Решения заданий вступительного испытания 2014 г.

Решения заданий вступительного испытания 2014 г.
Вариант Баку-1
1. Частица 16О2– содержит 8 протонов, 8 нейтронов и 10 электронов.
2. CH3–CH2–CH2–Br + NaOH(водн. р-р) → CH3–CH2–CH2–OH + NaBr.
1-бромпропан
пропанол-1
3. Примесь сульфата натрия в хлориде натрия можно обнаружить при помощи
реакции с хлоридом бария:
Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2NaCl (образование белого осадка);
NaCl + BaCl2 −∕→ нет признаков реакции.
4. Воспользуемся уравнением Клапейрона – Менделеева:
m
pV 
RT ;
M
mRT 1.6  8.314  298

М=
= 2.0 г/моль.
pV
660.4  3
Газ с такой молярной массой известен – это водород Н2.
Ответ: Н2.
5. Скорость реакции 2NO + O2 → 2NO2 до понижения давления:
w1 = k · c(NO)2 ·c(O2).
После понижения давления в два раза молярные концентрации газов также
уменьшаются вдвое, и скорость становится равна
2
c( NO) 2  c(O 2 )
w
 c(NO)  c(O 2 )
w2 = k · 
=k·
= 1.
 ·
3
2
2
8
 2 
Ответ: скорость уменьшится в восемь раз.
6. Пусть количества нитрата калия и гидрокарбоната магния составляли a моль.
При прокаливании оба вещества разлагаются с образованием газообразных
продуктов:
t
2KNO3 
2KNO2 + O2↑;
o
a
0.5a
to
Mg(HCO3)2  MgO + 2CO2↑ + H2O↑.
a
2a
a
Неохлажденная газовая смесь после прокаливания содержит
углекислый газ и пары воды. Средняя молярная масса смеси составляет
Мср =
32  0.5a  44  2a  18a 122

= 34.86 г/моль.
0.5a  2a  a
3.5
Относительная плотность смеси по хлору:
М ср
34.86
DСl2 =
=
= 0.49.
М (Cl 2 )
71
Ответ: 0.49.
кислород,
7. Реакция нейтрализации:
NaOH + HI → NaI + H2O.
Рассчитаем количество гидроксида натрия. Для этого определим молярную
концентрацию гидроксид-ионов:
рН = –lg c(H+),
откуда
c(H+) = 10–pH = 10–12 моль/л,
KW
10 14
с(ОН–) =
= 0.01 моль/л.

c(H  ) 10 12
ν(NaOH) = c · V = 0.01 · 0.25 = 2.5·10–3 моль,
ν(HI) = ν(NaOH) = 2.5·10–3 моль,
m(HI) = 128 · 2.5·10–3 = 0.32 г,
m(р-ра) = m(HI) / ω = 0.32 / 0.02 = 16 г,
V(р-ра) = m / ρ = 16 / 1.01 = 15.84 мл.
Ответ: 15.84 мл.
Тогда
8. 1) CH3–CH2–CH2–OH + HBr → CH3–CH2–CH2–Br + H2O;
2) 2 CH3–CH2–CH2–Br + 2Na эфир

 CH3–CH2–CH2–CH2–CH2–CH3 + 2NaBr;
3) CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
Cr2O3
to
+ 4H2;
CH3
4)
+ CH3Cl
AlCl3
to
+ HCl;
5) 5C6H5–CH3 + 6KMnO4 + 9H2SO4 → 5C6H5–COOH + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 14H2O.
9. Приведем один из возможных вариантов решения.
1) Все реакции – не окислительно-восстановительные:
MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 + 2NaCl;
Mg(OH)2 + H2SO4 → MgSO4 + 2H2O;
MgSO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + MgCl2.
X1 – Mg(OH)2; X2 – MgSO4.
2) Все реакции – окислительно-восстановительные:
MgCl2 (расплав) электролиз
  Mg + Cl2↑;
Mg + 2HBr → MgBr2 + H2↑;
MgBr2 + Cl2 → MgCl2 + Br2.
X1 – Mg; X2 – MgBr2.
10. Неизвестный углеводород СхНу реагирует с бромной водой:
СхНу + Br2 → СхНуBr2.
По условию, массовые доли углерода и брома в участниках реакции:
12 x
= 0.9333;
12 x  y
160
= 0.4706.
12 x  y  160
Отсюда, найдя значения х = 14 и у =12, получаем формулу углеводорода С14Н12.
Углеводород должен содержать одну двойную связь, чтобы при взаимодействии с
избытком бромной воды давать дибромпроизводное. Это один из изомерных
дифенилэтенов, например, транс-1,2-дифенилэтен:
H Br
H
C
C
+ Br2
C C
H
Br H
Абитуриенты предложили еще один вариант (изомер) углеводорода, вполне
отвечающий условиям задачи:
Br
+ Br2
Br
Ответ: С14Н12 (например, дифенилэтан).
Вариант Баку-2
1. Частица 37Cl– содержит 17 протонов, 20 нейтронов и 18 электронов.
2. CH3–CHBr –CH3 + NaOH(спирт) → CH3–CH=CH2 + NaBr + H2O.
2-бромпропан
пропен
3. Примесь карбоната натрия в сульфате натрия можно обнаружить при помощи
реакции с кислотой (например, соляной):
Na2СO3 + 2НCl → 2NaCl + СO2↑ + Н2О (выделение пузырьков газа);
Na2SO4 + НCl −∕→ нет признаков реакции.
4. Воспользуемся уравнением Клапейрона – Менделеева:
m
pV 
RT ;
M
mRT 11.4  8.314  298

М=
= 38 г/моль.
pV
148.6  5
Газ с такой молярной массой известен – это фтор F2.
Ответ: F2.
5. Скорость реакции CO + Cl2 → COCl2 до понижения давления:
w1 = k · c(CO) · c(Cl2).
После понижения давления в четыре раза молярные концентрации газов также
уменьшаются вчетверо, и скорость становится равна
c(CO) c(Cl 2 )
c(CO)  c(Cl 2 )
w
w2 = k ·
·
=k·
= 1.
4
4
16
16
Ответ: скорость уменьшится в шестнадцать раз.
6. Пусть количества карбоната магния и гидросульфита кальция составляли
a моль. При взаимодействии смеси с разбавленной серной кислоты выделяются газы:
MgCO3 + H2SO4(разб) → MgSO4 + CO2↑ + H2O;
a
a
Ca(HSO3)2 + H2SO4(разб) → CaSO4 + 2SO2↑ + 2H2O.
a
2a
Газовая смесь состоит из углекислого газа и сернистого ангидрида
(образовавшаяся вода в газовую фазу не переходит). Средняя молярная масса смеси
составляет
Мср =
44  a  64  2a 172

= 57.3 г/моль.
a  2a
3
Относительная плотность смеси по азоту:
М ср
57.3
DN2 =
=
= 2.05 ≈ 2.
М (N 2 )
28
Ответ: 2.
7. Реакция нейтрализации:
NaOH + HCl → NaCl + H2O.
Рассчитаем количество гидроксида натрия. Для этого определим молярную
концентрацию гидроксид-ионов:
рН = –lg c(H+),
откуда
c(H+) = 10–pH = 10–12 моль/л,
KW
10 14
–
с(ОН ) =
= 0.01 моль/л.

c(H  ) 10 12
Тогда
ν(NaOH) = c · V = 0.01 · 2 = 0.02 моль,
ν(HCl) = ν(NaOH) = 0.02 моль,
m(HCl) = 36.5 · 0.02 = 0.73 г,
m(р-ра) = m(HCl) / ω = 0.73 / 0.1 = 7.3 г,
V(р-ра) = m / ρ = 7.3 / 1.05 = 6.95 мл.
Ответ: 6.95 мл.
8. 1) CH3–CH2Cl + NaOH(спирт) → CH2=CH2 + NaBr + H2O;
H
2) CH2=CH2 + H2O 
CH3–CH2–OH;

3) 5CH3–CH2–OH + 4KMnO4 + 6H2SO4 → 5CH3–COOH + 2K2SO4 +
+ 4MnSO 4 + 11H2O;
Pкр
4) CH3–COOH + Cl2  CH2Cl–COOH + HCl;
5) CH2Cl–COOH + 2NH3 → CH2(NH2)COOH + NH4Cl.
аминоуксусная кислота
(глицин)
9. Приведем один из многочисленных возможных вариантов решения.
1) Все реакции – не окислительно-восстановительные:
Fe(NO3)3 + 3NaOH(р-р) → Fe(OH)3↓ + 3NaNO3;
2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O;
Fe2(SO4)3 + 3Ba(NO3)2 → 2Fe(NO3)3 + 3BaSO4↓.
X1 – Fe(OH)3; X2 – Fe2(SO4)3.
2) Все реакции – окислительно-восстановительные:
t
4Fe(NO3)3 
2Fe2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑;
t
Fe2O3 + 2Al 
2Fe + Al2O3;
t
Fe + 6HNO3(конц)  Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O.
X1 – Fe2O3; X2 – Fe.
10. Неизвестный углеводород СхНу реагирует с бромной водой:
o
o
o
СхНу + Br2 → СхНуBr2.
По условию, массовые доли углерода и брома в участниках реакции:
12 x
= 0.8823;
12 x  y
160
= 0.7017.
12 x  y  160
Отсюда, решив систему из двух уравнений, находим значения х = 5 и у = 8 и
получаем формулу углеводорода С5Н8. Искомым углеводородом могут быть пентин
или пентадиен, но они при взаимодействии с избытком бромной воды образуют
тетрабромпроизводные. Условиям задачи соответствует циклический углеводород с
одной двойной связью, например, циклопентен:
Br
+ Br2
H2 O
Br
циклопентен
Ответ: С5Н8 (циклопентен).
1,2-дибромциклопентан
Вариант Баку-3
1. Частица 24Mg2+ содержит 12 протонов, 12 нейтронов и 10 электронов.
2. CH3–CH2–CH2–Cl + NaOH(водн. р-р) → CH3–CH2–CH2–OH + NaCl.
1-хлорпропан
пропанол-1
3. Примесь сульфата аммония в хлориде аммония можно обнаружить при
помощи реакции с хлоридом бария:
(NH4)2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2NH4Cl (образуется белый осадок);
NH4Cl + BaCl2 −∕→ нет признаков реакции.
4. Воспользуемся уравнением Клапейрона – Менделеева:
m
pV 
RT ;
M
mRT 0.8  8.314  298

М=
= 4.0 г/моль.
pV
495.3  1
Газ с такой молярной массой известен – это гелий Нe.
Ответ: Нe.
5. Скорость реакции N2 + 3H2 → 2NH3 до повышения давления:
w1 = k · c(N2) ·c(H2)3.
После повышения давления в два раза молярные концентрации газов также
увеличиваются вдвое, и скорость становится равна
w2 = k · 2с(N2) · (2c(H2))3 = k · 24 · с(N2) · c(H2)3 = 16w1.
Ответ: скорость увеличится в шестнадцать раз.
6. Пусть количества сульфита магния и гидрокарбоната кальция составляли a
моль. При взаимодействии смеси с разбавленной серной кислоты выделяются газы:
MgSO3 + H2SO4(разб) → MgSO4 + SO2↑ + H2O;
a
a
Ca(HCO3)2 + H2SO4(разб) → CaSO4 + 2CO2↑ + 2H2O.
a
2a
Газовая смесь состоит из сернистого ангидрида и углекислого газа
(образовавшаяся вода в газовую фазу не переходит). Средняя молярная масса смеси
составляет
Мср =
64  a  44  2a 152

= 50.67 г/моль.
a  2a
3
Относительная плотность смеси по неону:
М ср
50.67
DNе =
=
= 2.53 ≈ 2.5.
20
М (Ne)
Ответ: 2.5.
7. Реакция нейтрализации:
KOH + HNO3 → KNO3 + H2O.
Рассчитаем количество гидроксида калия. Для этого определим молярную
концентрацию гидроксид-ионов:
рН = –lg c(H+),
откуда
c(H+) = 10–pH = 10–12 моль/л,
KW
10 14
с(ОН–) =
= 0.01 моль/л.

c(H  ) 10 12
ν(KOH) = c · V = 0.01 · 2.5 = 2.5·10–2 моль,
ν(HNO3) = ν(KOH) = 2.5·10–2 моль,
m(HNO3) = 63 · 2.5·10–2 = 1.58 г,
m(р-ра) = m(HNO3) / ω = 1.58 / 0.01 = 158 г,
V(р-ра) = m / ρ = 158 / 1.06 = 149 мл.
Тогда
Ответ: 149 мл.

H
8. 1) CH2=CH2 + H2O 
CH3–CH2–OH;
2) CH3–CH2–OH + HBr → CH3–CH2–Br + H2O;
CH2 CH3
3)
AlBr3
+ C2H5Br
Cl
CH CH3
CH2 CH3
+ Cl2
4)
+ HBr;
to
hv
+ HCl;
Cl
CH CH3
5)
CH CH2
+ NaOH
+ NaCl + H2O.
C2H5OH
9. Приведем один из многочисленных возможных вариантов решения.
1) Все реакции – не окислительно-восстановительные:
CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4;
t
Cu(OH)2 
CuO + H2O;
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O.
X1 – Cu(OH)2; X2 – CuO.
2) Все реакции – окислительно-восстановительные:
раствор
CuSO4 + Zn 
 Cu + ZnSO4;
t
Cu + S 
CuS;
CuS + 4H2SO4(конц) → CuSO4 + 4SO2↑ + 4H2O.
X1 – Cu; X2 – CuS.
o
o
10. Неизвестный углеводород СхНу реагирует с бромной водой:
СхНу + Br2 → СхНуBr2.
По условию, массовые доли углерода и брома в участниках реакции:
12 x
= 0.8780;
12 x  y
160
= 0.6611.
12 x  y  160
Отсюда, решив систему из двух уравнений, находим значения х = 6 и у = 10 и
получаем формулу углеводорода С6Н10. Искомым углеводородом могут быть гексин
или гексадиен, но они при взаимодействии с избытком бромной воды образуют
тетрабромпроизводные. Условиям задачи соответствует циклический углеводород с
одной двойной связью, например, циклогексен:
Br
+ Br2
циклогексен
Ответ: С6Н10 (например, циклогексен).
H2 O
Br
1,2-дибромциклогексан