Олимпиады факультета наук о материалах МГУ

48. Образец цинковой проволоки массой 2 г (плотность цинка r = 7,13 г / см³) и диаметром d = 2 мм при 25^оС растворили в десятикратном избытке соляной кислоты за 3 мин 45 с, а при 40^оС на растворение образца такой же проволоки массой 4 г в десятикратном избытке кислоты потребовалось 44,5 с. Определите температурный коэффициент и энергию активации этой реакции.

(γ = 2,95; Е_А = 83,8 кДж/моль)

49. Концентрация аммиака в замкнутом сосуде при 25^оС составляет 3,03 моль/ л. При нагревании до 500^оС давление внутри сосуда увеличилось в четыре раза. Определите константу равновесия реакции разложения аммиака на азот и водород и рассчитайте степень разложения аммиака при указанной температуре. Какова будет степень разложения аммиака, если нагревание до 500^оС проводить при постоянном давлении, равном исходному?

(K_c = 6.318, степени разложения 54,1% и 78,5%)

50. Смесь пропана, диметилового эфира и кислорода, занимающую объем 37,04 л при давлении 740 мм рт.ст. и температуре 20^оС и имеющую плотность по воздуху 1,195, сожгли. После охлаждения до комнатной температуры плотность образовавшейся газовой смеси по водороду составила 21,25. Определите количество теплоты, выделившейся в процессе сгорания, а также массовые доли компонентов в исходной смеси. Теплоты образования пропана, диметилового эфира, углекислого газа и воды равны соответственно 88,2; - 20,4; 393,5; 241,8 кДж / моль. (Q_r = 512.51 кДж)

51. При охлаждении водного раствора сульфата неизвестного металла было получено 0,5 моль кристаллогидрата, в котором массовая доля безводой соли составляет 51,351%, а масса кристаллизационной воды на 9 г меньше массы безводной соли. Определите молярную массу кристаллогидрата и его состав.

(Al₂(SO₄)₃ × 18 H₂O)

52. Сколько граммов воды и медного купороса необходимо взять для приготовления насыщенного при 100⁰С раствора, при охлаждении которого до 0⁰С можно получить 1 моль перекристаллизованного кристаллогидрата. Растворимость сульфата меди при 100⁰С составляет 73,6 г, а при 0⁰С – 14,8 г на 100 г воды.

(287,5 г CuSO₄ Ч 5 H₂O и 146,2 г H₂O)

53. Раствор метанола в этаноле общей массой 30,8 г обработали при кипячении избытком нейтрального раствора перманганата калия. Образовавшийся осадок отделили и полностью растворили в горячей концентрированной соляной кислоте; при этом выделился газ объемом 20,0 л (температура 37⁰ С, давление 128,8 кПа). Рассчитайте массовую долю этанола в исходной смеси.

(10,4% СН₃ОН, 89,6% С₂Н₅ОН)

54. Определите массу 20,9%-ного раствора муравьиной кислоты в пропионовом альдегиде, обработанного при нагревании избытком аммиачного раствора оксида серебра. Образовавшийся при этом осадок отделили и полностью растворили в горячей концентрированной азотной кислоте; в результате выделился газ объемом 43,9 л (измерено при 67⁰С и 128,7 кПа) (55,0 г)

55. Хлорат калия KClO₃ при нагревании разлагается по двум параллельным путям- с образованием кислорода и с образованием перхлората калия KClO₄. При полном разложении одного моля хлората калия выделилось 43,2 кДж теплоты. Какая часть исходной соли разложилась с выделением кислорода? Теплоты образования Q_f (кДж/моль) веществ составляют: 430 (KCl). 391 (KClO₃) и 437 (KClO₄). (20%)

56. При нагревании смеси 1,8 моля брома с избытком бутана образовалось два монобромпроизводных и поглотилось 19,0 кДж теплоты. При нагревании такого же количества исходной смеси до более высокой температуры поглотилось 19,4 кДж теплоты. В обоих случаях бром прореагировал полностью. Известно, что при образовании 1-бромбутана из простых веществ выделяется на 4,0 кДж/моль меньше, чем при образовании 2-бромбутана. Найдите теплоты обеих реакций и выход 1-бромбутана во второй реакции, если в первой реакции он составил 38,9%. Теплоты реакций можно считать не зависящими от температуры.

(Q_r1 = -13.0 кДж, Q_r2 = - 9.0 кДж, выход 44,4%)

57. К раствору ацетата бария с концентрацией 0,12 моль/л прибавили стехиометрическое количество (в соответствии с уравнением реакции) раствора серной кислоты с концентрацией 0,06 моль/л. Определить значение рН и концентрацию ионов бария в полученном растворе, если произведение растворимости сульфата бария ПР(ВаSO₄) = 1,1 Ч 10^-10, а константа диссоциации уксусной кислоты К_дисс.= 1,85 Ч 10^-5.

(рН=2,92; [Ba⁺²] = 1,05 Ч 10^-5моль/л)

58. В сосуд объёмом 10 л при температуре –12 °С поместили 10,5 мл жидкого SO₂ (Т_кип.= -10,6°С, плотность 1,462 г/мл), платиновый катализатор, заполнили воздухом (р = 1 атм.), герметично закрыли и нагрели до температуры 600°С. В результате прохождения реакции при этой температуре выделилось 13,70 кДж тепла. Определить константу равновесия реакции окисления сернистого газа. Чему равен выход серного ангидрида? Как изменить условия проведения реакции, чтобы повысить выход продукта? Теплоты образования О₂, SO₃ и SO₂ в условиях проведения реакции равны соответственно: – 16,9; 363,3 и 273,9 кДж/моль.

(К_с = 653,33; h(SO₃) = 0,7)

59. Смесь продуктов сгорания 0,80 г неизвестного органического вещества пропустили через колонку с Р₂О₅ (при этом масса колонки увеличилась на 0,225 г), а затем через склянку с известковой водой (при этом выпало 1,5 г белого осадка). Осадок отфильтровали, а фильтрат сохранили. Объём газа, не поглощённого фосфорным ангидридом и щелочным раствором, составил 56 мл (н.у.). Другую навеску этого вещества массой 2,40 г растворили в 20 мл воды и оттитровали 2 % раствором NaOH. Оказалось, что нейтрализация проходит в две стадии и на каждую затрачивается по 30 г раствора щёлочи. Полученных данных для определения состава вещества оказалось недостаточно. Тогда 1,20 г неизвестного вещества растворили в воде и прибавили избыток раствора AgNO₃. Масса выпавшего белого творожистого осадка составила 1,08 г. Если фильтрат, оставшийся после поглощения продуктов сжигания, нейтрализовать азотной кислотой, а затем добавить избыток раствора нитрата серебра, выпадает 1,44 г осадка. Полученных данных оказалось достаточно для того, чтобы дать обоснованный ответ о составе и строении вещества. Что это за вещество? Напишите все уравнения реакций.

(СН₂Сl – CH – C = O)

Ѕ Ѕ

NH₃Cl OH