Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №17/2004

ЭКЗАМЕНЫ НЕ ЗА ГОРАМИ

Конкурсные вопросы в вуз

Рассмотрим экзаменационные билеты по химии в три вуза – Московскую государственную академию легкой промышленности, Уфимский государственный нефтяной технический университет и Ставропольский государственный технический университет.

ВОПРОСЫ

Билет 1

1. Какую массу меди надо взять, чтобы в ней содержалось столько атомов, сколько их содержится в 2,4 г магния?

2. Водный раствор, содержащий фосфорную кислоту массой 19,6 г, нейтрализовали гидроксидом кальция массой 14,8 г.

Определите массу образовавшегося осадка преципитата СаНРО4•2Н2О.

3. Какой объем воздуха (н. у.) потребуется для окисления 17 т аммиака до азотной кислоты?

4. При взаимодействии раствора серной кислоты массой 16 г с избытком хлорида бария выделился осадок массой 5,7 г.
Определите массовую долю (в %) серной кислоты в исходном растворе.

5. Подберите коэффициенты в уравнении реакции:

КMnO4 + H2S + H2SO4 MnSO4 + S + K2SO4 + … .

Какой объем сероводорода (н.у.) следует пропустить через 400 мл 6%-го раствора перманганата калия ( = 1,04 г/см3) до полного восстановления перманганата?

6. Две реакции при температуре 293 К протекают с одинаковой скоростью. Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 4, второй – 2.
Как будут соотноситься скорости реакций, если они проводятся при 323 К?

7. В раствор хлорида калия погрузили электроды и пропустили электрический ток. В результате образовался раствор массой 200 г с массовой долей щелочи, равной 2,8%.
Какое количество молей хлора выделилось при электролизе?

8. Смесь меди с оксидом меди(II), содержащую 30% свободной меди, растворили в 40%-м растворе азотной кислоты ( = 1,25 г/см3).
Вычислите массу исходной смеси, если в ходе реакции выделилось 1,62 л (н.у.) оксида азота(II).

9. Сколько граммов перманганата калия в нейтральной среде требуется для окисления 4,8 г толуола до бензойной кислоты?

10. Сколько потребуется глюкозы для получения 85 кг этилового спирта, если выход его ((спирта)) составляет 90% от теоретического?

Билет 2

1. Где содержится больше атомов: в 1 г бора или в 1 г алюминия? Рассчитайте разницу значений.

а) 27•10–13;
б) 3,3•1022;
в) 0,8•10–23;
г) 0,5•10 22;
д) 3,3•1025.

2. Сколько суммарно нейтронов и электронов содержится в атомах трех изотопов: 16О, 17О, 18О?

а) 24;
б) 27;
в) 48;
г) 51;
д) 75.

3. Какой объем водорода в литрах (н.у.) должен вступить в реакцию, чтобы выделилось 15,3 кДж теплоты, если термохимическое уравнение имеет вид:

N2 + 3H2 = 2NH3 + 92 кДж?

а) 11,2;
б) 22,4;
в) 44,8;
г) 67,2;
д) 132,1.

4. Какая соль придает временную жесткость воде:

а) MgCl2;
б) KCl;
в) Ca(HCO3)2;
г) CaSO4;
д) MgSO4?

Напишите уравнения реакций, используемых для устранения этой жесткости воды.

5. Между какими из попарно взятых веществ в водном растворе произойдет химическая реакция:

а) Cu и HCl;
б) Ag и CuSO4;
в) Zn и FeSO4;
г) Zn и MgCl2;
д) Fe и Zn(NO3)2?

Напишите уравнение этой реакции.

6. Назовите соединение

и укажите число атомов углерода в молекуле углеводорода, производным которого является названное соединение.

а) 4;
б) 6;
в) 7;
г) 8;
д) 9.

7. Необходимо после опыта отмыть посуду от остатков анилина. Что вы для этого применили бы:

а) воду;
б) разбавленный раствор гидроксида натрия;
в) разбавленный раствор соляной кислоты;
г) раствор хлорида магния;
д) раствор соды?

Напишите уравнение необходимой реакции.

8. Составьте уравнения окислительно-восстановительных реакций, расставив в них коэффициенты методом электронного баланса. В ответе укажите суммы коэффициентов, стоящих в правых частях уравнений:

H2S + H2SO3 S + H2O,

HI + H2SO4 I2 + H2S + H2O.

9. В какой массе воды (в г) нужно растворить 25 г CuSO4•5H2O, чтобы получить 8%-й раствор CuSO4?

а) 3,13;
б) 125;
в) 175;
г) 350;
д) 463.

10. Относительная молекулярная масса органического вещества, состоящего из С, Н и О, равна 62. При полном сгорании некоторого количества вещества расходуется 280 мл кислорода и образуется 0,27 г воды и 224 мл СО2 (н. у.).
Определите формулу вещества. В ответе укажите сумму всех атомов, входящих в состав молекулы.

а) 10;
б) 14;
в) 21;
г) 25;
д) 36.

Билет 3

1. Определите степень окисления железа в соединениях:

Fe3(PO4)2, K2FeO4, Fe(OH)SO4.

Изобразите графически формулу фосфата железа(III).

2. Масса 8 л некоторого газа (н.у.) составляет 5,72 г. Определите относительную молекулярную массу этого газа.

3. Определите массовую долю гидроксида натрия в растворе, если в воде объемом 50 мл
( = 1 г/см3) растворить гидроксид натрия массой 10 г. Какую окраску приобретет фенолфталеин в полученном растворе?

4. Напишите уравнения реакций согласно схеме, назовите все органические вещества:

5. При сгорании органического вещества массой 4,25 г образовались оксид углерода(IV) массой 13,2 г и 5,85 г воды. Плотность паров вещества по воздуху равна 5,862. Определите формулу вещества.

6. При электролизе водного раствора хлорида цинка на аноде выделился газ объемом 26,88 л (н.у.), а на катоде – цинк массой 62,4 г. Считая выход газа равным теоретическому, определите выход цинка.

РЕШЕНИЯ И ОТВЕТЫ

Билет 1

1. Количества веществ этих металлов должны быть одинаковыми. Поскольку

(Mg) = m(Mg)/M(Mg) = 2,4/24 = 0,1 моль,

то и (Cu) = 0,1 моль. Зная, что М(Cu) = 64 г/моль, найдем

m(Cu) = М = 6,4 г.

2. Напишем уравнение реакции нейтрализации:

Количества веществ исходных реагентов одинаковые:

3РО4) = 19,6/98 = 0,2 моль,

(Са(ОН)2 = 14,8/74 = 0,2 моль.

Поэтому в реакции образуется один продукт – преципитат СаНРО4•2Н2О. Количество вещества
(СаНРО4•2Н2О) тоже равно 0,2 моль, поэтому его масса:

m(СаНРО4•2Н2О) = М = 0,2•172 = 34,4 г.

3. Схема окисления аммиака в азотную кислоту:

Электронный баланс:

V(O2) = х = 44,8•103 м3, что соответствует в 5 раз большему объему воздуха, т.е. 224•103 м3.

4. Составим уравнение реакции и определим массу серной кислоты:

(H2SO4) = m(кислоты)/m(р-ра) = 2,4/16 = 0,15, или 15%.

5. КMnO4 + H2S + H2SO4 MnSO4 + S + K2SO4 + Н2О.

Электронный баланс:

Масса раствора KMnO4:

m(р-ра) = V = 1,04•400 = 416 г.

Масса соли KMnO4 составляет 0,06 от массы раствора, т.е. 0,06•416 = 24,96 г. Это соответствует количеству вещества:

(КMnO4) = m/M = 24,96/158 = 0,158 моль.

Из уравнения реакции следует:

(H2S) = 2,5(KMnO4) = 0,395 моль.

Объем V(H2S) = VM = 0,395•22,4 = 8,85 л.

6. Запишем уравнение для скорости реакции:

где 0 – скорость реакции при 293 К, 1 – скорость реакции при 323 К, t0 = 293 K, t1 = 323 K.
При температуре t0 = 293 K скорости реакций А и В равны между собой (0A = 0B).
При температуре 323 K

Отсюда

7. Рассчитаем массу щелочи КОН в растворе:

m(KOH) = (КОН)•m(р-ра) = 0,028•200 = 5,6 г.

В молях это составляет:

(КОН) = 5,6/56 = 0,1 моль.

Напишем уравнение электролиза раствора КСl:

В соответствии с коэффициентами в уравнении реакции мольные соотношения образующихся веществ равны: (Сl2) = (1/2)(КОН), т.е. (Сl2) = 0,05 моль.

8. Задача составлена в предположении, что в реакции меди с 40%-й НNО3 выделяется газ NО:

Найдем массу меди из пропорции:

х/(3•64) = 1,62/(2•22,4), х = 6,94 г.

Из массовых соотношений в условии задачи

m(исх. смеси) = m(Сu)/(Сu) = 6,94/0,3 = 23,1 г.

9. Составим уравнение реакции окисления толуола перманганатом калия в нейтральной среде:

Электронный баланс:

Количество вещества толуола:

7Н8) = m/M = 4,8/92 = 0,052 моль.

Количество вещества перманганата калия равно удвоенному количеству вещества толуола, т.е.
0,104 моль. Это соответствует массе:

m(KMnO4) = M = 0,104•158 = 16,4 г.

10. Уравнение спиртового брожения глюкозы:

Масса теоретически образующегося этанола:

m(теор.) = m(практ.)/(спирта) = 85/0,90 = 94,44 кг.

Найдем массу глюкозы из пропорции:

х/180 = 94,44/(2•46),

х = 180•94,44/92 = 184,8 кг.

Билет 2

1. Найдем количества веществ, содержащиеся в 1 г бора и в 1 г алюминия:

(В) = m/M = 1/11 = 0,091 моль,

(Al) = 1/27 = 0,037 моль.

Этим количествам веществ соответствуют числа атомов:

N(B) = (B)•NA = 0,091•6,02•1023 = 0,548•1023,

N(Al) = (Al)•NA = 0,037•6,02•1023 = 0,223•1023.

Разница значений:

N(B) – N(Al) = 0,548•1023 – 0,223•1023 = 0,325•1023.

Ответ. б.

2. Число электронов в атоме равно атомному номеру элемента. У атомов каждого изотопа кислорода по 8 электронов (и по 8 протонов), а число нейтронов N равно разнице между массовым числом М атома и зарядом ядра атома Z:

N = MZ.

Получается N(16O) = 8, N(16О) = 9, N(16О) = 10, а сумма нейтронов и электронов в атомах трех изотопов равна 51.

Ответ. г.

3. В реакции взаимодействия 3 моль водорода с 1 моль азота выделяется 92 кДж теплоты,
а х моль Н2 дает 15,3 кДж теплоты.
Из пропорции находим:

х = 3•15,3/92 = 0,5 моль Н2.

Объем V(H2) = 11,2 л.

Ответ. а.

4. Временную жесткость воде придает гидрокарбонат кальция Са(НСО3)2.
Уравнения реакций устранения временной жесткости:

Ответ. в.

5.

Ответ. в.

6.

 

Всего в молекуле 9 атомов С, но это соединение – производное гептана.

Ответ. в.

7. Отмывать остатки анилина следует разбавленным раствором соляной кислоты. Уравнение реакции:

Ответ. в.

8. H2S + H2SO3 S + H2O.

2H2S + H2SO3 = 3S + 3H2O.

Сумма коэффициентов в правой части уравнения равна 6.

HI + H2SO4 I2 + H2S + H2O,

8HI + H2SO4 = 4I2 + H2S + 4H2O.

Сумма коэффициентов в правой части уравнения равна 9.

9. Чтобы найти массу соли CuSO4, содержащейся в 25 г кристаллогидрата CuSO4•5H2O, определим молярную массу кристаллогидрата:

M(CuSO4•5H2O) = 250 г/моль.

Имеем пропорцию:

Чтобы получить 8%-й раствор CuSO4, надо растворить 25 г CuSO4•5H2O в 175 г воды. (В 200 г такого раствора содержится 16 г CuSO4.)

Ответ. в.

10. Вещество состава СхНуОz с небольшой относительной молекулярной массой (Мr = 62) легко угадать. У спирта С3Н7ОН Мr = 60, у кислоты СН3СООН Мr = 60, у этиленгликоля
Мr(НОСН2СН2ОН) = 62. Проверим наше предположение по количественным данным задачи:

(O2) = V/VM = 0,28/22,4 = 0,0125 моль,

(H2O) = m/M = 0,27/18 = 0,015 моль,

(CO2) = V/VM = 0,224/22,4 = 0,01 моль.

Уравнение реакции горения этиленгликоля

соответствует количественным соотношениям задачи.
Ответ. а (в молекуле 10 атомов).

Билет 3

1.

2. По закону Авогадро молярный объем VM = 22,4 л/моль. Поэтому

М(газа) = m/ = mVM/V = 5,72•22,4/8 = 16 г/моль, Мr = 16.

3. Формула для расчета:

= m(NaOH)/m(р-ра) = 10/(50 + 10) = 0,167, или 16,7%.

Фенолфталеин в растворе щелочи NaOH – малиновый.

4. Уравнения реакций для цепочки превращений:

5. Молярная масса вещества:

М = D(возд.)•М(возд.) = 5,862•29 = 170 г/моль.

Такое значение молярной массы, например, у додекана С12Н26 и вещества с формулой С11Н22О. Рассчитаем количества вещества атомов С и Н, содержащихся в 13,2 г СО2 и 5,85 г Н2О:

(С) = (СО2) = m(CO2)/M(CO2) = 13,2/44 = 0,3 моль,
(Н) = 22О) = 2•m(H2O)/M(H2O) = 2•5,85/18 = 0,65 моль.

Определим массы атомов С и Н в продуктах сгорания и сравним их с массой исходного органического вещества (содержится ли в нем кислород или только углерод и водород):

m(C) = M = 0,3•12 = 3,6 г,

m(H) = 0,65•1 = 0,65 г.

Масса навески органического вещества:

m(C) + m(H) = 3,6 + 0,65 = 4,25 г.

Исходное вещество не содержит кислорода. Искомая формула – С0,3Н0,65 или С6Н13, а на самом деле – С12Н26.

6. Уравнение электролиза хлорида цинка:

Найдем значение mтеор(Zn) из пропорции:

mтеoр(Zn) = 65•26,88/22,4 = 78 г.

Выход цинка:

(Zn) = mпракт(Zn)/mтеор(Zn) = 62,4/78 = 0,8,

или 80%.

ЛИТЕРАТУРА

Химия: Путеводитель абитуриента и старшеклассника/Сост. Е.Д.Бахарева. М.: НТЦ «Университетский», 1998.

Материал подготовил
А.Д.МИКИТЮК