Задания C5 по химии 1. При сгорании 2,28 г органического вещества образовалось 3,96 г углекислого газа, 0,42 г азота и 0,54 г воды. Установите молекулярную формулу вещества, если известно, что его молярная масса меньше 200 г/моль. Решение. CxHyNzOa + O2 = xCO2 + y/2 H2O + z/2 N2 ν(C) = ν(CO2) = 3,96 / 44 = 0,09; m(C) = 0,09·12 = 1,08 г; ν(N) = 2ν(N2) = 2 · 0,42 / 28 = 0,03; m(N) = 0,03·14 = 0,42 г; ν(H) = 2ν(H2O) = 2 · 0,54 / 18 = 0,06; m(H) = 0,06 г; m(O) = m(CxHyNzOa) – m(C) – m(H) – m(N) = 2,28 – 1,08 – 0,42 – 0,06 = = 0,72 г. ν(O) = 0,72 / 16 = 0,045; ν(C) : ν(H) : ν(N) : ν(O) = 0,09 : 0,06 : 0,03 : 0,045 = 6 : 4 : 2 : 3 – C6H4N2O3 (M = 152 г/моль). Условие на молярную массу показывает, что простейшая формула совпадает с молекулярной. Ответ. C6H4N2O3. Содержание критерия Баллы Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы. 2 Правильно записан первый элемент ответа. 1 Все элементы ответа записаны неверно. 0 Максимальный балл 2 2. При сгорании 24,6 г органического вещества образовалось 26,9 л углекислого газа, 2,24 л азота и 9,0 г воды. Объемы газов измерены при нормальных условиях. Установите молекулярную формулу вещества, если известно, что его молярная масса меньше 180 г/моль. Решение. CxHyNzOa + O2 = xCO2 + y/2 H2O + z/2 N2 ν(C) = ν(CO2) = 26,9 / 22,4 = 1,2; m(C) = 1,2·12 = 14,4 г; ν(N) = 2ν(N2) = 2 · 2,24 / 22,4 = 0,2; m(N) = 0,2·14 = 2,8 г; ν(H) = 2ν(H2O) = 2 · 9,0 / 18 = 1,0; m(H) = 1,0 г; m(O) = m(CxHyNzOa) – m(C) – m(H) – m(N) = 24,6 – 14,4 – 2,8 – 1,0 = 6,4 г. ν(O) = 6,4 / 16 = 0,4; ν(C) : ν(H) : ν(N) : ν(O) = 1,2 : 1,0 : 0,2 : 0,4 = = 6 : 5 : 1: 2 – C6H5NO2 (M = 123 г/моль). Условие на молярную массу показывает, что простейшая формула совпадает с молекулярной. Ответ. C6H5NO2. Содержание критерия Баллы Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы. 2 Правильно записан первый элемент ответа. 1 Все элементы ответа записаны неверно. 0 Максимальный балл 2 3. При растворении 4,5 г частично окисленного алюминия в избытке раствора KOH выделяется 3,7 л (н.у) водорода. Определите массовую долю алюминия в образце. И алюминий, и его оксид растворяются в щелочах, однако водород выделяется только при растворении алюминия: 2Al + 2KOH + 6H2O = 2K[Al(OH)4] + 3H2. Al2O3 + 2KOH + 3H2O = 2K[Al(OH)4]. Массу алюминия можно определить по объему выделившегося водорода: ν(H2) = 3,7 / 22,4 = 0,165 моль, ν(Al) = ν(H2) / 3 · 2 = 0,11 моль, m(Al) = 0,11 · 27 = 2,97 г. Массовая доля алюминия в смеси с оксидом: ω(Al) = 2,97 / 4,5 = 0,66 = 66%. Ответ. 66% Al. Содержание критерия Баллы Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы. 2 Правильно записан первый элемент ответа. 1 Все элементы ответа записаны неверно. 0 Максимальный балл 2 4. Дисульфид железа(II) массой 60 г сожгли в потоке кислорода, а полученный твердый остаток растворили в 626 мл 10%-ной соляной кислоты (плотность 1,05 г/мл). Рассчитайте состав полученного раствора (в массовых долях). 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2. ν(FeS2) = 60 / 120 = 0,5 моль, ν(Fe2O3) = 0,5ν(FeS) = 0,25 моль. ν(HCl) = 626 . 1,05 . 0,1 / 36,5 = 1,8 моль. Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O Fe2O3 – в недостатке. В результате реакции образуется 0,5 моль FeCl3 массой 0,5.162,5 = 81,25 г и остается 1,8 – 6.0,25 = 0,3 моль HCl массой 10,95 г. m(р-ра) = m(р-ра HCl) + m(Fe2O3) = 626.1,05 + 0,25.160 = 697 г. ω(FeCl3) = 81,25 / 697 = 0,117 = 11,7% ω(HCl) = 10,95 / 697 = 0,016 = 1,6% Ответ. 11,7% FeCl3, 1,6% HCl. Содержание критерия Баллы Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы. 2 Правильно записан первый элемент ответа. 1 Все элементы ответа записаны неверно. 0 Максимальный балл 2 5. При сгорании 33,3 г органического вещества образовалось 26,9 л углекислого газа, 10,1 л азота и 13,5 г воды. Объемы газов измерены при нормальных условиях. Установите молекулярную формулу вещества, если известно, что его молярная масса меньше 200 г/моль. CxHyNzOa + O2 = xCO2 + y/2 H2O + z/2 N2 ν(C) = ν(CO2) = 26,9 / 22,4 = 1,2; m(C) = 1,2.12 = 14,4 г; ν(N) = 2ν(N2) = 2 . 10,1 / 22,4 = 0,9; m(N) = 0,9.14 = 12,6 г; ν(H) = 2ν(H2O) = 2 . 13,5 / 18 = 1,5; m(H) = 1,5 г; m(O) = m(CxHyNzOa) – m(C) – m(H) – m(N) = 33,3 – 14,4 – 12,6 – 1,5 = 4,8 г. ν(O) = 4,8 / 16 = 0,3; ν(C) : ν(H) : ν(N) : ν(O) = 1,2 : 1,5 : 0,9 : 0,3 = 4 : 5 : 3 : 1 – C4H5N3O (M = 111 г/моль). Условие на молярную массу показывает, что простейшая формула совпадает с молекулярной. Ответ. C4H5N3O. Содержание критерия Баллы Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы. 2 Правильно записан первый элемент ответа. 1 Все элементы ответа записаны неверно. 0 Максимальный балл 2 6. При сгорании 45,3 г органического вещества образовалось 66,0 г углекислого газа, 21,0 г азота и 13,5 г воды. Установите молекулярную формулу вещества, если известно, что его молярная масса меньше 250 г/моль. CxHyNzOa + O2 = xCO2 + y/2 H2O + z/2 N2 ν(C) = ν(CO2) = 66,0 / 44 = 1,5; m(C) = 1,5·12 = 18,0 г; ν(N) = 2ν(N2) = 2 · 21 / 28 = 1,5; m(N) = 1,5 · 14 = 21,0 г; ν(H) = 2ν(H2O) = 2 · 13,5 / 18 = 1,5; m(H) = 1,5 г; m(O) = m(CxHyNzOa) – m(C) – m(H) – m(N) = 45,3 – 18,0 – 21,0 – 1,5 = 4,8 г. ν(O) = 4,8 / 16 = 0,3; ν(C) : ν(H) : ν(N) : ν(O) = 1,5 : 1,5 : 1,5 : 0,3 = 5 : 5 : 5 : 1 – C5H5N5O (M = 151 г/моль). Условие на молярную массу показывает, что простейшая формула совпадает с молекулярной. Ответ. C5H5N5O. Содержание критерия Баллы Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы. 2 Правильно записан первый элемент ответа. 1 Все элементы ответа записаны неверно. 0 Максимальный балл 2 7. При полном растворении в соляной кислоте смеси карбоната и сульфида некоторогo металла с равными массовыми долями выделилась газовая смесь с плотностью по гелию 9,5. Установите формулы исходных соединений, если металл проявляет в соединениях степень окисления +2. MCO3 + 2HCl = MCl2 + CO2 + H2O MS + 2HCl = MCl2 + H2S Пусть ν(MCO3) = 1, ν(MS) = x моль, тогда ν(CO2) = 1, ν(H2S) = x моль. Из уравнения для средней молярной массы газовой смеси находим: x = 1,5. Обозначим атомную массу металла A и воспользуемся условием равенства массовых долей (масс) карбоната и сульфида: 1 . (A + 60) = 1.5 . (A + 32), откуда A = 24 г/моль. Искомый металл – магний. Ответ: MgCO3 и MgS. Содержание критерия Баллы Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы. 2 Правильно записан первый элемент ответа. 1 Все элементы ответа записаны неверно. 0 Максимальный балл 2 8. При полном растворении в воде смеcи гидрида и фосфида щелочного металла с равными массовыми долями образовалась газовая смесь с плотностью по углекислому газу 0,2. Установите состав исходных соединений. MH + H2O = MOH + H2 M3P + 3H2O = 3MOH + PH3 Пусть ν(MH) = 1, ν(M3P) = x моль, тогда ν(H2) = 1, ν(PH3) = x моль. Из уравнения для средней молярной массы газовой смеси находим: x = 0.27. Обозначим атомную массу щелочного металла A и воспользуемся условием равенства массовых долей (т.е., равных масс) гидрида и фосфида: 1 . (A + 1) = 0.27 . (3A + 31), откуда A = 39 г/моль. Искомый металл – калий. Ответ. KH и K3P. Содержание критерия Баллы Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы. 2 Правильно записан первый элемент ответа. 1 Все элементы ответа записаны неверно. 0 Максимальный балл 2 9. При сгорании 26,6 г органического вещества образовалось 35,2 г углекислого газа, 2,8 г азота и 12,6 г воды. Установите молекулярную формулу вещества, если известно, что его молярная масса меньше 250 г/моль. Решение: CxHyNzOa + O2 = xCO2 + y/2 H2O + z/2 N2 ν(C) = ν(CO2) = 35,2 / 44 = 0,8; m(C) = 0,8·12 = 9,6 г; ν(N) = 2ν(N2) = 2 · 2,8 / 28 = 0,2; m(N) = 0,2·14 = 2,8 г; ν(H) = 2ν(H2O) = 2 · 12,6 / 18 = 1,4; m(H) = 1,4 г; m(O) = m(CxHyNzOa) – m(C) – m(H) – m(N) = 26,6 – 9,6 – 2,8 – 1,4 = 12,8 г. ν(O) = 12,8 / 16 = 0,8; ν(C) : ν(H) : ν(N) : ν(O) = 0,8 : 1,4 : 0,2 : 0,8 = 4 : 7 : 1 : 4 – C4H7NO4 (M = 133 г/моль). Условие на молярную массу показывает, что простейшая формула совпадает с молекулярной. Ответ: C4H7NO4. Содержание критерия Баллы Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы. 2 Правильно записан первый элемент ответа. 1 Все элементы ответа записаны неверно. 0 Максимальный балл 2 10. При обработке первичного предельного одноатомного спирта натрием выделилось 6,72 л газа (н.у.). При полной дегидратации такого же количества спирта образуется этиленовый углеводород массой 33,6 г. Установите молекулярную формулу спирта. Элементы ответа: 1) Написано уравнение реакции спирта с натрием: CnH2n+2O + Na → CnH2n+1ONa + 1/2 H2 2) Написано уравнение дегидратации спирта в общем виде: CnH2n+2O → CnH2n + H2O 3) Установлена формула спирта: ν(H2) = 6,72 / 22,4 = 0,3 моль ν(CnH2n+2O) = 0,3 · 2 = 0,6 моль ν(CnH2n) = 0,6 моль M(CnH2n) = 33,6 / 0,6 = 56 г/моль 14n = 56 n = 4 Молекулярная формула спирта – C4H10O Содержание критерия Баллы Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы 3 Правильно записан первый и второй элементы ответа 2 Правильно записан первый или второй элементы ответа 1 Все элементы ответа записаны неверно 0 Максимальный балл 3