Решение задач ЦТ-2011 г часть В

В 1 Вариант1

При окислении альдегида массой 8.8 г, содержащего одну альдегидную группу, избытком аммиачного раствора оксида серебра (I) образовалось серебро массой 43,2 г. рассчитайте массу (г) полученной одноосновной кислоты.

Решение:

Общая формула альдегида С_nH_2nO. Молярная масса 14n + 16 г/моль

Оксид серебра (I) Ag₂O.

Серебро Ag. Молярная масса = 108 г/моль. Если масса по условию задачи = 43,2 г, то это составляет 0,4 моль

Общая формула карбоновых одноосновных кислот С_nH_2nO₂. Молярная масса = 14n +32

Составим уравнение реакции: С_nH_2nO + Ag₂O = С_nH_2nO₂ + 2 Ag

14n + 16 2 моль

8,8 0,4

n = 2

Альдегид – С₂H₄O этаналь М = 44 г/моль

Кислота – С₂H₄O₂ этановая (уксусная) М = 60 г/моль

С_nH_2nO + Ag₂O = С_nH_2nO₂ + 2 Ag

44 60

8,8 Х = 12 г

В 2 Вариант 1

Массовая доля триглицерида, образованного остатками пальмитиновой и стеариновой кислот в мольном отношении 1:2, в некотором жире составляет 21%. Чему равна общая масса (кг) пальмитата и стеарата натрия, полученных в результате омыления данного жира массой 560 кг (выход считать 100%)? (Считайте, что все остатки пальмитиновой и стеариновой кислот входят в состав указанного триглицерида.)

Решение:

Масса триглицерида равна 560^.0,21 = 117,6 кг

Формула триглицерида, содержащий 1 остаток пальмитиновой кислоты и 2 остатка стеариновой кислоты : СН₂ - О-СО – С₁₅Н₃₁

СН - О-СО – С₁₇Н₃₅

СН₂ - О-СО – С₁₇Н₃₅

Молярная масса = 862 г/моль Количество = 0,136 ^.10³ моль

Следовательно при омылении получится 0,136^.10³ моль пальмитата натрия (молярная масса = 278 г/моль) и 0,272 ^.10³ моль стеарата натрия (молярная масса = 306 г/моль)

Масса пальмитата натрия = 37,8 кг

Масса стеарата натрия = 83,2 кг

Общая масса данных солей = 121 кг

В 3 Вариант 1

Установите соответствие между структурной формулой органического вещества и общей формулой гомологического ряда, к которому относится это вещество.

Структурная формула вещества	Общая формула гомологического ряда
А) Б) В) Г) ОН О	СnH2n+2 СnH2n СnH2n-2 СnH2n-4 СnH2n-6 СnH2n-8 СnH2n+2O2 СnH2nO2

Решение:

Необходимо запомнить общую формулу алканов ( ациклических углеводородов, в молекулах которых только одинарные связи между атомами углерода) С_nH_2n+2

В дальнейшем рассуждаем логически: каждая кратная связь образуется за счет отнятия 2-хатомов водорода, т.е если есть в молекуле одна двойная связь, то общая формула получается: С_nH_{2n+2 -2} → С_nH_2n, наличие тройной связи или двух двойных : С_nH_{2n+2 -4} → С_nH_2n-2 и т.д. ;

цикл образуется за счет отнятия 2-х атомов водорода, т.е. если есть в молекуле цикл, то общая формула получается: С_nH_{2n+2 -2} → С_nH_2n

Вещества «А» : цикл и четыре двойные связи : С_nH_{2n+2 -10} → С_nH_2n-8 Ответ : 6

Вещество «Б»: тройная и двойная связи: С_nH_{2n+2 -6} → С_nH_2n-4 Ответ: 4

Вещество «В»: цикл и четыре двойные связи: С_nH_{2n+2 -10} → С_nH_2n-8 Ответ: 6

Вещество «Г»: предельная одноосновная карбоновая кислота С_nH_2nO₂ Ответ: 8

В 4 Вариант 1

Определите сумму молярных масс (г/моль) органических веществ Д и Е, образующихся в результате следующих превращений:

О С₂Н₅ NaOH\ H₂O CuO,t Ag₂O\NH₃, H₂O CH₃OH\H₊,t NaOH\ H₂O

A Б В Г Д +Е

CH₃ O

Решение:

1. Сложный эфир при взаимодействии с гидроксидом натрия дает спирт и соль соответствующей кислоты, т.е. получается этанол С₂Н₅ОН и ацетат натрия

СН₃СООNa.

1. С оксидом меди при нагревании взаимодействуют спирты. Следовательно, вещество «А» - это этанол. При взаимодействии спиртов с оксидом меди получается альдегид. В данном случае получится этаналь. Вещество «Б» - этаналь

2. Альдегиды окисляются аммиачным раствором оксида серебра до карбоновых кислот. В данном случае получается уксусная кислота. Вещество «В» - уксусная кислота

3. Карбоновые кислоты взаимодействуют со спиртами при нагревании в кислой среде с образованием сложных эфиров:

СН₃СООН + СН₃ОН = СН₃СОО-СН₃ + Н₂О

Вещество «Г» - метиловый эфир уксусной кислоты ( метилацетат).

1. Сложный эфир при взаимодействии с гидроксидом натрия дает спирт и соль соответствующей кислоты, т.е. получается вещество «Д» - метанол СН₃ОН ( Молярная масса = 32 г/моль) и вещество «Е» - ацетат натрия СН₃СООNa (Молярная масса = 82 г/моль)

Сумма молярных масс = 32+82 = 114

В 5 Вариант 1

Дана схема превращений:

t

AgNO₃ A X

Cu HNO₃ (конц) NH₃(p-p) CH₃CHO

Б … … У

Вычислите сумму молярных масс (г/моль) твердого при 20⁰С неорганического вещества Х и органического вещества молекулярного строения У

Решение:

Медь способна вытеснять серебро из растворов солей серебра, т.к. медь более активный металл. В результате получается:

Сu + 2 AgNO₃ = Cu(NO₃)₂ + Ag

Одно из веществ, получившихся в результате реакции будет веществом «А», другое – «Б». Серебро – простое вещество, не подвергается разложения, следовательно, вещество «А» - это нитрат меди. Все нитраты при нагревании разлагаются. Нитрат меди разлагается:

2Cu(NO₃)₂ = 2СuO + 4NO₂ + O₂

Вещество «Х» - твердое вещество, следовательно, это оксид меди. Молярная масса = 80 г/моль.

Вещество «Б» - серебро. При взаимодействии с концентрированной азотной кислотой образуются соли – нитраты, оксид азота (IV) и вода::

2HNO₃ + Ag = AgNO₃ + NO₂ + H₂O

С аммиаком может вступать в реакцию оксид азота как кислотный оксид. И так как ему соответствуют две кислоты азотная и азотистая, то при взаимодействии с основаниями или с аммиаком должно получатся две соли : нитрит и нитрат. Но данные соли не взаимодействуют с альдегидами CH₃CHO. Следовательно, надо вспомнить химические свойства альдегидов и предложить предыдущее превращение. Альдегиды взаимодействуют с аммиачным раствором оксида серебра, который получают при смешивании нитрата серебра с раствором аммиака.

Следовательно, с аммиаком взаимодействует нитрат серебра и получается аммиачный раствор оксида серебра Ag₂O.

Аммиачный раствор оксида серебра окисляет альдегиды в соответствующие кислоты. В данном случае получается уксусная кислота. СН₃СООН. Молярная масса = 60 г/моль

Сумма молярных масс = 80+ 60 = 140

В 6 Вариант 1

Уксусный ангидрид (СН₃СО)₂О легко взаимодействует с водой, образуя уксусную кислоту.

(СН₃СО)₂О + Н₂О → 2 СН₃СООН.

Какой объем (см³) водного раствора уксусной кислоты с массовой долей СН₃СООН 90% (ρ= 1,06г/см³) следует добавить к 55 г раствора уксусного ангидрида в уксусной кислоте с массовой долей (СН₃СО)₂О 45%, чтобы получить 97-процентный раствор уксусной кислоты?

Решение:

Водный раствора уксусной 55 г раствор уксусного 97-процентный

кислоты с массовой долей ангидрида в уксусной раствор уксусной

СН₃СООН 90% кислоте с массовой кислоты

(ρ= 1,06г/см³) долей (СН₃СО)₂О 45%

Х (г) 55 (г) 55 + Х (г)

Н₂О СН₃СООН (СН₃СО)₂О СН₃СООН Н₂О СН₃СООН

0,1Х 0,9Х 24,75 (г) 30,25 (г) 53,35 + 0,97Х

0,24265 моль

Так как после смешивания вышеуказанных растворов получается раствор, состоящий из воды и уксусной кислоты, то можно сказать, что уксусный ангидрид полностью провзаимодействовал с водой, а вода была взята в избытке. Расчет ведем по ангидриду:

(СН₃СО)₂О + Н₂О → 2 СН₃СООН

1 моль 2 моль

0,24265 моль α = 0,4853 моль → 29,1176 г

В получившемся растворе масса уксусной кислоты будет равна:

0,9Х + 30,25 + 29,16 = 53,35 + 0,97Х

Находим «Х»:

0,07Х = 6,017

Х = 85,957 (г)

Масса исходного раствора уксусной кислоты равна 86,57 г. Объем этого раствора = m:ρ – 85,957 :1,06 = 81,092 см³

В 7 Вариант1

К раствору медного купороса массой 24 г с массовой долей сульфата меди(II) 8% добавили некоторое количество насыщенного раствора сульфида натрия. Растворимость сульфида натрия в условиях эксперимента составляла 25 г на 100 г воды. После отделения осадка о казалось, что концентрация (моль/ дм³) ионов Na⁺ в растворе в шесть раз больше^, чем S^2-, Определите массу (г) насыщенного раствора сульфида натрия, использованного в описанном эксперименте.

Решение:

Cu²⁺0,012

Раствор медного купороса массой 24 г с массовой долей

сульфата меди(II) 8%

Насыщенный раствор сульфида натрия. Растворимость сульфида натрия в условиях эксперимента составляла 25 г на 100 г воды.

Осадок CuS

S^2- 0,012

Раствор: концентрация (моль/ дм³) ионов Na⁺ в растворе в шесть раз больше^, чем S^2-,

1,92 (г) Х (г)

0,012 моль 0,0128 Х (моль)

Вода CuSO₄ Вода Na₂S Вода Na₂SO₄ Na₂S

Cu²⁺ SO₄^2- 2Na⁺ S^2- 2Na⁺ SO₄^2- 2Na⁺ S^2-

0,012 0,012 0,0256Х 0,0128Х

Так как в конечном растворе есть сульфид –ионы, значит сульфид натрия был в избытке и он будет присутствовать в конечном растворе.

Ионы меди все ушли в осадок. Их химическое количество в осадке равно химическому количеству ионов меди в медном купоросе до реакции = 0,012 моль

Значит и химическое количество сульфид ионов в осадке = 0,012 моль

До реакции сульфид-ионов было: 0,0128 Х моль. В осадок выпало 0,012 моль. Значит в растворе будет содержаться сульфид-ионов 0,0128Х – 0,012

До реакции ионов натрия было 0,0256Х моль. Все они будут находится в растворе. Их количество в 6 раз больше количество сульфид-ионов в растворе:

0,0256Х = 6 (0,0128Х – 0,012)

0,0085Х = 0,012

Х= 1,412

Масса сульфида натрия в насыщенном растворе = 1,412 г

Если 25 г сульфида натрия содержится в 125 г насыщенного раствора, то 1,412 г вещества должны содержаться в 125 ^х1,412 : 25 = 7,06 г

Ответ записываем:

В 8 Вариант 1

Установите соответствие между схемой химической реакции, протекающей в водном растворе, и суммой коэффициентов в сокращенном ионном уравнении реакции:

Решение:

Оставим уравнения в молекулярном и ионном сокращенном видах:

А) Zn + 2KOH + 2H₂O = K₂[Zn(OH)₄] + H₂

Zn + 2 OH^- + 2 H₂O = [Zn(OH)₄]^2- + H₂

Сумма коэффициентов = 1 + 2 + 2 + 1 + 1 = 7 Ответ : 3

Б) 2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂

2Al + 6 H⁺ = 2Al³⁺ + 3 H₂

Сумма коэффициентов = 2 + 6 + 2 + 3 = 13 Ответ: 6

В) Al₂O₃ + 6HNO₃= 2 Al(NO₃)₃ + 3H₂O

Al₂O₃ + 6H⁺ = 2 Al³⁺ + 3 H₂O

Сумма коэффициентов = 1 + 6 + 2 + 3 = 12 Ответ: 5

Г) BaCO₃ + 2HCl = BaCl₂ + H₂O + CO₂

BaCO₃ + 2 H⁺ = Ba²⁺ + H₂O + CO₂

Сумма коэффициентов = 1 + 2 + 1 + 1 + 1= 6 Ответ: 2

В 9 Вариант 1

Расставьте коэффициенты методом электронного баланса в уравнении окислительно-восстановительной реакции

KBr + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → Br₂ + K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + H₂O

Укажите сумму коэффициентов перед веществами молекулярного строения.

Решение:

Находим элементы, которые изменили степень окисления. Составляем уравнения окисления и восстановления:

2Br^- -2e = Br₂⁰ 3 окисление ( KBr – восстановитель)

Cr₂⁺⁶ + 3^х2 е = Cr₂⁺³ 1 восстановление (K₂Cr₂O₇ - окислитель)

Переносим коэффициенты в наше уравнение:

6KBr + 1K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → 3Br₂ + K₂SO₄ + 1Cr₂(SO₄)₃ + H₂O

К остальным формулам коэффициенты находятся логически рассуждая:

Калия до реакции было 8 атома, после реакции должно быть тоже 8 атома. Это возможно в 4 формульной единице сульфата калия:

6KBr + 1K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → 3Br₂ +4 K₂SO₄ + 1Cr₂(SO₄)₃ + H₂O

Серы после реакции получилось: 4 + 3 = 7 атома. Чтобы до реакции тоже было 4 атома серы надо поставить перед формулой серной кислоты коэффициент 7

6KBr + 1K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ → 3Br₂ +4 K₂SO₄ + 1Cr₂(SO₄)₃ + H₂O

Водорода до реакции 14 атомов. Чтобы после реакции также оставалось 14 атомов водорода надо перед формулой воды поставить коэффициент 7

6KBr + 1K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ = 3Br₂ +4 K₂SO₄ + 1Cr₂(SO₄)₃ + 7H₂O

В данной реакции веществами молекулярного строения являются:

7H₂SO₄ , 3Br₂ , 7H₂O

Сумма их коэффициентов = 17

В 10 Вариант 1

К 40 дм³ смеси, состоящей из этана и аммиака, добавили 15 дм³ хлороводорода. После приведения новой газовой смеси к первоначальным условиям ее относительная плотность по воздуху составила 0,90. Укажите массовую долю (%) аммиака в исходной смеси. (Все объемы измеряла при Т = 20⁰С, Р = 10⁵ Па)

Решение:

Смесь 1: С₂Н₆ и NH₃ + HCl → Смесь 2: С₂Н₆ и NH₃ или HCl

С₂Н₆ и NH₃ или HCl → смесь

n: Х моль 1 – Х моль 1 моль

m: 30Х (г) ? моль 0,9^х29=26,1г/моль

Если в избытке был хлороводород и смесь 2 состоит из этана и хлороводорода, то молярная масса такой смеси должна быть от 30 г/моль до 36,5 г/моль. В нашем же случае она = 26,1 г/ моль, что отвечает условию: смесь состоит из этана и аммиака.

С₂Н₆ и NH₃ → смесь

n: Х моль 1 – Х моль 1 моль

m: 30Х (г) 17-17Х моль 26,1г/моль

30Х + 17 – 17Х = 26,1 13Х = 9,1 Х = 0,7 моль

Т.е. в смеси 2 объемная доля этана = 70%, объемная доля аммиака = 30%

Весь хлороводород вступил в реакцию: HCl + NH₃ = NH₄Cl

С 15 дм³ хлороводорода прореагировала 15 дм³ аммиака. Поэтому, объем конечной смеси = 40 – 15 = 25 дм³. В нем 30% аммиака, что составляет 7,5 дм³. Следовательно, в исходной смеси объем аммиака = 7,5 + 15 = 22,5 дм³ .

Смесь 1: этан аммиак → смесь

V: 17,5 22,5 40 дм³

n: 0,78125 1,00446 1,78571 моль

m: 23,44 17,0765 40,5165 г

w(NH₃) = 17,0765 : 40,5165 = 0,42147 или 42,147%

В 10 (2012) Вариант1

Озон (48) и кислород (32) = смесь (8,8 * 4 = 35,2) Смесь – О_п п= 35,2 :16 =2,2

Ацетилен(26) Бутан (58) 2-метилпропан(58) = смесь

Х моль 1-Х моль 1 моль

26Х 58 – 58Х 53,2 (26,6*2)

26Х +58-58Х = 53,2 32Х = 4,8 Х= 0,15

Количество смеси = 100: 53,2 =0,188 моль

Количество ацетилена = 0,188 * 0,15 = 0,027 моль

Количество бутана и 2-метилпропана = 0,188 – 0,027 = 0,161 моль

С₂Н₂+2,272 О_2,2 = 2 СО₂ + Н₂О Количество О_2,2= 0,045 моль

С₄Н₁₀ +5,909 О_2,2 = 4 СО₂ +5 Н₂О Количество О_2,2= 0,951 моль

Общее количество О_2,2= 0,996 моль Объем = 22,3 л