1 Ответ
1. В пушку заложили заряд пороха в 1 кг.
Реакция горения пороха:
2KNO3+3C+S=K2S+3CO2+N2
Примите, что порох имеет состав, строго соответствующий стехиометрии этой реакции.Помогите капитану Смоллетту рассчитать давление пороховых газов, создаваемое в момент выстрела, если температура пороховых газов 3000 К, а объём, занимаемый пороховыми газами в пушке, 1.57 литра. Ответ выразите в мегапаскалях, округлите до целых.
Таким образом, давление пороховых газов составляет примерно 235 МПа.
2. В реакции хлорирования 100 г смеси алканов была получена смесь их хлорпроизводных, содержащая 60 % хлора по массе. Какой объём хлороводорода (при приведении к н.у.) выделился в результате реакции? Ответ выразите в литрах, округлите до целых.
Таким образом, в результате реакции выделилось около 91 литров хлороводорода.
3. «Кофе с молоком» — название взвеси, образующейся при реакции катионов металла X с анионами кислоты Y. Реакция используется для качественного определения этих анионов и позволяет отличать их от фосфат‑анионов, дающих в таких же условиях аналогичный по составу и структуре жёлтый осадок.
Определите металл X:
Барий
Свинец
Ртуть
Медь
Серебро
Золото
Запишите формулу образующего взвесь соединения, если известно, что в 1.000 г этого соединения содержится 0.700 г металла X.
Ag2HPO3
4. Даны структурные формулы изомеров гексана C6H14. Установите соответствие между алканами и верными утверждениями о каждом из них.
Алкан содержит три первичных атома углерода
Алкан может быть получен гидрированием алкина состава C6H10
Алкан в реакции радикального хлорирования образует только два монохлорпроизводных
Алкан может быть получен димеризацией алкилхлорида RCl по реакции Вюрца
Алкан, соответствующий данным условиям — 2,3-диметилбутан
5. Насыщенный первичный спирт RCH2OH подвергли двухстадийному окислению «спирт» ⟶ «альдегид» ⟶ «карбоновая кислота (RCOOH)», в результате чего из 1.0 г спирта было получено 1.0 г карбоновой кислоты. Известно, что каждая из двух стадий прошла с выходом 90%. Запишите число атомов углерода в молекуле исходного спирта.
Исходный спирт — пропиловый С3Н7ОН
6. Через последовательно соединённые электрохимические ячейки, содержащие водные растворы нитрата меди (II) и нитрата серебра (I), пропустили электрический ток. В первой ячейке на катоде выделилось на 0.140 г меньше меди, чем серебра во второй. Какая масса серебра выделилась на катоде во второй ячейке, если известно, что в обеих ячейках по окончании электролиза ещё оставались растворы солей? Ответ выразите в граммах, округлите до сотых.
Для решения задачи необходимо составить уравнения электрохимического восстановления нитратов меди и серебра на катоде, учесть разницу в массах полученных металлов и выразить массу серебра из второй ячейки через массу меди.
Электрохимическое восстановление:
Cu(NO3)2 + 2e- → Cu + 2NO3- (на катоде) AgNO3 + e- → Ag + NO3- (на катоде).
Пусть x г — масса меди, которая выделилась на катоде в первой ячейке. Тогда (x + 0.14) г — масса серебра, которая выделилась во второй ячейке.
М(Cu) = 63.546 г/моль; М(Ag) = 107.868 г/моль.
Составляем уравнение электрохимического баланса с учетом молярных масс металлов:
63.546x + (107.868 — 63.546)(x + 0.14) = 0
Решая уравнение, получаем: x ≈ 0.039 г.
Тогда масса серебра во второй ячейке равна: (x + 0.14) ≈ 0.179 г.
Ответ: 0.179 г.
7. Легкоразлагающаяся синяя жидкость X может быть получена следующим образом. Металл M растворяют в концентрированной кислоте A, что сопровождается выделением окрашенного газа B. Если металл M растворить в разбавленной кислоте A, то основным газообразным продуктом реакции будет газ C. Взаимодействие B и C при охлаждении приводит к образованию X.
Запишите формулу X.
Формула X не указана в задании, поэтому ее невозможно записать.
8. X, Y и Z — двухвалентные металлы. Известно, что в 1 М водных растворах их солей самопроизвольно протекают следующие реакции:
XSO4+Y→YSO4+X
YSO4+Z→ZSO4+Y
При этом масса пластинки Y, опущенной в водный раствор XSO4, увеличивается, а масса пластинки Z, опущенной в водный раствор YSO4, уменьшается. Как изменится масса пластинки X, опущенной в 1 М водный раствор ZSO4?
Увеличится
Уменьшится
Не изменится
Нельзя точно определить
Какие металлы могли бы соответствовать X, Y и Z?
Cu
Mn
Zn
Fe
Металлы, которые могут соответствовать X, Y и Z:
– X: Cu, Mn, Zn, Fe
– Y: Cu, Mn, Zn
– Z: Cu, Zn
9. Обжиг халькопирита протекает в соответствии с уравнением:
4CuFeS2+13O2=4CuO+2Fe2O3+8SO2 (1)
Известны стандартные энтальпии следующих реакций:
2CuS+3O2=2CuO+2SO2 ΔH1=−807 кДж/моль
4FeS+7O2=2Fe2O3+4SO2 ΔH2=−2422 кДж/моль
CuS+FeS=CuFeS2 ΔH3=−23Δ кДж/моль
Определите стандартную энтальпию реакции 1. Ответ выразите в кДж/моль, округлите до целых.
Какое количество теплоты выделится при обжиге 18.4 г халькопирита? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до целых.
Стандартная энтальпия реакции (1) равна -3172 кДж/моль.
При обжиге халькопирита выделяется 5596 кДж теплоты.
10. Фреоны, хладоны — техническое название группы галогенсодержащих производных насыщенных углеводородов (главным образом метана и этана), применяемых в качестве хладагентов, пропеллентов, вспенивателей, растворителей. Чаще всего водород в алканах замещается фтором, но также может быть замещён хлором, бромом и реже иодом.
Запишите формулу фреона, если известно, что массовая доля фтора в нём равна 0.558, других галогенов не содержится, а соотношение масс углерода и фтора в его молекуле составляет 1:1.58.
Если других галогенов нет, значит на каждый углерод приходится 1.58 фтора. Простейшая формула будет выглядеть как CF158. Но нам нужна массовая доля, переведём в проценты.
(191.58)/179.8=0.17
0.558-0.17=0.388
Теперь разницу делим на разницу между целыми числами.
0.388 / (0.5-0.4) = 1.88
Округляем до целых чисел, ответ 2. Теперь умножаем оба значения на 1.
2(19+1.58) = 55.8
Формула фреона CF2
11. Сульфид цинка может существовать в виде двух кристаллических модификаций. В таблице ниже приведены их термодинамические характеристики.
Модификация Δобр.H∘ / кДж моль−1 S∘ / Дж моль−1 K−1
ZnS (вюрцит)
−194.0 59.2
ZnS (сфалерит)
−196.3 57.7
Выберите верные утверждения:
Превращение вюрцита в сфалерит — экзотермический процесс
Превращение вюрцита в сфалерит — эндотермический процесс
Превращение вюрцита в сфалерит является экзотермическим процессом, так как изменение энтальпии образования (ΔH∘) для сфалерита меньше, чем для вюрцита (–196,3 кДж/моль против –194,0 кДж/моль). Это означает, что при переходе от вюрцита к сфалериту выделяется избыточное количество энергии.
При 25∘C и атмосферном давлении термодинамически более устойчивой модификацией является вюрцит
При 25∘C и атмосферном давлении термодинамически более устойчивой модификацией является сфалерит
Координационное число цинка в сфалерите равно 4
Координационное число цинка в вюрците равно 4
На основании предоставленных данных нельзя сделать вывод о том, какая модификация сульфида цинка является более устойчивой при 25°C и атмосферном давлении. Обе модификации имеют близкие значения энтальпии и энтропии образования.
Координационное число цинка в обеих модификациях сульфида равно 4.
Определите температуру, при которой одна модификация сульфида цинка начинает самопроизвольно переходить в другую. Ответ выразите в кельвинах, округлите до целых.
Примечание: самопроизвольно протекают процессы, для которых ΔG=ΔH−TΔS<0
Для определения температуры, при которой начинается самопроизвольное превращение одной модификации сульфида цинка в другую, можно воспользоваться таблицей, приведенной в условии задачи.
Пусть T — неизвестная температура. Тогда условие ΔG<0 можно записать как:
ΔH — TΔS < 0
Где ΔH — разница между энтальпиями образования вюрцита и сфалерита (–194,0 и –196,3 кДж соответственно), а ΔS — разница между их энтропиями (59,2 и 57,7 Дж/(моль·K) соответственно).
Подставим значения и решим неравенство:
-1,3 — T(5,5 — 2) < 0
-3,8 — 3,5T < 0
3,5T > -3,8
T > -3,8 / 3.5 = 1,085 K ≈ 1 K
Таким образом, при температуре выше 1 Кельвина начнется самопроизвольное превращение вюрцита сульфида цинка в сфалерит.
12. Вещество X образовано двумя одноатомными частицами с одинаковым числом электронов. Оба типа частиц присутствуют в составе X в одинаковом количестве. Известно, что один из элементов в составе X образует простое газообразное вещество A. Другой элемент поступает в наш организм в основном в виде соли B, которая окрашивает пламя в жёлтый цвет.
Запишите формулу газообразного продукта сжигания серы в атмосфере A.
Запишите формулу вещества B.
Газообразный продукт сжигания серы в атмосфере — SO2
Вещество B — сульфат, например, натрия (Na2SO4), который окрашивает пламя в желтый цвет.