Задача 11-5 (автор – Ерёмин В. В.)

1.

2. При нагревании константа равновесия уменьшается, то есть равновесие смещается в сторону реагентов. Согласно принципу Ле Шателье это означает, что реакция идёт с выделением теплоты.

3. Пусть в реакцию вступило a моль N₂, тогда прореагировало 3 a моль H₂ и образовалось 2 a моль NH₃. Общее количество вещества после реакции: n(N₂) + n(H₂) + n(NH₃) = (1– a) + (3–3 a) + 2 a = 4 – 2 a.

.

 

.

 

.

 

a = 0,34.

 

n(NH₃) = 2 × 0,34 = 0,68 моль.

4. Рассчитаем мольные доли веществ после добавления азота и составим из них величину Q, по форме аналогичную константе равновесия:

 

.

 

.

Это значение превышает значение константы равновесия:

.

 

Это означает, что продукта реакции больше, чем необходимо в равновесной смеси, следовательно, для достижения равновесия должна пойти обратная реакция. Таким образом, в данном случае добавление реагента приводит к смещению равновесия влево.

Комментарий: Это противоречит традиционной формулировке принципа Ле Шателье (но не самому принципу!). Кажущееся противоречие объясняется тем, что количество азота в исходной смеси сильно превышает стехиометрическое, поэтому дальнейшее добавление азота термодинамически невыгодно.

Система оценивания

1. За правильное выражение для константы равновесия                          2 балла

2. 2 балла за правильный ответ (выделение теплоты), 2 балла за объяснение  4 балла

3. За правильный расчёт числа молей                                                          6 баллов

4. 2 балла за правильный ответ (равновесие сместится влево),
6 баллов за объяснение с расчётом (4 балла за объяснение без расчёта) 8 баллов

ИТОГО                                                                                                                20 баллов

 

Школьный этап 11 класс

 

Тест

1. Цис-бутен-2 и транс-бутен-2 отличаются друг от друга

1) составом

2) углеродным скелетом

3) положением двойной связи в молекуле

4) относительным расположением атомов в пространстве

2. Белый осадок образуется при взаимодействии бромной воды с

1) ацетоном

2) толуолом

3) этанолом

4) фенолом

3. Верны ли следующие утверждения о свойствах спиртов?

А. Низшие спирты неограниченно смешиваются с водой.

Б. Спирты реагируют с карбоновыми кислотами, образуя сложные

эфиры.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба утверждения

4) оба утверждения неверны

4. В схеме превращений

C₂H₂ → CH₃CHO → CH₃COOH

реагентами «X» и «Y» являются соответственно

1) KOH и O₂

2) CuO и Ag₂O(NH₃)

3) O₂ и Cu(OH)₂

4) H₂O(Hg²⁺) и Cu(OH₎₂

5. Полимер, имеющий формулу получают из
1) толуола
2) фенола
3) пропилбензола
4) стирола

6. Реакция замещения в бензольном ядре происходит при взаимодействии фенола с

1) водородом

2) натрием

3) бромом

4) гидроксидом калия

7. К парниковым газам относится

1) водород

2) хлороводород

3) азот

4) углекислый газ

Задачи

1.При сгорании вторичного амина симметричного строения образовалось 44,8 л углекислого газа, 5,6 л азота (при н.у.) и 49,5 г воды. Определите молекулярную формулу амина. (5 балла)

2. Космический корабль потерпел аварию и совершил посадку на неизвестную планету. Командир корабля поручил одному из космонавтов определить состав атмосферы. В распоряжении космонавта оказались лишь яблоко, малахитовая шкатулка, известковая вода. Он установил, что разрезанное яблоко не изменяется в атмосфере планеты, известковая вода не мутнеет, а при нагревании малахита образуется красный порошок. К какому выводу пришел космонавт и почему. (5 баллов)

3. В результате полной дегидратации предельного одноатомного спирта массой 11,1 г образовался углеводород объемом 3,36 л (в пересчете на н.у.). Установите молекулярную формулу спирта. (3балла)

4.Предельный углеводород массой 0.75 г подвергли полному бромированию, полученный при этой реакции бромоводород пропустили через раствор нитрата серебра. Выпавший осадок отфильтровали, высушили и прокалили до постоянной массы, которая составила 16.2 г. Определите исходный углеводород(4 балла)

5. Напишите уравнения реакций, позволяющих выполнить следующие превращения:

СH₄ → A → C₂H₆ → C₂H₄ → B → CH₂=CH-CH=CH₂ (5 баллов)

Кроссворд

Разгадайте кроссворд, определите выделенное ключевое слово

1. Наука о веществах, их свойствах, превращениях.

2. Углеводороды с двумя двойными связями.

3. Углеводороды с замкнутыми циклами.

4. Вещества, в состав которых входят атомы «С» и «Н».

5. Вещества, содержащие группу «- СООН».

6. Углеводороды с одной двойной связью в молекуле.

7. При взаимодействии аминокислот образуются…..

8. Вещества, содержащие группу «- ОН».

9. Производные аммиака, в молекулах которых атом(ы) «Н» заменены на радикалы.

10. Вещества с одинаковым составом, но разным расположением атомов в молекуле.

11. Вещества, способные вступать в реакцию гидролиза.

12. Органические вещества с функциональной группой «- СОН».

13. (13 баллов)

14.

15.

16.

 

 

1. К 20 г смеси карбоната кальция и гидрокарбоната калия прибавлен избыток соляной кислоты. Выделившийся при этом газ пропущен через избыток баритовой воды (Ba(OH)₂). Вычислите массу образовавшегося при этом осадка.

2. Карбид кальция и вода могут стать сырьём для получения таких химических соединений как: а) этанол, б) уксусная кислота, в) этилен и полиэтилен, г) винилхлорид и поливинилхлорид, д) бензол. Напишите уравнения реакций получения этих соединений, имея в своём распоряжении карбид кальция, воду и любые другие неорганические вещества.

3. При окислении неизвестного кислородсодержащего предельного органического
соединения массой 1,8 г аммиачным раствором нитрата серебра получили серебро массой
5,4 г. Определите состав органического вещества, подвергнутого окислению.

4. Амальгама — сплав, один из компонентов которого ртуть. Амальгаму цинка и алюминия массой 10,00 г обработали избытком разбавленного раствора серной кислоты. При этом выделилось 0,896 л водорода (н.у.). Масса полученного нерастворимого остатка оказалась равной 8,810 г.
Вычислите массовые доли (в %) каждого компонента амальгамы.

5. Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнении окисления трехсернистого мышьяка азотной кислотой по схеме:
As₂S₃ + HNO₃ + H₂O? H₃AsO₄ + H₂SO₄ + NO

Решения

1. В настоящей задаче указана общая масса смеси, но не указан её состав. В данном случае это не имеет значения, так как молярные массы CaCO₃ и KHCO₃ одинаковы.
M (CaCO₃) = M (KHCO₃) = 100 г? моль (1 балл)
Поэтому, зная массу смеси, можно найти суммарное число молей CaCO₃ и KHCO₃.
? (CaCO₃ + KHCO₃) = m (смеси)/M = 20? 100 = 0,2 (моль) (1 балл)
И CaCO₃ и KHCO₃ взаимодействуют с соляной кислотой с образованием углекислого газа:
CaCO₃ + 2 HCl = CaCl₂ + H₂O +CO₂? (1) (1 балл)
KHCO₃+ HCl = KCl + H₂O +CO₂ ? (2) (1 балл)
Как следует из этих уравнений, соотношение между CaCO₃ и CO₂, и между KHCO₃и CO₂
одинаковы.
? (CaCO₃):?1 (CO₂)=? (KHCO₃):?2 (CO₂)= 1: 1
Таким образом, общее количество выделяющегося в результате реакций (1) и (2) СО₂, равно? (CO₂)=? (CaCO₃ + KHCO₃) = 0,2 моль (1 балл)
Оксид углерода (IV) при взаимодействии с баритовой водой образует нерастворимый карбонат бария: CO₂+ Ba(OH)₂ = BaCO₃? + H₂O (3) (1 балл)
Согласно этому уравнению,? (BaCO₃) =? (CO₂)= 0, 2 моль
m (BaCO₃) =? (BaCO₃) • M (BaCO₃) = 0,2 • 197= 39, 4 г (1 балл)
Всего за задание: 7 баллов

2. В основе производства целого ряда химических соединений лежит реакция получения ацетилена из карбида кальция и воды:
СаС₂ + 2Н₂О = Са(ОН)₂ + С₂Н₂? (1 балл)
Исходя из ацетилена, можно получить все указанные в задании соединения:
А) НgSО₄ [H]
НС? СН + Н₂О? [СН₂=СН-ОН]? СН_зСНО? СН₃СН₂ОН
этанол (2 балла)
Б) [О]
НС? СН + Н₂О? [СН₂=СН-ОН]? СН_зСНО? СН_зСООН
уксусная кислота (2 балла)
В) НС? СН + Н₂? Н₂С=СН₂ этилен
t,p
n Н₂С=СН₂? [— СН₂— СН₂— ]n (2 балла)
Г) кат. полиэтилен
НС? СН + НСl? СН₂=СН винилхлорид?
t,p С1
n СН₂=СН? [— СН₂— СН— ] n
| кат. | поливинилхлорид (2 балла)
Cl Cl
Д)C акт
НС? СН? С₆Н₆
600 °С бензол (2 балла)

Всего за задание: 11 баллов

3. Дано:
m (C_xH_yO_z) = 1,8 г
m (Ag) = 5,4 г
Найти:
C_xH_yO_z
Решение:
С аммиачным раствором нитрата серебра с образованием металлического серебра
взаимодействуют альдегиды (реакция «серебряного зеркала»), следовательно, искомое
кислородсодержащее соединение имеет общую формулу R – COH. Запишем уравнение
реакции:
R – COH + 2[Ag(NH₃)₂](OH) = R – COONH₄ + 2Ag? + 3NH₃ + H₂O. (2 балла)
Вычислим количество вещества образовавшегося серебра:
? (Ag) = m? M= 5,4? 108 = 0,05 (моль) (1 балл)
? (RCOH) = 1? 2 n (Ag) = 0,025 (моль) (1 балл)
М (RCOH)= 1,8? 0,025 = 72 г? моль (1 балл)
Общая формула предельных альдегидов: C_nH_2n+1COH. Молярная масса
определяется следующим образом:
M (C_nH_2n+1COH) = 12 n + 2n +1 + 12 +16 +1 = 14n + 30 = 72 (г/моль).
n = 3, искомый альдегид – C3H7COH – бутаналь.
Ответ: C3H7COH. (2 балла)

Всего за задание: 7 баллов

4. Ртуть в разбавленной серной кислоте не растворяется, следовательно, масса ртути в амальгаме 8,810 г. (1 балл)
Выделение водорода происходит за счёт взаимодействия цинка и алюминия с раствором серной кислоты:
Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂ (1) (1 балл)
2Al + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ (2) (1 балл)
m(Al + Zn) = 10,00 – 8,810 = 1,190 г (0,5 балла)
?(Н₂) = 0,896 / 22,4 = 0,04 моль 1 балл
Пусть? (Zn) = х моль;? (Al) = y моль, тогда 65х +27у = 1,19 2 балла
По уравнению реакций:
? (Н₂) =? (Zn) + 1,5? (Al) = (x + 1,5y) моль, тогда 2 балла
65х +27у = 1,19
х +1,5у = 0,04

х = 0,01 моль; у = 0,02 моль (2,5 балла)
m(Zn) = 65? 0,01 = 0,65 г; m(Al) = 27? 0,02 = 0,54 г (1 балл)
w(Zn) = 0,65/10 = 0,065 (6,5%); w(Al) = 0,54/10 = 0,054 (5,4%) (1 балл)

Всего за задание: 13 баллов

5. As₂ ⁺³S₃ ^-2 + H N ⁺⁵O₃? H₃As ⁺⁵O₄ + H₂S ⁺⁶O₄ + N ⁺²O (1 балл)

3	2 As ^+3 – 4e? 2 As ^+5 3 S ^-2 – 24e? 3 S ^+6
28	N ^+5 + 3e? N^+2

(1 балл)

3As₂S₃ + 28HNO₃ + 4 Н₂О? 6 H₃AsO₄ + 9 H₂SO₄ + 28 NO (2 балла)
Всего за задание: 4 балла
Всего за работу: 42 балла