Конкурсные вопросы в вуз

Рассмотрим экзаменационные билеты по химии в три вуза – Московскую государственную академию легкой промышленности, Уфимский государственный нефтяной технический университет и Ставропольский государственный технический университет.

ВОПРОСЫ

Билет 1

1. Какую массу меди надо взять, чтобы в ней содержалось столько атомов, сколько их содержится в 2,4 г магния?

2. Водный раствор, содержащий фосфорную кислоту массой 19,6 г, нейтрализовали гидроксидом кальция массой 14,8 г.

Определите массу образовавшегося осадка преципитата СаНРО₄•2Н₂О.

3. Какой объем воздуха (н. у.) потребуется для окисления 17 т аммиака до азотной кислоты?

4. При взаимодействии раствора серной кислоты массой 16 г с избытком хлорида бария выделился осадок массой 5,7 г.
Определите массовую долю (в %) серной кислоты в исходном растворе.

5. Подберите коэффициенты в уравнении реакции:

КMnO₄ + H₂S + H₂SO₄ MnSO₄ + S + K₂SO₄ + … .

Какой объем сероводорода (н.у.) следует пропустить через 400 мл 6%-го раствора перманганата калия ( = 1,04 г/см³) до полного восстановления перманганата?

6. Две реакции при температуре 293 К протекают с одинаковой скоростью. Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 4, второй – 2.
Как будут соотноситься скорости реакций, если они проводятся при 323 К?

7. В раствор хлорида калия погрузили электроды и пропустили электрический ток. В результате образовался раствор массой 200 г с массовой долей щелочи, равной 2,8%.
Какое количество молей хлора выделилось при электролизе?

8. Смесь меди с оксидом меди(II), содержащую 30% свободной меди, растворили в 40%-м растворе азотной кислоты ( = 1,25 г/см³).
Вычислите массу исходной смеси, если в ходе реакции выделилось 1,62 л (н.у.) оксида азота(II).

9. Сколько граммов перманганата калия в нейтральной среде требуется для окисления 4,8 г толуола до бензойной кислоты?

10. Сколько потребуется глюкозы для получения 85 кг этилового спирта, если выход его ((спирта)) составляет 90% от теоретического?

Билет 2

1. Где содержится больше атомов: в 1 г бора или в 1 г алюминия? Рассчитайте разницу значений.

а) 27•10^–13;
б) 3,3•10²²;
в) 0,8•10^–23;
г) 0,5•10 ²²;
д) 3,3•10²⁵.

2. Сколько суммарно нейтронов и электронов содержится в атомах трех изотопов: ¹⁶О, ¹⁷О, ¹⁸О?

а) 24;
б) 27;
в) 48;
г) 51;
д) 75.

3. Какой объем водорода в литрах (н.у.) должен вступить в реакцию, чтобы выделилось 15,3 кДж теплоты, если термохимическое уравнение имеет вид:

N₂ + 3H₂ = 2NH₃ + 92 кДж?

а) 11,2;
б) 22,4;
в) 44,8;
г) 67,2;
д) 132,1.

4. Какая соль придает временную жесткость воде:

а) MgCl₂;
б) KCl;
в) Ca(HCO₃)₂;
г) CaSO₄;
д) MgSO₄?

Напишите уравнения реакций, используемых для устранения этой жесткости воды.

5. Между какими из попарно взятых веществ в водном растворе произойдет химическая реакция:

а) Cu и HCl;
б) Ag и CuSO₄;
в) Zn и FeSO₄;
г) Zn и MgCl₂;
д) Fe и Zn(NO₃)₂?

Напишите уравнение этой реакции.

6. Назовите соединение

и укажите число атомов углерода в молекуле углеводорода, производным которого является названное соединение.

а) 4;
б) 6;
в) 7;
г) 8;
д) 9.

7. Необходимо после опыта отмыть посуду от остатков анилина. Что вы для этого применили бы:

а) воду;
б) разбавленный раствор гидроксида натрия;
в) разбавленный раствор соляной кислоты;
г) раствор хлорида магния;
д) раствор соды?

Напишите уравнение необходимой реакции.

8. Составьте уравнения окислительно-восстановительных реакций, расставив в них коэффициенты методом электронного баланса. В ответе укажите суммы коэффициентов, стоящих в правых частях уравнений:

H₂S + H₂SO₃ S + H₂O,

HI + H₂SO₄ I₂ + H₂S + H₂O.

9. В какой массе воды (в г) нужно растворить 25 г CuSO₄•5H₂O, чтобы получить 8%-й раствор CuSO₄?

а) 3,13;
б) 125;
в) 175;
г) 350;
д) 463.

10. Относительная молекулярная масса органического вещества, состоящего из С, Н и О, равна 62. При полном сгорании некоторого количества вещества расходуется 280 мл кислорода и образуется 0,27 г воды и 224 мл СО₂ (н. у.).
Определите формулу вещества. В ответе укажите сумму всех атомов, входящих в состав молекулы.

а) 10;
б) 14;
в) 21;
г) 25;
д) 36.

Билет 3

1. Определите степень окисления железа в соединениях:

Fe₃(PO₄)₂, K₂FeO₄, Fe(OH)SO₄.

Изобразите графически формулу фосфата железа(III).

2. Масса 8 л некоторого газа (н.у.) составляет 5,72 г. Определите относительную молекулярную массу этого газа.

3. Определите массовую долю гидроксида натрия в растворе, если в воде объемом 50 мл
( = 1 г/см³) растворить гидроксид натрия массой 10 г. Какую окраску приобретет фенолфталеин в полученном растворе?

4. Напишите уравнения реакций согласно схеме, назовите все органические вещества:

5. При сгорании органического вещества массой 4,25 г образовались оксид углерода(IV) массой 13,2 г и 5,85 г воды. Плотность паров вещества по воздуху равна 5,862. Определите формулу вещества.

6. При электролизе водного раствора хлорида цинка на аноде выделился газ объемом 26,88 л (н.у.), а на катоде – цинк массой 62,4 г. Считая выход газа равным теоретическому, определите выход цинка.

РЕШЕНИЯ И ОТВЕТЫ

Билет 1

1. Количества веществ этих металлов должны быть одинаковыми. Поскольку

(Mg) = m(Mg)/M(Mg) = 2,4/24 = 0,1 моль,

то и (Cu) = 0,1 моль. Зная, что М(Cu) = 64 г/моль, найдем

m(Cu) = •М = 6,4 г.

2. Напишем уравнение реакции нейтрализации:

Количества веществ исходных реагентов одинаковые:

(Н₃РО₄) = 19,6/98 = 0,2 моль,

(Са(ОН)₂ = 14,8/74 = 0,2 моль.

Поэтому в реакции образуется один продукт – преципитат СаНРО₄•2Н₂О. Количество вещества
(СаНРО₄•2Н₂О) тоже равно 0,2 моль, поэтому его масса:

m(СаНРО₄•2Н₂О) = •М = 0,2•172 = 34,4 г.

3. Схема окисления аммиака в азотную кислоту:

Электронный баланс:

V(O₂) = х = 44,8•10³ м³, что соответствует в 5 раз большему объему воздуха, т.е. 224•10³ м³.

4. Составим уравнение реакции и определим массу серной кислоты:

(H₂SO₄) = m(кислоты)/m(р-ра) = 2,4/16 = 0,15, или 15%.

5. КMnO₄ + H₂S + H₂SO₄ MnSO₄ + S + K₂SO₄ + Н₂О.

Электронный баланс:

Масса раствора KMnO₄:

m(р-ра) = •V = 1,04•400 = 416 г.

Масса соли KMnO₄ составляет 0,06 от массы раствора, т.е. 0,06•416 = 24,96 г. Это соответствует количеству вещества:

(КMnO₄) = m/M = 24,96/158 = 0,158 моль.

Из уравнения реакции следует:

(H₂S) = 2,5(KMnO₄) = 0,395 моль.

Объем V(H₂S) = •V_M = 0,395•22,4 = 8,85 л.

6. Запишем уравнение для скорости реакции:

где ₀ – скорость реакции при 293 К, ₁ – скорость реакции при 323 К, t₀ = 293 K, t₁ = 323 K.
При температуре t₀ = 293 K скорости реакций А и В равны между собой (_0A = _0B).
При температуре 323 K

Отсюда

7. Рассчитаем массу щелочи КОН в растворе:

m(KOH) = (КОН)•m(р-ра) = 0,028•200 = 5,6 г.

В молях это составляет:

(КОН) = 5,6/56 = 0,1 моль.

Напишем уравнение электролиза раствора КСl:

В соответствии с коэффициентами в уравнении реакции мольные соотношения образующихся веществ равны: (Сl₂) = (1/2)(КОН), т.е. (Сl₂) = 0,05 моль.

8. Задача составлена в предположении, что в реакции меди с 40%-й НNО₃ выделяется газ NО:

Найдем массу меди из пропорции:

х/(3•64) = 1,62/(2•22,4), х = 6,94 г.

Из массовых соотношений в условии задачи

m(исх. смеси) = m(Сu)/(Сu) = 6,94/0,3 = 23,1 г.

9. Составим уравнение реакции окисления толуола перманганатом калия в нейтральной среде:

Электронный баланс:

Количество вещества толуола:

(С₇Н₈) = m/M = 4,8/92 = 0,052 моль.

Количество вещества перманганата калия равно удвоенному количеству вещества толуола, т.е.
0,104 моль. Это соответствует массе:

m(KMnO₄) = •M = 0,104•158 = 16,4 г.

10. Уравнение спиртового брожения глюкозы:

Масса теоретически образующегося этанола:

m(теор.) = m(практ.)/(спирта) = 85/0,90 = 94,44 кг.

Найдем массу глюкозы из пропорции:

х/180 = 94,44/(2•46),

х = 180•94,44/92 = 184,8 кг.

Билет 2

1. Найдем количества веществ, содержащиеся в 1 г бора и в 1 г алюминия:

(В) = m/M = 1/11 = 0,091 моль,

(Al) = 1/27 = 0,037 моль.

Этим количествам веществ соответствуют числа атомов:

N(B) = (B)•N_A = 0,091•6,02•10²³ = 0,548•10²³,

N(Al) = (Al)•N_A = 0,037•6,02•10²³ = 0,223•10²³.

Разница значений:

N(B) – N(Al) = 0,548•10²³ – 0,223•10²³ = 0,325•10²³.

Ответ. б.

2. Число электронов в атоме равно атомному номеру элемента. У атомов каждого изотопа кислорода по 8 электронов (и по 8 протонов), а число нейтронов N равно разнице между массовым числом М атома и зарядом ядра атома Z:

N = M – Z.

Получается N(¹⁶O) = 8, N(¹⁶О) = 9, N(¹⁶О) = 10, а сумма нейтронов и электронов в атомах трех изотопов равна 51.

Ответ. г.

3. В реакции взаимодействия 3 моль водорода с 1 моль азота выделяется 92 кДж теплоты,
а х моль Н₂ дает 15,3 кДж теплоты.
Из пропорции находим:

х = 3•15,3/92 = 0,5 моль Н₂.

Объем V(H₂) = 11,2 л.

Ответ. а.

4. Временную жесткость воде придает гидрокарбонат кальция Са(НСО₃)₂.
Уравнения реакций устранения временной жесткости:

Ответ. в.

5.

Ответ. в.

6.

Всего в молекуле 9 атомов С, но это соединение – производное гептана.

Ответ. в.

7. Отмывать остатки анилина следует разбавленным раствором соляной кислоты. Уравнение реакции:

Ответ. в.

8. H₂S + H₂SO₃ S + H₂O.

2H₂S + H₂SO₃ = 3S + 3H₂O.

Сумма коэффициентов в правой части уравнения равна 6.

HI + H₂SO₄ I₂ + H₂S + H₂O,

8HI + H₂SO₄ = 4I₂ + H₂S + 4H₂O.

Сумма коэффициентов в правой части уравнения равна 9.

9. Чтобы найти массу соли CuSO₄, содержащейся в 25 г кристаллогидрата CuSO₄•5H₂O, определим молярную массу кристаллогидрата:

M(CuSO₄•5H₂O) = 250 г/моль.

Имеем пропорцию:

Чтобы получить 8%-й раствор CuSO₄, надо растворить 25 г CuSO₄•5H₂O в 175 г воды. (В 200 г такого раствора содержится 16 г CuSO₄.)

Ответ. в.

10. Вещество состава С_хН_уО_z с небольшой относительной молекулярной массой (М_r = 62) легко угадать. У спирта С₃Н₇ОН М_r = 60, у кислоты СН₃СООН М_r = 60, у этиленгликоля
М_r(НОСН₂СН₂ОН) = 62. Проверим наше предположение по количественным данным задачи:

(O₂) = V/V_M = 0,28/22,4 = 0,0125 моль,

(H₂O) = m/M = 0,27/18 = 0,015 моль,

(CO₂) = V/V_M = 0,224/22,4 = 0,01 моль.

Уравнение реакции горения этиленгликоля

соответствует количественным соотношениям задачи.
Ответ. а (в молекуле 10 атомов).

Билет 3

1.

2. По закону Авогадро молярный объем V_M = 22,4 л/моль. Поэтому

М(газа) = m/ = m•V_M/V = 5,72•22,4/8 = 16 г/моль, М_r = 16.

3. Формула для расчета:

= m(NaOH)/m(р-ра) = 10/(50 + 10) = 0,167, или 16,7%.

Фенолфталеин в растворе щелочи NaOH – малиновый.

4. Уравнения реакций для цепочки превращений:

5. Молярная масса вещества:

М = D(возд.)•М(возд.) = 5,862•29 = 170 г/моль.

Такое значение молярной массы, например, у додекана С₁₂Н₂₆ и вещества с формулой С₁₁Н₂₂О. Рассчитаем количества вещества атомов С и Н, содержащихся в 13,2 г СО₂ и 5,85 г Н₂О:

(С) = (СО₂) = m(CO₂)/M(CO₂) = 13,2/44 = 0,3 моль,
(Н) = 2(Н₂О) = 2•m(H₂O)/M(H₂O) = 2•5,85/18 = 0,65 моль.

Определим массы атомов С и Н в продуктах сгорания и сравним их с массой исходного органического вещества (содержится ли в нем кислород или только углерод и водород):

m(C) = •M = 0,3•12 = 3,6 г,

m(H) = 0,65•1 = 0,65 г.

Масса навески органического вещества:

m(C) + m(H) = 3,6 + 0,65 = 4,25 г.

Исходное вещество не содержит кислорода. Искомая формула – С_0,3Н_0,65 или С₆Н₁₃, а на самом деле – С₁₂Н₂₆.

6. Уравнение электролиза хлорида цинка:

Найдем значение m_теор(Zn) из пропорции:

m_теoр(Zn) = 65•26,88/22,4 = 78 г.

Выход цинка:

(Zn) = m_практ(Zn)/m_теор(Zn) = 62,4/78 = 0,8,

или 80%.

ЛИТЕРАТУРА

Химия: Путеводитель абитуриента и старшеклассника/Сост. Е.Д.Бахарева. М.: НТЦ «Университетский», 1998.

Материал подготовил
А.Д.МИКИТЮК