Задания заочного тура олимпиады «Абитуриент мгу-2004» (химический факультет)
1. При определенной концентрации и температуре HNO3 реагирует с Zn с образованием NO2 и NO в мольном соотношении NO2 : NO = 1 : 3. Сколько моль HNO3 реагирует с 1 моль Zn?
2. В результате серии последовательных радиоактивных распадов нуклид 235U превращается в нуклид 207Pb. Сколько - и -распадов включает эта серия ядерных превращений?
3. Общее количество атомов в образце предельной одноосновной карбоновой кислоты массой 97.5 г равно 13.0 моль. Определите молекулярную формулу кислоты.
4. В молекуле алкана содержится x первичных и y третичных атомов углерода. Найдите число четвертичных атомов углерода.
5. Вычислите рН раствора, полученного при смешении равных объемов 0.04 М раствора гидроксида натрия и 0.02 М раствора бромоводородной кислоты.
6. При действии концентрированной серной кислоты на 18.2 г твердого фторида щелочного металла выделился газ, при пропускании которого через раствор Ca(OH)2 образовалось 27.3 г осадка. Назовите неизвестный металл.
7. При дегидрировании 95.0 г гомолога бензола образовался непредельный углеводород (с одной двойной связью), который может присоединить 76.0 г брома. Напишите все возможные структурные формулы исходного углеводорода, если выход первой реакции равен 60%, а второй – 100%.
8. В равновесной смеси при некоторой температуре содержится 6.0 моль HI, 3.0 моль H2 и 0.8 моль I2. При охлаждении константа равновесия H2 + I2 ⇄ 2HI увеличилась в 2 раза. Рассчитайте количества веществ в новой равновесной смеси.
9. Комплексное соединение платины содержит 50.13 мас.% Pt, 7.20 мас.% N, 41.13 мас.% Br и водород. Комплекс не заряжен, а его молекула имеет плоское строение. Установите молекулярную формулу комплекса и определите валентность центрального атома. Изобразите структурные формулы двух геометрических изомеров комплекса.
10. Напишите уравнения реакций, соответствующие следующей схеме превращений:
C7H16NCl ← C7H15N ← C7H9N → C7H8N2O2 → C6H3N2O4K → C5H4N2O2 → C5H6N2.
В уравнениях укажите структурные формулы веществ и условия реакций.
11. В калориметре смешали 10.0 мл 0.50 M раствора HCl и 10.0 мл 0.50 М раствора NaOH, имеющих одинаковую температуру. Было зафиксировано повышение температуры на T. Оцените, как изменится температура, если использовать 5.0 мл 0.50 M раствора NaOH вместо 10.0 мл. Считайте удельные теплоемкости обоих растворов одинаковыми.
12. Напишите уравнения химических реакций, соответствующие следующей схеме превращений:
Определите неизвестные вещества.
13. Навеску смеси гидрида бария и нитрида лития разделили на две равные части. Одну часть растворили в воде, а вторую – в избытке соляной кислоты. Объем газа, выделившегося в реакции с водой, в полтора раза больше, чем в реакции с соляной кислотой (растворимостью газов в воде пренебречь). Определите массовую долю гидрида бария в исходной смеси.
14. В замкнутом сосуде в молярном соотношении 1:1 при температуре 398 K смешали CO и Cl2. Через 5 минут после введения катализатора давление в системе оказалось равным 2.3105 Па, скорость образования фосгена (COCl2) в этом промежутке времени составила 2.510–3 моль/(лмин). Рассчитайте давление хлора в исходной смеси.
15. При пропускании через 160 мл раствора, содержащего смесь Bi(NO3)3 и Hg(NO3)2, тока силой 0.90 А в течение 161 минуты на катоде выделилась смесь металлов общей массой 7.195 г. Напишите уравнения электролиза каждой соли и определите молярные концентрации солей в исходном растворе, если известно, что на катоде не выделялись газы, а после окончания электролиза раствор не содержит ионов металлов.
16. Оптически активный сложный диэфир A состоит только из атомов C, H и O. 2.81 г этого вещества подвергли омылению 30.0 мл 1.00 M раствора NaOH. Для того, чтобы полностью нейтрализовать непрореагировавший NaOH, потребовалось 6.0 мл 1.00 M раствора HCl. Продуктами омыления являются: дикарбоновая кислота B, метанол и оптически активный спирт C. В результате реакции спирта C с I2/NaOH образуются желтый осадок и C6H5COONa. Соединение B обесцвечивает бромную воду, а при дегидратации образует циклический ангидрид D. Изобразите структурные формулы веществ A, B, C и D.
17. Получение алканов по методу Фишера-Тропша протекает на кобальтовом катализаторе по схеме: CO + H2 CnH2n+2 + H2O. Оксид углерода (II) и водород в объемном соотношении 1 : 2 ввели в реакцию при 180 оС, при этом образовалась смесь метана, этана и пропана в молярном соотношении 3 : 2 : 2. Вычислите, во сколько раз изменилось общее давление в системе, если синтез проходил при неизменных температуре и объеме, при этом прореагировало 10% СО.
18. При нагревании природного дипептида с концентрированной соляной кислотой образовались два продукта; массовая доля хлора в одном из них составила 28.29%. При реакции этого же дипептида с разбавленной соляной кислотой образовался продукт, в котором массовая доля хлора равна 16.71%. Установите аминокислотный состав дипептида, напишите для него две возможные структурные формулы.