Решение. Поливинилхлорид разлагается с выделением hcl и полиена:

Поливинилхлорид разлагается с выделением HCl и полиена:

(-СН₂-СНCl-)_n → n НCl + (-СН=СН-)_n

Найдем количество мономерных звеньев ПВХ:

n(звеньев ПВХ) = 20/62,5 = 0,32 моль. m(HCl) = 36,5 * 0,32 = 11,68 г.

Объем помещения V = 200 * 2,5 = 500 м³.

С(НСl) = 11680/500 = 23,36 мг/м³, это более, чем в 100 раз превышает ПДК. Очень опасно для людей.

Минимально необходимо взять 1 моль соды на 2 моля HCl:

Na₂CO₃ + 2 HCl → 2 NaCl + СО₂ + Н₂О

n(Na₂CO₃) = 0,5 n(НCl) = 0,16 моль. m(Na₂CO₃) = 106 * 0,16 = 16,96 г.

m(р-ра Na₂CO₃) = 169,6 г. V(р-ра Na₂CO₃) = 169,6/1,1 = 154,2 мл.

2. Сульфид железа(II) массой 1,00 г растворили в 100 г 10%-ного раствора серной кислоты в замкнутом сосуде. К полученному прозрачному окрашенному раствору, не открывая сосуд, прибавили 0,1-молярный раствор перманганата калия до прекращения обесцвечивания последнего. Какой объем раствора перманганата калия был израсходован при этом? Как и почему может измениться результат (не изменится, увеличится, уменьшится) если растворение соли проводить в открытом сосуде? Составьте уравнения всех протекающих реакций.

Уравнения протекающих реакций:

FeS + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂S

5 H₂S + 8 KMnO₄ + 7 H₂SO₄ → 4 K₂SO₄ + 8 MnSO₄ + 12 H₂O

10 FeSO₄ + 2 KMnO₄ + 8 H₂SO₄ → 5 Fe₂(SO₄)₃ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 8 H₂O

Определим количества взятых солей:

n(FeS) = 1/88 = 0,0114 моль. n(Н₂S) = n(FeSO₄) = n(FeS) = 0,0114 моль.

n(KMnO₄) = 1,6 n(Н₂S) + 0,2 n(FeSO₄) = 0,0205 моль. V(р-ра KMnO₄) = 0,205 л.

При растворении FeS в открытом сосуде часть газообразного сероводорода может улететь и результат снизится.

3. В молоке содержится растворимый белок лактоальбумин с молекулярной массой 16393. При гидролизе 10,000 г такого белка получили 11,740 г смеси аминокислот. Сколько аминокислотных остатков входит в состав молекулы такого белка?

Гидролиз белка можно отобразить следующей реакцией:

Число молекул аминокислот, образующихся в результате реакции гидролиза, на один больше, чем число молекул Н₂О, необходимых для протекания этой реакции. С другой стороны, х определяется отношением количества Н₂О к количеству белка: x = n(H₂O)/n(белка).

Количества веществ найдем по известной формуле:

n(белка) = 10г/16393г/моль = 0,00061 моль;

n(H₂O) = (11,75-10)г/18г/моль = 0,097моль.

x = 0,097моль/0,00061моль = 159.

Число аминокислотных остатков равно х+1 = 159+1 = 160.
4. В изолированном сосуде объемом 44.8 л при н.у. смешали газ А (молярная масса 20) и газ В (молярная масса 40), реагирующие между собой по уравнению:

А + В  С(газ).

Через один час плотность газовой смеси по водороду возросла с 15 до 17,1. Определите среднюю скорость реакции.
Решение

Находим молярную массу смеси в момент смешения: М = 2D_H2 = 30 г/моль.

M_смеси =M_A_А+M_B_В; 30=20_А+40(1-_А). Отсюда: _А = _В =0,5. Это значит, что газы А и В смешаны в эквимолярных количествах. n_о(А) = n_о(В) = 1 моль.
Через 1 час М_см=217,1=34,2. Находим состав смеси: М_см=20_А+40_В+60_С или 34,2=20_А+40_В+60(1-2_А), т.к. _А=_В. Решая уравнение, получаем _А=_В=0,43, _С=0,14.
Пусть за час выделилось х моль продукта С. В этом случае n(С) = х, n(А) = n(В) = (1-х). Суммарное значение n(смеси) = 2-х моль

Решая уравнение х/(2-х)=0,14 получаем: х = 0,246 моль. Конечная концентрация продукта С равна 0,246 моль/л.

Находим скорость Vср = 0,246/3600 = 6,83*10^-5 моль/л•с.
10 класс
1. Смесь масляной, метакриловой кислот и метилового эфира акриловой кислоты массой 104,4 г разделили на две равные части. Одну нейтрализовали водным раствором NaOH. Для этого потребовалось 139 мл 10%-ного раствора (=1,15г/мл). Вторая часть прореагировала с 76,2 г йода. Определите состав смеси в мольных процентах.

Решение

С йодом масляная кислота (СН₃СН₂СН₂СООН, М=88г/моль) реагировать не будет. Метакриловая кислота СН₂=С(СН₃)-СООН и метиловый эфир акриловой кислоты СН₂=СН-СООСН₃, являющиеся изомерами с М=86г/моль, будут реагировать с йодом как одно вещество С₄Н₆О₂ по уравнению:

С₄Н₆О₂ + I₂  С₄Н₆I₂О₂

(С₄Н₆О₂)=(I₂)=76,2/254=0,3моль. m(С₄Н₆О₂)=0,386=25,8г. Тогда масса масляной кислоты будет 52,2-25,8=26,4г. =26,4/88=0,3моль. Итак, в смеси находится 0,3моль масляной кислоты и 0,3моль смеси непредельных соединений. Со щелочью будут реагировать масляная и метакриловая кислоты:

RCOOH + NaOH  RCOONa + H₂O

(RCOOH)=(NaOH)=139*0,1*1,15/40=0,4моль. Значит количество метакриловой кислоты 0,4-0,3=0,1моль, а количество эфира – 0,2моль.

2 M(NO₃)_r + r Zn  r Zn(NO₃)₂ + 2 M

2 M(NO₃)_r + r Mg  r Mg(NO₃)₂ + 2 M

Наличие осадка, не растворимого в HСl, свидетельствует о присутствии металла, стоящего правее водорода. Это и есть вытесненный из M(NO₃)_r металл. Наличие в обоих стаканах осадка, частично растворимого в кислотах, позволяет допустить присутствие в них непрореагировавших цинка и магния, соответственно. Следовательно, нитрат металла в каждом из стаканов присутствовал в недостатке и прореагировал полностью. Это подтверждается также и тем, что массы нерастворимых в HCl остатков оказались одинаковыми. Таким образом, масса металла, входящего в состав нитрата, равна 0,864 г. Обозначим его молярную массу через х г/моль, тогда количество металла равно: n(M)=(0,864/х) моль. Из уравнений реакций видно, что на образование такого количества металла потребуется

[rn(M)/2]= [r0,864/(2х)] моль цинка и такое же количество магния, массы которых равны {[r0,864/(2х)]65}г и {[r0,864/(2х)]24}г, соответственно. Если принять, что в стакан добавили m г Zn и столько же Mg, то после реакции осталось: {m-[r0,864/(2х)]65} Zn и {m-[r0,864/(2х)]24} Mg.

По условию задачи:

m=0,164; {m-[r0,864/(2х)]24}-{m-[r0,864/(2х)]65}=0,164;

[r0,864/(2х)]65-[r0,864/(2х)]24=0,164. Отсюда: х/r=108. Для r=1 (одновалентный металл) получаем х=108. Такую молярную массу имеет серебро. Следовательно в стаканах находился AgNO₃.

2AgNO₃ + Zn Zn(NO₃)₂ + 2Ag.

Найдем количество, а затем массу нитрата серебра: n(AgNO₃)=n(Ag)=0,864/108=0,008 моль;

m(AgNO₃) = 170г/моль0,008моль=1,36 г.

Массовая доля нитрата серебра в растворе:  = 1,36г/50г=0,0272 или 2,72%.

Ответ: AgNO₃; (AgNO₃)=2,72%.
3. Водный раствор некоторой соли разделили на три части. Одну из них обработали избытком щелочи и нагрели, выделившийся газ изменил цвет красного лакмуса на синий. Другую часть обработали соляной кислотой, выделившийся газ вызвал помутнение известковой воды. Третью часть нагревали до кипения в открытом стакане, и после испарения воды стакан оказался пустым. О какой соли может идти речь? Приведите краткие пояснения, сопроводив их уравнениями реакций.
Решение

Возможный вариант анализируемой соли – карбонат аммония (NH₄)₂CO₃. Первую часть раствора обработали избытком щелочи и нагрели. При этом выделился аммиак, водный раствор которого имеет щелочную среду и изменяет цвет красного лакмуса на синий.

(NH₄)₂CO₃ + 2 NaOH  2 NH₃ + 2 H₂O + Na₂CO₃

NH₃ + H₂O  NH₄⁺ + OH^-

Другую часть обработали соляной кислотой, при этом выделился углекислый газ, который вызывает помутнение известковой воды в результате образования труднорастворимого карбоната кальция.

(NH₄)₂CO₃ + 2 HCl  CO₂ + H₂O +2 NH₄Cl

CO₂ + Ca(OH)₂  CaCO₃ + H₂O

Термическое разложение карбоната аммония дает только газообразные продукты:

(NH₄)₂CO₃  CO₂ + H₂O + 2 NH₃

4. Вычислите количество теплоты, выделяющееся в реакции 67,2 л водорода с 44,8 л кислорода при н.у., если выход составил 95%. Известно, что Н реакции разложения воды (ж) на простые вещества равна +286 кДж/моль. Запишите термохимические уравнения указанных реакций.

Найдем количества веществ водорода и кислорода: n(Н₂) = 67,2/22,4 = 3 моль.

n(О₂) = 44,8/22,4 = 2 моль. Водород в недостатке. n(Н₂О) = 0,95 n(Н₂) = 2,85 моль.

Найдем количество выделившейся в реакции теплоты: Q = 286 * 2,85 = 815,1 кДж.

2Н_2(г) + О_2(г) → 2Н₂О_(ж) + 572 кДж

Возьмем небольшое количество одного из растворов и будем приливать к нему постепенно другой раствор. В любом из двух вариантов выпадает осадок гидроксида цинка:

2 NaOH + ZnCl₂  Zn(OH)₂ + 2 NaCl

В том случае, если вторым раствором является гидроксид натрия, первоначально выпавший осадок амфотерного гидроксида цинка растворяется:

Zn(OH)₂ + 2 NaOH  Na₂[Zn(OH)₄]

Если же добавляемым раствором окажется хлорид цинка, то осадок растворяться не будет.

В первом стакане протекает реакция:

FeCO₃ + 2 HCl  FeCl₂ + CO₂ +H₂O.

Для расчета массы стакана после реакции найдем количество карбоната железа и соляной кислоты:

n(FeCO₃)=2,32г/(116г/моль)=0,02моль; n(HCl)=18,25г/(36,5г/моль)=0,5моль.

Таким образом, FeCO₃ был взят в недостатке и полностью прореагировал. Из раствора выделилось 0,02моль СО₂ и масса стакана после реакции стала равной: 100г(раствора)+2,32г(FeCO₃)-m(СО₂)=102,32-0,02моль44(г/моль)=

=102,32-0,88=101,44г.

Во втором стакане протекает реакция:

Mn + CuSO₄  MnSO₄ + Cu,

в результате которой масса стакана увеличивается лишь на массу добавленного марганца. Следовательно, для уравновешивания весов необходимо добавить 1,44г марганца.

Массовая доля CaCl₂ в растворе равна 66,7/166,7 = 0,400. Для 1 л раствора m(р-ра) = 1396 г. Масса безводной соли: m(CaCl₂) = 1396 * 0,400 = 558,4 г. n(CaCl₂) = 558,4/111 = 5,03 моль = n(CaCl₂6Н₂О). m(CaCl₂6Н₂О) = 5,03219 = 1102 г.

4. В процессе получения хромовой пленки термическим разложением паров бензолхромтрикарбонила установилось равновесие:

С₆Н₆Cr(CO)_3(пар)  С₆Н_{6(пар) +} Cr_(тв) + 3CO_(г) - Q

Как изменится состояние равновесия:

а) при дополнительном введении паров бензолхромтрикарбонила при постоянном объеме,

б) при введении порошка хрома,

в) при введении угарного газа при постоянном объеме,

г) при увеличении температуры,

д) при увеличении давления путем сжатия смеси при постоянном объеме,

е) при увеличении объема смеси путем введения азота при постоянном давлении.
Решение

а) При дополнительном введении паров бензолхромтрикарбонила при постоянном объеме равновесие сдвинется вправо в соответствии с принципом Ле-Шателье.

б) При введении порошка хрома возрастут скорости прямой и обратной гетерогенных реакций, но равновесие не изменится.

в) При введении угарного газа при постоянном объеме равновесие сдвинется влево.

г) При увеличении температуры в данной эндотермической реакции равновесие сместится вправо.

д) При увеличении давления путем сжатия смеси при постоянном объеме равновесие сместится влево, т.е. в сторону образования меньшего количества газообразных веществ.