 1.25 = 0.4
(N2) = 0.5 / 1.25 = 0.4
(O2) = 0.25 / 1.25 = 0.2
Ответ: Степень разложения – 50%, конечная смесь: 40% N2O, 40% N2, 20% O2.
Задание №7
7.1. Напишите уравнения реакций приведенных ниже превращений и укажите условия их
проведения (все вещества X содержат хлор).
HCl  Cl2 CaOCl2  
H SO (20%) 2 4 X1 
o Fe, t X2 Na2S,H2O X3  NaClO3
(12 баллов)
Решение. X1 = Cl2, X2 = FeCl3, X3 = NaCl
1. MnO2 + 4 HCl MnCl2 + Cl2 + 2 H2O
 или 2 KMnO4 + 16 HCl  2 MnCl2 +5 Cl2 + 2 KCl +8 H2O
2. Cl2 + Ca(OH)2 охлаждение  CaOCl2 + H2O
3. CaOCl2 + H2SO4p-p  CaSO4 + Cl2 + H2O
4. 3 Cl2 + 2 Fe 
o
t
 2 FeCl3
5. 2 FeCl3 + 3 Na2S + 6 H2O  2 Fe(OH)3 + 3 H2S + 6 NaCl
6. NaCl + 3 H2O эл-лизбездиафр.  NaClO3 + 3 H2
7.2. Напишите уравнения реакций приведенных ниже превращений и укажите условия их
проведения (все вещества X содержат серу).
H2SO2
 нед. X1  
o Na SO (p-p), t
2 3 X2 SO2 KMnO 4
,H2O Х2  К2S Al2
(SO4
)
3
, H2O…
(12 баллов)
Решение. X1 = S, X2 = Na2S2O3, X3 = K2SO4
1. 2 H2S + O2 недост.  2 S + 2 H2O
2. S + Na2SO3 p-p кипячение  Na2S2O3
3. Na2S2O3 + 2 HCl p-p  2 NaCl + SO2 + S + H2O
4. 5 SO2 + 2 KMnO4 + 2 H2O  2 MnSO4 + K2SO4 + 2 H2SO4
5. K2SO4 тв.+ 4 C 
o
t
 K2S + 4 CO
 или K2SO4 тв.+ 4 H2 
o
t
 K2S + 4 H2O
 или K2SO4 + BaS p-p  BaSO4 + K2S
6. 3 K2S + Al2(SO4)3 + 6 H2O  2 Al(OH)3 + 3 H2S + 3 K2SO4
7.3. Напишите уравнения реакций приведенных ниже превращений и укажите условия их
проведения (все вещества X содержат иод).
KIO3 
o
t X1  I2  HI KIO3
,H2
SO4
(p-p) X2  
o HNO кон. , t 3
 Х3 AgNO 3
(p-p) …
(12 баллов)
Решение.
1. 2KIO3 тв. 
o
t
 2 KI+ 3 O2
2. 2 KI + Cl2 недост.  I2 + 2 KCl
 или 2 KI + MnO2 + 2 H2SO4 MnSO4 + K2SO4 + I2 + 2 H2O
 или 8 KI + 9 H2SO4 конц. 4 I2 + 8 KHSO4 + H2S + 4 H2O
3. I2 + H2S p-p  2HI + S
 или I2 + SO2 + 2H2O 2HI + H2SO4
 или 3I2 + 2P + 6H2O 6HI + 2H3PO3
4. 5HI + KIO3 + H2SO4 p-p3I2 + KHSO4 + 3H2O
5. I2+ 10HNO3 конц. 
o
t
 2HIO3 + 10NO2 + 4H2O
6. HIO3 + AgNO3(р-р)  AgIO3↓ + HNO3
X1 = KI, X2 = I2, X3 = HIO3
7.4. Напишите уравнения реакций приведенных ниже превращений и укажите условия их
проведения (все вещества X содержат бром).
NaBrH3PO4
 кон. Х1H2SO4
 кон. X2AlBr3 K2CO3
, H2OX3 K2Cr2O7
,H2
SO4
(p-p)X2

o NaOH(p-p), t …
(12 баллов)
Решение. X1 = HBr, X2 = Br2, X3 = KBr
1. NaBr тв. + H3PO4 конц. 
o
t HBr + NaH2PO4
2. 2 HBr + H2SO4 конц.  Br2 + SO2 + 2 H2O
3. Br2 + 2 Al 
o
комн. t 2 AlBr3
4. 2 AlBr3 + 3 K2CO3 + 3 H2O2 Al(OH)3 + 3 CO2 + 6 KBr
5. 6 KBr + K2Cr2O7 + 7 H2SO4 p-p  3 Br2 + Cr2(SO4)3+ 4 K2SO4 + 7 H2O
6. 3 Br2 + 6 NaOH p-p 
o
t
 5 NaBr + NaBrO3 + 3 H2O
Задание №8
8.1. При хлорировании пропана на свету при 25оС получена смесь монохлорпроизводных,
содержащая 40% 1-хлорпропана и 60% 2-хлорпропана. При хлорировании изобутана в тех
же условиях получена смесь монохлорпроизводных, содержащая 60% 2-метил-1-
хлорпропана и 40% 2-метил-2-хлорпропана. Сколько (в %) и каких монохлопроизводных
может содержать смесь, полученная при хлорировании 2-метилбутана на свету при 25оС?
Ответ подтвердите расчетом. (15 баллов)
Решение.
 Cl2
CH3CH2CH3 → ClCH2CH2CH3 + CH3CHClCH3
 40% 60%
Можно вычислить относительную скорость замещения атомов водорода при
первичном и вторичном атомов углерода, разделив количество продукта на
соответствующее число атомов водорода:
Vперв = 40%/6Н = 6.67%, Vвтор = 60%/2Н = 30%.
Отсюда можно определить во сколько раз скорость замещения атома водорода на хлор при
вторичном углеродном атоме больше, чем при первичном: Vвтор/ Vперв = 30/6.67 = 4.5
 Cl2
(CH3)2CHCH3 → ClCH2CH(CH3)2 + CH3CCl(CH3)2
 60% 40%
Аналогично можно вычислить относительную скорость замещения атомов
водорода при первичном и третичном атомов углерода, разделив количество продукта на
соответствующее число атомов водорода:
Vперв = 60%/9Н = 6.67%, Vтрет = 40%/1Н = 40%.
Отсюда можно определить во сколько раз скорость замещения атома водорода на хлор при
третичном углеродном атоме больше, чем при первичном: Vтрет/ Vперв = 40/6.67 = 6.0
При хлорировании 2-метилбутана образуются четыре монохлорпроизводных: 2-
метил-2-хлорбутан (продукт замещения у третичного атома углерода), 2-метил-3-
хлорбутан (продукт замещения у вторичного атома углерода) и два продукта замещения у
первичного атома углерода - 2-метил-1-хлорбутан и 3-метил-1-хлорбутан.
 Cl2
(CH3)2CHCH2CH3 → (CH3)2CClCH2CH3 + (CH3)2CHCHClCH3 +ClCH2CH(CH3)CH2CH3 +
 2-метил-2-хлорбутан 2-метил-3-хлорбутан 2-метил-1-хлорбутан
 + (CH3)2CHCH2CH2Cl
 3-метил-1-хлорбутан
Молекула 2-метилбутана содержит один атом Н при третичном углероде, два атома
Н при вторичном углероде и девять атомов Н при первичных атомах углерода. Примем за
единицу скорость замещения у первичного атома углерода, тогда скорость замещения у
вторичного атома углерода равна 4.5, а скорость замещения у третичного атома углерода
равна 6.
9 первичных атомов Н × 1 = 9 (относительное количество продуктов замещения у
первичных атомов С. Две группы СН3, связанные с СН-группой и одна группа СН3,
связанная с СН2-группой).
2 вторичных атома Н × 4.5 = 9 (относительное количество продукта замещения у
вторичного атома С).
1 третичный атом Н × 6 = 6 (относительное количество продукта замещения у третичного
атома С).
Тогда, доля 2-метил-2-хлорбутана равна 6/24 = 0.25 (25%), доля 2-метил-3-
хлорбутана равна 9/24 = 0.375 (37.5%). На 2-метил-1-хлорбутан и 3-метил-1-хлорбутан
приходится вместе 37.5%. Следовательно, доля 2-метил-1-хлорбутана 25%, доля 3-метил-
1-хлорбутана – 12.5%.
Ответ: 2-метил-2-хлорбутана 25%, 2-метил-3-хлорбутана 37.5%, 2-метил-1-хлорбутана
25%, 3-метил-1-хлорбутана 12.5%.
8.2. При хлорировании пропана на свету при 25оС получена смесь монохлорпроизводных,
содержащая 40% 1-хлорпропана и 60% 2-хлорпропана. При хлорировании изобутана в тех
же условиях получена смесь монохлорпроизводных, содержащая 60% 2-метил-1-
хлорпропана и 40% 2-метил-2-хлорпропана. Сколько (в %) и каких монохлопроизводных
может содержать смесь, полученная при хлорировании 3-метилпентана на свету при 25оС?
Ответ подтвердите расчетом. (15 баллов)
Решение.
 Cl2
CH3CH2CH3 → ClCH2CH2CH3 + CH3CHClCH3
 40% 60%
Можно вычислить относительную скорость замещения атомов водорода при
первичном и вторичном атомов углерода, разделив количество продукта на
соответствующее число атомов водорода:
Vперв = 40%/6Н = 6.67%, Vвтор = 60%/2Н = 30%.
Отсюда можно определить во сколько раз скорость замещения атома водорода на хлор при
вторичном углеродном атоме больше, чем при первичном: Vвтор/ Vперв = 30/6.67 = 4.5
 Cl2
(CH3)2CHCH3 → ClCH2CH(CH3)2 + CH3CCl(CH3)2
 60% 40%
Аналогично можно вычислить относительную скорость замещения атомов
водорода при первичном и третичном атомов углерода, разделив количество продукта на
соответствующее число атомов водорода:
Vперв = 60%/9Н = 6.67%, Vтрет = 40%/1Н = 40%.
Отсюда можно определить во сколько раз скорость замещения атома водорода на хлор при
третичном углеродном атоме больше, чем при первичном: Vтрет/ Vперв = 40/6.67 = 6.0
При хлорировании 3-метилпентана образуются четыре монохлорпроизводных: 3-
метил-3-хлорпентан (продукт замещения у третичного атома углерода), 3-метил-2-
хлорпентан (продукт замещения у вторичного атома углерода) и два продукта замещения у
первичного атома углерода - 3-метил-1-хлорпентан и 3-хлорметилпентан.
 Cl2
CH3СН2CH(СН3)CH2CH3 → CH3СН2CCl(СН3)CH2CH3 + CH3СНClCH(СН3)CH2CH3+
 3-метил-3-хлорпентан 3-метил-2-хлорпентан
 ClCH2СН2CH(СН3)CH2CH3 + CH3СН2CH(СН2Cl)CH2CH3
 3-метил-1-хлорпентан 3-хлорметилпентан
Молекула 3-метилпентана содержит один атом Н при третичном углероде, четыре
атома Н при вторичном углероде и девять атомов Н при первичных атомах углерода.
Примем за единицу скорость замещения у первичного атома углерода, тогда скорость
замещения у вторичного атома углерода равна 4.5, а скорость замещения у третичного
атома углерода равна 6.
9 первичных атомов Н × 1 = 9 (относительное количество продуктов замещения у
первичных атомов С. Две группы СН3, связанные с СН2-группами и одна группа СН3,
связанная с СН-группой).
4 вторичных атома Н × 4.5 = 18 (относительное количество продукта замещения у
вторичного атома С).
1 третичный атом Н × 6 = 6 (относительное количество продукта замещения у третичного
атома С).
Тогда, доля 3-метил-3-хлорпентана равна 6/33 = 0.1818 (18.18%), доля 3-метил-2-
хлорпентана равна 18/33 = 0.5455 (54.55%). На 3-метил-1-хлорпентан и 3-
хлорметилпентан приходится вместе 27.27%. Следовательно, доля 3-метил-1-хлорпентана
18.18%, доля 3-хлорметилпентана – 9.09%.
Ответ: 3-метил-3-хлорпентана 18.18%, 3-метил-2-хлорпентана 54.55%, 3-метил-1-
хлорпентана 18.18%, 3-хлорметилпентана 9.09%.
8.3. При хлорировании пропана на свету при 25оС получена смесь монохлорпроизводных,
содержащая 40% 1-хлорпропана и 60% 2-хлорпропана. При хлорировании изобутана в тех
же условиях изобутана получена смесь монохлорпроизводных, содержащая 60% 2-метил-
1-хлорпропана и 40% 2-метил-2-хлорпропана. Сколько (в %) и каких монохлопроизводных
может содержать смесь, полученная при хлорировании
2-метилпентана на свету при 25оС? Ответ подтвердите расчетом. (15 баллов)
Решение.
 Cl2
CH3CH2CH3 → ClCH2CH2CH3 + CH3CHClCH3
 40% 60%
Можно вычислить относительную скорость замещения атомов водорода при
первичном и вторичном атомов углерода, разделив количество продукта на
соответствующее число атомов водорода:
Vперв = 40%/6Н = 6.67%, Vвтор = 60%/2Н = 30%.
Отсюда можно определить во сколько раз скорость замещения атома водорода на хлор при
вторичном углеродном атоме больше, чем при первичном: Vвтор/ Vперв = 30/6.67 = 4.5
 Cl2
(CH3)2CHCH3 → ClCH2CH(CH3)2 + CH3CCl(CH3)2
 60% 40%
Аналогично можно вычислить относительную скорость замещения атомов
водорода при первичном и третичном атомов углерода, разделив количество продукта на
соответствующее число атомов водорода:
Vперв = 60%/9Н = 6.67%, Vтрет = 40%/1Н = 40%.
Отсюда можно определить во сколько раз скорость замещения атома водорода на хлор при
третичном углеродном атоме больше, чем при первичном: Vтрет/ Vперв = 40/6.67 = 6.0
При хлорировании 2-метилпентана образуются пять монохлорпроизводных: 2-
метил-2-хлорпентан (продукт замещения у третичного атома углерода), два продукта
замещения у вторичного атома углерода - 2-метил-3-хлорпентан и - 2-метил-4-хлорпентан
и два продукта замещения у вторичного атома углерода -2-метил-1-хлорпентан и 4-метил-
1-хлорпентан .
 Cl2
(CH3)2CHСН2CH2CH3 → (CH3)2CClСН2CH2CH3 + (CH3)2CHСНClCH2CH3 +
 2-метил-2-хлорпентан 2-метил-3-хлорпентан
 (CH3)2CHСН2CHClCH3 + ClCH2CH(СН3)СН2CH2CH3 + (CH3)2CHСН2CH2CH2Cl
 2-метил-4-хлорпентан 2-метил-1-хлорпентан 4-метил-1-хлорпентан
Молекула 2-метилпентана содержит один атом Н при третичном углероде, четыре
атома Н при вторичном углероде и девять атомов Н при первичных атомах углерода.
Примем за единицу скорость замещения у первичного атома углерода, тогда скорость
замещения у вторичного атома углерода равна 4.5, а скорость замещения у третичного
атома углерода равна 6.
9 первичных атомов Н × 1 = 9 (относительное количество продуктов замещения у
первичных атомов С. Две группы СН3, связанные с СН-группой и одна группа СН3,
связанная с СН2-группой).
4 вторичных атома Н × 4.5 = 18 (относительное количество продукта замещения у
вторичного атома С. Две группы СН2).
1 третичный атом Н × 6 = 6 (относительное количество продукта замещения у третичного
атома С).
Тогда, доля 2-метил-2-хлорпентана равна 6/33 = 0.1818 (18.18%). На 2-метил-3-
хлорпентан и 2-метил-4-хлорпентан приходится 18/33 = 0.5455 (54.55%).Поскольку эти
продукты должны образовываться в равных количествах, доля каждого составляет 27.27%.
На 2-метил-1-хлорпентан и 4-метил-1-хлорпентан приходится вместе 27.27%.
Следовательно, доля 2-метил-1-хлорпентана 18.18%, доля 4-метил-1-хлорпентана – 9.09%.
Ответ: 2-метил-2-хлорпентана 18.18%, 2-метил-3-хлорпентан 27.27%, 2-метил-4-
хлорпентан 27.27%, 2-метил-1-хлорпентана 18.18%, 4-метил-1-хлорпентана 9.09%.
8.4. При хлорировании пропана на свету при 25оС получена смесь монохлорпроизводных,
содержащая 40% 1-хлорпропана и 60% 2-хлорпропана. При хлорировании изобутана в тех
же условиях получена смесь монохлорпроизводных, содержащая 60% 2-метил-1-
хлорпропана и 40% 2-метил-2-хлорпропана. Сколько (в %) и каких монохлопроизводных
может содержать смесь, полученная при хлорировании 2,4-диметилпентана на свету при
25оС? Ответ подтвердите расчетом. (15 баллов)
Решение.
 Cl2
CH3CH2CH3 → ClCH2CH2CH3 + CH3CHClCH3
 40% 60%
Можно вычислить относительную скорость замещения атомов водорода при
первичном и вторичном атомов углерода, разделив количество продукта на
соответствующее число атомов водорода:
Vперв = 40%/6Н = 6.67%, Vвтор = 60%/2Н = 30%.
Отсюда можно определить во сколько раз скорость замещения атома водорода на хлор при
вторичном углеродном атоме больше, чем при первичном: Vвтор/ Vперв = 30/6.67 = 4.5
 Cl2
(CH3)2CHCH3 → ClCH2CH(CH3)2 + CH3CCl(CH3)2
 60% 40%
Аналогично можно вычислить относительную скорость замещения атомов
водорода при первичном и третичном атомов углерода, разделив количество продукта на
соответствующее число атомов водорода:
Vперв = 60%/9Н = 6.67%, Vтрет = 40%/1Н = 40%.
Отсюда можно определить во сколько раз скорость замещения атома водорода на хлор при
третичном углеродном атоме больше, чем при первичном: Vтрет/ Vперв = 40/6.67 = 6.0
При хлорировании 2,4-диметилпентана образуются три монохлорпроизводных: 2,4-
диметил-2-хлорпентан (продукт замещения у третичного атома углерода), 2,4-диметил-3-
хлорпентан (продукт замещения у вторичного атома углерода и -2,4-диметил-1-хлорпентан
(продукт замещения у первичного атома углерода).
 Cl2
(CH3)2CHСН2CH(CH3)2 → (CH3)2CClСН2CH(CH3)2 + (CH3)2CHСНClCH(CH3)2 +
 2,4-диметил-2-хлорпентан 2,4-диметил-3-хлорпентан
 ClCH2CH(СН3)СН2CH(CH3)2
 2,4-диметил-1-хлорпентан
Молекула 2,4-диметилпентана содержит два атома Н при третичном углероде, два
атома Н при вторичном углероде и двенадцать атомов Н при первичных атомах углерода.
Примем за единицу скорость замещения у первичного атома углерода, тогда скорость
замещения у вторичного атома углерода равна 4.5, а скорость замещения у третичного
атома углерода равна 6.
12 первичных атомов Н × 1 = 12 (относительное количество продуктов замещения у
первичных атомов С).
2 вторичных атома Н × 4.5 = 9 (относительное количество продукта замещения у
вторичного атома С).
2 третичных атома Н × 6 = 12 (относительное количество продукта замещения у
третичного атома С).
Тогда, доля 2,4-диметил-2-хлорпентана равна 12/33 = 0.3636 (36.36%). На 2,4-
диметил-3-хлорпентан приходится 9/33 = 0.2727 (27.27%). Доля 2,4-диметил-1-
хлорпентана составляет 36.36%.
Ответ: 2,4-диметил-2-хлорпентана 36.36%, 2,4-диметил-3-хлорпентана 27.27%, 2,4-
диметил-1-хлорпентана 36.36%.
Задание №9
9.1. Сульфид черного цвета (4.8 г) подвергли окислительному обжигу в атмосфере
кислорода и получили твердое вещество черного цвета (4 г), которое растворяется в
соляной кислоте с образованием голубого раствора. Если к полученному раствору
добавить гидроксида натрия, то образуется сине-голубой осадок, который растворяется в
этиленгликоле с образованием синего раствора. Определите все описанные соединения и
напишите все реакции. Свои выводы подтвердите расчетами. (15 баллов)
Решение.
Из качественного описания понятно, что исходный сульфид – сульфид меди. Необходимо
только определить CuS или Сu2S.
2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2
Cu2S + 2O2 = 2CuO + SO2
n(CuO) = 4/80 = 0.05 моль
Если это CuS, то его масса должна быть 0.05∙96 = 4.8 г, что совпадает с условием.
2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl
H C2
H2C OH
O
Cu
CH2
O CH2
HO
Cu(OH)
2
CH2
OH
H2C
OH
+ 2 + 2 H2O
9.2. Сульфид черного цвета (37.2 г) подвергли окислительному обжигу в атмосфере
воздуха. В результате получено 32.4 г твердого вещества серого цвета. Полученное
вещество растворяется в концентрированной азотной кислоте с образованием бесцветного
раствора. Добавление раствора гидроксида натрия к полученному раствору приводит к
образованию черно-коричневого осадка, который растворяется в растворе аммиака.
Добавление к аммиачному раствору уксусного альдегида приводит к образованию
простого вещества в виде серого осадка или в виде зеркального налета. Определите все
описанные соединения и напишите все реакции. Свои выводы подтвердите расчетами.
(15 баллов)
Решение.
Из качественного описания понятно, что исходный сульфид – сульфид серебра.
Ag2S + O2 = 2Ag + SO2
Подтвердим предположение расчетом:
n(Ag) =32.4/108 = 0.3 моль
m(Ag2S) = 0.3∙248/2=37.2 г
Ag2S + O2 = 2Ag + SO2
Ag + 2HNO3(конц) = AgNO3 + NO2 + H2O
2AgNO3 + 2NaOH = Ag2O + 2NaNO3 + H2O
Ag2O + 4NH3∙H2O = 2[Ag(NH3)2](OH) + 3H2O
2[Ag(NH3)2]OH + CH3CHO = 2Ag + CH3COONH4 + 3NH3 + H2O
9.3. Твердое вещество с золотистым блеском (12 г) подвергли окислительному обжигу в
атмосфере кислорода. В результате было получено вещество красно-коричневого цвета
(8 г), которое хорошо растворяется в серной кислоте. Если к полученному раствору
добавить желтую кровяную соль, то образуется раствор интенсивно-синего цвета. Если к
сернокислому раствору добавить гидроксид натрия, то это приведет к образованию осадка
бурого цвета. Определите все описанные соединения и напишите все реакции. Свои
выводы подтвердите расчетами. (15 баллов)
Решение.
Из качественного описания понятно, что это сульфид железа. Необходимо при помощи
расчетов определить – какой именно сульфид FeS или FeS2.
4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 + 4SO2
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
Количество оксида железа(III) 8/160=0.05 моль
Масса FeS 0.05∙2∙88=8.8 г – не подходит, масса FeS2 0.05∙2∙120=12 г, что совпадает с
условием.
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
Fe2(SO4)3 + 2K4[Fe(CN)6] = 2KFe[Fe(CN)6] + 3K2SO4
Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4
9.4. Сульфид черного цвета (16 г) подвергли окислительному обжигу в атмосфере
кислорода. В результате было получено твердое вещество черного цвета (16 г), хорошо
растворимое в серной кислоте. Если к полученному голубому сернокислому раствору
добавить гидроксид натрия и уксусный альдегид, то наблюдается образование осадка
кирпичного цвета. Если к сернокислому раствору добавить избыток раствора аммиака, то
раствор окрашивается в ярко-синий цвет. Определите все описанные соединения и
напишите все реакции. Свои выводы подтвердите расчетами. (15 баллов)
Решение.
Из качественного описания понятно, что это сульфид меди. Остается расчетом определить
какой это сульфид CuS или Cu2S.
2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2
Cu2S + 2O2 = 2CuO + SO2
n(CuO) = 16/80 = 0.2 моль
Если это CuS, то его масса должна быть 0.2∙96 = 19.2 г, что не совпадает с условием. Если
это Cu2S, то его масса должна быть 0.2∙160/2=16 г, что совпадает с условием.
Cu2S + 2O2 = 2CuO + SO2
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
2CuSO4 + 5NaOH + CH3CHO = CH3COONa + Cu2O + 2Na2SO4 + 3H2O
CuSO4 + 6NH3∙H2O = [Cu(NH3)4](OH)2 + (NH4)2SO4 + 4H2O
Задание №10
10.1. В смеси двух ближайших гомологов, относящихся к гомологическому ряду
насыщенных карбоновых кислот с гидроксильной группой на конце цепи, массовая доля
кислорода равна 50%. Какие кислоты и в каком количестве (в мольных процентах)
находятся в смеси? Какие вещества и в каком количестве образуются при нагревании
16.8 г смеси до 150оС? Напишите уравнения протекающих реакций. (16 баллов)
Решение.
CnH2nO3 – первый гомолог, Cn+1H2n+2O3 – второй гомолог.
48/(14n + 48) > 0.5, 48/(14n + 62) < 0.5, 3.43 > n > 2.43, n = 3.
Первый гомолог – 3-гидроксипропионовая кислота (HO(CH2)2COOH), второй гомолог - 4-
гидроксибутановая кислота (HO(CH2)3COOH).
Пусть ν1 = x моль, ν2 = y моль.
Тогда 48(x+y)/(90x + 104y) = 0.5. y = 0.75x.
Если х = 1 моль, то y = 0.75 моль.
φ1 = 1/1.75 = 0.5714 (57.14%), φ2 = 42.86%.
 16,8 = 90x + 104y
 y = 0.75x
x = 0.1 моль, y = 0.075 моль
При нагревании 3-гидроксипропионовой кислоты образуются акриловая кислота и вода.
При нагревании 4-гидроксибутановой кислоты в результате дегидратации образуется
циклический эфир - γ-бутиролактон.
νС3Н4О2 = 0.1 моль, mС3Н4О2 = 7.2 г.
νС4Н6О2 = 0.075 моль, mС4Н6О2 = 6.45 г.
νH2O = 0.175 моль, mH2O = 3.15 г.
Ответ: 57.14% HO(CH2)2COOH, 42.86% HO(CH2)3COOH, 7.2 г С3Н4О2, 6.45 г С4Н6О2,
3.15 г H2O.
10.2. В смеси двух ближайших гомологов, относящихся к гомологическому ряду
насыщенных карбоновых кислот с гидроксильной группой на конце цепи, массовая доля
кислорода равна 45%. Какие кислоты и в каком количестве (в мольных процентах)
находятся в смеси? Какие вещества и в каком количестве образуются при нагревании 5.6 г
смеси до 150оС? Напишите уравнения протекающих реакций. (16 баллов)
Решение.
CnH2nO3 – первый гомолог, Cn+1H2n+2O3 – второй гомолог.
48/(14n + 48) > 0.45, 48/(14n + 62) < 0.45, 4.19 > n > 3.19, n = 4.
Первый гомолог – 4-гидроксибутановая кислота (HO(CH2)3COOH), второй гомолог – 5-
гидроксипентановая кислота (HO(CH2)4COOH).
Пусть ν1 = x моль, ν2 = y моль.
Тогда 48(x+y)/(104x + 118y) = 0.45. x = 4.25 y.
Если y = 1 моль, то x = 4.25 моль.
φ1 = 4.25/5.25 = 0.8095 (80.95%), φ2 = 19.05%.
5.6 = 104x + 118y
x = 4.25 y
y = 0.01 моль, x = 0.0425 моль
При нагревании 4-гидроксибутановой и 5-гидроксипентановой кислот в результате
дегидратации образуется циклические эфиры - γ-бутиролактон и δ-валеролактон.
νH2O = 0.0525 моль, mH2O = 0.945 г.
νС4Н6О2 = 0.425 моль, mС4Н6О2 = 3.655 г.
νС5Н8О2 = 0.01 моль, mС5Н8О2 = 1.0 г.
Ответ: 80.95% HO(CH2)3COOH, 19.05% HO(CH2)4COOH, 1.0 г С5Н8О2, 3.655 г С4Н6О2
0.945 г H2O.
10.3. В смеси двух ближайших гомологов, относящихся к гомологическому ряду
насыщенных неразветвленных дикарбоновых кислот, массовая доля кислорода равна 60%.
Какие кислоты и в каком количестве (в мольных процентах) находятся в смеси? Какие
вещества и в каком количестве образуются при нагревании до 250оС 56 г смеси? Напишите
уравнения протекающих реакций. (16 баллов)
Решение.
CnH2n-2O4 – первый гомолог, Cn+1H2nO4 – второй гомолог.
64/(14n + 62) > 0.6, 64/(14n + 76) < 0.6, 3.19 > n > 2.19, n = 3.
Первый гомолог – малоновая кислота (HOOCCH2COOH), второй гомолог – янтарная
кислота (HOOC(CH2)2COOH).
Пусть ν1 = x моль, ν2 = y моль.
Тогда 64(x+y)/(104x + 118y) = 0.6. x = 4.25y.
Если y = 1 моль, то x = 4.25 моль.
φ1 = 4.25/5.25 = 0.8095 (80.95%), φ2 = 19.05%.
 56 = 104x + 118y
 x = 4.25 y
y = 0.1 моль, x = 0.425 моль
При нагревании малоновой кислоты в результате декарбоксилирования образуется
уксусная кислота. При нагревании янтарной кислоты образуются циклический ангидрид и
вода.
νСН3СООН= 0.425 моль, mСН3СООН = 25.5 г.
νС4Н4О3 = 0.1 моль, mС4Н4О3 = 10.0 г.
νCO2 = 0.425 моль, mCO2 = 18.7 г.
νH2O = 0.1 моль, mH2O = 1.8 г.
Ответ: 80.95% HOOCCH2COOH, 19.05% HOOC(CH2)2COOH, 25.5 г СН3СООН, 10.0 г
С4Н4О3, 18.7 г CO2, 1.8 г H2O.
10.4. В смеси двух ближайших гомологов, относящихся к гомологическому ряду
насыщенных неразветвленных дикарбоновых кислот, массовая доля кислорода равна 50%.
Какие кислоты и в каком количестве (в мольных процентах) находятся в смеси? Какие
вещества и в каком количестве образуются при нагревании до 250оС 44.8 г смеси?
Напишите уравнения протекающих реакций. (16 баллов)
Решение.
CnH2n-2O4 – первый гомолог, Cn+1H2nO4 – второй гомолог.
64/(14n + 62) > 0.5, 64/(14n + 76) < 0.5, 4.71 > n > 3.71, n = 4.
Первый гомолог – янтарная кислота (HOOC(CH2)2COOH), второй гомолог - глутаровая
кислота (HOOC(CH2)3COOH).
Пусть ν1 = x моль, ν2 = y моль.
Тогда 64(x+y)/(104x + 118y) = 0.5. y = 2.5x.
Если x = 1 моль, то y = 2.5 моль.
φ1 = 1/3.5 = 0.2857 (28.57%), φ2 = 71.43%.
 4.8 = 118x + 132y
 y = 2.5x
x = 0.1 моль, y = 0.25 моль
При нагревании янтарной и глутаровой кислот образуются циклические ангидриды и вода.
νС4Н4О3 = 0.1 моль, mС4Н4О3 = 10.0 г.
νС5Н6О3 = 0.25 моль, mС5Н6О3 = 28.5 г.
νH2O = 0.35 моль, mH2O = 6.3 г.
Ответ: 28.57% HOOC(CH2)2COOH, 71.43% HOOC(CH2)3COOH, 10.0 г С4Н4О3,
28.5 г С5Н6О3, 6.3 г H2O.


Категория: Химия | Добавил: Админ (27.11.2016)
Просмотров: | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar