Бесплатный фрагмент - Сборник задач по неорганической химии для профильных классов старшей школы

Уважаемые коллеги, будущие и настоящие! Вашему вниманию предлагается сборник задач вступительных экзаменов по химии на естественные факультеты МГУ по общей и неорганической химии. Большинство задач приходится на последнее десятилетие. Начиная с 2010 года, вступительный экзамен по химии един для всех факультетов. До 2010 г. каждый факультет имел отдельные варианты экзаменационных задач. В сборнике используются сокращения названий факультетов

ХИ — химический, БЛ — биологический, ГЛ — геологический, ФМ — фундаментальной медицины, ФХ — фундаментальной физико-химической инженерии, ББ — биоинформатики и биоинженерии, ПВ — почвоведения, НМ — наук о материалах.

Задачи разнесены по тематическим разделам в соответствии с пособием С. С. Бердоносова «Введение в неорганическую химию» (М.: МИРОС, 1994). К каждой теме предлагается 10 или 5 задач (для менее глубоко изучаемых тем, например, «Бор. Инертные газы», «Общая характеристика металлов»). Совсем немногие задачи требуют небольшой эрудиции по органической химии. Некоторые особенно, на наш субъективный взгляд, сложные или трудоемкие задачи помечены звездочкой.

Ответы приведены далеко не для всех заданий. Это сделано потому, что, хотя решающему задачу хочется проверить свой результат, можно потерять интерес к решению, так его и не начав.

Тема 1. Вода. Водород. Пероксид водорода

1. Приведите формулы двух газообразных при нормальных условиях веществ, плотность каждого из которых по водороду равна 10. (2011)

2. Напишите уравнение электролиза водного раствора гидроксида кальция. (2011)

3. Газовая смесь состоит из 60 л водорода и 40 л сероводорода. Сколько атомов водорода приходится на один атом серы? (2006 ББ)

4. 100 мл 20%-го раствора гидроксида натрия (плотность 1,22 г/мл) упарили до 75 мл. Определите молярную концентрацию полученного раствора щелочи. (2012)

5. Смесь карбида и нитрида кальция растворили в воде, при этом выделился газ в 9,4 раза тяжелее водорода. Определите массовую долю карбида в исходной смеси. (2007 ББ)

6. В замкнутый сосуд поместили 0,01 моль H2 и 0,005 моль I2. При некоторой температуре установилось равновесие I2 (г) + H2 (г) = 2HI (г), причем к этому моменту в сосуде было обнаружено 0,004 моль HI. Вычислите константу равновесия реакции. (2007 ПВ)

7. В реакционный сосуд объемом 1 л поместили 1,5 моль CO, 2,5 моль H2O и 1,0 моль CO2. При некоторой температуре установилось равновесие: CO (г) + H2O (г) = CO2 (г) + H2 (г). После установления равновесия степень превращения CO в CO2 составила 60%. Чему равна константа равновесия этой реакции при данной температуре? (2011)

8. Определите pH водного раствора, содержащего Ba (OH) 2 и BaCl2, если в 250 мл этого раствора находятся 4,515·1021 хлорид-ионов и 3,01·1021 ионов бария. (2012)

9*. Для синтеза метанола смесь оксида углерода (II) и водорода с плотностью по азоту 0,35 поместили в замкнутый реактор с медно-цинковым катализатором при температуре 250ºС и повышенном давлении. Через некоторое время давление в реакторе уменьшилось на 6% (при той же температуре). Вычислите степень превращения оксида углерода (II) в метанол и содержание метанола в реакционной смеси в объемных процентах. (2014)

10*. Смесь гидрида бария и фосфида алюминия прореагировала при нагревании с 143,55 мл воды. Масса полученного при этом раствора оказалась на 9,2 г меньше суммарной массы исходных твердых веществ и воды, а массовая доля образовавшейся соли составила 0,109. Рассчитайте количества веществ в исходной смеси. (2012)

Тема 2. Галогены. Характеристика отдельных галогенов. Соединения галогенов с водородом

1. Сколько протонов, нейтронов и электронов содержит молекула F2O с относительной молекулярной массой 54? (2012)

2. Приведите формулы двух соединений брома, в которых этот элемент имеет разные степени окисления. Напишите уравнения реакций получения каждого из приведенных вами соединений. (2014)

3. Напишите уравнение электролиза водного раствора бромоводородной кислоты. (2011)

4. Сколько граммов кристаллогидрата MnCl2·4H2O нужно взять для приготовления 180 г 1,40%-го водного раствора хлорида марганца? Определите молярную концентрацию этого раствора, если плотность его равна 1,01 г/мл. (2014)

5. Произведение растворимости РbI2 при 25°С составляет 1,1·10–9 моль3/л3. Рассчитайте молярную концентрацию соли в насыщенном водном растворе. (2008 ББ)

6. Чему равна теплота образования бромоводорода, если при взаимодействии 16 г водорода и 480 г брома выделилось 217,8 кДж тепла? (2016)

7. Определите рН раствора, который образуется при смешении 100 мл 2%-го раствора соляной кислоты (плотность 1,01 г/мл) и 50 мл 4%-го раствора гидроксида натрия (плотность 1,05 г/мл). Примите, что при смешении растворов их объемы можно суммировать. (2015)

8. Растворение образца цинка в соляной кислоте при 25°С заканчивается через 18 минут, а при 45°С такой же образец металла растворяется за 2 минуты. За какое время такой же образец цинка растворится при 60°С? Запишите уравнение соответствующей реакции. (2013)

9. В замкнутый сосуд поместили H2 и I2. При некоторой температуре установилось равновесие I2 (г) + H2 (г) = 2HI (г), причем в равновесной смеси содержалось 0,4 моль H2, 0,5 моль I2 и 0,9 моль HI. Рассчитайте значение константы равновесия реакции и определите количества исходных веществ. (2007 ПВ)

10*. Раствор, содержащий эквимолярную смесь двух галогенидов натрия, разделили пополам. К первой части прибавили избыток раствора нитрата серебра, ко второй — избыток раствора нитрата бария. Масса осадка в первой реакции больше массы осадка во второй реакции в 2,150 раза. Установите формулы галогенидов. Напишите уравнения протекающих реакций. (2014)

Тема 3. Кислородные соединения галогенов

1. Сколько протонов и электронов содержит бромат-ион BrO3–? Напишите уравнение реакции, в которой этот ион является окислителем. (2011)

2. Ион ХО3– содержит 42 электрона. Определите неизвестный элемент и напишите уравнение взаимодействия Х в виде простого вещества с горячим раствором гидроксида калия. (2016)

3. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения. (2007 ГЛ)

MnO2 → X → KCl → X → KClO3

4. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующую цепочку превращений. Укажите условия проведения реакций. (2005 ГЛ)

NaCl → HCl → X → KClO3

5. Напишите уравнения реакций, соответствующие превращениям. (2005 ПВ)

HCl → Cl2 → KClO3 → KCl → HCl → AgCl → [Ag (NH3) 2] Cl

6. Соотношение молярных масс хлорида и перхлората некоторого элемента составляет 1: 2,347. Какой это элемент? (2005 НМ)

7. Рассчитайте количество теплоты, которое выделится при разложении хлората калия, если в результате реакции образовалось 9,6 г кислородаю Теплоты образования KClO3 и KCl равны 391 и 437 кДж/моль соответственно. (2007 БЛ)

8. Реакция выражается уравнением 2NO + Cl2 → 2NOCl. В замкнутом сосуде смешали 0,1 моль NO и 0,2 моль Cl2. Считая реакцию элементарной, определите, как и во сколько раз изменится скорость реакции к моменту времени, когда прореагирует 20% хлора. (2007 ХИ)

9. Во сколько раз необходимо разбавить раствор хлорноватистой кислоты, характеризующейся константой диссоциации Кд = 2,8·10–8, чтобы значение рН раствора изменилось с 4 до 5? (2008 ФМ)

10*. Кристаллическое вещество массой 4,155 г, содержащее 28,16% калия, 25,63% хлора и 46,21% кислорода по массе, прокалили с 5,4 г порошкообразного алюминия. Полученную смесь нагревали с 70 мл 40%-ного раствора КОН (плотность 1,2 г/мл) до прекращения выделения газа. Определите массовые доли веществ в полученном растворе. (2008 ББ)

Тема 4. Главная подгруппа VI группы Периодической системы. Кислород

1. Сколько протонов, нейтронов и электронов содержится в молекуле воды Н216О? (2008 ББ)

2. Приведите формулы двух соединений кислорода, в которых этот элемент имеет разные степени окисления. Напишите уравнения реакций получения каждого из приведенных вами соединений. (2014)

3. Приведите по одному примеру реакций, в которых пероксид натрия проявляет а) окислительные и б) восстановительные свойства. (2017)

4. Напишите уравнение электролиза водного раствора сульфата магния. (2011)

5. Рассчитайте количество воды, в котором нужно растворить 18,8 г оксида калия для получения 5,6%-ного раствора гидроксида калия. (2005 ББ)

6. Чему равны средняя молярная масса смеси водорода и кислорода с равными массовыми долями и масса 49,1 л этой смеси при температуре 25° C и нормальном давлении? (2005 ХИ)

7. При действии электрического разряда на кислород получена смесь кислорода и озона, содержащая 14% озона по объему. Рассчитайте выход реакции озонирования. (2006 ББ)

8. Теплота сгорания магния равна 601,4 кДж/моль. Сколько тепла выделится при сгорании 312 г магния в 224 л (н.у.) кислорода? (2006 ПВ)

9. Рассчитайте количество теплоты, которое выделится при разложении перманганата калия, если в результате реакции образовалось 64 г кислорода. Теплоты образования KMO4, K2MnO4 и MnO2 равны 829, 1184 и 521 кДж/моль соответственно. (2007 БЛ)

10. Реакция выражается уравнением 2CO + O2 → 2CO2. В замкнутом сосуде смешали 0,5 моль CO и 0,4 моль O2. Считая реакцию элементарной, определите, как и во сколько раз изменится скорость реакции к моменту времени, когда прореагирует 40% кислорода. (2007 ХИ)

Тема 5. Сера. Соединения серы (–2), (+4), (+6)

1. Напишите электронную конфигурацию атома серы. (2005 ГЛ)