Задание 1
Определите, атомы каких из указанных в ряду элементов
1) Na; 2) K; 3) Si; 4) Mg; 5) C
в основном состоянии имеют на внешнем энергетическом уровне четыре электрона.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.
Решение
На основе положения элементов в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева приводим электронные формулы атомов представленных элементов:
1) Na 1s22s22p63s1;
2) K 1s22s22p63s23p64s1;
3) Si 1s22s22p63s23p2;
4) Mg 1s22s22p63s2;
5) C 1s22s22p2.
В соответствии с приведенными формулами определяем внешний энергетический уровень и количество электронов на нем для каждого элемента:
1) Na – третий уровень – 1 электрон;
2) K – четвертый уровень – 1 электрон;
3) Si – третий уровень – 4 электрона;
4) Mg – третий уровень – 2 электрона;
5) C – второй уровень – 4 электрона.
Таким образом, на внешнем энергетическом уровне 4 электрона имеют атомы кремния и углерода.
Ответ: 35
Задание 2
Из указанных в ряду химических элементов
1) Na; 2) K; 3) Si; 4) Mg; 5) C
выберите три элемента, которые в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева находятся в одном периоде.
Расположите выбранные элементы в порядке возрастания их металлических свойств.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.
Решение
По Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева определяем, что в одном периоде находятся натрий, кремний и магний.
Металлические свойства возрастают в периоде справа налево. Таким образом, наименьшими металлическими свойствами характеризуется кремний,
промежуточное положение в данном случае занимает магний, самыми сильными металлическими свойствами обладает натрий.
Ответ: 341
Задание 3
Из числа указанных в ряду элементов
1) Na; 2) K; 3) Si; 4) Mg; 5) C
выберите два элемента, которые проявляют низшую степень окисления, равную -4.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.
Решение
Низшая степень окисления, равная -4, присуща углероду (в молекуле метана CH4) и кремнию (в молекуле силана SiH4).
В случае натрия, калия и магния низшая степень окисления равна 0.
Ответ: 35
Задание 4
Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых присутствует ионная химическая связь.
1) Ca(ClO2)2
2) HClO3
3) NH4Cl
4) HClO4
5) Cl2O7
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Решение
Ионную связь зачастую рассматривают как предельный случай ковалентной полярной связи,
данная связь образуется между элементами с большой разностью электроотрицательностей.
В данном случае электронная пара практически полностью переходит от одного атома к другому,
при этом связанные частицы становятся заряженными и их можно считать ионами.
В представленных соединениях ионная связь имеется в молекулах хлорита кальция Ca(ClO2)2 и хлорида аммония NH4Cl.
Ответ: 13
Задание 5
Установите соответствие между формулой вещества и классом/группой, к которому(-ой) это вещество принадлежит:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА |
КЛАСС/ГРУППА |
А) NH4HCO3
Б) KF
В) NO |
1) соли средние
2) оксиды кислотные
3) оксиды несолеобразующие
4) соли кислые |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
NH4HCO3 относится к кислым солям, для которых характерно содержание катионов водорода,
способных в ходе обменных реакций замещаться другими катионами.
KF относится к средним солям, которые характеризуются отсутствием ионов водорода и гидроксид-ионов, способных к ионному обмену.
NO является несолеобразующим оксидом, который не проявляет кислотных или основных свойств.
Ответ: 413
Задание 6
Из предложенного перечня выберите два вещества, с каждым из которых железо реагирует без нагревания.
1) хлорид кальция (р-р)
2) сульфат меди (II) (р-р)
3) концентрированная азотная кислота
4) разбавленная соляная кислота
5) оксид алюминия
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Решение
Железо будет реагировать с раствором сульфата меди (II). Данная реакция обусловлена тем, что железо в ряду активностей металлов
(в электрохимическом ряду напряжений) стоит левее меди (следовательно, железо активнее меди). В связи с этим железо способно вытеснять медь из ее соли:
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
В случае хлорида кальция железо реагировать не будет, так как кальций находится в указанном ряду левее железа,
следовательно, является более активным металлом.
Также железо реагирует без нагревания с разбавленной соляной кислотой с образованием хлорида железа (II):
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ (без доступа воздуха).
Также напомним, что в концентрированной азотной кислоте железо пассивируется.
Ответ: 24
Задание 7
В одну из пробирок с осадком гидроксида алюминия добавили сильную кислоту X, а в другую – раствор вещества Y. В результате
в каждой из пробирок наблюдали растворение осадка. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.
1) бромоводородная кислота
2) гидросульфид натрия
3) сероводородная кислота
4) гидроксид калия
5) гидрат аммиака
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Решение
Вещество X – бромоводородная кислота HBr, так как именно она является сильной кислотой, которая реагирует с гидроксидом алюминия
с образованием растворимой соли – бромидом алюминия AlBr3:
Al(OH)3 + 3HBr = AlBr3 + 3H2O
Вещество Y – гидроксид калия KOH, раствор которого взаимодействует с гидроксидом алюминия с образованием
растворимой комплексной соли – тетрагидроксоалюмината калия K[Al(OH)4] или гексагидроксоалюмината калия K3[Al(OH)6]:
Al(OH)3 + KOH = K[Al(OH)4]
Al(OH)3 + 3KOH = K3[Al(OH)6]
Ответ: 14
Задание 8
Установите соответствие между формулой вещества и реагентами, с каждым из которых это вещество может взаимодействовать:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА |
РЕАГЕНТЫ |
А) S
Б) SO3
В) Zn(OH)2
Г) ZnBr2 (р-р) |
1) AgNO3, Na3PO4, Cl2
2) BaO, H2O, KOH
3) H2, Cl2, O2
4) HBr, LiOH, CH3COOH (р-р)
5) H3PO4 (р-р), BaCl2, CuO |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Сера S, являясь неметаллом, проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства, в данном случае реагирует с веществами ряда 3:
S + H2 = H2S;
S + Cl2 = SCl2;
S + O2 = SO2.
Триоксид серы SO3 (кислотный оксид) взаимодействует с веществами ряда 2:
SO3 + BaO = BaSO4;
SO3 + H2O = H2SO4;
SO3 + 2KOH = K2SO4 + H2O.
Гидроксид цинка Zn(OH)2 реагирует с веществами ряда 4:
Zn(OH)2 + 2HBr = ZnBr2 + 2H2O;
Zn(OH)2 + 2LiOH = Li2[Zn(OH)4];
Zn(OH)2 + 2CH3COOH = (CH3COO)2Zn + 2H2O.
Бромид цинка ZnBr2 взаимодействует с реагентами ряда 1:
ZnBr2 + 2AgNO3 = Zn(NO3)2 + 2AgBr↓;
3ZnBr2 + 2Na3PO4 = 6NaBr + Zn3(PO4)2↓;
ZnBr2 + Cl2 = ZnCl2 + Br2.
Ответ: 3241
Задание 9
Установите соответствие между исходными веществами, вступающими в реакцию, и продуктами этой реакции:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА |
ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ |
А) Mg и H2SO4 (конц.)
Б) MgO и H2SO4
В) S и H2SO4 (конц.)
Г) H2S и O2 (изб.) |
1) MgSO4 и H2O
2) MgO, SO2 и H2O
3) H2S и H2O
4) SO2 и H2O
5) MgSO4, H2S и H2O
6) SO3 и H2O |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
При взаимодействии с магнием концентрированная серная кислота может восстанавливаться до сероводорода:
4Mg + 5H2SO4 (конц.) = 4MgSO4 + H2S↑ + 4H2O.
Реакция оксида магния с серной кислотой является обменной, при этом происходит образование соли и воды:
MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2O.
Концентрированная серная кислота окисляет серу, восстанавливаясь до оксида серы (IV) SO2:
S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O.
Сероводород окисляется в избытке O2 до оксида серы (IV) SO2:
2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O.
Ответ: 5144
Задание 10
Задана следующая схема превращений веществ:
Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y.
1) HCl
2) CuCl2
3) KI
4) Cl2
5) AgI
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Решение
Вещество X – хлор Cl2, который окисляет железо до хлорида железа (III):
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3.
Вещество Y – иодид калия KI, который восстанавливает FeCl3 до FeCl2:
2FeCl3 + 2KI = 2FeCl2 + 2KCl + I2.
Ответ: 43
Задание 11
Установите соответствие между названием вещества и классом/группой, к которому(-ой) это вещество принадлежит:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА |
КЛАСС/ГРУППА |
А) метилбензол
Б) анилин
В) 3-метилбутаналь |
1) альдегиды
2) амины
3) аминокислоты
4) углеводороды |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Приведем соответствующие структурные формулы и названия классов/групп, к которым относятся представленные органические соединения:
Метилбензол
(ароматические углеводороды или арены) |  |
Анилин
(ароматические амины) |  |
3-Метилбутаналь
(альдегиды) |  |
Ответ: 421
Задание 12
Из предложенного перечня выберите два вещества, которые являются структурными изомерами бутена-1.
1) бутан
2) циклобутан
3) бутин-3
4) бутадиен-1,3
5) метилпропен
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Решение
Напомним, что к структурной изомерии алкенов, к которым относится бутен-1, относится изомерия углеродной цепи,
изомерия положения двойной связи и межклассовая изомерия. Среди перечисленных соединений изомерами бутена-1 являются циклобутан
(межклассовая изомерия; алкенам изомерны циклоалканы) и метилпропен (изомерия углеродной цепи).
Приведем структурные формулы данных соединений:
| Бутен-1 |  |
| Циклобутан |  |
| Метилпропен |  |
Ответ: 25
Задание 13
Из предложенного перечня выберите два вещества, при взаимодействии которых с раствором перманганата калия
в присутствии серной кислоты будет наблюдаться изменение окраски раствора.
1) гексан
2) бензол
3) толуол
4) пропан
5) пропилен
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Решение
Изменение окраски раствора будет наблюдаться при взаимодействии раствора перманганата калия в присутствии серной кислоты с толуолом и пропиленом.
В случае толуола окислению под действием раствора перманганата калия в присутствии серной кислоты подвергается метильная группа
с образованием бензойной кислоты:
Реакция пропилена с раствором перманганата калия в присутствии серной кислоты, являющегося сильным окислителем,
приведет к расщеплению алкена по двойной связи с образованием карбоновой кислоты и углекислого газа:
Ответ: 35
Задание 14
Из предложенного перечня выберите два вещества, с которыми реагирует формальдегид.
1) Cu
2) N2
3) H2
4) Ag2O (NH3 р-р)
5) CH3OCH3
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Решение
Формальдегид взаимодействует с водородом с образованием метилового спирта (реакция гидрирования):
Формальдегид также взаимодействует с аммиачным раствором оксида серебра (I) (реакция серебряного зеркала):
Ответ: 34
Задание 15
Из предложенного перечня выберите два вещества, с которыми реагирует метиламин.
1) пропан
2) хлорметан
3) водород
4) гидроксид натрия
5) соляная кислота
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Решение
Метиламин реагирует с хлорметаном (реакция алкилирования) с образованием диметиламина:
Метиламин взаимодействует с соляной кислотой с образованием соли:
Ответ: 25
Задание 16
Установите соответствие между названием вещества и продуктом, который преимущественно образуется при взаимодействии этого вещества с бромом:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА | ПРОДУКТ БРОМИРОВАНИЯ |
А) этан
Б) изобутан
В) циклопропан
Г) циклогексан |
 |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Представим уравнения протекающих реакций.
Ответ: 5236
Задание 17
Установите соответствие между реагирующими веществами и углеродсодержащим продуктом, который образуется при взаимодействии этих веществ:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА | ПРОДУКТ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ |
А) уксусная кислота и сульфид натрия
Б) муравьиная кислота и гидроксид натрия
В) муравьиная кислота и гидроксид меди (II)
при нагревании
Г) этанол и натрий |
1) пропионат натрия
2) этилат натрия
3) формиат меди (II)
4) формиат натрия
5) ацетат натрия
6) углекислый газ |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Представим уравнения протекающих реакций.
А) 2CH3COOH + Na2S → 2CH3COONa + H2S↑
Б) HCOOH + NaOH → HCOONa + H2O
В) HCOOH + 2Cu(OH)2 → CO2↑ + 3H2O + Cu2O↓
Г) 2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2↑
Ответ: 5462
Задание 18
Задана следующая схема превращений веществ:
Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y.
1) H2
2) CuO
3) Cu(OH)2
4) NaOH (H2O)
5) NaOH (спирт)
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Решение
Вещество X – водный раствор гидроксида натрия NaOH (H2O), при этом протекает гидролиз хлорэтана с образованием этанола:
CH3CH2Cl + NaOH (водный р-р) → CH3CH2OH + NaCl.
Вещество Y – оксид меди (II), который окисляет этанол в этаналь.
Ответ: 42
Задание 19
Из предложенного перечня типов реакций выберите два типа реакций, к которым можно отнести взаимодействие щелочных металлов с водой.
1) каталитическая
2) гомогенная
3) необратимая
4) окислительно-восстановительная
5) реакция нейтрализации
Запишите в поле ответа номера выбранных типов реакций.
Решение
Представим уравнение рассматриваемых реакций на примере натрия:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
Данные реакции относятся к необратимым, так как образуется продукт в газообразном виде (H2), который покидает сферу реакции.
Данные реакции также являются окислительно-восстановительными:
Na0 – 1e = Na+; 2H+ + 2e = H20.
Ответ: 34
Задание 20
Из предложенного перечня выберите два внешних воздействия, которые приводят к уменьшению скорости реакции этилена с водородом.
1) понижение температуры
2) увеличение концентрации этилена
3) использование катализатора
4) уменьшение концентрации водорода
5) повышение давления в системе
Запишите в поле ответа номера выбранных внешних воздействий.
Решение
Запишем уравнение рассматриваемой реакции:
CH2=CH2 + H2 → CH3-CH3
1) Уменьшение температуры приведет к снижению скорости реакции.
2) Увеличение концентрации этилена повысит скорость реакции.
3) Введение катализатора приводит к ускорению реакций.
4) Уменьшение концентрации водорода снизит скорость реакции.
5) Повышение давления увеличивает скорость реакций с участием газообразных реагентов.
Ответ: 14
Задание 21
Установите соответствие между уравнением реакции и свойством элемента азота, которое он проявляет в этой реакции:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | СВОЙСТВО АЗОТА |
А) NH4HCO3 = NH3 + H2O + CO2
Б) 3CuO + 2NH3 = N2 + 3Cu + 3H2O
В) 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O |
1) является окислителем
2) является восстановителем
3) является и окислителем, и восстановителем
4) не проявляет окислительно-восстановительных свойств |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) Степень окисления азота не изменяется и равна -3. Азот не является ни окислителем, ни восстановителем.
Б) N-3 – 3e = N0. В ходе реакции азот отдает электроны, его степень окисления повышается. Азот является восстановителем.
В) N–3 – 5e = N+2. В ходе реакции азот отдает электроны, его степень окисления повышается. Азот является восстановителем.
Ответ: 422
Задание 22
Установите соответствие между формулой соли и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделились на инертных электродах:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ФОРМУЛА СОЛИ | ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА |
А) Na3PO4
Б) KCl
В) CuBr2
Г) Cu(NO3)2 |
1) H2, O2
2) Cu, O2
3) Cu, Br2
4) H2, Cl2
5) Cu, NO2 |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) Так как натрий Na в ряду активности металлов располагается левее марганца, на катоде будет выделяться водород Н2 из воды.
В случае кислородсодержащего аниона PO43- на аноде будет выделяться кислород O2 из воды.
Б) Поскольку калий K в ряду активности металлов располагается левее марганца, на катоде будет выделяться водород Н2 из воды.
Бескислородный анион Cl- будет разряжаться на аноде с образованием хлора Cl2.
В) На катоде будут восстанавливаться катионы меди, так как в ряду активности металлов элемент находится правее водорода.
Бескислородный анион Br- будет разряжаться на аноде с образованием брома Br2.
Г) На катоде будут восстанавливаться катионы меди, так как в ряду активности металлов элемент находится правее водорода.
В случае кислородсодержащего аниона NO3- на аноде будет выделяться кислород O2 из воды.
Ответ: 1432
Задание 23
Установите соответствие между названием соли и отношением этой соли к гидролизу:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| НАЗВАНИЕ СОЛИ | ОТНОШЕНИЕ К ГИДРОЛИЗУ |
А) хлорид аммония
Б) сульфат калия
В) карбонат натрия
Г) сульфид алюминия |
1) гидролизуется по катиону
2) гидролизуется по аниону
3) гидролизу не подвергается
4) гидролизуется по катиону и аниону |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) Хлорид аммония – соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, гидролизуется по катиону.
Б) Сульфат калия – соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой, гидролизу не подвергается.
В) Карбонат натрия – соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, гидролизуется по аниону.
Г) Сульфид алюминия – соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой, гидролизуется по катиону и аниону.
Ответ: 1324
Задание 24
Установите соответствие между уравнением обратимой реакции и направлением смещения химического равновесия при увеличении давления:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ
ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
 |
1) смещается в сторону прямой реакции
2) смещается в сторону обратной реакции
3) практически не смещается |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Увеличение давления, согласно принципу смещения химического равновесия Ле-Шателье, смещает равновесие в сторону уменьшения объема системы,
то есть в сторону уменьшения числа молекул газообразных веществ.
А) Увеличение давления приведет к смещению равновесия в сторону прямой реакции.
Б) Увеличение давления приведет к смещению равновесия в сторону прямой реакции.
В) Изменение давления практически не повлияет на смещение равновесия, так как число молекул газообразных веществ в ходе реакции не изменяется.
Г) Увеличение давления приведет к смещению равновесия в сторону прямой реакции.
Ответ: 1131
Задание 25
Установите соответствие между формулами веществ и реагентом, с помощью которого можно различить водные растворы этих веществ:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВ | РЕАГЕНТ |
А) HNO3 и NaNO3
Б) KCl и NaOH
В) NaCl и BaCl2
Г) AlCl3 и MgCl2 |
1) Cu
2) KOH
3) HCl
4) KNO3
5) CuSO4 |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) HNO3 и NaNO3 – вещества позволит различить Cu, так как медь реагирует только с азотной кислотой HNO3.
Б) KCl и NaOH – данные реагенты можно различить с помощью CuSO4. В случае NaOH выпадет осадок голубого цвета – Cu(OH)2.
В) NaCl и BaCl2 – вещества могут быть различимы с помощью CuSO4.
В случае BaCl2 выпадет осадок белого цвета – BaSO4.
Г) AlCl3 и MgCl2 – в обоих случаях при взаимодействии с KOH будут образовываться осадки гидроксидов,
но в случае Al(OH)3 осадок будет растворяться в избытке KOH:
Al(OH)3 + KOH = K[Al(OH)4]
Ответ: 1552
Задание 26
Установите соответствие между веществом и основной областью его применения:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВО | ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ |
А) метан
Б) изопрен
В) этилен |
1) получение капрона
2) в качестве топлива
3) получение каучука
4) получение пластмасс |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Метан вовлекается в различные органические синтезы, но значительная его доля применяется в качестве топлива.
Изопрен (2-метилбутадиен-1,3) является важным соединением для получения синтетических каучуков.
Этилен – ценное сырье для производства полимеров, пластмасс.
Ответ: 234
Задание 27
Вычислите массу нитрата калия (в граммах), которую следует растворить в 150,0 г раствора с массовой долей этой соли 10%
для получения раствора с массовой долей 12%. (Запишите число с точностью до десятых.)
Решение
Определим количество соли, содержащейся в 10% растворе:
m1(KNO3) = m1(р-ра) * w1(KNO3) = 150 * 10/100 = 15 г
Пусть искомое количество соли, которое нужно добавить в раствор, равно x.
Представим уравнение на основе выражения для нахождения массовой доли в случае 12% раствора:
w2(KNO3) = m2(KNO3) / m2(р-ра)
w2(KNO3) = [m1(KNO3) + x] / [m1(р-ра) + x]
12/100 = (15 + x) / (150 + x)
Решая полученное уравнение, находим искомую массу KNO3:
(15 + x) = 0,12 (150 + x)
15 + x = 18 + 0,12 x
0,88 x = 3
x = 3,4 г
Ответ: 3,4
Задание 28
В результате реакции, термохимическое уравнение которой
2H2(г) + O2(г) = 2H2O(г) + 484 кДж,
выделилось 1452 кДж теплоты. Вычислите массу образовавшейся при этом воды (в граммах). (Запишите число с точностью до целых.)
Решение
Из термохимического уравнения следует, что при образовании 2 моль воды выделяется 484 кДж теплоты. Составим пропорцию:
2 моль H2O – 484 кДж
x моль H2O – 1452 кДж
Из пропорции следует, что x = 1452 кДж * 2 моль / 484 кДж = 6 моль.
Определяем массу образовавшейся воды:
m(H2O) = n(H2O) * M(H2O) = 6 моль * 18 г/моль = 108 г.
Ответ: 108
Задание 29
Вычислите массу кислорода (в граммах), необходимого для полного сжигания 6,72 л (н.у.) сероводорода. (Запишите число с точностью до десятых.)
Решение
Приведем уравнение протекающей реакции:
2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O
Из уравнения следует, что на 2 моль реагирующего сероводорода H2S приходится 3 моль кислорода O2.
Находим количество сжигаемого сероводорода:
n(H2S) = V(H2S) / Vm = 6,72 л / 22,4 л/моль = 0,3 моль.
Составим пропорцию:
2 моль H2S – 3 моль O2
0,3 моль H2S – x моль O2
Из пропорции следует, что x = 0,3 * 3 / 2 = 0,45 моль.
Находим массу кислорода:
m(O2) = n(O2) * M(O2) = 0,45 моль * 32 г/моль = 14,4 г.
Ответ: 14,4
Задание 30
Из предложенного перечня веществ (перманганат калия, гидрокарбонат калия, сульфит натрия, сульфат бария, гидроксид калия;
допустимо использование водных растворов) выберите вещества, между которыми возможна окислительно-восстановительная реакция.
Запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций,
используя не менее двух веществ из предложенного перечня. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение
Из предложенного перечня веществ окислительно-восстановительная реакция возможна между перманганатом калия и сульфитом натрия,
причем данная реакция протекает в присутствии гидроксида калия. Перманганат калия восстанавливается до манганата калия,
а сульфит натрия окисляется до сульфата натрия.
Составим электронный баланс:
2 | Mn+7 + 1e → Mn+6
1 | S+4 – 2e → S+6
Окислителем является перманганат калия. Восстановителем является сульфит натрия.
На основании электронного баланса подберём коэффициенты и запишем уравнение реакции:
2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH =
2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O
Задание 31
Из предложенного перечня веществ (перманганат калия, гидрокарбонат калия, сульфит натрия, сульфат бария, гидроксид калия;
допустимо использование водных растворов) выберите вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена.
Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнения этой реакции.
Решение
Реакция ионного обмена возможна между гидрокарбонатом калия и гидроксидом калия:
KHCO3 + KOH = K2CO3 + H2O
2K+ + HCO3– + OH– = 2K+ + CO32– + H2O
HCO3– + OH– = CO32– + H2O
Задание 32
При электролизе водного раствора нитрата меди (II) получили металл. Металл обработали концентрированной серной кислотой при нагревании.
Выделившийся в результате газ прореагировал с сероводородом с образованием простого вещества.
Это вещество нагрели с концентрированным раствором гидроксида калия.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) На катоде будет восстанавливаться медь Cu, так как в ряду активности металлов элемент находится правее водорода.
В случае кислородсодержащего аниона NO3- на аноде будет выделяться кислород O2 из воды.
2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + 4HNO3 + O2 (электролиз)
2) Медь растворили в концентрированной серной кислоте при нагревании. В этом случае медь окислилась до степени окисления +2,
а серная кислота восстановилась до оксида серы (IV):
Cu + 2H2SO4 (конц.) = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
3) Оксид серы (IV) взаимодействует с сероводородом с образованием простого вещества – серы, данная реакция является реакцией диспропорционирования
(самоокисления-самовосстановления серы):
SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O
4) Сера (простое вещество) также вступает в реакцию диспропорционирования с раствором гидроксида калия при нагревании:
3S + 6KOH = 2K2S + K2SO3 + 3H2O
Задание 33
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
Решение
1) При указанных условиях (H2SO4, 180 ᴼC) происходит внутримолекулярная дегидратация пропанола-1
с образованием пропилена (вещество Х1):
2) Взаимодействие пропилена с HCl приводит к образованию 2-хлорпропана (вещество Х2) (реакция гидрогалогенирования):
3) При взаимодействии 2-хлорпропана с водным раствором NaOH происходит замещение –Cl на гидроксильную группу,
образуется изопропанол (вещество Х3):
4) Изопропанол под действием H2SO4 при нагревании (180 ᴼC) подвергается внутримолекулярной дегидратации
с образованием пропилена (вещество Х1):
5) При воздействии водного раствора KMnO4 пропилен вступает в реакцию гидроксилирования
с образованием пропиленгликоля (вещество Х4):
Задание 34
При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) углекислого газа.
Масса твёрдого остатка составила 41,2 г. Этот остаток добавили к 465,5 г раствора соляной кислоты, взятой в избытке.
Определите массовую долю соли в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи,
и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Решение
Запишем уравнения протекающих реакций:
1) CaCO3 = CaO + CO2↑
2) CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O
3) CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O
По уравнению реакции (1) рассчитаем количество вещества образовавшегося CO2:
n(CO2) = V(CO2) / Vm = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль
Из уравнения реакции (1) определим количество вещества образовавшегося оксида кальция:
n(CaO) = n(CO2) = 0,2 моль
Найдем массу образовавшегося оксида кальция:
m(CaO) = n(CaO) * M(CaO) = 0,2 моль * 56 г/моль = 11,2 г
Рассчитаем массу неразложившегося карбоната кальция в остатке:
m(CaCO3)остаток = m(остаток) – m(CaO) = 41,2 г – 11,2 г = 30 г
Определим количество вещества неразложившегося карбоната кальция в остатке:
n(CaCO3)остаток = m(CaCO3)остаток / M(CaCO3) = 30 г / 100 г/моль = 0,3 моль
Найдем количество вещества хлорида кальция, образовавшегося по уравнениям (2) и (3):
n(CaCl2) = n(CaO) + n(CaCO3)остаток = 0,2 + 0,3 = 0,5 моль
Рассчитаем массу хлорида кальция, образовавшегося по уравнениям (2) и (3):
m(CaCl2) = n(CaCl2) * M(CaCl2) = 0,5 моль * 111 г/моль = 55,5 г
Найдем количество вещества углекислого газа, образовавшегося по реакции (2):
n(CO2) = n(CaCO3)остаток = 0,3 моль
Рассчитаем массу углекислого газа, образовавшегося по реакции (2):
m(CO2) = n(CO2) * M(CO2) = 0,3 моль * 44 г/моль = 13,2 г
Определим массу раствора:
m(р-ра) = 41,2 + 465,5 – 13,2 = 493,5 г
Рассчитаем массовую долю хлорида кальция в растворе:
w(CaCl2) = m(CaCl2) / m(р-ра) = 55,5 / 493,5 = 0,112 или 11,2%
Задание 35
Органическое вещество А содержит 11,97% азота, 9,40% водорода и 27,35% кислорода по массе и образуется при взаимодействии органического вещества Б
с пропанолом-2. Известно, что вещество Б имеет природное происхождение и способно взаимодействовать как с кислотами, так и со щелочами.
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу
исходного органического вещества;
2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б и пропанола-2 (используйте структурные формулы органических веществ).
Решение
1) Общая формула органического вещества А – CxHyOzNm.
Определим содержание углерода в веществе А:
w(C) = 100 – 11,97 – 9,40 – 27,35 = 51,28%
Допустим, что масса вещества А составляет 100 г, тогда массы элементов C, H, O, N составят 51,28 г, 9,40 г, 27,35 г, 11,97 г, соответственно.
Определим соотношение атомов в молекуле:
x : y : z : m = [w(C)/M(C)] : [w(H)/M(H)] : [w(O)/M(O)] : [w(N)/M(N)]
x : y : z : m = (51,28/12) : (9,40/1) : (27,35/16) : (11,97/14) = 4,27 : 9,40 : 1,71 : 0,86 = 5 : 11 : 2 : 1
Молекулярная формула вещества А – C5H11O2N.
2) Составим структурную формулу вещества А - изопропилового эфира аминоуксусной кислоты:
3) Представим уравнение реакции между веществом Б (глицин или аминоуксусная кислота) и пропанолом-2. Данная реакция является реакцией этерификации:
