Авторы заданий – Скрипкин М.Ю. (№№ 1, 2, 4), Гусев И.М. (№ 3), Байгозин Д.В. (№ 5), Пошехонов И.С.

(№ 6), Башмаков В.Я. (№ 7)

№1

Как известно, восстановительные свойства металлов коррелируют с их положением в электрохимическом ряду напряжений. Вместе с тем, анализ различных экспериментальных данных позволяет увидеть некоторые противоречия между «теорией» и «практикой». Рассмотрите приведенные ниже случаи и объясните их:

а) Как известно, восстановительные свойства простых веществ возрастают при движении вниз по группе периодической системы. Вместе с тем, в ряду напряжений литий находится левее калия и натрия, калий – левее цезия.

Б) железо находится в ряду напряжений левее меди, однако водный раствор хлорного железа растворяет металлическую медь;

В) медь находится в ряду напряжений правее водорода, однако выделяет водород из водного раствора иодоводорода и из раствора хлороводорода в ацетонитриле (CH₃C≡N).

№2

При растворении в воде 3,00 г бесцветного кристаллического вещества А выделилось 4,98 л (н.у.) газа Б с плотностью 89 мг/л и образовался мутный раствор. Через полученный раствор пропустили углекислый газ – при этом выпал бесцветный студенистый осадок В, растворимый как в кислотах, так и в щелочах. Осадок отфильтровали, прокалили до постоянной массы и взвесили, масса его после прокаливания составила 2,83 г. Фильтрат прокипятили и выпарили, полученный остаток представлял собой индивидуальное вещество Г.

А) Определите вещество А. Приведите его название.

Б) Напишите уравнения описанных реакций.

В) предложите метод синтеза вещества А из простых веществ.

Г) Что получится при взаимодействии вещества А с ацетофеноном (метилфенилкетоном), метилформиатом?

№3

Ниже приведена схема превращений соединений элемента Х

Известно, что А – слабая кислота, F – сильный восстановитель, D и G – бинарные соединения элемента Х, содержащие 17,05 и 18,94 % (массовых) водорода, соответственно.

Соединение А при нагревании с “aqua vita” и небольшим количеством купоросного масла горит зелёным пламенем.

1) Определите элемент Х.

2) Определите вещества A – G и напишите все уравнения реакций.

3) Какие процессы протекают при растворении кислоты А в воде?

4) Предложите пространственную структуру молекулы G.

5) Предложите два метода синтеза вещества С кроме приведённого в схеме.

6) Напишите уравнение реакции кислоты А с фторидом натрия.

№4

В ампулу объемом 100 мл поместили 10,00 г карбоната лития, запаяли под вакуумом и нагрели до 600 ^оС. При этом давление в ампуле составило 2602 мм рт. ст.

Если в такую же ампулу поместить 10,00 г графита и заполнить ее углекислым газом при атмосферном давлении, а затем запаять и нагреть от 25 ^оС до 600 ^оС, то давление в ампуле возрастает в 3,38 раз, при этом масса твердого вещества уменьшится на 0,006 г.

Как изменится в обоих опытах давление, если а) уменьшить массу твердого вещества вдвое? б) увеличить объем ампулы в 2 раза? Дайте обоснованный качественный ответ.

При проведении расчетов термическим расширением материала ампулы пренебречь. Считать объем твердой фазы пренебрежимо малым по сравнению с объемом ампулы.

№5

Восстановление ароматических соединений под действием щелочных металлов в жидких безводных алкиламинах (реакция Бенкезера) позволяет в зависимости от условий проведения реакции получать различные соединения. Например, реакция нафталина с литием в этиламине при –78 °С дает смесь двух изомерных соединений (А и В). Каждый из продуктов (А и В) легко реагируют с бромом, образуя продукты C и D, содержащие по 53,98% Br (по массе). Озонирование А и Вдает изомерные продукты Е и F, соответственно. Взаимодействие 0,1346 г вещества F с аммиачным раствором оксида серебра приводит к выделению 0,1726 г серебра. Вещество Е с аммиачным раствором оксида серебра не реагирует.

1. Установите строение соединений A – F.

2. Напишите схемы указанных в задаче превращений.

3. Какой из продуктов (А или В) образуется в большем количестве и почему?

4. Почему, по Вашему мнению, введение алкильных заместителей в молекулу нафталина приводит к снижению скорости реакции?

5. С какой целью при проведении озонирования в реакционную смесь добавляют какой-нибудь восстановитель?

№6

Смесь паров веществ X и Y в соотношении 1:3 (по объему) имеет плотность по водороду 33,25, а в соотношении 3:1 – 45,75. Эмульсию 4,78 г сополимера Z, образованного веществами X и Y, обработали раствором брома в четыреххлористом углероде. При этом в реакцию вступило 8,00 г брома. Вычислите соотношение звеньев X и Y в Z.

В результате длительного нагревания X и Y в толуоле образуется соединение A, при дегидрировании которого можно получить углеводород B с массовой долей углерода 93,51%.

Изобразите структурные формулы A, B, X, Y.

№7

Смесь алкана и алкена с равным числом атомов водорода в молекулах общим объемом 3,92 л (н.у.) пропустили последовательно через склянки со слабощелочным раствором перманганата калия и с бромной водой. Масса первой склянки увеличилась на 0,7 г, а второй – на 1,4 г. Относительная плотность по водороду смеси газов на выходе из второй склянки составила 18. Вычислите массовые доли углеводородов в исходной смеси.

Класс