10 класс

10 класс
1. Углеводород Х можно получить действием концентрированной серной кислоты на
кислородсодержащее органическое соединение У при нагревании, а также при
взаимодействии Z со спиртовым раствором щелочи. Углеводород Х вступает в реакцию
полимеризации, взаимодействует с бромной водой, окисляется перманганатом калия в
нейтральной среде. При его сгорании количеством вещества 1 моль образуется 4 моль воды.
Приведите формулу Х, если известно, что он существует в виде двух геометрических
изомеров. Напишите уравнения упомянутых реакций. (Всего 7 баллов)
Решение
Углеводород Х – алкен. (1 балл)
Бутен количеством вещества 1 моль даёт при сгорании 4 моль воды. (1 балл)
CH3–CHОН – CH2–CH3
CH3–CH = CH–CH3 + H2O (1 балл)
CH3–CHCl – CH2–CH3 + KOH(спирт. р-р) → CH3–CH = CH–CH3 + КCl + H2O (1 балл)
nCH3–CH = CH–CH3
[–CH(CH3) – CH(CH3)–]n (1 балл)
CH3–CH = CH–CH3 + Br2(вод. р-р) → CH3– CHBr – CHBr – CH3 (1 балл)
3CH3–CH = CH–CH3 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH3– CHOH – CHOH – CH3 + 2KOH + 2MnO2 (1 балл)
2. 100 мл газообразного углеводорода (плотность его по водороду больше 8) сожгли в избытке
кислорода. После конденсации паров воды объем газовой смеси составил 210 мл. Вычислите
объемную долю кислорода в конечной газовой смеси, если известно, что исходный и
конечный объемы газов измерены при одинаковых условиях. (Всего 7 баллов)
Решение
Углеводород не является метаном, так как плотность по водороду метана восемь.
(1 балл)
СxНy + (х + 0,25у)О2 = хСО2 + 0,5уН2О (1 балл)
Из уравнения видно, что объем углекислого газа равен 100х. (1 балл)
Так как сумма объемов углекислого газа и непрореагировавшего кислорода составляет
210 мл, то 100х + V(О2)непрореагировавший = 210, (1 балл)
следовательно 100х < 210, тогда х < 2,1. (1 балл)
Если углеводород не является метаном, то тогда х = 2. (1 балл)
Подставим в уравнение х: 100∙2 + V(О2)непрореагировавший = 210
V(О2)непрореагировавший = 210 – 200 = 10 мл. φ(О2)непрореагировавшего = 10/210 = 4,76 %. (1 балл)
3. Допишите предложения, иллюстрируйте их уравнениями реакций
Взаимодействие калия с неметаллами
А) Калий взаимодействует с галогенами очень активно, образуя _______________ :
Б) Кислород активно окисляет калий уже при обычной температуре с образованием ________ :
В) С серой калий образует ____________ при нагревании без доступа воздуха:
С избытком серы образуются __________________ :
Г) С азотом и фосфором калий образует при нагревании _____________ и ________________ :
Они легко гидролизуются водой с образованием _____________ и ______________ :
Д) С углеродом калий образует ______________ .
Он относится к классу ___________ , которые реагируют с водой и кислотами с образованием
___________ :
Е) С водородом калий образует _______________ при небольшом нагревании:
Он имеет ______________ кристаллическую решётку. (Всего 6 баллов)
Решение
Взаимодействие калия с неметаллами
А) Калий взаимодействует с галогенами очень активно, образуя соли – галогениды:
2K + Гал2 = 2КГал, например 2К + Cl2 = 2KCl (хлорид калия) (1 балл)
Б) Кислород активно окисляет калий уже при обычной температуре с образованием
пероксида и надпероксида калия:
2К + О2 = К2О2 (пероксид калия); К + О2 = КО2 (надпероксид калия). (1 балл)
В) С серой калий образует сульфид при нагревании без доступа воздуха:
2K + S = K2S (сульфид калия).
С избытком серы образуются полисульфиды:
2K + nS = K2Sn (полисульфиды калия). (1 балл)
Г) С азотом и фосфором калий образует при нагревании нитрид и фосфид:
6K + N2 = 2K3N (нитрид калия) 3K + P = K3P (фосфид калия).
Они легко гидролизуются водой с образованием аммиака и фосфина:
K3N + 3Н2О = 3КОН + NH3↑; K3Р + 3Н2О = 3КОН + РH3↑. (1 балл)
Д) С углеродом калий образует карбид: 2К + 2С = К2С2 (карбид калия).
Он относится к классу ацетиленидов, которые реагируют с водой и кислотами с
образованием ацетилена:
К2С2 + 2Н2О = 2КОН + С2Н2↑; К2С2 + 2НCl = 2КCl + С2Н2↑. (1 балл)
Е) С водородом калий образует гидрид при небольшом нагревании:
2К + Н2 = 2КН (гидрид калия).
Гидрид калия – вещество солеобразного типа, имеющее ионную кристаллическую решётку.
(1 балл)
4. Нитрат меди(II) прокалили, а выделившиеся газы пропустили через склянку с водой.
Полностью ли образовавшаяся газовая смесь поглотилась водой? Обоснуйте свою точку
зрения. (Всего 4 балла)
Решение
2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2; (1 балл)
4NO2 + O2 + H2O = 4HNO3. (1 балл)
Так как в реакции разложения газы образуются в молярном соотношении 4:1, (1 балл) и
для реакции образования азотной кислоты они нужны в таком же соотношении, то
газовая смесь поглотится полностью. (1 балл)
5. Сплав железа с алюминием растворили в соляной кислоте. Оказалось, что массовые доли солей
в полученном растворе одинаковые. Рассчитайте массовые доли металлов в сплаве.
(Всего 4 балла)
Решение
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2. (1 балл)
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2. (1 балл)
Пусть в первой реакции образуется 1 моль соли (127 г). Тогда во второй реакции
образуется также 127 г соли, что составит 127/133,5 = 0,951 моль.
Такое же количество алюминия прореагирует во второй реакции (0,951∙27= 25,7 г).
В первой реакции прореагирует 1 моль железа (56 г). (1 балл)
Тогда массовая доля железа будет равна 56/(56+25,7) = 68,54 %.
Массовая доля алюминия 100 – 68,54 = 31,46 %. (1 балл)