Thông tin tài liệu
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN ĐỀ XUẤT ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI - ĐBBB NĂM 2014 Đề thi mơn Hóa học lớp 10 -MA TRẬN ĐỀ THI CHỌN HSG MIỀN DUYÊN HẢI & ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ CÂU 10 NỘI DUNG Nguyên tử Phân tử Bảng tuần hoàn Tinh thể Động học Nhiệt hoá học Nhiệt động hoá học Phản ứng oxi hoá – khử Dung dịch điện li Hoá học Halogen Hoá học Oxi – lưu huỳnh (Đề thi có 03 trang - Hướng dẫn giải có 10 trang) ThuVienDeThi.com ĐIỂM 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN HÀ NỘI ĐỀ THI ĐỀ XUẤT (Đề thi có 03 trang) THI CHỌN HSG DUYÊN HẢI & ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC 2013 - 2014 ĐỀ THI MƠN: HỐ HỌC 10 Thời gian làm bài: 180 phút Câu NGUYÊN TỬ Viết cấu hình electron Na (Z = 11) Mg (Z = 12) trạng thái bản? Xác định lượng orbital electron hoá trị từ suy lượng ion hố thứ thứ hai hai nguyên tử So sánh giá trị thu giải thích khác Câu PHÂN TỬ VÀ BẢNG TUẦN HỒN Ái lực electron gì? Vì lực electron (E1) thường có trị số dương cịn E2 ln âm? a) Vì F phi kim mạnh Cl E1(F) = 3,45 eV < E1(Cl) = 3,61 eV Li kim loại yếu Na E1(Li) = 0,58 eV < E1(Na) = 0,78 eV b) Cho lực electron E1(Oxi) = 141 kJ.mol1 E2(Oxi) = 851 kJ.mol1 Hãy tính lượng tổng cộng electron So sánh với tồn ion O2 c) Ái lực electron phân tử O2 = 0,8 eV; lượng ion hoá = 12,2 eV Trong biến đổi hố học, phân tử O2 kết hợp electron tạo ion phân tử kiểu O 22 ; O 2 O 2 Hãy so sánh độ bội liên kết, khoảng cách nguyên tử, lượng liên kết trung bình tính chất từ O2, O 22 ; O 2 O 2 Giải thích; nêu số hợp chất chứa ion phân tử phản ứng điều chế chúng Câu TINH THỂ Iođua kali iođua thali có cấu trúc mạng lập phương, số phối trí ion K+ Tl+ tương ứng 8, bán kính ion K+ = 133 pm Tl+ = 147 pm a) Tính giá trị gần bán kính ion I iođua kali (aKI = 706 pm) b) Xác định giá trị gần thông số a (aTl) iođua thali c) Khảo sát tinh thể học phóng xạ đơn tinh thể iođua thali cho biết khoảng cách mạng lưới tương ứng với mặt phẳng nguyên tử chứa hai cạnh đối ô mạng 297 pm Tính giá trị xác thơng số aTl d) Tính khối lượng riêng (theo kg/m3) độ chặt khít hai loại iođua Câu ĐỘNG HỌC Thực nghiệm hố học có phương pháp đo độ nở dung dịch để nghiên cứu động học phản ứng Độ nở tỉ lệ thuận với nồng độ chất phản ứng có mặt dung dịch Thực nghiệm thu số liệu sau 200C cho phản ứng dung dịch nước (có pH thích hợp) : H CH2 – CH2 + CH2 – CH2 + H2O O OH OH t (phút) 30 60 135 300 Độ nở 18,48 18,05 17,62 16,71 15,22 12,29 a) Xác định bậc phản ứng số tốc độ phản ứng nhiệt độ thí nghiệm b) Bậc phản ứng xác định bậc nồng độ chất nào? Tại sao? Nitrosyl clorua chất độc, đun nóng phân hủy thành nitơoxit clo a) Hãy viết cân phương trình hóa học cho phản ứng phân hủy b) Ở nhiệt độ 33,5oC, người ta cho 2,00 gam nitrosyl clorua vào bình chân khơng tích 2,00 lít khơng đổi mội nhiệt độ Hãy tính áp suất bình atm 600 K khơng để ý đến phân hủy nhiệt Hãy tính áp suất bình atm 600 K có tính đến phân hủy nhiệt Cho Kp 600 K = 0,278 atm ThuVienDeThi.com Câu NHIỆT HOÁ HỌC Trong nhiệt lượng kế chứa 1,792 lít (đktc) hỗn hợp CH4, CO O2 Bật tia lửa điện để đốt hoàn toàn CH4 CO, lượng nhiệt toả lúc 13,638 KJ Nếu thêm tiếp lượng dư hiđro vào nhiệt lượng kế lại đốt tiếp lượng nhiệt thêm 9,672 KJ Cho biết nhiệt tạo thành CH4, CO, CO2, H2O tương ứng 74,8 ; 110,5 ; 393,5 ; 241,8 (KJ.mol-1) Hãy tính % thể tích khí hỗn hợp đầu Hợp chất Q có PTK = 122,0 chứa nguyên tố C, H, O Dùng lượng O2 dư để đốt cháy hết mẩu rắn Q nặng 0,6 gam nhiệt lượng kế ban đầu chứa 710,0 gam nước 25oC Sau phản ứng nhiệt độ lên tới 27,25oC có 1,5144 gam CO2(k) 0,2656 gam H2O(l) tạo a) Hãy xác định công thức phân tử viết PTHH cho phản ứng đốt cháy Q với trạng thái vật chất Cho: Sinh nhiệt chuẩn CO2(k) H2O(l) 25oC tương ứng 393,51 kJ.mol1 285,83 kJ.mol1 Nhiệt dung riêng H2O(l) 75,312 J.mol1.K1 biến thiên nội phản ứng (Uo) 3079 kJ.mol1 b) Hãy tính nhiệt dung nhiệt lượng kế (khơng kể nước) c) Tính Sinh nhiệt chuẩn (H ott ) Q Câu CHIỀU VÀ GIỚI HẠN TỰ DIỄN BIẾN CỦA QUÁ TRÌNH Cho phản ứng: CH3OH (h) + O2 CO2 (k) + 2H2O (h) số liệu sau: S o298 = 93,615 J.K1 CO2 (k) H2O (h) O2 (k) o 1 393,51 241,83 H (kJ.mol ) CH3OH (h) 201,17 37,129 49,371 298 o C p, 298 (J.K1.mol1) 33,572 29,372 Tính Ho Go phản ứng 227oC, cho kiện không đổi nhiệt độ xét Câu PHẢN ỨNG OXI HOÁ – KHỬ Cho E oO2 H2O = 1,23 V E o O2 OH = 0,401 V a) Hãy viết phản ứng xảy b) Nếu P O2 luôn 1atm (t0 = 250C) phản ứng pH = pH = 10 2Cu2+ + 4I = 0,153V E o = 0,535V Cho phản ứng oxi hoá khử sau: với: E o Cu2 Cu 2CuI (r) + I2 (aq) I2 2I Cu+ + I a) CuI khó tan nước với Ksp = 1,11012 Hãy tính E0 của cân bằng: CuI (r) b) Tính E0 số cân khử Cu2+ I ? So sánh trị số điện cực dựa vào trị số tính cho biết phản ứng có khả tự xảy khơng? Giải thích Câu DUNG DỊCH Một dung dịch điều chế cách hoà tan tan 2,50 gam mẫu chất chưa biết vào 34,0 gam benzen (C6H6) có nhiệt độ sơi cao benzen tinh khiết 1,38oC Tính khối lượng mol hợp chất chưa biết Cho số nghiệm sôi benzen Ks = 2,53oC.m1 Cho mẫu axit fomic (Co = 0,100 mol/L; Ka = 1,77104 mol/L) a) Hãy tính độ pH mẫu b) Người ta cho vào mẫu lượng axit sunfuric có thể tích Qua đó, độ pH thay đổi trị 0,334 so với độ pH tính (a) Hãy tính nồng độ mà axit sunfuric cần phải có ThuVienDeThi.com Hằng số axit bước phân ly thứ axit sunfuric Ka2 = 1,2102 mol/L Giả thiết thể tích chất thay đổi không đáng kể pha trộn Câu HOÁ HỌC HALOGEN Khi điện phân dung dịch muối NaCl để sản xuất Clo anot có q trình : oxi hố Cl – thành Cl2 ; oxi hoá H2O thành O2 ; oxihoá anot cacbon thành CO2 a) Hãy viết q trình (tại anot cacbon) b) Cần thiết lập pH dung dịch điện phân oxi anot anot 1,21 V Cho E oO2 H2O = l,23V (khi tính coi P Cl2 = P O2 = CO2 sinh không đáng kể) Cho 7,9 gam KMnO4 vào dung dịch chứa 0,15 mol KCl 0,2 mol H2SO4 (phản ứng hồn tồn) thu khí clo Dẫn tồn khí clo thu từ từ qua ống đựng 12,675 gam kim loại R (hóa trị khơng đổi), nung nóng Kết thúc phản ứng, chia chất rắn thu thành phần: Phần I: có khối lượng gam cho vào dung dịch HCl (dư), thu 0,896 lít H2 (đktc) Phần II: cho vào dung dịch AgNO3 (dư) thu m gam kết tủa a) Xác định kim loại R b) Tính m Câu 10 HOÁ HỌC OXI – LƯU HUỲNH Hỗn hợp gồm FeCl3, MgCl2, CuCl2 hòa tan nước dung dịch X Cho X tác dụng với dung dịch Na2S dư tách kết tủa Y Nếu cho lượng dư H2S tác dụng với X tách kết tủa Z Nêu thành phần hoá học Y Z Giải thích phương trình hố học Khi hồ tan hỗn hợp gồm FeS Fe dung dịch HCl, thu sản phẩm khí có tỉ khối khơng khí 0,90 Đốt cháy 2,24 lít sản phẩm khí dư khí O2 Thu sản phẩm khí phản ứng cháy vào lượng dư dung dịch FeCl3 cô dung dịch đến cạn khô, thêm dư H2SO4 đặc đun nóng khơng cịn khí bay Để nguội bình phản ứng, thêm lượng dư dung dịch HNO3 loãng đun nhẹ a) Xác định thành phần phần trăm khối lượng hỗn hợp FeS Fe ban đầu b) Tính thể tích khí thêm dung dịch HNO3 lỗng đun nhẹ (các thể tích khí lấy điều kiện tiêu chuẩn) HẾT Cho: Các trị số NTK K = 39; Tl = 204; Zn = 65; Fe = 56; Mn = 55; Ag = 108 ; Cl = 35,5; I = 127; S = 32; O = 16; N = 14; C = 12 ; H = NA = 6,0221023 ; số khí R = 0,082 l.atm/K.mol R = 8,314 J/mol.K ; 1pm = 1012m ThuVienDeThi.com SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN ĐÁP ÁN ĐỀ XUẤT ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI - ĐBBB NĂM 2014 Mơn Hóa học – Lớp 10 Câu NGUYÊN TỬ Viết cấu hình electron Na (Z = 11) Mg (Z = 12) trạng thái bản? Xác định lượng orbital electron hố trị từ suy lượng ion hoá thứ thứ hai hai nguyên tử So sánh giá trị thu giải thích khác HDG: * Ở trạng thái bản, cấu hình e 11Na là: 1s22s22p63s1 hay [10Ne]3s1 12Mg là: 1s22s22p63s2 hay [10Ne]3s2 * Năng lượng orbital electron hoá trị Na: 2,2 3s = + (80,85) = 8,8 Z *3s = 11 8,8 = 2,2 E3s = 13,6 = 7,3 eV Năng lượng ion hoá thứ nhất: Na Na+ + e I1 = E(Na+) E(Na) = 0E3s 1E3s = ( 7,3) = 7,3 eV Năng lượng ion hoá thứ hai: Na+ Na2+ + e Trong Na+: 1s22s22p6 2s = 2p = (20,85) + (70,35) = 4,15 Z *2s = Z *2p = 11 4,15 = 6,85 6,85 E2s =E2p = 13,6 = 159,5 eV Trong Na2+: 1s22s22p5 2s = 2p = (20,85) + (60,35) = 3,8 Z *2s = Z *2p = 11 3,8 = 7,2 7,2 E2p = 13,6 = 176,2 eV I2 = 7E(Na2+) 8E(Na+) = 7( 176,2) 8( 159,5) = 42,6 eV * Năng lượng orbital electron hoá trị Mg: 2,85 3s = + (80,85) + 0,35 = 9,15 Z *3s = 12 9,15 = 2,85 E3s(Mg) = 13,6 = 12,3 eV Năng lượng ion hoá thứ nhất: Mg Mg+ + e Trong Mg+: 1s22s22p63s1 3s = + (80,85) = 8,8 Z *3s = 12 8,8 = 3,2 3,2 E3s = 13,6 = 15,5 eV I1 = 1E3s(Mg+) 2E3s(Mg) = ( 15,5) 2(12,3) = 9,1 eV Năng lượng ion hoá thứ hai: Mg+ Mg2+ + e Trong Mg2+: 1s22s22p6 I2 = E(Mg2+) E(Mg+) = 0E3s 1E3s = ( 15,5) = 15,5 eV * So sánh: Với Na (I2 6I1) với Mg (I2 1,5I1) * Giải thích: Cấu hình Na+ bão hoà, bền nên tách e Na2+ cần tiêu tốn lượng lớn Cấu hình Mg2+ bão hồ, bền nên tách e để Mg+ Mg2+ thuận lợi Câu PHÂN TỬ VÀ BẢNG TUẦN HOÀN Ái lực electron gì? Vì lực electron (E1) thường có trị số dương cịn E2 ln âm? a) Vì F phi kim mạnh Cl E1(F) = 3,45 eV < E1(Cl) = 3,61 eV (Mg+) ThuVienDeThi.com Li kim loại yếu Na E1(Li) = 0,58 eV < E1(Na) = 0,78 eV b) Cho lực electron E1(Oxi) = 141 kJ.mol1 E2(Oxi) = 851 kJ.mol1 Hãy tính lượng tổng cộng electron So sánh với tồn ion O2 c) Ái lực electron phân tử O2 = 0,8 eV; lượng ion hoá = 12,2 eV Trong biến đổi hố học, phân tử O2 kết hợp electron tạo ion phân tử kiểu O 22 ; O 2 O 2 Hãy so sánh độ bội liên kết, khoảng cách nguyên tử, lượng liên kết trung bình tính chất từ O2, O 22 ; O 2 O 2 Giải thích; nêu số hợp chất chứa ion phân tử phản ứng điều chế chúng Ái lực electron (Eae) nguyên tử M lượng cần oxi hoá anion M thành nguyên tử M (ở thể khí): M(k) M(k) + e Eae1 = A1 A1 lượng gắn kết electron thứ nhất: M(k) + e M(k) A1 Quá trình gắn e vào ngun tử q trình toả nhiệt nên A1 có trị số âm, cịn Eae1 có trị số dương Q trình gắn e vào ion âm cần tiêu tốn lượng A2 có trị số dương, cịn Eae2 có trị số âm a) Do kích thước nhỏ F, Li nên e thêm vào chịu tương tác đẩy mạnh e có sẵn E1 nhỏ b) O(k) + e O(k) A1 = 141 kJ.mol1 O (k) + e O2(k) A2 = +851 kJ.mol1 O(k) + e O2(k) Atc = +710 kJ.mol1 Sự hình thành mol O2 cần cung cấp lượng = 710 kJ Tuy vậy, ion O2 dễ tồn nhiều tinh thể oxit kim loại lượng toả hình thành mạng lưới tinh thể bù trừ cho lượng cần tiêu tốn c) Độ bội liên kết giảm theo: O 2 O2 O 2 O 22 Việc tách electron khỏi obitan phân tử (OP) plk O2 tương ứng với tăng độ bội liên kết hình thức O 2 , việc thêm electron OP lk trái lại làm giảm độ bội liên kết ion O 2 O 22 Khoảng cách nguyên tử O tăng độ bội liên kết giảm lượng liên kết trung bình giảm GIẢI THÍCH: * Nhận thêm electron, O2 tạo thành ion peoxit bậc cao O 2 O O +e O O Các dẫn xuất O 2 biết đến KO2…Một electron không ghép đôi O 2 gây nên tính thuận từ peoxit bậc cao Các peoxit bậc cao tạo thành cho đơn chất tác dụng trực tiếp với nhau: K + O2 KO2 * Khi kết hợp thêm electron, phân tử O2 biến thành ion peoxit O 22 , nguyên tử liên kết với liên kết hai electron ion O 22 có tính nghịch từ O O + 2e O O Các dẫn xuất O 22 biết đến Na2O2, BaO2…tạo thành oxi hoá kim loại Ba + O2 BaO2 ThuVienDeThi.com Câu TINH THỂ Iođua kali iođua thali có cấu trúc mạng lập phương, số phối trí ion K+ Tl+ tương ứng 8, bán kính ion K+ = 133 pm Tl+ = 147 pm a) Tính giá trị gần bán kính ion I iođua kali (aKI = 706 pm) b) Xác định giá trị gần thông số a (aTl) iođua thali c) Khảo sát tinh thể học phóng xạ đơn tinh thể iođua thali cho biết khoảng cách mạng lưới tương ứng với mặt phẳng nguyên tử chứa hai cạnh đối ô mạng 297 pm Tính giá trị xác thơng số aTl d) Tính khối lượng riêng (theo kg/m3) độ chặt khít hai loại iođua HDG: a) Cấu trúc kết tinh halogenua kiềm MX kiểu lập phương đơn giản (như CsCl) hay lập phương tâm diện (như NaCl) Số phối trí cation M+/M+ CsCl 12 NaCl số phối trí M+/X CsCl NaCl Do giá trị cho trường hợp K+/I Tl+/I cấu trúc kiểu CsCl cho TlI kiểu NaCl cho KI Trong cấu trúc kiểu CsCl: ion I tạo mạng lập phương đơn giản tương ứng với có mặt ion I ô mạng Các ion Tl+ chiếm lỗ lập phương C với số lượng để thoả mãn điều kiện trung hoà điện Các ion Tl+ tạo tập hợp thứ hai, lập phương đơn giản P lệch với tập hợp I phép tịnh tiến nửa đường chéo lập phương (hình vẽ dưới) có mắt TlI mạng Trong cấu trúc kiểu NaCl: ion I tạo mạng lập phương tâm diện tương ứng với có mặt ion I mạng Các ion K+ chiếm lỗ bát diện với số lượng để thoả mãn điều kiện trung hoà điện Các ion K+ tạo tập hợp thứ hai, lập phương tâm diện F lệch với tập hợp I phép tịnh tiến nửa cạnh lập phương (hình vẽ dưới) có mắt KI ô mạng + Tl + K I I aTl I aKI Trong KI, ion tiếp xúc cạnh nên: 706 a(KI) = 2(R + R ) R = a(KI) R = 133 = 220 pm K I I K 2 b) Các ion Tl+ I tiếp xúc đường chéo lập phương: B A B A E E a C D C a AD2 = a2 + a2 = 2a2 BD2 =AD2 + a2 = 3a2 BD = 2(R a(Tl) = D Tl +R 3 (R + R ) = (147 + 220) = 424 pm Tl I 3 ThuVienDeThi.com I )=a c) Khoảng cách mạng lưới khoảng cách gốc mặt phẳng ABCD hình vẽ sau: B A F a C E a Khoảng cách mạng d = EF = d) * Với KI: Khối lượng riêng = D AD 2d 297 =a a= = = 420 pm 2 2 Z M KI (a KI )3 N A 4(39+127) 10 3 = 12 = 3,1334103 kg/m3 (706 10 ) 6, 022 10 4 4 (R )3 (R )3 3 K I 3 = 16 133 220 = 0,619 Độ chặt khít = 7063 (a )3 23 KI * Với TlI: Khối lượng riêng = Z M KI (a KI )3 N A (204+127) 10 3 = 7,4189103 kg/m3 (420 10 12 )3 6, 022 1023 4 4 (R )3 (R )3 Tl I 3 1473 2203 Độ chặt khít = = = 0,782 (a TlI )3 4203 Câu ĐỘNG HỌC Thực nghiệm hoá học có phương pháp đo độ nở dung dịch để nghiên cứu động học phản ứng Độ nở tỉ lệ thuận với nồng độ chất phản ứng có mặt dung dịch Thực nghiệm thu số liệu sau 200C cho phản ứng dung dịch nước (có pH thích hợp) : = H CH2 – CH2 + CH2 – CH2 + H2O O OH OH t (phút) 30 60 135 300 Độ nở 18,48 18,05 17,62 16,71 15,22 a) Xác định bậc phản ứng số tốc độ phản ứng nhiệt độ thí nghiệm b) Bậc phản ứng xác định bậc nồng độ chất nào? Tại sao? HDG: a) Giả sử phản ứng có bậc động học phương trình động học có dạng t = k= 12,29 a ln k a x 1 18, 48 12, 29 a a ln thời điểm 30’: k2 = ln = 2,410–3 phút–1 t 30 18, 05 12, 29 at a Tương tự, thời điểm 60’: k3 = 2,49310–3 phút–1 thời điểm 135’: k4 = 2,49510–3 phút–1 thời điểm 300’: k5 = 2,49310–3 phút–1 ThuVienDeThi.com Trị số k thời điểm xấp xỉ phản ứng chiều bậc = kC (mol.l –1 s –1 ) k k k k k = = 2,4710–3 phút –1 b) Nồng độ H2O lớn (do phản ứng không làm thay đổi nồng độ H+ OH – ) bị biến đổi không đáng kể sau phản ứng bậc phản ứng bậc nồng độ etylenoxit Mặt khác, chế phản ứng: () CH CH CH CH CH CH H+ CH CH H2 O H+ | | | | | (1) ( 2) (+) O OH OH OH OH OH có giai đoạn (1) giai đoạn chậm, định tốc độ phản ứng (khơng có mặt H2O) Nitrosyl clorua chất độc, đun nóng phân hủy thành nitơoxit clo a) Hãy viết cân phương trình hóa học cho phản ứng phân hủy b) Ở nhiệt độ 33,5oC, người ta cho 2,00 gam nitrosyl clorua vào bình chân khơng tích 2,00 lít khơng đổi mội nhiệt độ Hãy tính áp suất bình atm 600 K không để ý đến phân hủy nhiệt Hãy tính áp suất bình atm 600 K có tính đến phân hủy nhiệt Cho N =14; O =16 ; Cl = 35,5; số khí = 0,082 l.atm/K.mol; Kp 600 K = 0,278 atm HDG: 2NO + Cl2 a) 2NOCl b) Khối lượng mol NOCl = 65,5 g/mol nên số mol = 2/65,5 * Khi khơng có phân hủy nhiệt: nRT 0, 082 600 p= = 0,751 (atm) V 65,5 * Khi phân hủy nhiệt: 2NOCl → 2NO + Cl2 [ ] 2a 2a a 65,5 Khi cân bằng: a× R× 600 a× R× 600 R× 600 p(NO) = ; p(Cl2) = ; p(NOCl) = ( 2a) ; 2 65,5 Kp = (p NO ) × (pCl2 ) (PNOCl ) a × 0, 082× 600 = 0,278 ( a) × 65,5 0, 278 1 ( a )2 a3 = 0,0113 ( a )2 a = 0, 082 600 65,5 65,5 4 4 1,72910 3,457810 a + 0,0113a a = a 0,0575 Vậy, áp suất bình = p(NO) + p(Cl2) + p(NOCl) cân R× 600 = [2a + a + ( 2a)] 65,5 2 0, 082× 600 = [(20,0575) +0,0575 +( 20,0575) = 2,1656 (atm) 65,5 Câu NHIỆT HOÁ HỌC Trong nhiệt lượng kế chứa 1,792 lít (đktc) hỗn hợp CH4, CO O2 Bật tia lửa điện để đốt hoàn toàn CH4 CO, lượng nhiệt toả lúc 13,638 kJ Nếu thêm tiếp lượng dư hiđro vào nhiệt lượng kế lại đốt tiếp lượng nhiệt thêm 9,672 kJ Cho biết nhiệt tạo thành CH4, CO, CO2, H2O tương ứng 74,8 ; 110,5 ; 393,5 ; 241,8 (kJ.mol-1) Hãy tính % thể tích khí hỗn hợp đầu Hợp chất Q có PTK = 122,0 chứa nguyên tố C, H, O Dùng lượng O2 dư để đốt cháy hết mẩu rắn Q nặng 0,6 gam nhiệt lượng kế ban đầu chứa 710,0 gam nước 25oC Sau phản ứng nhiệt độ lên tới 27,25oC có 1,5144 gam CO2(k) 0,2656 gam H2O(l) tạo ThuVienDeThi.com a) Hãy xác định công thức phân tử viết PTHH cho phản ứng đốt cháy Q với trạng thái vật chất Cho: Sinh nhiệt chuẩn CO2(k) H2O(l) 25oC tương ứng 393,51 kJ.mol1 285,83 kJ.mol1 Nhiệt dung riêng H2O(l) 75,312 J.mol1.K1 biến thiên nội phản ứng (Uo) 3079 kJ.mol1 b) Hãy tính nhiệt dung nhiệt lượng kế (khơng kể nước) c) Tính Sinh nhiệt chuẩn (H ott ) Q HDG: số mol hỗn hợp = 0,08 Phản ứng cháy: CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O H1 = 802,3 kJ/mol CO + 1/2O2 CO2 H2 = 283,0 kJ/mol H2 + 1/2O2 H2O H3 = 241,8 kJ/mol Đặt số mol CH4 x CO y Lượng nhiệt toả từ lần cháy đầu: 802,3x + 283,0y = 13,638 (I) 9,672 Lượng O2 dư tính theo H2 = = 0,02 mol 241,8 y y (0,08 x y) (2x+ ) = 0,02 hay x+ = 0,02 (II) 2 Kết hợp (I) với (II) cho: x = 0,01 chiếm 12,5% y = 0,02 chiếm 25%; O2 62,5% 1,5144 0,2656 0,1575 = 0,0295 O = a) Số mol C = = 0,0344 ; H = = 0,00984 44 18 16 C : H : O = 0,0344 : 0,0295 : 0,00984 = : : Với PTK = 122,0 công thức phân tử Q C7H6O2 PTHH cho phản ứng đốt cháy Q với trạng thái vật chất 15 C7H6O2 (r) + O2 (k) 7CO2 (k) + 3H2O (l) 0,6 b) n(Q) = = 4,919103 mol 122,0 qV = nUo = 4,919103(3079) = 15,14 kJ q 15, 14 Tổng nhiệt dung = V = = 6,730 kJ.K1 hay 6730 J.K1 27, 25 25 T 710 Nhiệt dung H2O = 75,312 = 2971 J.K1 18 Vậy nhiệt dung nhiệt lượng kế = 6730 – 2971 = 3759 J.K1 15 c) Theo PT cháy: n(k) = = 0,5 mol Ho cháy = Uo + n(k)RT = 3079 + (0,5)(8,314298103) = 3080 kJ.mol1 Do Ho cháy = 7H ott (CO2(k)) + 3H ott (H2O(l)) H ott (Q(r)) nên H ott (Q(r)) = 7(393,51) + 3(285,83) (3080) = 532 kJ.mol1 10 ThuVienDeThi.com Câu CHIỀU VÀ GIỚI HẠN TỰ DIỄN BIẾN CỦA QUÁ TRÌNH Cho phản ứng: CH3OH (h) + O2 CO2 (k) + 2H2O (h) số liệu sau: S o298 = 93,615 J.K1 CO2 (k) H2O (h) O2 (k) o 393,51 241,83 H (kJ.mol1) CH3OH (h) 201,17 37,129 49,371 298 C op, 298 (J.K1.mol1) 33,572 29,372 Tính Ho Go phản ứng 227oC, cho kiện không đổi nhiệt độ xét HDG: * H o298 = H o298 (CO2) + H o298 (H2O) H o298 (CH3OH) = ( 393,51) + (241,83) 2 (201,17) = 676 kJ = 37,129 + 33,5722 29,3721,5 49,371 = 10,844 J.K1 C op 500 * o H 500 = H o298 + C o p dT = 676000 + 10,844 (500 298) = 673809,5 J 298 S500 CO2 (k) + 2H2O (h) O2 S 1o S o2 S 3o S o4 S 298 CO2 (k) + 2H2O (h) (298K) CH3OH (h) + O2 o Theo định luật Hees: S 500 = S o298 + S 1o + S o2 + S 3o + S o4 * (500K) mà S 1o CH3OH (h) + 298 = 500 298 S o2 = 500 500 S 3o = C op (CH3OH) o dT C p (O2 ) = T C op (CO2 ) 298 500 dT = T C op (CH3OH) 298 500 298 o dT C p (O2 ) T dT T (ngược chiều) (ngược chiều) 500 dT T S o4 = 2C op (H O) 298 o S 500 = S o298 + ( 49,371 ln dT T (xuôi chiều) 500 500 500 500 ) + ( 29,372 ln ) + (37,129 ln ) + (33,572 ln ) 298 298 298 298 500 HAY: o S 500 = S o298 + C o p dT = S o298 + n C p ln T2 T1 298 o S 500 = 93,615 + 10,844 J.K1 ln thay C op vào ta được: 500 = 88,003 J.K1 298 o o o G 500 = H 500 TS 500 = 673809,5 500 ( 88,003) = 629807,9642 J hay 629,8079 kJ Câu PHẢN ỨNG OXI HOÁ – KHỬ Cho E0 (O2/ H2O) = 1,23 V E0 (O2/ OH – ) = 0,401 V a) Hãy viết phản ứng xảy b) Nếu P O2 luôn 1atm (t0 = 250C) phản ứng pH = pH = 10 HDG a) O2 + 4H+ + 4e 2H2O ; E0 (O2/ H2O) = 1,23 V 11 ThuVienDeThi.com 0, 059 lg [H+]4P O2 = E0 + 0,059 lg [H+] = E0 – 0,059pH hay E = 1,23 – 0,059pH Vậy, pH = E = 1,23 – 0,0593 = 1,053V 4OH – ; E0 (O2/ OH – ) = 0,401 V b) O2 + 2H2O + 4e K H2 O 0, 059 [OH ]4 Ta có : E = E lg = E0 – 0,059 lg PO2 H + = 0,401 – 0,059lg10–14 + 0,059lg[H+] = 1,227 – 0,059pH Vậy pH = 10 E = 1,227 – 0,05910 = 0,637V Cho phản ứng oxi hoá khử sau: 2Cu2+ + 4I 2CuI (r) + I2 (aq) Ta có : E = E0 + với: E o Cu2 Cu = 0,153V E o I2 2I = 0,535V Cu+ + I a) CuI khó tan nước với Ksp = 1,11012 Hãy tính E0 của cân bằng: CuI (r) b) Tính E0 số cân khử Cu2+ I? So sánh trị số điện cực dựa vào trị số tính cho biết phản ứng có khả tự xảy khơng? G.iải thích HDG a) Ta có Go = RTlnKsp = nFEo 0, 059 lg K sp nE lgKsp = E0 = = 0,059lg1012 = 0,708V n 0, 059 b) Theo giả thiết +e + 2(Cu + I CuI 2(Cu2+ Cu+ có 0,153 V) 1 12 có K = Tt = 10 ) E0= )2 ,153 , 059 (K1 = (10 (Tt1)2 = 1024 ) = 105,186 ( 0 , 535 ) , 059 I2 + 2e có 0,535 V K2 = 10 = 1018,136 Tổ hợp cân cho cân khử Cu2+ I : 2CuI + I2 2Cu2+ + 4I với K = (K1)2(Tt1)2K2 = 1011,05 2I E0= 0, 059 lg K 0, 059 lg1011,05 = = 0,326V n Nếu so sánh điện cực E o < E o phản ứng khơng xảy được, kết Eo = Cu Cu I2 2I tính cho thấy = RTlnK < phản ứng tự xảy được, I không tác nhân khử mà chất tạo kết tủa tách Cu+ khỏi dung dịch dịch chuyển cân Câu DUNG DỊCH Một dung dịch điều chế cách hoà tan tan 2,50 gam mẫu chất chưa biết vào 34,0 gam benzen ( C6H6 ) có nhiệt độ sơi cao benzen tinh khiết 1,38oC Tính khối lượng mol hợp chất chưa biết Cho số nghiệm sôi benzen Ks = 2,53oC.m-1 HDG Cứ 34,0 gam benzen hòa tan 2,50 gam mẫu 1000 2,5 73,53 1000 gam benzen hòa tan = 73,53 gam mẫu tương ứng với mol 34 M 73,53 Như vậy, nồng độ molan chất nghiên cứu : (mol/1000gam dung mơi) M Độ tăng phí điểm tính theo định luật Raoult 75,53 K s 73,53 75,53 2,53 T = Ksm = Ks M= = = 138,5 g/mol M 1,38 T Cho mẫu axit fomic (C0 = 0,100 mol/L; Ka = 1,77 10 mol/L) a) Hãy tính độ pH mẫu Go 12 ThuVienDeThi.com b) Người ta cho vào mẫu lượng axit sunfuric có thể tích Qua đó, độ pH thay đổi trị 0,334 so với độ pH tính (a) Hãy tính nồng độ mà axit sunfuric cần phải có Hằng số axit bước phân ly thứ axit sunfuric Ka2 = 1,210 mol/L Giả thiết thể tích chất thay đổi khơng đáng kể pha trộn HDG 1 a) Theo công thức: pH = (pKa – lg Ca) = (3,752 + 1) = 2,376 C(H+) = 4,2 10 3 pH = 2,376 2 b) Giả sử trộn lít HCOOH 0,1 M với lít H2SO4 x M ta lít dung dịch có pH = 2,376 – 0,334 = 2,042 Vì thể tích tăng lần nên C0 (HCOOH) = 0,05 M C0 (H2SO4) = 0,5 Với độ pH nên C(H+) = 9,08 10 3 M Cân bằng: H – COOH ⇌ H+ + H – COO H2SO4 ⇌ H+ + HSO 4 HSO 4 ⇌ H+ + SO 24 theo định luật bảo tồn điện tích: C(H+) = C(H – COO ) + C(HSO 4 ) + 2C(SO 24 ) (1) 2 0,5 x = C(HSO ) + C(SO ) C( H ) C( HCOO ) Mặt khác, = 1,77 10 Thay C(H+) tính C(H – COO ) = 9,76 10 (2) 0, 05 C( H ) C( H ) C( SO2 ) C( HSO ) = 1,2 10 2 C(HSO 4 ) = C( H ) C( SO2 ) 1, 2.10 2 = 0,757 C(SO 24 ) (3) Thay (2), (3) vào (1) tính C(SO 24 ) = 2,89 103 M C(HSO 4 ) = 2,14 103 M x = 0,01 M Câu HOÁ HỌC HALOGEN Khi điện phân dung dịch muối NaCl để sản xuất Clo anot có q trình : oxi hố Cl – thành Cl2 ; oxi hoá H2O thành O2 ; oxihoá anot cacbon thành CO2 a) Hãy viết q trình (tại anot cacbon) b) Cần thiết lập pH dung dịch điện phân oxi anot anot 1,21V Cho E oO2 H2O = l,23V (coi P Cl2 =P O2 =1 CO2 sinh không đáng kể) Cho 7,9 gam KMnO4 vào dung dịch chứa 0,15 mol KCl 0,2 mol H2SO4 (phản ứng hoàn toàn) thu khí clo Dẫn tồn khí clo thu từ từ qua ống đựng 12,675 gam kim loại R (hóa trị khơng đổi), nung nóng Kết thúc phản ứng, chia chất rắn thu thành phần: Phần I: có khối lượng gam cho vào dung dịch HCl (dư), thu 0,896 lít H2 (đktc) Phần II: cho vào dung dịch AgNO3 (dư) thu m gam kết tủa a) Xác định kim loại R b) Tính m HDG a) 2Cl Cl2 + 2e ; 2H2O O2 + 4H+ + 4e ; C + 2H2O CO2 + 4H+ + 4e 0,059 b) E = E oO2 H2O + lg[H+]4 = 1,23 + 0,059lg[H+] = 1,23 0,059pH 1,21 1, 23 Với Eanot = 1,21V pH = = 0,339 0,059 Muốn khơng có O2 cần thiết lập pH cho E oO2 H2O > Eanot pH < 0,339 a) Số mol KMnO4 = 0,05 ; KCl = 0,15 ; H2SO4 = 0,2 H2 = 0,04 10KCl + 8H2SO4 + 2KMnO4 5Cl2+ 2MnSO4+ 6K2SO4 + 8H2O 0,15 0,12 0,03 0,075 H2SO4 KMnO4 dư 2R + nCl2 2RCln khối lượng chất rắn = 12,675 + (710,075) = 18 gam Nếu hòa tan chất rắn HCl thu 0,043 = 0,12 mol H2 R ne R+n ; Cl2 + 2e 2Cl 2H+ + 2e H2 a an 0,075 0,15 0,15 0,24 0,12 13 ThuVienDeThi.com Theo quy tắc thăng số mol e: 0,39 12,675n an = 0,15 + 0,24 = 0,39 a = R= = 32,5n n = thoả mãn R = 65 Zn n 0,39 2 b) Phần II có 0,12 = 0,08 mol Zn dư 0,15 = 0,1 mol Cl 3 + 2+ + Zn + Ag Zn + 2Ag Cl + Ag AgCl 0,08 0,16 0,1 0,1 m = (0,16108) + (0,1143,5) = 31,63 gam Câu 10 HOÁ HỌC OXI – LƯU HUỲNH Hỗn hợp gồm FeCl3, MgCl2, CuCl2 hòa tan nước dung dịch X Cho X tác dụng với dung dịch Na2S dư tách kết tủa Y Nếu cho lượng dư H2S tác dụng với X tách kết tủa Z Nêu thành phần hoá học Y Z Giải thích phương trình hố học HDG * Kết tủa Y chứa Mg(OH)2; FeS ; CuS S MgCl2 + Na2S + 2H2O Mg(OH)2 + H2S + 2NaCl 2FeCl3 + 3Na2S 2FeS + S + 6NaCl (do FeCl2 + Na2S FeS + 2NaCl) CuCl2 + Na2S CuS + 2NaCl * Kết tủa Z chứa CuS S MgCl2 + H2S không phản ứng 2FeCl3 + H2S 2FeCl2 + S + 2HCl CuCl2 + H2S CuS + 2HCl FeCl2 + H2S không phản ứng Khi hoà tan hỗn hợp gồm FeS Fe dung dịch HCl, thu sản phẩm khí có tỉ khối khơng khí 0,90 Đốt cháy 2,24 lít sản phẩm khí dư khí O2 Thu sản phẩm khí phản ứng cháy vào lượng dư dung dịch FeCl3 cô dung dịch đến cạn khô, thêm dư H2SO4 đặc đun nóng khơng cịn khí bay Để nguội bình phản ứng, thêm lượng dư dung dịch HNO3 loãng đun nhẹ a) Xác định thành phần phần trăm khối lượng hỗn hợp FeS Fe ban đầu b) Tính thể tích khí thêm dung dịch HNO3 lỗng đun nhẹ (các thể tích khí lấy điều kiện tiêu chuẩn) HDG: FeS + 2HCl FeCl2 + H2S (x mol) Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (y mol) 34 x y x Theo gt: = 0,929 = 26,1 = số mol FeS = 3số mol Fe xy y 56 Vậy % lượng Fe = 100% = 17,5% lại 100 – 17,5 = 82,5% FeS 56 (88 3) 2H2 + O2 2H2O 2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O SO2 + 2FeCl3 + 2H2O FeSO4 + FeCl2 + 4HCl FeCl2 + H2SO4 FeSO4 + 2HCl 6FeSO4 + 3H2SO4 + 2HNO3 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O Theo phương trình: SO2 FeSO4 2NO 0,075 0,05 (mol) Suy thể tích NO (đktc) = 0,05 22,4 = 1,12 lít 14 ThuVienDeThi.com ...TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN HÀ NỘI ĐỀ THI ĐỀ XUẤT (Đề thi có 03 trang) THI CHỌN HSG DUYÊN HẢI & ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC 2013 - 2014 ĐỀ THI MƠN: HỐ HỌC 10 Thời gian làm bài: 180 phút Câu... ; 1pm = 1012m ThuVienDeThi.com SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN ĐÁP ÁN ĐỀ XUẤT ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI - ĐBBB NĂM 2014 Mơn Hóa học – Lớp 10 Câu NGUN TỬ Viết... axit sunfuric cần phải có ThuVienDeThi.com Hằng số axit bước phân ly thứ axit sunfuric Ka2 = 1,2102 mol/L Giả thi? ??t thể tích chất thay đổi khơng đáng kể pha trộn Câu HOÁ HỌC HALOGEN Khi điện
Ngày đăng: 31/03/2022, 22:26
Xem thêm:
