Главная Образование Студентам Задачник Задачи

Карбонат металла, стоящего в ряду напряжений до водорода и проявляющего в своих соединениях степень окисления +2, разлагается при нагревании до 400°С. При этом теряется 35,1% начальной массы образца.

  1. Напишите реакцию разложения и определите неизвестный металл.

  2. Как твердый остаток от разложения будет реагировать с концентрированными растворами соляной кислоты и щелочи (уравнения реакций)?

  3. В отличие от карбоната, нитрат этого металла может содержать разное количество молекул кристаллизационной воды. При нагревании одного из таких кристаллогидратов до 130°С он обезвоживается, теряя при этом 36.3% начальной массы. Определите количество молекул воды в этом гидрате.

  4. Если такой кристаллогидрат нагреть лишь до 40°С, он плавится и превращается в водный раствор нитрата. Посчитайте процентную (% масс.), массовую (г/мл) и молярную(моль/мл) концентрации соли в образовавшемся растворе, плотность которого составляет 1,4 г/мл.

  5. Когда навеску безводного нитрата этого металла нагрели до 400°С, он полностью разложился с образованием 2,76 л смеси газов (при этой температуре и давлении 1 атм). Напишите уравнение реакции разложения. Рассчитайте массу взятой навески.

Решение задачи 10

Оценки экономистов показывают, что в настоящее время мировой дефицит нефтяных моторных топлив составляет порядка 10 млн. т. Одной из главных альтернатив таким топливам является пропан-бутановая смесь, использование которой в последние годы резко увеличивается в связи с ростом цен на бензин, истощением запасов нефти, ухудшением экологической обстановки в городах и т.д. Заправка автомобилей такой смесью осуществляется на автомобильных газозаправочных станциях (АГЗС).

Пропан-бутан – смесь двух газообразных углеводородов, вырабатываемая из нефти и сконденсированных нефтяных газов. В обиходе ее часто называют просто пропан. Смесь легко сжижается при понижении температуры (tкип ~ -42 оС при Р = 1атм) или повышении давления; критическая температура смеси составляет около +96 оС. Хранят и перевозят жидкую смесь под давлением в 16 атм.

      Газовоз привез на АГЗС 3,5 м3 жидкого пропан-бутана с плотностью 0,584 г/см3 (измерения проведены при 0 оС) и массовым содержанием 58 % C3H8 и 42 % C4H10.

  1. Рассчитайте мольное отношение компонентов смеси и общее количество молекул и атомов в цистерне газовоза. Во сколько раз больший объем заняла бы эта смесь при н.у. (t=0oC, P=1атм)?
  2. Напишите уравнения реакций сгорания пропана и бутана и рассчитайте их тепловые эффекты. Стандартные теплоты образования составляют (кДж/моль): 103,9 (С3Н8(г)), 126,2 (С4Н10(г)), 393,5 (СО2(г)), 241,8 (Н2О(г)).
  3. Вычислите количество тепла, которое выделится при сгорании всей смеси, содержащейся в газовозе.
  4. На соседнюю заправку (АЗС) завезли бензин в цистерне такого же объема. Считая, что бензин состоит из чистого октана С8Н18 (tкип = 125,5 оС, r = 0,703 г/см3, Q0обр = 249,9 кДж/моль), рассчитайте количество тепла, которое выделится при сгорании всего бензина. Какой вид топлива более выгоден для автолюбителя и во сколько раз, если соотношение цен за 1 м3 топлива на рынке 5:3 не в пользу бензина?
  5. Изобразите структурные формулы и назовите такие изомеры октана, которые при радикальном хлорировании дадут: а) максимальное; б) минимальное количество монохлорпроизводных. Сколько монохлорпроизводных образует 4-метилгептан?
Решение задачи

Корица – одна из самых старых и известных специй на земле. Один только запах корицы, доносящийся при выпечке хлебобулочного лакомства, заставляет человека "глотать слюнки" в предвкушении будущей булочки или печенья. Одним из веществ, имеющих этот пряный аромат, является бесцветная жидкость Х, впервые выделенная из эфирного масла корицы. При сгорании 6,6 г паров Х в избытке кислорода образуется 10,08 л (при н.у.) углекислого газа и 3,6 г воды.

1. Определите молекулярную формулу соединения Х, если известно, что плотность его паров по воздуху не превышает 5.

Известно, что соединение Х обладает следующими свойствами:

а) реагирует с аммиачным раствором оксида серебра(I);

б) обесцвечивает бромную воду;

в) при нагревании Х со щелочным раствором гидроксида меди(II) выпадает красный осадок;

г) при нагревании Х с раствором перманганата калия, подкисленным серной кислотой, образуется бензойная кислота;

д) при обработке Х водным раствором гидроксида калия образуется спирт и соль.

2. На основании описанных реакций предположите, к каким классам органических соединений можно отнести соединение Х.

3. Определите структурную формулу соединения Х и назовите его.

4. Приведите уравнения реакций а–д, описанных в условии задачи (для записи органических веществ в уравнениях реакций используйте структурные формулы).

5. Может ли соединение Х существовать в виде геометрических изомеров? Если да, приведите структурные формулы этих изомеров.

Решение задачи

Нефтехимическая промышленность относится к числу наиболее крупных базовых отраслей всей промышленности нашей страны. Около 10 % добываемой нефти перерабатывается химической промышленностью, а остальная часть является топливом. Среди промышленных продуктов особое место занимают полимерные соединения, которые используются в самых разнообразных областях жизнедеятельности человека.

Вещества I–VI являются важными мономерами, из которых затем получают высокомолекулярные соединения, c которыми мы сталкиваемся практически каждый день в быту. Ниже приведены промышленные схемы получения веществ III–VI из важнейших продуктов нефтепереработки – этилена (соединение I) или пропилена (соединение II).

 

1. Приведите структурные формулы мономеров I–VI и промежуточных соединенийА–Е, если дополнительно известно, что молекулярные формулы соединений А – C2H4Cl2, а Д и Е – C4H7NO.

2. Укажите названия полимеров, получаемых из мономеров I–VI.

3. Наиболее распространенным промышленным методом получения соединения Г является "кумольный способ", использующий в качестве исходного соединения кумол (изопропилбензол). Приведите эту промышленную схему синтеза, указав условия проведения реакций, промежуточные и побочные продукты.

Решение задачи
  1. Задача 103
  2. Задача 104
  3. Задача 105
  4. Задача 11

© ИНХ СО РАН 1998 – 2024 г.