Авторы задач – Злотников Э.Г. (№№ 1 – 3, 5), Кузнецов Н.А. (№ 2), Пошехонов И.С. (№ 4)

 

I вариант

 

1. К 250 мл дистиллированной воды прибавили 10 мл 65%-ного раствора азотной кислоты с плотностью 1.39 г/мл.

1) Какова массовая доля кислоты в полученном растворе?

2) Какое количество вещества ионов водорода содержится в 1 литре этого раствора? Плотность конечного раствора равна 1.02 г/мл.

Приведите соответствующие расчёты.

2. Ниже приведены продукты реакций без стехиометрических коэффициентов:

1) _____ + _____ → HI + H₃PO₃ (реакция без изменения степеней окисления)

2) _____ + _____ → CO₂ + NO₂ + H₂O (окислительно-восстановительная реакция)

3) _____ + _____ → Na₂CO₃ + O₂

4) ______ → MgO + NO₂ + O₂

5) _____ + _____ → NaF + HF

Какие вещества вступили в реакцию? Заполните пропуски (одна горизонтальная черта обозначает одно вещество) и напишите уравнения реакций, укажите условия их протекания.

3. Рассчитайте тепловой эффект реакции нейтрализации иодоводородной кислоты гидроксидом калия (в кДж/моль), если известно, что при сливании 160 мл 2.0 М раствора указанной кислоты и 12.94 мл 10%-ного раствора гидроксида калия (плотность раствора 1.082 г/мл) выделилось 1.4 кДж теплоты.

4. На схеме представлены превращения веществ, содержащих один и тот же элемент:

Этот элемент образует простое вещество X серебристо-белого цвета. Расшифруйте все вещества, представленные на схеме, если известно, что массовая доля брома в соединении C равна 67.2 %. Напишите уравнения реакций для соответствующих переходов. При необходимости указывайте условия проведения реакций. При наличии нескольких возможных вариантов соединения приведите один из них.

5. При реакции с водой смеси нитрида кальция и гидрида магния выделился газ с относительной плотностью по воздуху 0.457. Считая, что исходные вещества прореагировали без остатка, определите массовые доли компонентов в исходной смеси. Растворимостью газов в воде пренебречь.

 

II вариант

1. К 500 мл дистиллированной воды прибавили 50 мл 35%-ного раствора гидроксида натрия с плотностью 1.38 г/мл.

1) Какова массовая доля гидроксида натрия в полученном растворе?

2) Какое количество вещества гидроксид-ионов содержится в 1 литре этого раствора? Плотность конечного раствора равна 1.04 г/мл.

Приведите соответствующие расчёты.

2. Ниже приведены продукты реакций без стехиометрических коэффициентов:

1) _____ + _____ → HCl + H₃PO₄ (реакция без изменения степеней окисления)

2) _____ + _____ → SO₂ + NO₂ + H₂O (окислительно-восстановительная реакция)

3) _____ + _____ → K₂CO₃ + O₂

4) _____ → Ag + NO₂ + O₂

5) _____ + _____ → LiCl + HCl

Какие вещества вступили в реакцию? Заполните пропуски (одна горизонтальная черта обозначает одно вещество) и напишите уравнения реакций, укажите условия их протекания.

3. Рассчитайте тепловой эффект реакции нейтрализации бромоводородной кислоты гидроксидом калия (в кДж/моль), если известно, что при сливании 25 мл 0.6 М раствора гидроксида калия и 16.2 мл 6%-ного раствора указанной кислоты (плотность раствора 1.042 г/мл) выделилось 0.7 кДж теплоты.

4. На схеме представлены превращения веществ, содержащих один и тот же элемент:

Этот элемент образует простое вещество X серебристо-белого цвета. Расшифруйте все вещества, представленные на схеме, если известно, что массовая доля брома в соединении D равна 53.9 %. Напишите уравнения реакций для соответствующих переходов. При необходимости указывайте условия проведения реакций. При наличии нескольких возможных вариантов соединения приведите один из них.

5. При реакции с водой смеси нитрида магния и гидрида кальция выделился газ с относительной плотностью по воздуху 0.121. Считая, что исходные вещества прореагировали без остатка, определите массовые доли компонентов в исходной смеси. Растворимостью газов в воде пренебречь.

 

Класс

Авторы задач – Коронатов А.Н. (№№ 1, 3), Мерещенко А.С. (№ 2),
Севастьянова Т.Н. (№ 4), Кузнецов Н.А. (№ 5), Филиппов И.П. (№ 6)

I вариант

1. К 100 мл раствора едкого натра с концентрацией 0.4 моль/л добавили навеску пищевой соды, содержащую 2.71∙10²² атомов кислорода. Рассчитайте массовые доли всех веществ в полученном растворе, если известно, что плотность исходного раствора едкого натра равна 1016 кг/м³.

2. При пропускании электрического тока в течение некоторого времени через водный раствор хлорида натрия (масса растворенного хлорида натрия равна 100 г) выделилось 200 мл газа (н.у.). Какой объём газа выделится, если заменить хлорид натрия на хлорид меди (II) такой же массы и провести электролиз при той же силе тока и времени пропускания? Каков в этом случае состав газа? Приведите уравнения упомянутых реакций.

3. В воде растворили навеску купороса X массой 5 г. К полученному раствору добавили карбонат натрия до полного прекращения реакции, при этом объем выделившегося газа составил 240 мл (20 °C, 1 атм), а массовая доля водорода в осадке составила 0.90%. Определите состав купороса Х и напишите уравнение упомянутой реакции, если известно, что использованный купорос X является кристаллогидратом, содержащим пять молекул воды. Ответ подтвердите расчетом. Как называется минерал, имеющий тот же состав, что и осадок?

4. Растворение железа в серной кислоте при 20 °С заканчивается через 20 минут, а при 30 °С такой же образец металла растворяется за 6 минут. Запишите химическое уравнение протекающей реакции. Во сколько раз обычно изменяется скорость химической реакции при изменении температуры на 10 °С? На основании имеющихся данных рассчитайте:

1) Во сколько раз быстрее железо растворяется при 30 °С, чем при 20 °С;

2) За какое время данный образец железа растворится при 50 °С.

5. Вещество X является хлорпроизводным алкана и содержит 72.2% хлора по массе. В промышленности X получают следующим образом: сначала ненасыщенный углеводород А реагирует с хлором при 500 °С с образованием вещества В, а затем вещество В обрабатывают раствором хлора в тетрахлорметане. Известно, что A, B и X содержат одинаковое число атомов углерода.

1) Выведите молекулярную формулу вещества X и приведите Ваши расчёты.

2) Приведите структурные формулы веществ А, B, X и укажите названия соединений.

4) Составьте уравнения описанных в условии реакций. Используйте структурные формулы органических веществ.

6. Смесь углеводородов А и В, являющихся изомерами положения кратной связи, обработали HBr, при этом получили единственное бромпроизводное С. Обработка соединения С спиртовым раствором щёлочи приводит к образованию углеводорода А. При обработке исходной смеси углеводородов HBr в присутствии перекиси образуется смесь бромалканов D и Е соответственно, которые реагируют со спиртовым раствором щёлочи с образованием смеси углеводородов А и В. Известно, что при сжигании 11.2 л углеводорода А образуется 67.2 л СО₂ (н.у.) и 54 г воды. Приведите структурные формулы соединений A – E, назовите их по номенклатуре ИЮПАК.

 

II вариант

1. К 100 мл раствора едкого натра концентрацией 0.2 моль/л добавили навеску пищевой соды, содержащую 5.42 ∙ 10²² атомов кислорода. Рассчитайте массовые доли всех веществ в полученном растворе, если известно, что плотность исходного раствора едкого натра равна 1007 кг/м³.

2. При пропускании электрического тока в течение некоторого времени через водный раствор хлорида натрия (масса растворенного хлорида натрия равна 50 г) выделилось 300 мл газа (н.у.). Какой объём газа выделится, если заменить хлорид натрия на сульфат натрия такой же массы и провести электролиз при той же силе тока и времени пропускания? Каков в этом случае состав газа? Приведите уравнения упомянутых реакций.

3. В воде растворили навеску купороса Y массой 4 г. К полученному раствору добавили карбонат натрия до полного прекращения реакции, при этом объем выделившегося газа составил 185 мл (10 °C, 1 атм), а массовая доля водорода в осадке составила 0.90%. Определите состав купороса Y и напишите уравнение упомянутой реакции, если известно, что использованный купорос Y является кристаллогидратом, содержащим пять молекул воды. Ответ подтвердите расчетом. Как называется минерал, имеющий тот же состав, что и осадок?

4. Растворение железа в соляной кислоте при 30 ^оС заканчивается через 12 минут, а при 40 ^оС такой же образец металла растворяется за 5 минут. Запишите химическое уравнение протекающей реакции. Во сколько раз обычно изменяется скорость химической реакции при изменении температуры на 10 ^оС? На основании имеющихся данных рассчитайте:

1) Во сколько раз быстрее железо растворяется при 40 °С, чем при 30 °С;

2) За какое время данный образец железа растворится при 10 ^оС.

5. Вещество X является хлорпроизводным алкана и содержит 65.94% хлора по массе. В промышленности X получают следующим образом: сначала ненасыщенный разветвлённый углеводород А реагирует с хлором при 500 °С с образованием вещества В, а затем вещество В обрабатывают раствором хлора в тетрахлорметане. Известно, что A, B и X содержат одинаковое число атомов углерода.

1) Выведите молекулярную формулу вещества X и приведите Ваши расчёты.

2) Приведите структурные формулы веществ А, B, X и укажите названия соединений.

3) Составьте уравнения описанных в условии реакций. Используйте структурные формулы органических веществ.

6. Смесь углеводородов А и В, являющихся изомерами положения кратной связи, обработали HBr, при этом получили смесь бромпроизводных С и D. Обработка соединений С и D спиртовым раствором щёлочи приводит к образованию углеводорода А. При обработке исходной смеси углеводородов HBr в присутствии перекиси образуется смесь бромалканов С и Е, которые реагируют со спиртовым раствором щёлочи с образованием смеси углеводородов А и В. Известно, что при сжигании 11.2 л углеводорода В образуется 67.2 л СО₂ (н.у.) и 54 г воды. Приведите структурные формулы соединений A – E, назовите их по номенклатуре ИЮПАК.

 

Класс

Авторы задач – Скрипкин М.Ю. (№№ 1, 2), Мосягин И.П. (№ 3),
Кузнецов Н.А. (№ 4), Ростовский Н.В. (№ 5), Пошехонов И.С. (№ 6)

I вариант

1. В трех плотно закрытых емкостях без надписей находятся смеси следующих бесцветных твердых веществ (в каждой емкости по одной смеси):

a) нитрат калия и гидрокарбонат натрия;

b) карбонат натрия и сульфат алюминия;

c) оксид фосфора (V) и карбонат калия.

Предложите, как с помощью только одного реактива идентифицировать содержимое всех стаканчиков. Напишите уравнения соответствующих реакций и укажите их наблюдаемые признаки.

2. При прокаливании 5.00 г нитрата некоторого металла получилось 2.15 г твердого остатка и выделился газ с относительной плотностью по воздуху 1.52, а при прокаливании кристаллогидрата того же нитрата металла – газовая смесь, имеющая относительную плотность по воздуху 0.87. Считая, что при прокаливании нитраты разлагаются полностью, определите состав кристаллогидрата и запишите уравнения упомянутых в задаче реакций. Приведите Ваши расчёты.

3. Полимер X широко применяется в науке и технике, а также при изготовлении посуды и создании имплантатов. Его молекулы состоят только из двух элементов: углерода и Z. Ниже представлена схема получения X. Вещества В и С являются устойчивыми газообразными веществами. Известно, что массовая доля элемента Y в соединении A равна 89.1%. Расшифруйте все неизвестные вещества на схеме и назовите полимер X.

4. Некоторую соль одноосновной карбоновой кислоты массой 459.25 г растворили в воде и полученный раствор подвергли электролизу. В результате на катоде выделился единственный продукт – металл, а на охлаждаемом аноде – смесь газов объёмом 92.4 л и плотностью 1.756 г/л (н.у.), включающая только одно органическое вещество. Определите формулу соли (ответ подтвердите расчётами), а также приведите уравнение протекавшей реакции.

5. Ароматический углеводород Х (ω(С) = 89.5%) массой 10.0 г окислили при нагревании избытком подкисленного раствора перманганата калия. При этом выделилось 3.7 л газа (25 °C, 750 мм. рт. ст.). Углеводород Х не реагирует с бромом в темноте, а при его обработке нитрующей смесью образуется только одно мононитропроизводное. Определите строение углеводорода Х и напишите уравнения упомянутых реакций.

6. Альдегиды обратимо взаимодействуют со спиртами с образованием полуацеталей и ацеталей:

При образовании циклических ацеталей равновесие легко удается сместить вправо. Так, для получения соединения X бут-3-еналь прокипятили с этиленгликолем в кислой среде. Продукт реакции (ω(О) = 28%) окислили водным раствором перманганата калия при 0 °C, после чего провели кислый гидролиз.

1) Изобразите структурные формулы веществ, образующихся в результате последовательных превращений при получении соединения X.

2) Можно ли получить соединение X путем прямого взаимодействия бут-3-еналя с водным раствором перманганата калия? Ваш ответ поясните. Запишите уравнение соответствующей реакции.

3) Какие факторы, помимо образования устойчивых пяти- и шестичленных циклов, будут способствовать смещению равновесия в сторону образования ацеталя?

 

II вариант

1. В трех стаканчиках без надписей находятся смеси следующих бесцветных твердых веществ (в каждой емкости по одной смеси):

a) нитрат аммония и хлорид натрия;

b) сульфид натрия и хлорид алюминия;

c) гидроксид натрия и хлорид аммония.

Предложите, как с помощью только одного реактива идентифицировать содержимое всех стаканчиков. Напишите уравнения соответствующих реакций и укажите их наблюдаемые признаки.

2. При прокаливании 3.00 г нитрата некоторого металла получилось 1.46 г твердого остатка и выделился газ с относительной плотностью по воздуху 1.59, а при прокаливании кристаллогидрата того же нитрата металла – газовая смесь, имеющая относительную плотность по воздуху 0.94. Считая, что при прокаливании нитраты разлагаются полностью, определите состав кристаллогидрата и запишите уравнения упомянутых в задаче реакций. Приведите Ваши расчёты.

3. Полимер X широко используется в технике, в качестве изолятора и для изготовления труб. Ниже представлена схема получения X. Вещество A также является исходным для синтеза самого распространенного синтетического полимера в мире. Вещества В и С содержат элемент Y, причем массовая доля этого элемента в соединении B равна 71.7%. Расшифруйте все неизвестные вещества на схеме и назовите полимер X.

4. Некоторую соль одноосновной карбоновой кислоты массой 367.5 г растворили в воде и полученный раствор подвергли электролизу. В результате на катоде выделился единственный продукт – металл, а на охлаждаемом аноде – смесь газов объёмом 117.6 л и плотностью 2.173 г/л (н.у.), включающая только одно органическое вещество. Определите формулу соли (ответ подтвердите расчётами), а также приведите уравнение протекавшей реакции.

5. Ароматический углеводород Y (ω(С) = 88.8%) массой 9.1 г окислили при нагревании избытком подкисленного раствора перманганата калия. При этом выделилось 4.2 л газа (20 °C, 730 мм. рт. ст.). Углеводород Y не реагирует с бромом в темноте, а при его обработке нитрующей смесью образуется только одно мононитропроизводное. Определите строение углеводорода Y и напишите уравнения упомянутых реакций.

6. Альдегиды обратимо взаимодействуют со спиртами с образованием полуацеталей и ацеталей:

При образовании циклических ацеталей равновесие легко удается сместить вправо. Так, для получения соединения X пент-3-еналь прокипятили с этиленгликолем в кислой среде. Продукт реакции (ω(О) = 25%) окислили водным раствором перманганата калия при 0 °C, после чего провели кислый гидролиз.

1) Изобразите структурные формулы веществ, образующихся в результате последовательных превращений при получении соединения X.

2) Можно ли получить соединение X путем прямого взаимодействия пент-3-еналя с водным раствором перманганата калия? Ваш ответ поясните. Запишите уравнение соответствующей реакции.

3) Какие факторы, помимо образования устойчивых пяти- и шестичленных циклов, будут способствовать смещению равновесия в сторону образования ацеталя?