Авторы задач – Скрипкин М.Ю. (№№ 1 – 3), Ванин А.А. (№ 4)
Ростовский Н.В. (№№ 5 – 7)
1. «1000 советов молодой хозяйке»
См. задачу №6 в блоке 9-го класса.
2. При добавлении ацетона к окрашенному в розовый цвет раствору соли металла Храствор приобретает синюю окраску. Последующее разбавление водой возвращает прежний цвет. Если к раствору этой соли добавить белый порошок, образующийся на стенках вытяжных шкафов в химических лабораториях, активированный уголь, перекись водорода, насытить раствор газом, названным в честь одного из древнеегипетских богов, и прокипятить смесь, то при охлаждении из раствора выпадают розовые кристаллы соединения Y. При добавлении к раствору, содержащему 3,00 г этого вещества, избытка нитрата серебра выпадает 3,21 г белого осадка.
Термогравиметрический анализ вещества Y показал, что в инертной атмосфере разложение данного вещества идет в несколько этапов:
| Температура, оС | 100 – 110 | 150 – 280 | 280 – 355 | 355 – 745 |
| Потеря массы (относительно первоначальной) | 6.7% | 31.7% | 51,6% | 100% |
| Цвет | Пурпурный | Через зеленый – в синий | Синий |
Если проводить нагревание вещества Y на воздухе, при высокой температуре наблюдается другой порядок превращений:
| Температура, оС | 400 – 640 | 940 – 955 |
| Потеря массы | 70,1% | 72,1% |
1) Определите исходные вещества.
2) Объясните результаты термогравиметрического анализа вещества Y.
Напишите уравнения всех протекающих реакций.
3) Для чего при синтезе вещества Y в реакционную смесь добавляют активированный уголь?
4) Какие еще соединения могут быть синтезированы по аналогичной для Y методике при небольшом изменении условий (соотношения компонентов, времени и температуры нагрева)?
3. Навеску биметаллического сплава массой 5,00 г обработали избытком концентрированной азотной кислоты. При этом выпал осадок А и выделился газ Б(плотность 1,881 г/л при 25 °C и 1 атм), для полного поглощения которого требуется не менее 6,73 г каустического поташа. Оставшийся после реакции раствор упарили, а кристаллический остаток прокалили при 450 оС. Полученный красный остаток Вмассой 2,21 г разделили на две равные части. Одну из них обработали избытком азотной кислоты – при этом получился бесцветный раствор и коричневый осадокГ; другую – избытком концентрированной соляной кислоты, при этом образовался бесцветный раствор и газ, получивший свое название благодаря окраске.
1) Определите состав исходного сплава и напишите уравнения описанных в тексте задачи реакций.
2) Где используется данный сплав?
3) Что изменится, если вместо концентрированной азотной кислоты исходный сплав обрабатывать разбавленной кислотой?
4) Как легче всего перевести осадок А в раствор?
5) Известно, что атомная масса одного из металлов, входящих в состав сплава, меняется в зависимости от месторождения его руды. Приведите объяснение этого факта.
4. Согласно термодинамическим данным при температурах ниже нескольких тысяч кельвинов оксид азота(II) неустойчив по отношению к разложению на простые вещества.
Реакционный сосуд заполнили оксидом азота(II) и нагрели. Найдите состав равновесной смеси при температуре 300 K; 3000 K. Зависимость константы равновесия KP реакции синтеза оксида описывается уравнением:
KP = 26,92*10–9491/T.
При каких температурах возможен синтез оксида азота(II)? Объясните, почему очень чистый оксид азота(II) при комнатной температуре (и в темноте) может существовать в неизменном виде очень долгое время, а при температуре 1600 °C быстро разлагается на простые вещества.
5. В энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона можно найти следующую статью, посвящённую углеводороду триметилену (далее Т.):
«… В 1882 г. Фрейнд показал, что если нагревать бромистый триметилен с натрием, то образуется Т. Удобнее получается углеводород Т., как нашел Густавсон в 1887 г., при действии на бромистый триметилен цинковой пыли в присутствии 75%-го спирта [1] … до сих пор еще неизвестны условия для получения чистого Т.… в полученном газе всегда имеется некоторое количество пропилена, который приходится удалять бромом[2] … окончательно Т. очищается действием 1–2% раствора KMnO4[3], на который, по наблюдениям Вагнера, Т. не действует … От пропилена Т.отличается малой скоростью взаимодействия с HJ [4]и Br2 [5]и отсутствием реакции с раствором KMnO4 … С хлором Т. реагирует очень легко, почти не образуя продукта присоединения, а, главным образом, различные продукты замещения и между ними дихлортриметилен С3Н4Cl2[6]... В серной кислоте Т.мало растворяется, образуя, наряду с продуктами уплотнения, нормальную пропилсерную кислоту[7], дающую при перегонке со щелочами нормальный пропиловый спирт[8]…».
1) Приведите современное название триметилена и напишите уравнения реакций [1–8];
2) Напишите структуру основного продукта уплотнения триметилена.
6. Один из немногих природных алкенов, мускалур (цис-трикоз-9-ен), является половым аттрактантом самки домашней мухи Musca domestica. Расшифруйте представленную ниже схему синтеза мускалура:
Примечание: катализатор Линдлара – палладий, нанесённый на карбонат кальция и «отравленный» ацетатом свинца.
7. Изобутилен (2-метилпропен) под действием 60%-ной серной кислоты превращается в два изомерных углеводорода А и В. Массовая доля углерода в этих веществах равна 85,7 %. При гидрировании в присутствии платины при 25 °С как А, так и Впревращаются в углеводород С, содержащий 84,2 масс. % углерода. Известно, что углеводород С имеет четвертичный атом углерода и может образовать 4 монобромпроизводных, являющихся структурными изомерами, а при окислении Апод действием KMnO4 в кислой среде выделяется газ.
1) Определите строение углеводородов А, В и С;
2) Предложите механизм образования А и В.
3) Какими особыми свойствами обладает углеводород С?
Класс