1. Для полного сгорания 0,1 моль алкана потребовалось 14,56 л кислорода (н.у.). Установите формулу алкана. Существуют ли изомеры у этого вещества? Если да, напишите их структурные формулы и дайте названия по международной номенклатуре.

2. При сжигании 26,7 г аминокислоты С_хН_уО_zN_k в избытке кислорода образуется 39,6 г оксида углерода (IV); 18,9 г воды и 4,2 г азота. Определите формулу.

3. Состав каменного угля одного из месторождений (в массовых долях): C – 82,2%;
H – 4,6%; S – 1%; N – 1,2%; H₂O – 1%; зола 10 %. Определите объём воздуха (н.у.),
который потребуется для полного сгорания 1 кг такого угля.

4. При сгорании 28 г смеси метана и этана получили 41,44 л углекислого газа (н.у.).  
Определите состав смеси углеводородов в массовых долях.

5. На дне Чёрного моря образуется сероводород. Это результат жизнедеятельности 
сульфатвосстанавливающих бактерий. Происходящий процесс можно выразить схемой:
CH₄ + CaSO₄ = CaCO₃ + H₂S ? + H₂O.
Составьте для данного уравнения электронный баланс, укажите окислитель и
восстановитель.
Рассчитайте, какой объём сероводорода, измеренный при н.у., образуется в 1 м3 морской
воды, если содержание сульфата кальция в ней равно 27,2 мг ? л.

Решения.

1. Найдем количество вещества кислорода:
n =V/Vm = 14,56/22,4 = 0,65 моль
Следовательно количества вещества алкана и кислорода относятся как 0,1:0,65 = 2:13; (1 балл)
Составим уравнение реакции
2С_nН_2n+2 + 13О₂ = 2nСО₂ + (2n+2)Н₂О (1 балл)
Число атомов кислорода до реакции равно числу ато­мов кислорода после реакции. 2•13 = 2n•2 + (2n + 2)•1; n = 4

(1 балл)
Формула – С₄Н₁₀. Для этого состава существует два изомера: н-бутан и 2-метилпропан: СН₃-СН₂-СН₂-СН₃ и СН₃-СН(СН₃)-СН₃ (2 балла)
Итого за задание 5 баллов

2. Дано

m (CO₂) = 39,6 г

m (H₂O) = 18,9 г

m (N₂) = 4,2 г

m в-ва = 26,7 г

С_xH_yO_zN_k - ?

Решение.

C_xH_yO_zN_k + O₂ ? CO₂ + H₂O + N₂ ?
1) ? (СО₂) = 39,6 ? 44 = 0,9 (моль)
? (С) = 0,9 моль; m(C) = 0,9 • 12 = 10,8 (г) (2 балла)
2) ? (Н₂О) = 18,9 / 18 = 1,05 (моль); ? (Н) = 1,05 • 2 = 2,1 (моль)
m (Н) = 2,1 г (2 балла)
3) ? (N₂) = 4,2 / 28 = 0,15 (моль); ? (N) = 0,3 моль
m (N) = 0,3 • 14 = 4,2 (г) (2 балла)
4) m (O) = 26,7 – (10,8 + 2,1 + 4,2) = 9,6 (г)
? (О) = 9,6 ? 16 = 0,6 (моль) (2 балла)
5) ? (С) : ? (Н) : ? (О) :? (N) = 0,9 : 2,1 : 0,6 : 0,3
3 : 7 : 2 : 1 (1 балл)
Ответ. C₃H₇O₂N
Итого за задание 9 баллов

3. В 1 кг угля содержится: 
m (C) = 0,822 • 1000 = 822 (г)
m (H) = 0,046 • 1000 = 46 (г)
m (S) = 0,01 • 1000 = 10 (г)
Остальные компоненты не горят (1 балл)
• Горение углерода:
С + О2 = СО2 (0,5 баллов)
• Горение водорода
2 Н₂ + О₂ = 2 Н₂О (1 балл)
• Горение серы:
S + O₂ = SO₂ (0,5 баллов)
• По уравнению реакции горения углерода находим ? затраченного кислорода
1) ? (С) = 822 / 12 = 68,5 (моль); ?1 (О₂) = ? (С) = 68,5 (моль) (1 балл)
• Аналогично находим ? кислорода, затраченного на горение водорода
2) ? (Н₂) = 46 ? 2 = 23 (моль); ?2 (О₂) = Ѕ ? (Н₂) = 11,5 (моль) (1 балл)
• ? кислорода, затраченного на горение серы
? (S) = 10 / 32 = 0,3125 (моль); ?3 (О₂) = ? (S) = 0,3125 моль (1 балл)
• Общее количество кислорода
? (О₂) = 68,5 + 11,5 + 0,3125 = 80,3125 (моль)
V (O₂) = 80,3125 • 22,4 = 1799 (л)
V (воздуха) = 1799 / 0,21 = 8566,7 (л) (1 балл)
Итого за задание 7 баллов

4. СН₄ + 2 О₂ = СО₂ + 2 Н₂О (1 балл)
2 С₂Н₆ + 7 О₂ = 4 СО₂ + 6 Н₂О (1 балл)
•Пусть масса метана в исходной смеси m (CH₄) = x, тогда масса этана в смеси
m (C₂H₆) = (28-x) г.
• По первому уравнению реакции объём образовавшегося оксида углерода (IV):
V1 (CO₂) = 22,4 x / 16 = 1,4 x л (1 балл)
• По второму уравнению реакции объём образовавшегося оксида углерода (IV):
V2 (CO₂) = 4 • 22,4 • (28-x) / (2 • 30) = 1,493 • (28 – x) л (1 балл)
• Общий объём оксида углерода:
V (CO₂) = V1(CO₂) + V2 (CO₂) = 1,4 x + 1,493 • (28 - x) = 41,44 (л) (1 балл)
1,4 x + 41,804 – 1,493 x = 41,44; x = 4; следовательно,
m (CH₄) в исходной смеси 4 г. (1 балл)
• ? (СН₄) = 4 / 28 • 100% = 14,3 % (1 балл)
? (С₂Н₆) = 100% - 14,3 % = 85,7 % (1 балл)
Итого за задание 8 баллов

5. С^-4Н₄ + CaS⁺⁶O₄ = CaC⁺⁴O₃ + Н₂S ^-2? + H₂O
( За определение степеней окисления атомов, изменяющихся в ходе окислительно-восстановительной реакции – 1 балл)
• Окисление: С^-4 – 8 е = С⁺⁴ 1
восстановитель 8
Восстановление: S⁺⁶ + 8e = S^-2 1
Окислитель (1 балл)
• Масса сульфата кальция в 1 м3 морской воды:
m(CaSO₄) = c • V = 0,0272 (г / л) • 1000 (л) = 27,2 (г) (1 балл)
Количество вещества сульфата кальция:
? (CaSO₄) = 27,2 / 136 = 0,2 моль (1 балл)
• По уравнению реакции количество вещества сероводорода:
? (H₂S) = ? (CaSO₄)= 0,2 моль (1 балл)
• объём сероводорода, измеренный при н.у.:
V (H₂S) = 0,2 • 22,4 = 4,48 л. (1 балл)
Итого за задание 6 баллов

Всего за работу 35 баллов