Материал: Слета Л.А.,Черный А.В., Холин Ю.В. 1001 задача по химии с ответами, указаниями, решениями

(Aglx] ~Слg= 10-2 моль/л. График в координатах lgCКI-lg[[~;~1] яв­

ляется nрямой линией с тангенсом угла наклонах. Построив'график, на-

йдем: х=3, К=6,9·1013 • .

99(), Анион кислой соли в растворе принимает участие в двух обрати­

(4)

А. При равновесии в растворе концентрации сульфит-ионов и сернис­ той кислоты одинаковы, т. е.

(5)

Выразим равновесные концентрации кислоты и сульфат-ионов из урав­

нений (3) и (4) и, используя равенство (5), получим:

рН=-Ig[н... ]-4,49.

Б. После добавления 5 мл HCI происходит взаимодействие:

НSОЗ +н+ =H2S03 •

Рассчитываем равновесные концентрации:

358

[н+]=l,7·to-2 ; pH=-Ig[н+]=t.77 .·

В. При добавлении к раствору 25 мл HCl часть }юнов водорода вааймо­

действует с гидросульфит-ионами. Равновесная концентрация ионов водо­

рода равняется избытку концентрации .с11льиой кислоты:

[н+}= c(HCI}·V(HCI)-c(KHS03 )·V(KH803 ) ==

992. По условию задачи молярная масса соответствует пентану <;:5Н12 • Певтаи имеет несколько изомеров, одн~ко условию задачи отвечаеr толь.-о

неоnентаи (СН3)4С (тетраметилметан, 2,2-ди~етил~ропан). Хлорирование

этого углеводорода дает только одно хлорnроизводиое- {СН3)3С- CH2Cl.

,(CH3 ) 2 C{CH2Cl)2 и (СН3.)3С ~ СНС12 •

78. Задачи областных олимпиад юных химиков

11класс

003.Исходя из nроцентного содержания элементов; определяем форму·

лу соединения А: С3Н603 • Жидкость В - ацетальдеrид, газ В - СО.

Жидкость Г- этанол. Следоватеnьно, вещество А- молочная кислота,

которая nри нагревании образует ~актид Д:

359

994. Образующиеся при реакции Газы - N2 и С02 . Вещество А -

мочевина.

(NH2)2CO + 2HN02 = N2 -t; С02 +tJH20.

995. F2 + КС103 = KF + CI03 F.

Из пары солей с бензолом будет реагировать лишь CIOзF. Следователь­

но, вещество А - Cl03 F. В нем атом хлрра :аахQдится в состоянии sp3 -гибридизации, молекула имеет форму ис~аженного тетраэдра и не

способна к димеризации. При взаимодействии CI03 F с'бензолом образует­

ся PhCI0 3 (Ph - фенил). Груnпа СЮ3 является ориентантом второго рода. Прn взаимодействии PhCI03 с азотной кислотой происходит реакция нитро­

вания, при в~аимодействии с серной кислотой - суЛьфирования. При ре­

акциИ PhCI0 3 с водным раствором щелочи образуется фенол.

996. Взаимодействие галогенов с предельными углеводородам~r·,проис­

ходит по свободиоради.кальному механизму. Реакцию

СН4 + Br2 = CH3Br + HBr сопровождает умен]>шение энергии Гиббса (ре­

акция экзотермическая, изменение энтроnии незначительно). Для реак­

ции СН4 + I2 = СНзl + HI 6.G >О (J>еакция эндотермическая, вклад энтро-

Боксосоедимениях св:язиС-Н,' соседние с :КарбониЛьной групnой, активи­

рованы вследствие электроноакцепторного влияния последней, и атомы водо­

рода приобретают подвижность.. Например, в случае ацетаJI'ьдеrида под дей.

ствием о,снован:Ий в малых концентрациях образуются анионы СН2 - СИ = О

(стабилизация за счет резонанса ([·H2C-CH=OJ~[CH2 =СН-0~).'

способные быстро и необратимо по электрофильному механИзму реагировать

с галогенами:

·н2С- СН =о+ "·вr- .Вr"· ~ВrН2С-сн =о+ вг·.

Введение в молекулу ацетона обладающих э.nектроноакцепторными свой­

ствами атомов брома ведет к дальнейшему актютроваиию связи С-:Н.

В кислой. среде существует равновесие между кето- и енольной форм. 'ами:.

,

:Енольная Форма по э-лектрофильному механизму быстро реагирует с

молекулой .галогена (с nоследующим отщепленнем галогеноводорода):

Н2С = СНОН+ Br2 ~BrH2C- CH(Br)OH~BrH2C- СН =О+ HBr.

Енолизаци:.Я: альдегидов ·и кетонов в кислой среде связана со способ:iюс­

тью атома кислорода карбонильной групnы присоединять ион вЬдорода; вве­

дение в молекулу ацетона атомов брома .снижает отрицательный заряд на

атоме кислорода и, следовательно, в кислой среде .легкость бромирования снижается в ряду соединений Н3ССОСН3 > H3CCOCH2Br > H3 CCOCHBr2.

997. Са+ ~Н20 == Са(ОН)2 + Н2 •

.При реакции 4 г Са (0,10 моль) выделяется 0,10 моль водорода (0,20 г),­

расходуется 0,20 моль воды (3,6 г) и образуется О,10 моль Са(ОН)2 (7,40 г).

1(

36Q

Qбщая масса раствора nосле'реакции составляет 1003,8 г, объем с:- 1,0038 л.

' После реакции в растворе остается 996,40 г (55,356 моль) воды.

998. Поско~ьку nри взаимодейств.ии 0,10 моль меди с раствором кисло­

ты выделяется 0,10 моль водорода, образуется соединение, в котором сте­ nень окисления меди равна +2. Так как медь стоит в ряду наnряжений

металлов nосле водорода·, речь не может идти об •обычных• водных ра­

створах кислот. Однако в неводных растворах медь может nредшествовать

, водорQдУ в ряду наnряжений. Значит, один возможный ответ - р&:створ

кислоты (скажем, хлороводородной) в певодном растворителе (наnример,

ацетонитриле). Второе решение - nодобрать кяслоту, nрочно связываю­

щую катионы Cu2-~' в комплексное соединение в водном растворе. Приме­

ром такой кислоты может служить цианистоводородная. Урав.нение реак­ ции растворе:ц:ия меди в растворе цианистоводородной кислоты

Cu + 4HCN = Н2 + [cu(CN)~j2- + 2Н+.

999. (СН3СО)20 +·Н20 = 2СН3СООН.

102 r/моль 60 r;моль

Образовалось 344,7 + 15,3 = 860 г раствора,. содержащего 18 г уксусной.

кислоты. Массовая доля оо(СН3СООН) = 5%. Мощrрная концентрацИя

с.= 0,65 моль/л, количество вещества - 0,234 моль.

Реакция диссоциации уксусной кислоты:

сн3соон =сн~соо- +н+ , кд = 1,8. 1о-5 •

Можно считать, что концентрация ионов н+ равна концентрации ани­

о~~:ов, а концентрация кислоты равна начальной концентрации с. Отсюда

· [н+J=.JКд ·с =3,42-103 , рН = 2,46.

Пр~ добавлении щелочи в количестве 100 ·.0,936 140 = 0,234 моль кис­

. лоты полнЬстью нейтрализуется, раствор становится щелочным благодаря

rцдролизу:

СН3СОО- + Н20 =СН3СООН +он-, Кг= Кw/Кд.

361

·можно считать, что концентрации гИдРОксид-ионов и уксусной, кисло­

ты одинаковы, а концентрар.ия анионов вследствие гидролиза практичес-

ки не изменяется:

с.:: 0,234 моль/(360 мл + 100 мл) = 0,5 моль/л;\

[oн~J=Jc~w.= 1,68·10-3 , ~он= 4,71: рН=9,22.

iOOQ. Ее-с +6Ес-н == 2821 кД~/моль,

Ес~с +4Ес-н + Eн-li = 2684 кДж/моль,

Ес..с + 2Ес-~ + 2Ен-н =2510 кдж/моль,

1001.

. ется реакцией второго порядка. Значит, скорость реакции:

Реакция проистекает согласно механизму $N 2.