Одиннадцатый класс. Задача 11-1. При добавлении аммиака к голубому раствору А его окраска становится ярко-сине-фиолетовой (B) (реакция 1)

Задача 11-1. При добавлении аммиака к голубому раствору А его окраска становится ярко-сине-фиолетовой (B) (реакция 1). При добавлении к A раствора желтой кровяной соли выпадает красно-бурый осадок (C) (реакция 2).

При нагревании порошка бинарного вещества D в токе аммиака цвет вещества становится розово-красным (вещество E) (реакция 3). При растворении вещества D в концентрированной соляной кислоте образуется раствор вещества F желто-оранжевого цвета (реакция 4). При небольшом разбавлении этого раствора водой окраска его становится зеленой (реакция 5), а при большем разбавлении голубой вследствие образования A (реакция 6).

Все перечисленные вещества содержат элемент Х, массовая доля Х в цезиевой соли кислоты F составляет 13, 49%.

Вопросы:

1) Определите элемент X, ответ обоснуйте.

2) Определите вещества А – F, обоснуйте свой выбор, состав F подтвердите расчетом.

3) Напишите уравнения реакций всех описанных превращений.

4) Объясните изменение окраски при разбавлении раствора F.

5) Укажите цвет исходного соединения D.

Задача 11-2. Газ Х, хотя был открыт в 1868 г, был впервые выделен в 1895 г из минерала, основным компонентом которого является бинарное соединение A, содержащее 88.15 % металла Y. В качестве примесей в этом минерале также присутствуют вещества B и C, имеющие тот же качественный состав, что и A, и содержащие 84.80 % и 83.22 % металла Y соответственно.

1. Установите формулы соединений A, B, C и металла Y. Ответ подтвердите расчетами.

2. Установите, о каком газе X идет речь в задаче. Напишите уравнение реакции образования газа X из металла Y и его соединений. (уравнение 1).

В энергетике используют установки, в которых вещество A находится в атмосфере газа X.

3. Как называются эти установки?

Для получения вещества A, используемого в этих установках, бинарное соединение D, содержащее 67.62 % металла, обрабатывают водой, а затем раствором аммиака. Выпавшую при этом в осадок безводную соль E (76.28 % металла) прокаливают на воздухе (реакция 2). В результате прокаливания образуется вещество C, которое затем восстанавливают водородом до A. (реакция 3).

4. Установите формулы веществ D и E. Напишите уравнение прокаливания соли Е (реакция 2) и восстановления C до A (реакция 3).

Для получения металла Y металлическим кальцием восстанавливают вещество J (содержание металла Y 75.89 %), имеющее тот же элементный состав, что и D.

5. Установите формулу вещества J и напишите уравнение реакции получения металла Y (реакция 4).

6. Расшифруйте цепочку превращений

Задача 11-3. Молекулы промышленно важного углеводорода А (D _H2 = 13) в присутствии катализаторов образуют различные олигомеры:

1. Напишите структурные формулы А – E, учитывая, что M _A: M _B: M _C: M _D: M _E = 1: 2: 3: 3: 4.

Из углеводородов А и В были получены изомерные углеводороды I – VI согласно приведенной ниже схеме превращений:

2. Напишите структурные формулы I – V, F – О. Учтите, что превращения F в G и K в L – изомеризации. Помните, что разные буквы не могут обозначать одно и то же вещество.

Задача 11-4. При сжигании 2.12 г смеси соединений А-С выделилось 1.344 л СО₂ (в пересчете на н.у.) и образовалось 1.080 г воды. Когда такое же количество указанной смеси обработали сильным восстановителем LiAlH₄ (реакция требует большой осторожности!), после нейтрализации получили 1.92 г соединения D в качестве единственного органического продукта реакции. Наконец, при обработке 2.12 г той же смеси избытком аммиачного раствора гидроксида серебра образовалось 11.88 г серебра.

1. Определите структурные формулы А-D.

2. Напишите уравнения реакций окисления А-С (реакции 1–3) и реакции их взаимодействия с аммиачным раствором гидроксида серебра (реакции 4–6).

3. Рассчитайте количественный состав смеси А-С (содержание каждого вещества в молях). Расчеты проверьте, используя массу вещества D, получившегося в результате реакций восстановления.

Задача 11-5. Кинетика реакции в газовой фазе

Неизвестное вещество X массой 16.80 г внесли в вакуумированный реакционный сосуд объемом 10.0 л, добавили катализатор разложения (металлическую медь) и нагрели сосуд до 230 °C. За ходом реакции, протекающей при постоянной температуре, следили по зависимости общего давления в сосуде и количества поглощенной теплоты от времени. Экспериментальные данные представлены в таблице.

Через 30 мин сосуд охладили до 0 °C, давление в нем составило 47.7 кПа, а масса жидкости на дне сосуда – 16.38 г. Эта жидкость способна обесцвечивать бромную воду.

1. Установите формулу вещества X и напишите уравнение реакции, происходящей в сосуде. Ответ подтвердите расчётами.

2. Найдите состав полученной жидкости (в мольных %).

3. Определите кинетический порядок реакции разложения X и найдите период полураспада.

4. Рассчитайте теплоту реакции разложения (в кДж/моль).

Подсказка: в газовых реакциях целого порядка количество исходного вещества зависит от времени следующим образом:

0-й порядок: n(t) = n₀ – kt 1-й порядок: lnn(t) = lnn₀ – kt

2-й порядок: 1/n(t) = 1/n₀ + kt .

III (региональный) этап. Кировская область, 20 января 2015 года