Конкурсные вопросы в вуз

Государственная академия нефти и газа
им. И.М.Губкина

Р е ш е н и я  и  о т в е т ы

1. Искомым соединением может быть нитрат NаNО₃ или нитрит NаNО₂. По массовым долям элементов видно, что (О) = 56,47% более чем в 3 раза превышает (N) = 16,47%. Отсюда заключаем, что формула соединения NаNО₃. Проверим наше утверждение.

Для NаNО₃:

М_r = 85; (Nа) = А_r(Na)/М_r(NаNО₃) = 23/85 = 0,2706, или 27,06%;

(N) = 14/85 = 0,1647, или 16,47%;

(О) = 48/85 = 0,5647, или 56,47%. Это совпадает с условием задачи.

Ответ. NaNO₃.

2. Для расчета числа нейтронов N в атоме воспользуемся формулой: N = А – Z.

Массовое число А = 132, заряд ядра атома Z = 55.

N = 132 – 55 = 77.

Ответ. 77 нейтронов.

3. Степени окисления элементов, образующих заданные оксиды, изменяются в пределах:

Мn (0, +7), Сr (0, +6), S (–2, +6), N (–3, +5).

Только окислителем в реакциях может быть оксид азота(V). Относительная молекулярная масса М_r(N₂О₅) = 108.

Ответ. N₂O₅, M_r = 108.

4. Гидроксид натрия взаимодействует c соляной кислотой в эквимолярных соотношениях:

(НСl) = (NаОН) = m(NаОН)/М(NаОН) = 120/40 = 3 моль.

Ответ. 3 моль НСl.

5. Массовая доля (НNО₃) – это отношение массы чистой кислоты к массе раствора. Масса кислоты:

m(НNО₃) = •V• = 1,4•200•0,63 = 176,4 г.

Масса раствора после разбавления водой ((H₂O) = 1 г/см³):

m(р-ра) = m(воды) + m(63%-й HNO₃) = 400 + 200•1,4 = 680 г.

Отсюда (HNO₃) = 176,4/680 = 0,2594, или 26%.

Ответ. 26%.

6. Массовая доля (KВr) рассчитывается как отношение массы КВr к массе раствора. Молярная масса М(KВr) = 119 г/моль.

Поскольку (KВr) = (Вr ^-) = m(Вr ^-)/М(Вr ^-) = 16/80 = 0,2 моль, можно найти

m(KВr) = · М = 0,2 · 119 = 23,8 г.

Соответственно (KВr) = m(KВr)/m(р-ра) = 23,8/400 = 0,0595, или 6%.

Ответ. 6%.

7. Выбираем самую длинную углеродную цепь (5 атомов С) и нумеруем справа налево, чтобы атомы с тройной связью получили меньшие номера:

Ответ. 2) 4-метилпентин-2.

8. Напишем уравнение реакции получения бензола из н-гексана:

Найдем количество вещества водорода:

(Н₂) = 4(С₆Н₁₄) = 4m(С₆Н₁₄)/М(С₆Н₁₄) = 4•860/86 = 40 моль.

Ответ. 40 моль.

9. Составим схему превращения уксусной кислоты в аминоуксусную кислоту:

При выходе 100% масса Н₂NСН₂СООН составила бы:

m_теор = (m_практ/)•100(%) = 600/0,8 = 750 г.

Этой массе соответствует количество вещества:

(Н₂NСН₂СООН) = m/М = 750/75 = 10 моль.

Из схемы реакции видно, что (NН₃) = (Н₂NСН₂СООН) = 10 моль.

Поскольку молярный объем аммиака:

V_М = 22,4 л/моль,

то объем десяти молей равен:

V(NН₃) = 224 л.

Ответ. 224 л.

10. Количества вещества фосфорной кислоты и фосфора одинаковы:

(Н₃РО₄) = (Р) = m(Р)/М(Р) = 62/31 = 2 моль.

Массовая доля кислоты в растворе:

(Н₃РО₄) = m(Н₃РО₄)/m(р-ра) = (Н₃РО₄)•М(Н₃РО₄)/m(р-ра) = 2•98/400 = 0,49, или 49%.

Ответ. 49%.

11. Бромная вода при действии на спиртовой раствор фенола осаждает 2,4,6-трибромфенол:

Найдем массу фенола в смеси:

х = 33,1•94/331 = 9,4 г.

Масса исходной смеси в 5 раз больше, т.е. равна 47 г. Масса спирта: 47 – 9,4 = 37,6 г.

Ответ. 37,6 г.

12. Напишем уравнение термического разложения нитрата меди(II):

Обозначим за х моль количество вещества выделившегося кислорода. Тогда (NO₂) = 4x моль, а (CuO) = 2x моль. Убыль массы вещества при прокаливании вызвана улетучиванием газов NO₂ и O₂ и составляет 5,4 г (18,8 – 13,4 = 5,4 г). Составим соотношение:

m(газов) = (NO₂)•M(NO₂) + (O₂)•M(O₂),

5,4 = 4x•46 + x•32.

Отсюда найдем x = 0,025 моль. Масса разложившегося нитрата меди(II) равна:

2•0,025•188 = 9,4 г.

Степень разложения нитрата меди(II) равна:

m(Cu(NO₃)₂ (разл.))/m(Cu(NO₃)₂ (исх.)) = 9,4/18,8 = 0,5, или 50%.

Ответ. 50%.

Московская государственная академия
тонкой химической технологии
им. М.В.Ломоносова

Р е ш е н и я  и  о т в е т ы

1. В 1 моль пропана С₃Н₈ содержится 3 моль атомов С или утроенное число Авогадро:

N = 3N_А = 3•6,02•10²³.

Молярный объем газа V_M = 22,4 л/моль. Используя заданное число атомов углерода 2,71•10²³, составим пропорцию:

3•6,02•10²³ атомов С — 22,4 л С₃Н₈,

2,71•10²³ атомов С — х л С₃Н₈.

Отсюда

х = 2,71•10²³•22,4/(18,06•10²³) = 3,36 л.

Ответ. 3,36 л.

2. Равновесие экзотермических реакций (справа в химическом уравнении +Q) при понижении температуры смешается вправо.

Ответ. 1), 4), 5).

3. Чем левее и ниже в таблице Д.И.Менделеева расположен элемент, тем сильнее основные свойства его оксида. Основные свойства оксидов возрастают в ряду:

СО₂, Al₂O₃, MgO, Na₂O, K₂O.

Ответ. 2), 3), 5), 4), 1).

4. Исключаем вещества с ионной связью: NaNO₂, RbF и NH₄Br. В молекуле аммиака NH₃ связи N–H ковалентные полярные. А вот между атомами N и H разных молекул – водородные связи (показаны точками): NH₃ • • • NH₃. Поэтому надо решить для себя, что подразумевается под словом «только» в задании. Вероятно, водородные связи не служат помехой, т.е. аммиак относим к веществам с чисто ковалентными связями.

Ответ. 2,) 4), 5).

5. Масса алюминия в смеси:

m(Al) = 0,2•90 = 18 г.

Это соответствует количеству вещества:

(Al) = m/M = 18/27 = 0,67 моль.

Составим уравнение реакции алюминия с водной щелочью:

2Al + 6H₂O + 2NaOH = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂.

Из уравнения реакции видно, что

(H₂) = 1,5(Al) = 1,5•0,67 = 1 моль.

Следовательно, объем выделившегося водорода равен 22,4 л.

Ответ. 22,4 л.

6. Медь не реагирует с соляной кислотой, а NaCl – с Br₂. Остальные реакции протекают:

2a) CO₂ + KOH = KHCO₃;

2б) CO₂ + 2KOH = K₂CO₃ + H₂O;

3) 3MgO + P₂O₅ = Mg₃(PO₄)₂;

4) Pb(NO₃)₂ + H₂S = PbS + 2HNO₃;

5) ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O.

Реакция нитрата свинца с сероводородом протекает в слабокислом растворе с образованием черного осадка сульфида свинца. В ней слабая кислота H₂S вытесняет сильную кислоту HNO₃.

7. 1) Это реакция диспропорционирования, в которой атомы хлора самоокисляются-самовосстанавливаются:

3Cl₂ + 6NaOH NaClO₃ + 5NaCl + 3H₂O.

2) Алюминий попадает в число металлов (от Мg по Сu в ряду напряжений металлов), нитраты которых при нагревании разлагаются на оксид металла, диоксид азота и кислород:

4Al(NO₃)₃ 2Al₂O₃ + 12NO₂ + 3O₂.

8. Ответ.

9. Напишем уравнения реакций, необходимые для составления пропорции:

Составим систему из двух уравнений с двумя неизвестными (х и М₁):

Решая систему, получаем молярную массу спирта М₁ = 60,6 г/моль.

Другой способ решения:

(RСН₂ОН) = (RСНО) = (Сu₂О) = m(Cu₂O)/M(Cu₂O) = 10,7/144 = 0,0743 моль.

Следовательно, молярная масса спирта:

M₁ = m(RCH₂OH)/ = 4,5/0,0743 = 60,6 г/моль.

Спирт с такой молярной массой – пропанол-1. (Пропанол-2 не подходит, т.к. при окислении он превращается в кетон – ацетон. Однако ни вторичный спирт, ни ацетон не окисляются такими мягкими окислителями, как CuO и Cu(OH)₂.)

Ответ. Пропанол-1.

10. Напишем уравнения реакций:

Вычислим массу гидроксида калия, содержащегося в растворе:

m(KOH) = •V• = 1,25•1122•0,2 = 280,5 г.

По уравнению реакции (3) составим пропорцию, обозначая массу SO₂ через х г:

64 г SO₂ — 112 г KОН,

х г SO₂ — 280,5 г KОН.

Отсюда x = 64•280,5/112 = 160,3 г.

Найдем количество вещества диоксида серы:

(SO₂) = 160,3/64 = 2,5 моль.

Поскольку количества вещества:

(MnS) = (H₂S) = (SO₂),

то m(MnS) = •M(MnS) = 2,5•87 = 217,5 г.

Массовая доля MnS в техническом веществе (смеси):

(MnS) = m(MnS)/m(смеси) = 217,5/348 = 0,625, или 62,5%.

Ответ. 62,5%.

Московский государственный университет
прикладной биотехнологии

Р е ш е н и я  и  о т в е т ы

1. Напишем уравнение реакции:

N₂ + 3H₂ = 2NH₃.

Для синтеза 1 моль NH₃ требуется 1,5 моль Н₂. Это соответствует объему:

V(H₂) = (H₂)•V_M = 1,5•22,4 = 33,6 л.

Ответ. 33,6 л.

2. Графические электронные формулы атомов бора в основном и возбужденном состояниях с использованием квантовых ячеек имеют вид:

Атом бора находится в состоянии sp²-гибридизации и содержит три неспаренных электрона.

Ответ. 3е.

3. Степень электролитической диссоциации рассчитывают по формуле:

= n/N,

где n – число диссоциировавших молекул, N – общее число молекул НСООН в растворе.

По условию задачи = 3%, или 0,03, следовательно, n = •N = 0,03•4 = 0,12 моль. Число ионов водорода в растворе равно числу диссоциировавших молекул НСООН:

НСООН Н⁺ + НСОО^-.

Ответ. 0,12 моль.

4. Молярная масса гидросульфата калия:

М(KHSO₄) = 136 г/моль.

Количество вещества:

(KHSO₄) = m/M = 68/136 = 0,5 моль.

Ответ. 0,5 моль.

5. Пусть х г – масса соли, тогда масса первого раствора:

m(р-ра) = х + 200,

массовая доля:

₁ = х/(х + 200) = 0,2.

Отсюда х = 50 г.

После добавления к раствору 150 см³ воды, т.е. 150 г, массовая доля:

₂ = 50/(250 + 150) = 0,125, или 12,5%.

Ответ. 12,5%.

6. Молекулярное уравнение реакции:

Ионное уравнение реакции:

Масса кислой соли: х = 14,8•234/74 = 46,8 г.

Ответ. 46,8 г.

7. Уравнение реакции меди с концентрированной азотной кислотой:

Азотная кислота дана в избытке, расчет ведем по массе меди:

12,8 г Сu дает х л NО₂,

64 г Сu » » 2•22,4 л NО₂.

Отсюда х = 12,8•2•22,4/64 = 8,96 л NО₂.

Ответ. 8,96 л.

8. Обозначим массы: хлорида бария – х г, хлорида натрия – у г и составим три уравнения указанных реакций:

Из уравнения реакции (3) видно, что

(ВаСl₂) = (ВаSO₄) = m/M = 2,33/233 = 0,01 моль.

Следовательно, масса BaCl₂ в исходной смеси:

m(BaCl₂) = •M(BaCl₂) = 0,01•208 = 2,08 г.

Масса m(AgСl) = 5,74 г соответствует количеству вещества:

(AgCl) = m(AgCl)/M(AgCl) = 5,74/143,5 = 0,04 моль.

Количество вещества AgCl, образующегося в реакции (1), вдвое больше количества вещества BaCl₂, ₁(AgCl) = 0,02 моль. Значит, и в реакции (2) образуется 0,02 моль AgCl и количество вещества:

(NaCl) = ₂(AgCl) = 0,02 моль.

Масса хлорида натрия:

m(NaCl) = (NaCl)•M(NaCl) = 0,02•58,5 = 1,17 г.

Масса песка:

m(песка) = m(смеси) – m(BaCl₂) – m(NaCl) = 6 – 2,08 – 1,17 = 2,75 г.

Ответ. 2,75 г.

9. Уравнение реакции бромирования алкена можно записать так:

Найдем молярную массу алкена:

М(С_nН_2n) = 3,5•160/20 = 28 г/моль.

Ответ. Это этилен С₂Н₄, в его молекуле
4 атома водорода.

10. Напишем уравнение реакции гидроксида калия с аминоуксусной кислотой:

Используя пропорциональную зависимость масс реагентов, найдем массу гидроксида калия:

х = 56 · 15/75 = 11,2 г.

Ответ. 11,2 г KOH.

Материал подготовил А.Д.МИКИТЮК,
учитель химии школы № 384
(Москва)