Đang tải... (xem toàn văn)
BÀI TẬP HÓA HỌC NÂNG CHUYÊN ĐỀ VÔ CƠ - ĐẠI CƯƠNG
Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: ***************************************************************************************************************************************************** Phần 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ BÀI TẬP PHÂN RÃ PHÓNG XẠ – PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Câu 1: Chất phóng xạ 210Po có chu kì bán rã T = 138 ngày Tính khối lượng Po có độ phóng xạ Ci (ĐS: 0,222 mg) Câu 2: Tính tuổi tượng cổ gỗ biết độ phóng xạ β− 0,77 lần độ phóng xạ khúc gỗ có khối lượng vừa chặt Biết TC14 = 5600 năm (ĐS: 2100 năm) Câu 3: Xét phản ứng hạt nhân xảy bắn phá nhôm hạt α : 27 13 Al + α → 30 15 P + n Cho bieát: mAl = 26,974u ; mP = 29,970u ; m α = 4,0015u ; mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u Haõy tính lượng tối thiểu hạt α cần thiết để phản ứng xảy (ĐS: 3MeV) Câu 4: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã T = 10s Lúc đầu có độ phóng xạ Ho = 2.107 Bq Tính số phân rã phóng xạ, số nguyên tử ban đầu, số nguyên tử lại độ phóng xạ chất phóng xạ sau 30s (ĐS: k = 0,0693s-1, No = 2,9.108 nguyên tử, N = No/8 nguyên tử, H = Ho/8 Bq) Câu 5: Năng lượng liên kết riêng lượng tính cho nuclêon a Hãy tính lượng liên kết riêng hạt α Cho biết khối lượng hạt nhân sau: m α = 4,0015u ; mp = 1,0073u ; mn = 1,0087u b Tính lượng tỏa tạo thành gam Heli Lấy NA = 6,022.1023 mol-1, He = 4,003 u (ÑS: a 7,1MeV ; b 6,8.1010 J) Câu 6: Một mẫu Poloni nguyên chất có khối lượng (g), hạt nhân Poloni 210 84 Po phóng xạ phát ( ) hạt α chuyển thành hạt X bền A Z a Viết phương trình phản ứng gọi tên AZ X b Xác định chu kì bán rã Poloni phóng xạ, biết 365 ngày tạo thể tích V = 179 cm3 khí He (đktc) c Tìm tuổi mẫu chất biết thời điểm khảo sát tỉ số khối lượng AZ X khối lượng chất 2:1 (ĐS: a 82Pb207 Chì b 138 ngaøy ) -BÀI TẬP HÓA LƯNG TỬ – MOMEN LƯỢNG CỰC – NĂNG LƯNG LIÊN KẾT Câu 1: Thực nghịêm xác định đ ợc momen l ỡng cực phân tử H2O 1,85D, góc liên kết HOH o 104,5 , độ dài liên kết O–H 0,0957 nm Tính độ ion liên kết O–H phân tử oxy (bỏ qua momen tạo cặp electron hóa trị khơng tham gia liên kết oxy) 1D = 3,33.10-30 C.m Điện tích electron -1,6.10-19C ; 1nm = 10-9m Hướng dẫn giải: Giả thiết độ ion liên kết O – H 100% 0,0957.10-9 1,6.10-19 ta có: µ = =4,600D => độ ion liên kết O – H 32,8% 3,33.10-30 Câu 2: Ánh sáng nhìn thấy có phân hủy đ ợc Br2(k) thành nguyên tử không Biết l ợng phá vỡ liên kết hai nguyên tử 190kJ.mol-1 Tại Br2 có màu? Biết h = 6,63.10-34 J.s ; c = 3.108 m.s-1 ; NA = 6,022.1023 mol-1 Hướng dẫn giải c E = h N A ⇒ λ = 6,3.10-7 m λ Do λ nằm vùng tia sáng nhìn thấy nên phân hủy đ ợc có màu Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: ***************************************************************************************************************************************************** Z2 (eV) (n: số l ợng tử chính, Z: số đơn vị điện tích hạt nhân) n2 a Tính l ợng 1e tr ng lực hạt nhân hệ N6+, C5+, O7+ b Qui luật liên hệ En với Z tính đ ợc phản ánh mối liên hệ hạt nhân với electron hệ ? Câu 3: Biết E n = -13,6 × Hướng dẫn giải a Theo đầu bài, n phải nên ta tính E1 Do cơng thức E1 = −13,6 Z2 (ev) (2’) Thứ tự theo trị số Z: Z = Ō C5+ : (E1) C5+ = −13,6 x 62 = −489,6 eV Z = Ō N6+ : (E1) N6+ = −13,6 x 72 = −666,4 eV Z = Ō O7+ : (E1) O7+ = −13,6 x 82 = −870,4 eV b Quy luật liên hệ E1 với Z : Z tăng E1 âm (càng thấp) Qui luật phản ánh tác dụng lực hút hạt nhân tới e đ ợc xét: Z lớn lực hút mạnh Ō l ợng thấp Ō hệ bền, bền O7+ Câu 4: Việc giải ph ơng trình Schrodinger cho hệ nguyên tử 1electron phù hợp tốt với lý thuyết cổ điển Z2 Bohr l ợng tử hóa l ợng E n = -13,6 × (eV) Để cho tiện sử dụng giá trị số n số xuất công thức đ ợc chuyển hết đơn vị eV Điều thú vị ta sử dụng cơng thức cho phân tử heli trung hịa Trong nguyên tử heli lực hạt nhân tác dụng lên electron bị giảm bớt electron khác chắn Điều có nghĩa điện tích hạt nhân tác dụng lên electron Z = mà nhỏ gọi điện tích hiệu dụng (Zeff) Năng l ợng ion hóa nguyên tử heli trạng thái 24,46eV Tính Zeff Hướng dẫn giải Mỗi electron lớp n = nguyên tử heli có l ợng –Z2eff = 13,6eV Mức l ợng thấp heli –Z2eff = 27,2eV trạng thái ion He+ có l ợng = -4.13,6 = -54,4eV Năng l ợng ion hoá = (-54,4 + Z2eff 27,2) = 24,46 => Zeff = 1,70 Câu 5: Bằng ph ơng pháp quang phổ vi sóng ng i ta xác định phân tử SO2 trạng thái có: µSO2 = 1, 6D o d S−O = 1, 432 A ; OSO = 109o a Tính điện tích hiệu dụng nguyên tử O nguyên tử S phân tử SO2 b Tính độ ion liên kết S-O Hướng dẫn giải a Đối với phân tử SO2 xem trung tâm điện tích d ơng trùng với hạt nhân nguyên tử S cịn trung tâm điện tích âm nằm điểm đoạn thẳng nối hai hạt nhân nguyên tử O Nh momen l ỡng cực phân tử SO2: µSO2 = l × 2δ Trong l khoảng cách hai tâm điện tích đ ợc tính nh sau: o l = 1, 432 × cos 59o 45' = 0, 722 A Theo kiện cho: µSO2 = 1, 6D nên từ rút ra: 1, × 10−18 = 0, 23 × 0, 722 × 10−8 × 4,8 ×10−10 Vậy điện tích hiệu dụng nguyên tử O -0,23 điện tích hiệu dụng nguyên tử S +0,46 điện tích tuyệt đối electron b Mặt khác xem liên kết S-O hồn tồn liên kết ion momen l ỡng cực phân tử là: µSO2 = 0, 722 × 10−8 × × 4,8 ×10−10 = 6,93D δ= 1, × 100% = 23% 6,93 Câu 6: Tính l ợng liên kết ion ENa-F hợp chất ion NaF Biết trị số (kJ/mol): INa = 498,5 ; Vậy độ ion x liên kết S-O bằng: x = o FF = -328 ; khoảng cách ro = 1,84 A , nNaF = hệ số đẩy Born, εo = 8,854.10−12 số điện mơi chân khơng ENa-F đ ợc tính theo công thức: E A − B = N A e ⎛ ⎞ ⎜1 − ⎟ − I A − FB (ĐS: ENa-F = 497,2) 4π.ε o ro ⎝ n ⎠ Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: ***************************************************************************************************************************************************** Phần 2: SỰ BIẾN THIÊN TUẦN HOÀN CỦA MỘT SỐ TÍNH CHẤT THEO CHIỀU TĂNG DẦN ĐIỆN TÍCH HẠT NHÂN Câu 1: Tính lượng mạng lưới LiF dựa vào số liệu cho bảng sau: Năng lượng (kJ/mol) Năng lượng (kJ/mol) Ái lực elctron F(k) : AF = –333,000 Liên kết F–F: Elk = 151,000 Ion hóa thứ Li(k): I1 = 521,000 Sinh nhiệt LiF(tinh thể) = –612,300 Entanpi nguyên tử hóa Li(tinh thể) = 155,200 Umạng lưới = ? -1 ĐS: Uml = 1031 kJ.mol Câu 2: Năng lượng ion hóa thứ nguyên tố chu kì sau: Nguyên tử I1 (kJ/mol) Li 521 Be 899 B 801 C N O F Ne 1087 1402 1313 1681 2081 a Hãy cho biết từ Li đến Ne, lượng ion hóa thứ nguyên tố nhìn chung tăng dần từ: Be sang B ; từ N sang O lượng ion hóa thứ lại giảm b Tính điện tích hạt nhân hiệu dụng Z’ electron hóa trị có lượng lớn nguyên tử giải thích biến thiên giá trị Z’ chu kì Biết rằng: Z '2 13,6eV = 1312kJ/mol ; I1 = 13, (eV) n ÑS: 1,26 ; 1,66 ; 1,56 ; 1,82 ; 2,07 ; 2,00 ; 2,26 ; 2,52 Giải thích: Cấu trúc bán bão hòa phân lớp s, p bền nguyên tố Li, N ; B, O dễ e để đạt cấu trúc bán bão hòa phân lớp s, p bền Câu 3: Năng lượng liên kết đơn giản hai nguyên tử A B EAB lớn giá trị trung bình cộng lượng liên kết đơn EAA ; EBB Δ AB : E AB = ( E AA + E BB ) + Δ AB Giá trị Δ AB (kJ/mol) đặc trưng cho phần đặc tính ion liên kết AB liên quan đến khác độ âm điện A B, tức hiệu số χ A − χ B Theo Pauling: χ A − χ B = 0,1 Δ AB Để thu giá trị độ âm điện nguyên tố khác nhau, Pauling gán giá trị độ âm điện hiđro 2,2 a Tính độ âm điện Flo Clo dựa vào số liệu lượng liên kết sau: HF HCl F2 Cl2 H2 565 431 151 239 432 b Tính lượng liên kết ECl-F Hướng dẫn giải (151 + 432) => χ F = 3,85 Cách tính tương tự được: χ Cl = 3,18 a χ F − 2, = 0,1 565 − (151 + 239) => x = E Cl− F = 240kJ.mol −1 Câu 4: Theo Allred Rochow, độ âm điện nguyên tố tính theo công thức sau: o Z '2 χ = 0,359 + 0, 744 Trong đó: r bán kính cộng hóa trị nguyên tố ( A ) ; Z’ điện tích hạt nhân r hiệu dụng tính cho tất electron torng nguyên tử tính theo quy tắc Slater Để tính giá trị gần Z’, Slater chia AO thành nhóm sau: 1s | 2s, 2p | 3s ; 3p | 3d | 4s, 4p | 4d | 4f | 5s, 5p | … - Hệ số chắn hai electron 1s = 0,300 - Hệ số chắn electron nhóm khác electron nhóm ns, np sau: b 3,85 − 3,18 = 0,1 x − Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: ***************************************************************************************************************************************************** - o = electron nhóm bên phải nhóm ns, np o = 0,350 electron nhóm với ns, np o = 0,850 electron nhóm n’ = n – o = 1,000 electron nhóm n’ < n – Hệ số chắn electron nhóm khác electron nhóm nd hay nf sau: o = electron nhóm bên phải nhóm nd hay nf o = 0,350 electron nhóm với nd hay nf o = 1,000 electron nhóm n’ ≤ n – o Hãy tính độ âm điện Clo Flo, biết bán kính cộng hóa trị F Cl là: 0,71 0,99 A Hướng dẫn giải Z 'F = − (0,85.2 + 0,35.7) = 4,85 ⇒ χ F = 0,359 4,85 + 0, 744 = 4, 20 (0, 71) Caùch tính tương tự cho Z’Cl = 5,75 χ Cl = 2,85 I1 − A1 + 0,17 Trong đó: I1 516 lượng ion hóa thứ nguyên tử (kJ/mol) ; A1 lực electron nguyên tử (kJ/mol) Tính độ âm điện Clo Flo dựa vào số liệu sau (kJ/mol): I1 (Cl) A1 (F) A1 (Cl) I1 (F) 1681 1255 -333 -348 Câu 5: Muliken tính độ âm điện nguyên tố theo công thức sau: χ = Hướng dẫn giải 1681 + 333 + 0,17 = 4, 07 Caùch tính tương tự cho χ Cl = 3, 28 516 Caâu 6: Dựa vào ph ơng pháp gần Slater, tính l ợng ion hóa thứ I1 cho He (Z = 2) Hướng dẫn giải * ⎡ 13, ( − 0,3)2 ⎤ ⎛ 13, 6(Z ) ⎞ * He có cấu hình 1s , E He = ⎜ − ⎥ = −78, 6eV ⎟ = ⎢− n *2 12 ⎢⎣ ⎥⎦ ⎝ ⎠ 2 13, 6Z 13, × He+ có cấu hình 1s1, E*He+ = − =− = −54, 4eV n 12 Quá trình ion hóa: He → He + + 1e ⇒ I1 = E*He+ − E*He = (−54, 4) − (−78, 6) = 24, 2eV χF = -Phaàn 3: CẤU TRÚC MẠNG TINH THỂ Câu 1: Tinh thể NaCl có cấu trúc lập phương tâm diện Tính bán kính ion Na+ khối lượng riêng o o tinh thể NaCl biết rằng: cạnh ô mạng sở a = 5,58 A ; bán kính ion rCl− = 1,810 A ; khối lượng o mol Na Cl là: 22,99 g.mol-1 35,45 g.mol-1 (ÑS: r+ = 0,98 A ; d = 2,23 g/cm3) Câu 2: Tinh thể Fe − α có cấu trúc tinh thể lập phương tâm khối với cạnh a ô mạng sở o o a = 2,860 A Fe − γ kết tinh dạng lập phương tâm diện với a = 3,560 A Tính bán kính kim loại khối lượng riêng sắt thuộc hai loại cấu trúc biết Fe = 55,800 g/mol o o ÑS: Fe − α : r = 1,24 A ; d = 7,92 g/cm3 ; Fe − γ : r = 1,26 A ; d= 8,21 g/cm3 Câu 3: Ba loại cấu trúc tinh thể phổ biến kim loại lập phương tâm khối, lập phương tâm diện lục phương đặc khít Hãy tính độ đặc khít Đđặc loại mạng tinh thể ĐS: lập phương tâm khối: 68% ; lập phương tâm diện: 74% ; lục phương đặc khít: 74% Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: ***************************************************************************************************************************************************** o Câu 4: Tinh thể MgO có cấu trúc kiểu NaCl với cạnh ô mạng sở là: d = 4,100 A Tính lượng mạng lưới MgO theo phương pháp Born-Landré phương pháp Kapustinxki biết số Madelung mạng lưới MgO: a = 1,7475 ; e = 1,602.10-19C ; ε o = 8,85.10−12 ; NA = 6,023.1023 ; nB = Theo Born-Landreù: U = Z+ Z− e2 aN A (1 − ) với R = r+ + r4πεo R nB Theo Kapustinxki: U = 1, 08.10−7 Z+ Z− ∑ n R Hướng dẫn giải Thay số vào phương trình ta suy ra: Theo Born-Landré: U = 4062 kJ/mol ; theo Kapustinxki: U = 4215 kJ/mol o Câu 5: Tinh thể CsI có cấu trúc lập phương tâm khối với cạnh a ô mạng sở a = 4,450 A Bán o kính ion Cs+ 1,69 A Hãy tính: a Bán kính ion Ib Độ đặc khít Đđặc tinh thể c Khối lượng riêng mạng tinh thể CsI o ĐS: a Khoảng 2,16 A ; b khoảng 77,4% ; c khoaûng 4,9 g/cm3 Câu 6: Sắt kim loại nóng chảy 1811K Giữa nhiệt độ phịng điểm nóng chảy nó, sắt kim loại tồn dạng thù hình dạng tinh thể khác Từ nhiệt độ phịng đến 1185K, sắt có cấu tạo tinh thể dạng lập ph ơng tâm khối (bcc) quen gọi sắt- α Từ 1185K đến 1667K sắt kim loại có cấu tạo mạng lập ph ơng tâm diện (fcc) đ ợc gọi sắt- γ Trên 1167K điểm nóng chảy sắt chuyển dạng cấu tạo lập ph ơng tâm khối (bcc) t ơng tự sắt- α Cấu trúc sau (pha cuối) đ ợc gọi sắt- α Cho biết khối l ợng riêng sắt kim loại nguyên chất 7,874g.cm-3 293K, a Tính bán kính nguyên tử sắt (cm) b ớc l ợng khối l ợng riêng sắt (tính theo g.cm-3) 1250K Chú ý: Bỏ qua ảnh h ng không đáng kể giãn n nhiệt kim loại Thép hợp kim sắt cacbon, số khoảng trống nguyên tử sắt (các hốc) mạng tinh thể bị chiếm b i nguyên tử nhỏ cacbon Hàm l ợng cacbon hợp kim th ng khoảng 0,1% đến 4% Trong lò cao, nóng chảy sắt dễ dàng thép chứa 4,3% theo khối l ợng Nếu hỗn hợp đ ợc làm lạnh nhanh (đột ngột) nguyên tử cacbon đ ợc phân tán mạng sắt- α Chất rắn đ ợc gọi martensite - cứng giòn Dù bị biến dạng, cấu tạo tinh thể chất rắn giống nh cấu tạo tinh thể sắt- α (bcc) Giả thiết nguyên tử cacbon đ ợc phân bố cấu trúc sắt a ớc tính hàm l ợng nguyên tử cacbon tế bào đơn vị (ô mạng s ) sắt- α martensite chứa 4,3%C theo khối l ợng b ớc tính khối l ợng riêng (g.cm-3) vật liệu Khối l ợng mol nguyên tử số: MFe = 55,847g.mol-1 ; MC = 12,011g.mol-1 ; NA = 6,02214.1023mol-1 Hướng dẫn giải Các b c tính tốn: Định nghĩa tham số chiều dài (a, b, c, d1, d2 r) thể tích (V1 V2) cho hai cấu tạo bcc fcc sắt Tính thể tích V1 ô mạng đơn vị sắt - α nh khối l ợng riêng (ρbcc) 293K, khối l ợng mol nguyên tử sắt (MFe), số Avogadro NA Tính chiều dài d1 cạnh mạng đơn vị bcc từ thể tích Tính bán kính nguyên tử r sắt từ chiều dài d1 Tính chiều dài d2 cạnh mạng đơn vị fcc ( 1250K) từ bán kính nguyên tử r sắt Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: ***************************************************************************************************************************************************** Tính thể tích V2 mạng đơn vị fcc sắt - từ chiều dài d2 cạnh Tính khối l ợng m số nguyên tử sắt ô mạng đơn vị sắt - từ khối l ợng mol nguyên tử MFe sắt số Avogadro NA Tính khối l ợng riêng (ρfcc) sắt - từ gía trị m V2 Một h ớng khác để tìm khối l ợng riêng ρfcc sắt - tính ti lệ phần trăm khoảng không gian chiếm chỗ hai loại ô mạng đơn vị bcc fcc, thay b ớc từ đến b ớc từ 5’ đến 8’ sau đây: 5’ Tính tỉ lệ phần tăm khoảng không gian chiếm chỗ ô mạng đơn vị bcc 6’ Tính tỉ lệ phần tăm khoảng không gian chiếm chỗ ô mạng đơn vị fcc 7’ Từ tỉ lệ fcc/bcc ta suy đ ợc tỉ lệ: ρbcc/ρfcc 8’ Từ gía trị cho tr ớc b ớc 7’ ta tính đ ợc ρfcc Các chi ti t: 293K sắt - α có cấu trúc tinh thể bcc Mỗi mạng đơn vị thực chứa hai nguyên tử, ngun tử tâm mạng 1250K, sắt - có cấu tạo tinh thể fcc Mỗi ô mạng đơn vị thực chứa nguyên tử tâm mặt có nửa ngun tử - r: bán kính nguyên tử sắt - a: chiều dài đ ng chéo mặt ô mạng đơn vị bcc - b: chiều dài đ ng chéo qua tâm ô mạng đơn vị bcc - c: chiều dài đ ng chéo mặt ô mạng đơn vị fcc - d1: chiều dài cạnh ô mạng đơn vị bcc sắt - α - d2: chiều dài cạnh ô mạng đơn vị bcc sắt - - V1: Thể tích mạng đơn vị bcc sắt - α - V2: Thể tích mạng đơn vị bcc sắt - - Va: thể tích chiếm b i nguyên tử - Va1: Thể tích chiếm b i hai ngun tử mạng đơn vị bcc - Va2: Thể tích chiếm b i bốn nguyên tử ô mạng đơn vị fcc - R1: Tỉ lệ phần trăm khoảng không gian chiếm chỗ ô mạng đơn vị bcc - R2: Tỉ lệ phần trăm khoảng không gian chiếm chỗ ô mạng đơn vị fcc Va = πr ; Va1 = 2Va2 ; Va2 = 4Va ; b = 4r ; a = 2d1 ; 16r b = d + a = 3d ⇒ d1 = ⇒ V1 = d13 = 2 2 16r c = 4r ; c = 2d ⇒ d = ⇒ V2 = d32 = 2 2 ⎛ 16r ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎛ 16r ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ 3 1,000cm3 sắt có khối l ợng 7,874g 293K (ρbcc) mol sắt có khối l ợng 55,847g (MFe) Vậy 0,1410mol sắt chiếm thể tích 1,000cm3 1mol sắt chiếm thể tích 7,093cm3 mol t ơng ứng chiếm 6,02214.1023 nguyên tử 7,093.2 V1 = = 2,356.10-23cm3 đơn vị ô mạng 6,02214.1023 d1 = V11/3 = 2,867.10-8 cm Với cấu tạo bcc, gía trị d1 đ ợc biểu thị là: d1 = (16r2/3)1/2 Vậy gía trị r là: r = (3d12/16)1/2 = 1,241.10-8cm 1250K, cấu tạo fcc, d2 = (16r2/2)1/2 = 3,511.10-8cm V2 = d23 = 4,327.10-23cm3 Khối l ợng m nguyên tử sắt ô mạng đơn vị fcc là: m = 55,847.4/(6,02214.1023) = 3,709.10-22g Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: ***************************************************************************************************************************************************** ρfcc = m/V2 = 8,572g/cm3 Cách giải khác để tìm khối l ợng riêng ρfcc sắt - : 5’ R1 = [(Va1)/V1].100% = 68,02% 6’ R2 = [(Va2)/V2].100% = 74,05% 7’ ρbcc/ρfcc = 74,05/68,02 = 1,089 8’ ρfcc = 8,572g/cm3 Các b ớc tính tốn: Từ phần trăm cấu thành martensite (theo khối l ợng), tính số mol t ơng ứng cacbon sắt Đ a tỉ lệ mol C/Fe ô mạng đơn vị (Ghi chú: Hai nguyên tử Fe mạng đơn vị) Tìm số ngun be nguyên tử C số nguyên bé ô mạng đơn vị (không bắt buộc) Tính khối l ợng sắt mạng đơn vị Tính khối l ợng cacbon mạng đơn vị Tính tổng khối l ợng sắt cacbon mạng đơn vị Tính khối l ợng riêng martensite [ρ(martensite có 4,3%C)] từ tổng khối l ợng C Fe thể tích V1 mạng đơn vị sắt - α cấu tạo bcc Chi tiết: Trong 100,0g martensite có 4,3%C ⇒ nC = 0,36mol nFe = 1,71mol Vậy nguyên tử cacbon có 4,8 nguyên tử sắt hay 0,21 nguyên tử cacbon cho nguyên tử sắt Martensite có cấu tạo tinh thể bcc (2 nguyên tử sắt cho ô mạng đơn vị) Nh số nguyên tử cacbon ô mạng đơn vị là: 2.(1/4,8) = 0,42 nguyên tử nguyên tử C [(0,42 nguyên tử C/0,42).5] 12 ô mạng đơn vị [1 ô mạng đơn vị/0,42).5] Số gam Fe ô mạng đơn vị là: 55,847.2/(6,02214.1023)= 1,8547.10-22 g Số gam C ô mạng đơn vị là: 12,011/(6,02214.1023) = 1,9945.10-23 g Tổng khối l ợng C Fe = 1,8457.10-22 + 0,42.1,9945.10-23 = 1,938.10-22 g Mỗi ô mạng đơn vị sắt - α chiếm thể tích V1 = 2,356.10-23 cm3 ρ(martensite có 4,3%C) = 1,938.10-22/(2,356.10-23) = 8,228 g.cm-3 Câu 7: Cho kiện sau: Năng l ợng KJ.mol-1 Năng l ợng KJ.mol-1 Thăng hoa Na 108,68 Liên kết Cl2 242,60 Ion hóa thứ Na 495,80 Mạng l ới NaF 922,88 Liên kết F2 155,00 Mạng l ới NaCl 767,00 Nhiệt hình thành NaF(rắn) -573,60 KJ.mol-1 ; nhiệt hình thành NaCl(rắn) -401,28 KJ.mol-1 Tính lực electron F Cl So sánh kết giải thích Hướng dẫn giải: Áp dụng định luật Hess vào chu trình M(r) + HTH M(k) X(k) I1 M+(k) HHT 1X 2(k) + 12 HLK + AE + X-(k) MX(r) HML Ta đ ợc: AE = ΔHHT - ΔHTH - I1 - ½ ΔHLK + ΔHML (*) Thay số vào (*), AE (F) = -332,70 kJ.mol-1 AE (Cl) = -360 kJ.mol-1 AE (F) > AE (Cl) F có độ âm điện lớn Cl nhiều Có thể giải thích điều nh sau: • Phân tử F2 bền phân tử Cl2, ΔHLK (F2) < ΔHpl (Cl2) dẫn đến AE (F) > AE (Cl) • Cũng giải thích: F Cl hai ngun tố liền nhóm VIIA F đầu nhóm Nguyên tử F có bán kính nhỏ bất th ng cản tr xâm nhập electron Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: ***************************************************************************************************************************************************** Phần 4: NHIỆT – ĐỘNG HÓA HỌC BÀI TẬP NHIỆT HÓA HỌC Câu 1: Tính lượng liên kết trung bình liên kết O–H O–O phân tử H2O2 dựa vào số o o o o lieäu (kJ/mol) sau: ΔH (H = −241,8 ; ΔH (H,k ) = 218 ; ΔH (O,k ) = 249, ; ΔH (H O ,k ) = −136,3 O,k ) Câu 2: Tính ΔH o phản ứng sau 423K: H 2(k ) + O 2(k ) H O(h ) o o −1 Biết rằng: ΔH H2O( lỏng ) = −285, 200(kJ.mol ) ; nhiệt hóa nước lỏng: ΔH373 = 37,5(kJ.mol−1 ) nhiệt dung mol CoP (J.K-1.mol-1) chất sau: H2 (k) O2 (k) H2O (h) H2O (l) -3 -3 -2 27,3 + 3,3.10 T 29,9 + 4,2.10 T 30 + 1,07.10 T 75,5 Câu 3: Liên kết phân tử Cl2 bị phá vỡ tác dụng photon có độ dài sóng λ ≤ 495nm a Dữ kiện có giải thích Clo có màu không? Tính lượng liên Cl–Cl b Ở 1227oC 1atm, 3,5% phân tử Cl2 phân li thành nguyên tử Tính: ΔG o ; ΔH o phản ứng: Cl2(k ) 2Cl(k ) Giải thích dấu số liệu thu c Ở nhiệt độ độ phân li 1% (áp suất hệ không đổi) Câu 4: Naphtalen C10H8 có nhiệt độ nóng chảy 80,22oC sinh nhiệt ΔHso = 19,1 kJ.mol-1 Hòa tan 0,9728 gam lưu huỳnh 54,232 gam C10H8 nhiệt độ nóng chảy giảm 0,486oC Tính số nguyên tử S phân tử tồn C10H8 Câu 5: Cho ph ơng trình nhiệt hóa học sau đây: (1) ClO2 (k) + O3 (k) Ō Cl2O7 (k) ΔH0 = - 75,7 kJ (2) O3 (k) Ō O (k) + O (k) ΔH0 = 106,7 kJ Ō Cl2O7 (k) ΔH0 = -278 kJ (3) ClO3 (k) + O (k) (4) O2 (k) Ō O (k) ΔH0 = 498,3 kJ k: kí hiệu chất khí Hãy xác định nhiệt phản ứng sau: Ō ClO3 (k) (5) ClO2 (k) + O (k) Hướng dẫn giải: Kết hợp pt (1) (3) ta có ClO2 (k) + 1/2 O3 (k) Ō 1/2 Cl2O7 (k) ΔH0 = - 37,9 kJ 1/2 Cl2O7 (k) Ō ClO3 (k) + 1/2 O (k) ΔH0 = 139 kJ (6) ClO2 (k) + 1/2 O3 (k) Kết hợp pt (6) (2) ta có ClO2 (k) + 1/2 O3 (k) 1/2 O2 (k) + 1/2 O (k) Ō ClO3 (k) + 1/2 O (k) ΔH0 = 101,1 kJ Ō Ō ClO3 (k) + 1/2 O (k) 1/2 O3 (k) ΔH0 = 101,1 kJ ΔH0 = -53,3 kJ (7) ClO2 (k) + 1/2 O2 (k) Ō ClO3 (k) ΔH0 = 47,8 kJ Kết hợp pt (7) (4) ta có ClO2 (k) + 1/2 O3 (k) O (k) Ō Ō ClO3 (k) + 1/2 O (k) 1/2 O2 (k) ΔH0 = 101,1 kJ ΔH0 = - 249,1 kJ Ō ClO3 (k) ΔH0 = - 201,3 kJ (5) ClO2 (k) + O (k) Đó pt nhiệt hóa (5) ta cần tìm Câu 6: Nhiệt độ sôi CS2 319,200K Dung dịch chứa 0,217 gam lưu huỳnh 19,31 gam CS2 bắt đầu sôi 319,304K Hằng số nghiệm sôi CS2 2,37 Xác định số nguyên tử lưu huỳnh phân tử tan CS2 Cho S = 32 g/mol (ĐS: S8) Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: ***************************************************************************************************************************************************** Câu 7: Entanpi thăng hoa B-tricloborazin B3Cl3N3H3 (tt)là 71,5 kJ.mol-1, entanpi thủy phân 25oC -476 kJ.mol-1 theo phản ứng sau: B3Cl3 N3H3(tt ) + 9H O(l) → 3H3BO3(aq) + 3NH Cl(aq) Cho bieát số liệu sau: ΔΗ oH 2O(l) = −285, 200 ; ΔΗ oH3BO3 (aq) = −1076,500 ; ΔΗ oNH 4Cl(aq) = −300, 400 (kJ/mol) a Tính entanpi tao thành B-tricloborazin tinh thể khí 298K b Entanpi tạo thành 298K B(k), Cl(k), N(k) H(k) là: 562,700 ; 121,700 ; 427,700 218,000 kJ.mol-1 Tính lượng trung bình liên kết B-N B-tricloborazin, biết lượng liên kết N-H 386 B-Cl 456 kJ.mol-1 (ĐS: a (tt) -1087,9 ; (k) -1016,4 kJ/mol ; b 435,950 kJ/mol) Caâu 8: 10 gam Na phản ứng với lượng nước dư 25oC tỏa 80,4 kJ Còn 20 g Na2O (tt) phản ứng + -285,200 với nước dư tỏa 77,6 kJ Biết sinh nhiệt chuẩn 25oC H2Olỏng Na aq -240,100 kJ/mol Tính sinh nhiệt hình thành chuẩn Na2O(tt) 25oC (ĐS: -414,48 kJ/mol) Câu 9: Hằng số bền tổng ion phức [Cu(NH3)4]2+ β4b = 1012 25oC a Tính nồng độ Cu2+ cân nồng độ ban đầu Cu2+ 5.10-3M NH3 1M 2+ b Xeùt: Cu 2+ + trien [ Cu(trien) ] ; βb = 5.1020 (25o C) ; ΔΗ o298 = −90kJ Tính ΔSo298 phản ứng c Xét: Cu 2+ + 2en 2+ [Cu(en)2 ] ; ΔSo298 = 22J / K Trong đó: Trien Trietilentetramin H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2, en etilenđiamin H2NCH2CH2NH2 Viết công thức cấu tạo ion phức giải thích khác hai giá trị entropi Câu 10: Cho hai phản ứng graphit oxi: (a) C(gr) + O 2(k) CO(k) (b) C(gr) + O (k) CO 2(k) o o Các đại l ợng ΔH , ΔS (phụ thuộc nhiệt độ) phản ứng nh sau: ΔH oT (J/mol) ΔSoT (J/K.mol) (a) - 112298,8 + 5,94T - 393740,1 + 0,77T (b) 54,0 + 6,21lnT 1,54 - 0,77 lnT 0 Hãy lập hàm l ợng tự Gibbs theo nhiệt độ ΔG (a) = f(T), ΔG (b) = f(T) cho biết tăng T T nhiệt độ chúng biến đổi nh nào? Câu 11: Trong thí nghiệm ng i ta cho bột NiO khí CO vào bình kín, đun nóng bình lên đến 1400oC Sau đạt tới cân bằng, bình có bốn chất NiO (r), Ni (r), CO (k) CO2 (k) CO chiếm 1%, CO2 chiếm 99% thể tích; áp suất khí 1bar (105 Pa) Dựa vào kết thí nghiệm kiện nhiệt động cho trên, tính áp suất khí O2 tồn cân với hỗn hợp NiO Ni Câu 12: Cân Cgr với Ckc đ ợc đặc tr ng b i số liệu sau: Cgr Ckc 1400 C ΔH 0298K = 1,9kJ / mol ; ΔG 0298K = 2,9kJ / mol a Tại 298K, loại thù hình bền b Khối l ợng riêng Cgr Ckc lần l ợt là: 2,265 3,514 g/cm3 Tính hiệu số ΔH − ΔU trình chuyển hóa áp suất P = 5.1010 Pa (ĐS: a Cgr ; b -94155 J/mol) -BÀI TẬP ĐỘNG HÓA HỌC – CÂN BẰNG HÓA HỌC k1 ⎯⎯ → B Các số tốc độ k1 = 300 giây -1 ; k2 = 100 giây -1 th i điểm Câu 1: Đối với phản ứng : A ←⎯ ⎯ k2 t = có chất A khơng có chất B Hỏi nửa l ợng ban đầu chất A biến thành chất B (ĐS: 2,7.10-3 s) Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 10 ***************************************************************************************************************************************************** Câu 2: Ngay nhiệt độ thường NO2 N2O4 tồn cân sau: 2NO 2(k) N 2O 4(k) Ở 24oC, số cân phản ứng KP = 9,200 Hỏi nhiệt độ nay, cân dịch chuyển theo chiều áp suất riêng phần chất khí sau: a PN2O4 = 0,900atm; PNO2 = 0,100atm b PN2O4 = 0, 72021atm; PNO2 = 0, 27979atm c PN2O4 = 0,100atm; PNO2 = 0,900atm Câu 3: Xét phản ứng: I − + ClO − IO − + Cl− Thực nghiệm xác định vận tốc phản ứng tính biểu thức sau: v = k × [I − ][ClO − ] Chứng minh chế sau giải thích kiện [OH − ] thực nghiệm: (1) K1 ⎯⎯ → OH − + HClO (nhanh) H O + ClO − ←⎯ ⎯ (2) K2 HClO + I − ⎯⎯ → HIO + Cl− (chaäm) K2 ⎯⎯ → H O + IO − (nhanh) HIO + OH − ←⎯ ⎯ (3) Caâu 4: Cho phản ứng xảy ToK: 2N2O5(k) 4NO2(k) + O2(k) Lần lượt thực thí nghiệm sau: Thí nghiệm Nồng độ đầu N2O5 (mol,.lit-1) Tốc độ phân huỷ (mol.l-1.s-1) 0,17 1,39.10-3 0,34 2,78.10-3 0,68 5,56.10-3 Viết biểu thức tốc độ phản ứng Tính số tốc độ T0K Năng lượng hoạt hoá phản ứng 24,74 Kcal/mol, số tốc độ phản ứng 298K 2,03.10-3 s-1 Tính nhiệt độ T thí nghiệm tiến hành Hướng dẫn giải Từ kết thực nghiệm cho thấy phản ứng phản ứng bậc Biểu thức tốc độ: v = k × CN O Hằng số tốc độ: k = ln − 1,39.10 0,17 = 8,176.10-3 s-1 K Ea T2 -T1 8,176.10-3 24740 T-298 ⇒ T = 308,28 K ⇒ ln = = × × 1,987 K1 R T2 T1 1,987.T 2,03.10 Caâu 5: Đối với phản ứng thuận nghịch pha khí SO2 + O2 SO3 a Ng i ta cho vào bình kín thể tích khơng đổi 3,0 lít hỗn hợp gồm 0,20 mol SO3 0,15 mol SO2 Cân hóa học (cbhh) đ ợc thiết lập 25oC áp suất chung hệ 3,20 atm Hãy tính tỉ lệ oxi hỗn hợp cân b Cũng 25oC, ng i ta cho vào bình y mol khí SO3 trạng thái cbhh thấy có 0,105 mol O2 Tính tỉ lệ SO3 bị phân hủy, thành phần hỗn hợp khí áp suất chung hệ Hướng dẫn giaûi: a Xét SO2 + O2 SO3 (1) ban đầu 0,15 0,20 lúc cbhh ( 0,15 + 2z) z (0,20 – 2z) Tổng số mol khí lúc cbhh n1 = 0,15 + 2z + z + 0,20 – 2z = 0,35 + z Từ pt trạng thái: P1V = n1RT Ō n1 = P1V / (RT) = 3,2.3/(0,082.298) = 0,393 => z = 0,043 Vậy x O = z/n1 = 0,043/0,393 = 0,1094 hay hhcb oxi chiếm 10,94% Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 23 ***************************************************************************************************************************************************** v = k[NO NH ] phản ứng bậc theo th i gian - Cơ chế 1: v = k1[NO NH ] ⇒ loại - Cơ chế 2: v = k 3[NO NH 3+ ] Mà: [NO NH 3+ ] = k Vậy: v = k 3k 2 [NO NH ][H 3O + ] ⇒ loại [H O] Trong môi tr 0,25 - Cơ chế 3: v = k [NO NH ] Vậy: v = k k 0,25 − Mà: [NO NH − ] = k [NO NH ][H 3O + ] [H O] 0,25 0,25 - [NO NH ][H O] [H 3O + ] [NO NH ][H 2O] [H3O + ] ng dung dịch n ớc [H2O] = const Chọn chế 0,5 2.0 chất 0,125.5 = 0,625 Hợp chất AxBy muối Khi bị thuỷ phân cho thoát H2S Hợp chất AnCm Al2O3 nhôm oxi Vậy A Al nhôm, B S l u huỳnh, C O oxi Hợp chất AoBpCq Al2(SO4)3 nhôm sunfat Al + 3S → Al2S3 ptrình Al2S3 + H 2O Al(OH)3 + H2S → 0,125.5 Al + O2 → Al2O3 = 0,625 S + O2 SO2 → Al3+ + H 2O → Al(OH)2+ + H3O+ 0,25 3, Số mol nguyên tử S 3,2 gam l u huỳnh: n S = = 0,1mol 32 PV Dùng cơng thức: n = tính đ ợc số mol phân tử l u huỳnh trạng thái 0,25 RT nhiệt độ : * 444,6oC: n1 = 0, 0125 mol gồm phân tử S8 0, 0125 × = 0,1 mol 0,25 0,1 o 0,25 ≈ 6, 67 * 450 C: n2 = 0,015 mol, số nguyên tử S trung bình phân tử: 0, 015 ⇒ Thành phần l u huỳnh nhiệt độ gồm phân tử l u huỳnh có từ đến nguyên tử 0,1 * 500oC: n3 = 0,02 mol, số nguyên tử S trung bình phân tử: =5 0,25 0, 02 ⇒ Thành phần l u huỳnh nhiệt độ gồm phân tử l u huỳnh có từ đến nguyên tử gồm phân tử S5 0,1 * 900oC: n4 = 0,05 mol, số nguyên tử S trung bình phân tử: =2 0,25 0, 05 ⇒ Thành phần l u huỳnh nhiệt độ gồm phân tử l u huỳnh có từ đến nguyên tử gồm phân tử S2 0,25 * 1500oC : n5 = 0,1 mol : Hơi l u huỳnh gồm nguyên tử S 3.0 Năng l ợng electron phân lớp l có số l ợng tử hiệu dụng n* đ ợc tính theo biểu thức Slater: Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 24 ***************************************************************************************************************************************************** ε1 = -13,6 x (Z – b)2 /n* (theo eV) 0,25 Hằng số chắn b số l ợng tử n* đ ợc tính theo quy tắc Slater Áp dụng cho Ni (Z=28, có 26e) ta có: Với cách viết [Ar]3d8: = -10435,1 eV ε 1s = -13,6 x (28 – 0,3)2/12 = - 1934,0 eV ε 2s,2p = -13,6 x (28 – 0,85x2 – 0,35x7)2/ 22 2 = - 424,0 eV ε 3s,3p = -13,6 x (28 – 1x2 – 0,85x8 – 0,35x7) /3 ε 3d = - 13,6 x (28 – 1x18 – 0,35x – 0,35x7)2/32 = - 86,1 eV = - 40423,2 eV E1 = ε 1s + ε 2s,2p + ε 3s,3p + ε 3d Với cách viết [Ar]sd64s2: ε 1s, ε 2s,2p, ε 3s,3p có kết nh Ngoài ra: = - 102,9 eV ε 3d = -13,6 x (28 – 1x18 – 0,35x5)2/32 - 32,8 eV ε 4s = - 13,6 x (28 – 1x10 – 0,85x14 – 0,35)2/3,72 = Do E2 = - 40417,2 eV E1 thấp (âm) E2, cách viết ứng với trạng thái bền Kết thu đ ợc phù hợp với thực tế trạng thái ion Ni2+ có cấu hình electron [Ar]3d8 2+ 0.125.5 = 0,625 0,125.3 = 0,375 0,25 1.5 - t = 48 h = ngày đêm - Áp dụng biểu thức tốc độ phản ứng chiều bậc cho phản ứng phóng xạ, ta có: λ = 0,693/t1/2; Với t1/2 = 2,7 ngày đêm, λ = 0,257 (ngày đêm)-1 Từ pt động học p chiều bậc nhất, ta có: λ =(1/t) ln N0/N Vậy: N/N0 = e- λ t = e-0,257 x = 0,598 Nh vậy, sau 48 gi độ phóng xạ mẫu ban đầu cịn: 0,598 x = 2,392 (mCi) Do số gam dung môi trơ cần dùng là: (2,392 : 0,5) – 1,0 = 3,784 (g) 0,25 0,25 0,25 0,25 Phần thể tích bị chiếm b i nguyên tử mạng tinh thể phần thể tích mà nguyên tử chiếm tế bào đơn vị (ô mạng s ) - Đối với mạng đơn giản: + Số nguyên tử tế bào: n = x 1/8 = + Gọi r bán kính nguyên tử kim loại, thể tích V1 nguyên tử kim loại: V1 = 4/3 x π r3 (1) + Gọi a cạnh tế bào, thể tích tế bào là: (2) V2 = a3 Trong tế bào mạng đơn giản, t ơng quan r a đ ợc thể hình sau: 10 r a hay a = 2r (3) Thay (3) vào (2) ta có: V2 = a3 = 8r3 (4) Phần thể tích bị chiếm b i nguyên tử tế bào là: V1/V2 = 4/3 π r3 : 8r3 = π /6 = 0,5236 Đối với mạng tâm khối: + Số nguyên tử tế bào: n = x 1/8 + = Do V1 = 2x(4/3) π r3 + Trong tế bào mạng tâm khối quan hệ r a đ ợc thể hình sau: 0,5 Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 25 ***************************************************************************************************************************************************** Do đó: d = a = 4r ⇒ a = 4r/ Thể tích tế bào: V2 = a3 = 64r3/ 3 Do phần thể tích bị chiếm b i nguyên tử tế bào là: V1 : V2 = 8/3 π r3 : 64r3/3 = 0,68 Đối với mạng tâm diện: + Số nguyên tử tế bào: n = x 1/8 + x ½ = Do thể tích nguyên tử tế bào là: V1 = x 4/3 π r3 + Trong tế bào mạng tâm diện quan hệ bán kính nguyên tử r cạnh a tế bào đ ợc biểu diễn hình sau: d 0,5 a Từ dó ta có: d = a = 4r, a = 4r/ Thể tích tế bào: V2 = a3 = 64r3/2 Phần thể tích bị nguyên tử chiếm tế bào là: = 0,74 V1/V2 = 16/3 π r3: 64r3/ 2 Nh tỉ lệ phần thể tích bị chiếm b i nguyên tử tế bào mạng đơn giản, tâm khối tâm diện tỉ lệ với nh 0,52 : 0,68 : 0,74 = : 1,31 : 1,42 0,5 2.5 HÓA HỌC: NGH THU T, KHOA HỌC VÀ NHỮNG B T NG THÚ V Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 26 ***************************************************************************************************************************************************** DẠNG CÂU HỎI LÍ THUY T Câu 1: Viết ph ơng trình phản ứng xảy tr ng hợp sau: Ozon oxi hóa I- mơi tr ng trung tính Sục khí CO2 qua n ớc Javel Cho n ớc Clo qua dung dịch KI Sục khí Flo qua dung dịch NaOH lỗng lạnh Hịa tan Photpho trắng dung dịch Ba(OH)2, sau axit hóa dd sau phản ứng H2SO4 Cacborunđum tan dung dịch KOH nóng chảy có mặt khơng khí Ion Fe2+ phá hủy phức Điclorotetraamincoban(II) môi tr ng axit Sục Clo đến d vào dung dịch FeI2 Hướng dẫn giải O3 + 2I + H2O → O2 + I2 + 2OH CO2 + NaClO + H2O → NaHCO3 + HclO Cl2 + 2KI → 2KCl + I2 ; Nếu KI d : KI + I2 → KI3 2F2 + 2NaOH(loãng, lạnh) → 2NaF + H2O + OF2 2P4 + Ba(OH)2 + 6H2O → 3Ba(H2PO2)2 + 2PH3 ; Ba(H2PO2)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H3PO2 SiC + 4KOH(nóng chảy) + 2O2 → K2SiO3 + K2CO3 + 2H2O [CoCl2(NH3)4]+ + Fe2+ + 4H+ → Co2+ + Fe3+ + 2Cl- + NH4+ 2FeI2 + 3Cl2 → 2FeCl3 + 2I2 ; 5Cl2 + I2 + 6H2O → 2HIO3 + 10HCl Câu 2: Nêu ph ơng pháp hóa học tách: a Khí N2 khỏi khí NO b Ion Be2+ khỏi ion Al3+ dung dịch muối nitrat chúng Nêu s khoa học ph ơng pháp tách dùng Hướng dẫn giải: Cho qua dd FeSO4, NO bị hấp thụ, N2 bay ra: FeSO4 + NO → Fe[NO]SO4 Đun nóng dd lại đ ợc NO Cho Na2CO3 đến d vào dung dịch Al3+ tách d ới dạng Al(OH)3 Be2+ lại d ới dạng [Be(CO3)2]2- Hòa tan Al(OH)3 vào HNO3 lấy lại Al3+ Axit hóa dung dịch lấy lại Be2+ Al3+ + CO32 − + 3H2O → Al(OH)3 + 3CO2 Be2+ + CO32− [Be(CO3)2]2- tan Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O [Be(CO3)2]2- + 4H+ → Be2+ + 2CO2 + 2H2O 2+ Cơ s ph ơng pháp là: Ion Be có bán kính bé có khả tạo phức với ion cacbonat cịn Al3+ khơng có khả Câu 3: Một dạng tinh thể Bonitrua [cơng thức (BN)n] có tên gọi than chì trắng Hãy cho biết tinh thể than chì trắng có điểm giống tinh thể than chì đen Hướng dẫn giải: - Các nguyên tử B, N lai hóa sp , tạo nên lớp lục giác Liên kết nguyên tử lớp liên kết cộng hóa trị, liên kết lớp liên kết vandervan - Khoảng cách nguyên tử lớp khoảng cách lớp t ơng tự cacbon than chì, gần giống vịng benzen - Mơ hình: Bonitrua Cacbon than chì Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 27 ***************************************************************************************************************************************************** Câu 4: Phim đen trắng chứa lớp phủ bạc bromua xenlulozơ axetat Viết phản ứng quang hóa xảy chiếu ánh sáng vào lớp AgBr phủ phim Trong q trình l ợng AgBr khơng đ ợc chiếu sáng bị rửa cách cho tạo phức b i dung dịch natri thiosunfat Viết ph ơng trình phản ứng Ta thu hồi bạc từ dung dịch n ớc thải cách thêm ion xianua vào, kẽm Viết phản ứng xảy Hướng dẫn giải: hν Phản ứng: 2AgBr(r) ⎯⎯→ 2Ag (r) + Br2 /2Br • AgBr(r) + 2Na2S2O3 Ō Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr [Ag(S2 O3 ) ]3− + 2CN − → [Ag(CN) ]− + 2S2O3− 2[Ag(CN) ]− + Zn → [Zn(CN) ]2− + 2Ag + Câu 5: Một vài tính chất hợp chất vô ch a biết A đ ợc liệt kê d ới đây: - A chất rắn màu trắng vàng, dễ chảy rữa thăng hoa đun nóng A có KLPT 266 - A phản ứng mãnh liệt với n ớc dung dịch B - Khi dung dịch hỗn hợp gồm NH4OH NH4Cl đ ợc thêm vào dung dịch B nhận đ ợc kết tủa keo màu trắng - Một mẫu dung dịch B phản ứng với dung dịch hỗn hợp nitric axit bạc nitrat cho kết tủa vón cục màu trắng C Kết tủa trắng nhanh chóng tan thêm vào dung dịch NH4OH ta cho d NH4OH lại xuất kết tủa trắng D - Kết tủa D đ ợc lọc hoà tan NaOH thu đ ợc dung dịch suốt E - Khi cho khí CO2 lội qua dung dịch E lại sinh kết tủa D - Chất A hồ tan khơng điện ly ete không lẫn n ớc Khi dung dịch phản ứng với LiH tạo thành sản phẩm F Nếu dùng d LiH F chuyển thành G a Xác định chất A b Xác định chất từ B đến G viết tất ph ơng trình phản ứng xảy Hướng dẫn giải a Trong b ớc thứ ba phép phân tích ta thu đ ợc kết tủa trắng keo, điều chứng tỏ dung dịch B có chứa Al3+ dung dịch B tạo kết tủa trắng với AgNO3, kết tủa tan ta thêm NH4OH vào chứng tỏ dung dịch B có chứa Cl- Vậy chất A Al2Cl6 (MA = 266) b Các phản ứng xảy ra: Al2Cl6 + 12H2O = 2[Al(H2O)6]3+ + 6Cl6AgNO3 + 6Cl- = 6AgCl + 6NO3AgCl + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]+Cl- + H2O Al3+ + 3NH4OH = Al(OH)3 + 3NH4 + - Al(OH)3 + NaOH = Na+[Al(OH)4 ] [Al(OH)4]- + CO2 = Al(OH)3 + HCO3Al2Cl6 + LiH = (AlH3)n + LiHd = LiAlH4 Câu 6: Canxi xianamit (CaCN2) loại phân bón đa có tác dụng tốt Nó đ ợc sản xuất dễ dàng từ loại hóa chất thơng th ng nh CaCO3 Qúa trình nhiệt phân CaCO3 cho chất rắn màu trắng XA khí khơng màu XB khơng trì cháy Một chất rắn màu xám XC khí XD đ ợc hình thành b i phản ứng khử XA với cacbon XC XD bị oxy hóa để tạo thành sản phẩm có mức oxy hóa cao Phản ứng XC với nitơ cuối dẫn tới việc tạo thành CaCN2 Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 28 ***************************************************************************************************************************************************** Viết tất ph ơng trình phản ứng xảy Khi thuỷ phân CaCN2 thu đ ợc chất gì? Viết ph ơng trình phản ứng Trong hóa học chất rắn ion CN22 có đồng phân Axit hai anion đ ợc biết (chỉ tồn pha khí) Viết công thức cấu tạo hai axit cho biết cân chuyển hóa hai axit dịch chuyển phía nào? Hướng dẫn giải CaCO3 → CaO + CO2 CaO + 3C → CaC2 + CO CaC2 + N2 → CaCN2 + C Quá trình đ ợc gọi trình Frank – Caro Quá trình quan trọng kỹ thuật CaCN2 + 3H2O Ō CaCO3 + 2NH3 Công thứ hai đồng phân là: HN = C = NH N ≡ C – NH2 Hợp chất axit anion cacbondiimit hợp chất thứ hai xianamit Cân chuyển dịch phía tạo thành hợp chất có tính đối xứng cao Câu 7: Ngun tố X (có nhiều dạng thù hình) có anion chứa oxy đóng vai trị quan trọng nhiễm n ớc Độ âm điện nhỏ oxy Nó tạo hợp chất phân tử với halogen Ngồi hai oxit đơn phân tử cịn có oxit cao phân tử X có vai trị quan trọng sinh hóa Các obitan p có electron Đó ngun tố nào? Viết cấu hình X tạo đ ợc với hidro nhiều hợp chất cộng hóa trị có cơng thức chung XaHb ; dãy hợp chất t ơng tự nh dãy đồng đẳng ankan Viết công thức cấu tạo chất đầu dãy Một số hợp chất có ba đồng phân lập thể (t ơng tự axit tactric), Xác định hợp chất Nguyên tố X tạo đ ợc axit có chứa oxy (oxoaxit) có cơng thức chung H3XOn với n = 2, Viết công thức cấu tạo axit Đánh dấu (dấu mũi tên) nguyên tử H axit ghi số oxy hóa X hợp chất Một hợp chất dị vòng X, với cấu trúc phẳng J Liebig F.Wohler tổng hợp từ năm 1834, đ ợc tạo thành từ NH4Cl với chất pentacloro X ; sản phẩm phụ phản ứng khí dễ tan n ớc phản ứng nh axit mạnh Viết ph ơng trình phản ứng viết cơng thức cấu tạo hợp chất (NXCl2)3 Hợp chất vô vừa nêu có tính chất khác th ng bị đun nóng: sơi 256oC bị đun nóng nhanh Nếu đun nóng chậm bắt đầu nóng chảy 250oC; làm nguội nhanh chất lỏng ta đ ợc chất t ơng tự cao su Giải thích tính chất đặc biệt Hướng dẫn giải: Phopho có cấu hình electron: [Ne]3s23p3 Cơng thức cấu tạo hợp chất 4 Công thức cấu tạo chất Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 29 ***************************************************************************************************************************************************** → (NPCl2 )3 + 12HCl 3NH Cl + 3PCl5 ⎯⎯ Đun nóng mạnh → chất nóng chảy khơng bị gãy vịng Đun nóng nhẹ → vịng bị bẻ gãy thành phân tử polime có hệ liên hợp pi Câu 8: Giải thích t ợng sau: SnS2 tan (NH4)2S ; SnS không tan dung dịch (NH4)2S nh ng tan dung dịch (NH4)2S2 Hướng dẫn giải SnS2 sunfua axit nên tác dụng với (NH4)2S sunfua bazơ: SnS2 + (NH4)2S Ō (NH4)2SnS3 (*) SnS sunfua bazơ nên không tác dụng với (NH4)2S (sunfua bazơ) Tuy nhiên, dung dịch (NH4)2S2 phản ứng xảy vì, tr ớc hết (NH4)2S2 oxi hoá SnS: SnS + (NH4)2S2 Ō (NH4)2S + SnS2 sau SnS2 tạo thành phản ứng với (NH4)2S nh phản ứng (*) Câu 9: Viết ph ơng trình phản ứng xảy ra: Ion I- KI bị oxi hoá thành I2 b i FeCl3, O3 ; cịn I2 oxi hố đ ợc Na2S2O3 Ion Br- bị oxi hoá b i H2SO4đặc, BrO3- (mt axit) ; cịn Br2 lại oxi hố đ ợc P thành axit t ơng ứng H2O2 bị NaCrO2 khử (trong mơi tr ng bazơ) bị oxi hố b i dd KMnO4 (trong môi tr ng axit) Hướng dẫn giải 2KI + 2FeCl3 ´ 2FeCl2 + 2KCl + I2 2KI + O3 + H2O ´ 2KOH + O2 + I2 I2 + 2Na2S2O3 ´ 2NaI + Na2S4O6 2Br- + 4H+ + SO42-( đặc) ´ Br2 + SO2 + 2H2O 5Br- + BrO3- + 6H+ ´ 3Br2 + 3H2O 5Br2 + 2P + 8H2O ´10 HBr + 2H3PO4 3H2O2 + 2NaCrO2 + 2NaOH ´ 2Na2CrO4 + 4H2O 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 ´ 2MnSO4 + K2SO4 + 5O2 + 8H2O Câu 10: Nung chảy Fe2O3 với hỗn hợp NaNO3 Na2CO3 thu đ ợc chất rắn màu tím đỏ, để lâu khơng khí chất tạo thành kết tủa đỏ nâu có khí Viết ph ơng trình xảy Câu 11: Để phát oxi có hỗn hợp khí người ta dùng dung dịch phức đồng Dung dịch phức đồng điều chế cách cho phoi đồng vào dung dịch hỗn hợp NH3 đặc + NH4Cl bình kín Ở đây, ban đầu, có mặt NH3 + NH4Cl, Cu bị oxi có nước oxi hoá tạo phức đồng màu xanh, sau phức đồng bị Cu khử thành dung dịch phức đồng khác không màu tiếp xúc với oxi, dung dịch có màu xanh trở lại Khi ngừng tiếp xúc với oxi dung dịch lại màu tính khử đồng Viết phương trình phản ứng để giải thích tượng Trong thí nghiệm, thay phoi đồng phoi kẽm bạc có phát oxi clo không? Viết phương trình phản ứng để giải thích Câu 12: Viết ph ơng trình phản ứng xảy trình hố học sau: Hồ tan bột chì vào dung dịch axit sunfuric đặc (nồng độ > 80%) Hoà tan bột Cu2O vào dung dịch axit clohidric đậm đặc d Hoà tan bột sắt vào dung dịch axit sunfuric lỗng, sau thêm n ớc clo đến d vào dung dịch thu đ ợc Để vật làm bạc ngồi khơng khí bị nhiễm khí H2S th i gian Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 30 ***************************************************************************************************************************************************** Câu 13: HA hợp chất khí độc, nhận biết khói thuốc trở nên cay có củ sắn mì đốt cháy cho lửa màu tím Trong nước, HA axit yếu xảy phản ứng thuỷ phân tạo thành muối amoni axit hữu Trong phòng thí nghiệm, HA điều chế cách nhỏ từ từ dung dịch muối NaA vào dung dịch H2SO4 đun nóng Trong tổng hợp hữu cơ, điều chế HA cách đun nóng 5000C áp suất hỗn hỡp CO NH3 Muối HA để không khí có mùi khó chịu chúng bị phân hủy chậm CO2 có mặt không khí Khi có mặt oxi ion Acó thể tác dụng với vàng kim loại nên dùng để tách vàng khỏi tạp chất a Viết phương trình phản ứng để minh hoạ tính chất hóa học b Trong tự nhiên HA tồn đồng thời hai dạng đồng phân mà đun nóng độ dài liên kết hai nguyên tử tạo thành A- tăng dần Xác định công thức cấu tạo đồng phân HA (có giải thích) Câu 14: Một chất X màu xanh lục nhạt, tan nước tạo thành dung dịch phản ứng với NH3 lúc cho kết tủa, sau kết tủa tan dần NH3 dư tạo thành dung dịch màu xanh đậm Thêm H2SO4 đặc vào dung dịch X đun nhẹ bay có mùi giấm Cho biết X chất Câu 15: Hợp chất X dạng tinh thể màu trắng có tính chất hoá học sau : - Đốt nóng X nhiệt độ cao cho lửa màu vàng - Hoà tan X vào nước dung dịch A Cho khí SO2 từ từ vào dung dịch A thấy xuất màu nâu Tiếp tục cho SO2 vào màu nâu đi, thu dung dịch B Thêm lượng dư AgNO3 vào dung dịch B thấy xuất kết tủa màu vàng - Hoà tan X vào nước, cho thêm vào dung dịch H2SO4 loãng KI, thấy xuất màu nâu màu nâu bị thêm dung dịch Na2S2O3 vào a Viết phương trình phản ứng xảy dạng phân tử ion thu gọn b Biết phân tử X, nguyên tố trung tâm thể số oxi hoá dương cao Xác định công thức phân tử X Câu 16: Nung mẫu quặng chứa MnO, Cr2O3 tạp chất trơ với lượng dư chất oxi hoá mạnh Na2O2 thu hỗn hợp chứa Na2MnO4 Na2CrO4 Hoà tan chất thu sau phản ứng vào nước thu kết tủa MnO2 dung dịch B có chứa ion MnO 4− , CrO 42− Cho theâm dung dịch H2SO4 dư vào dung dịch B thu dung dịch C có chứa ion MnO −4 , Cr2 O72− Thêm dung dịch FeSO4 dư vào dung dịch C Cho dung dịch H2SO4 dung dịch FeSO4 vào kết tủa MnO2 Viết phương trình phản ứng xảy thí nghiệm Câu 17: Kim loại A có màu trắng bạc có ánh kim Trong cơng nghiệp, ng i ta dùng kim loại A mạ lên đồ vật kim loại để bảo vệ cho kim loại không bị gỉ, lớp mạ th ng dày vào khoảng 0,005mm Hiđroxit A chất B có dạng A(OH)2, B chất kết tủa màu vàng nh ng th ng lẫn tạp chất nên có màu Khi tiếp xúc với khơng khí, B chuyển thành C chất nhầy có màu lục nhạt, khơng tan n ớc nh ng tan đ ợc dung dịch kiềm nh dung dịch axit Chất B tan dung dịch HCl d cho dung dịch D có màu xanh lam nh ng cô cạn dung dịch lại đ ợc muối rắn khan màu trắng, hút ẩm mạnh Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch CH3COONa đặc thu đ ợc kết tủa tan màu đỏ E E dạng đime hợp chất có cấu tạo đặc biệt hợp chất dễ điều chế bền A(II) Nêu chất liên kết A đime E Tìm chất từ A đến E viết ph ơng trình xảy Câu 18: MnO chất bột màu xám lục, không tan n ớc nh ng tan dd axit tạo thành muối Mn(II) Khi đun nóng MnO khơng khí 200-300oC, biến thành chất B có màu đen Đun nóng B dung dịch KOH đặc, tạo nên dung dịch màu xanh lam C đun nhẹ B HCl đặc d thu đ ợc dung dịch D thấy có khí màu vàng lục bay Cho l ợng d dung dịch KOH vào dung dịch D - Nếu thực phản ứng khí hiđro tạo kết tủa màu trắng E - Nếu thực phản ứng khơng khí lại thu đ ợc kết tủa màu nâu F Sục Cl2 vào hổn hợp E KOH lại thu đ ợc B Xác định B, E, F thành phần dung dịch C, D Viết ph ơng trình phản ứng xảy Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 31 ***************************************************************************************************************************************************** Câu 19: Chất A màu trắng, không nhầy Khi để A không khí, A chuyển thành hỗn hợp chất B có màu lục chuyển thành chất C có màu nâu đỏ Hòa tan A dung dịch HCl d , sau cạn cho l ợng d dung dịch NH3 bão hòa vào thu đ ợc dung dịch D Thêm n ớc d vào dung dịch D lại thu đ ợc A Nung A khơng khí thu đ ợc chất rắn E E đ ợc tạo thành nung C E khơng tan kiềm lỗng nh ng tan kiềm nóng chảy tạo thành chất F Hòa tan F n ớc thu đ ợc C Xác định chất viết ph ơng trình hóa học xảy biết A hợp chất Fe Câu 20: Kim loại X cháy không khí tạo thành X1 có màu đen Hịa tan X1 dung dịch HCl thu đ ợc dung dịch X2 có màu xanh lam Cơ cạn dung dịch X2 đ ợc chất X3 dạng tinh thể có màu nâu polime vơ Cịn kết tinh dung dịch X2 lại đ ợc X4 lại tinh thể màu lục có cấu trúc polime Hịa tan X1 dung dịch H2SO4 thu đ ợc dung dịch X5 có màu lam Sục NH3 vào dung dịch X5 ban đầu có kết tủa màu xanh sau tan tạo dung dịch X6 Dung dịch X5 phản ứng với NaCN thu đ ợc đixian Viết công thức polime X3, X4 Xác định chất, thành phần dung dịch hồn thành tất cảc ph ơng trình phản ứng xảy Câu 21: Viết ph ơng trình xảy tr ng hợp sau: AuCl3 có tính oxi hóa mạnh, tham gia phản ứng với dung dịch H2O2, FeSO4, Na2S2O3 Khi đun nóng với SnCl2, FeCl2 đồng (II) oxit bị khử thành muối đồng (I) Cu2O tan kiềm đặc tạo thành cuprit Au tan dung dịch NaCN có mặt O2 khơng khí Au(OH)3 có tính chất l ỡng tính, tan dung dịch NaOH nh dung dịch HNO3 Câu 22: Xác định chất hoàn thành ph ơng trình phản ứng sau: to A + O2 ⎯⎯ → B + SO2 o t A + CaO ⎯⎯ → B + CaSO4 + CaS A + K2S(đặc) → Kali thiomecurat C + H2S → A + HCl o t → C + H2SO4 + NO + H2O A + HNO3 + HCl ⎯⎯ C + NH3(đặc) → Hg(NH3)2Cl2 (NH3 đặc l ợng d NH4Cl) Câu 23: Viết công thức dạng cis trans ion phức bát diện [Co(NH4)4Cl2]+ Nhận xét vị trí t ơng đối nguyên tử Cl nguyên từ Co trung tâm Câu 24: Sự oxi hóa I- b i S2 O82− đ ợc xúc tác b i ion Fe2+ nh Fe3+ Cần làm thí nghiệm để thấy rõ vai trò xúc tác ion Fe2+ nh Fe3+ Giải thích chế xúc tác Hãy rút kết luận oxi hóa – khử chất xúc tác Câu 25: Có t ợng xảy cho Bari kim loại vào dung dịch sau: MgCl2, FeCl2, Al(NO3)3, (NH4)2SO4 Viết ph ơng trình phản ứng d ới dạng ph ơng trình ion để minh họa Câu 26: Giải thích: a Vì cho d NH4Cl vào dung dịch NaAlO2 đun nóng có kết tủa keo trắng xuất b Cho biết: Ion Fe3+ tạo với ion thioxyanat SCN − phức Fe(SCN)3 màu đỏ máu, tạo với ion F − phức FeF63− bền Fe(SCN)3 Giải thích t ợng xảy thêm giọt NaF vào dung dịch Fe(NO3)3 KSCN d Câu 28: Cho dung dịch sau có nồng độ 0,1M (tại t = 25oC, p = 1atm) - NaHCO3 (H2CO3 có K1 = 4,5.10-7 ; K2 = 4,7.10-11) - NaHSO3 (H2SO3 có K1 = 1,7.10-2 ; K2 = 6,0.10-8) - NaHC2O4 (H2C2O4 có K1 = 5,6.10-2 ; K2 = 5,3.10-5) Biết dùng cơng thức gần đúng: pH = (pK1 + pK ) để tính pH dung dịch Xác định pH dung dịch Dùng quỳ tím (khoảng pH đổi màu từ đến 8) metyl da cam (khoảng pH đổi màu từ 3,1 đến 4,4) Nhận biết dung dịch Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 32 ***************************************************************************************************************************************************** Câu 28: Có ống nghiệm đựng dung dịch đ ợc đánh số từ đến không theo thứ tự gồm: NaOH, (NH4)2SO4, Na2CO3, Ba(NO3)2, CaCl2, Pb(NO3)2 Xác định ống chứa dung dịch biết rằng: - Dung dịch (2) cho kết tủa với (1), (3), (4) - Dung dịch (5) cho kết tủa với (1), (3), (4) - Dung dịch (2) không tạo kết tủa với (5) - Dung dịch (1) không tạo kết tủa với (3), (4) - Dung dịch (6) không phản ứng với (5) - Cho giọt dung dịch (3) vào (6) thấy có kết tủa, lắc tan Viết ph ơng trình phản ứng dạng ion thu gọn Câu 29: Cân phản ứng oxi hóa – khử sau ph ơng pháp thăng ion electron ph ơng pháp cân electron: a Cr2O3 + NaBrO3 + NaOH → Na2CrO4 + Br2 + H2O b Au + NaCN + H2O + O2 → Na[Au(CN)2] NaOH c Cl2 + Na2S2O3 + H2O → Na2SO4 + H2SO4 d C + O2 → CO + CO2 Câu 30: Hoàn thành ph ơng trình phản ứng sau: 2LiH + B2H6 → ? t → ? + 2H2O 2MnO2 + 4KOH + ? ⎯⎯ FeSO4 + ? → Fe(CN)2 + ? 4KH + AlCl3 → ? + ? ? + 8HCl → 3CoCl2 + 4H2O + ? 3HN3 + 11HCl + 2Au → ? + ? + ? to → Cr2(SO4)3 + ? + 3H2O ? + 6KHSO4 ⎯⎯ Na2S2O4 + O2 + H2O → ? o t Fe2O3 + ? +4KOH ⎯⎯ → ? + 3KNO2 + 2H2O nc o 10 2NH3 + NaClO → ? + ? + ? Câu 31: Phân tử SO3 có cấu trúc tam giác phẳng, S trạng thái lai hóa sp2, dễ chuyển thành trạng thái sp3 trạng thái lai hóa đặc tr ng l u huỳnh Vì SO3 dễ hình thành phân tử có hình tứ diện kết hợp với H2O, HF, HCl, NH3 Viết ph ơng trình phản ứng xảy CTCT sản phẩm Viết công thức SO3 dạng trime polime biết S dạng lai hóa sp3 Câu 32: Hồn thành ph ơng trình sau cho biết vai trị chất ph ơng trình: N2H4 + HgCl2 → N2H5Cl + SnCl2 + HCl → NH4Cl +… NH2OH + I2 + KOH → NO + CrCl2 + HCl → NH4Cl + … Câu 33: A chất bột màu lục không tan axit kiềm loãng Khi nấu chảy A với KOH có mặt khơng khí chuyển thành chất B có màu vàng, dễ tan H2O Chất B tác dụng với dd H2SO4 tạo thành chất C có màu da cam Chất C bị S khử thành chất A oxi hóa axit clohiđric thành khí Clo Viết ph ơng trình phản ứng xảy Hướng dẫn giải Các ph ơng trình phản ứng: 2Cr2O3 + 3O2 + 8KOH → 4K2CrO4 + 4H2O 2K2CrO4 + H2SO4 → K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O o t → Cr2O3 + K2SO4 S + K2Cr2O7 ⎯⎯ 14HCl + K2Cr2O7 → Cl2 + 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O Câu 34: Viết phản ứng nhiệt phân muối amoni sau: NH4Cl, NH4HCO3, NH4NO3, (NH4)2CO3, NH4NO2, (NH4)3PO4, (NH4)2SO4, (NH4)2Cr2O7 Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 33 ***************************************************************************************************************************************************** Câu 35: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: S Na2S2O3 S SO2 Na2SO3 SO2Cl2 Na2SO4 H2SO4 HCl Cl2 H2SO4 SO2 SOCl2 Na2S Na2S2O3 HCl Na2SO4 Câu 36: HClO axit yếu, bền có tính oxi hoá mạnh a Viết phương trình chứng minh HClO axit yếu b Viết phương trình phân huỷ HClO tác dụng ánh sáng, nhiệt độ chất hút ẩm c Viết phương trình chứng minh HClO chất oxi hoá mạnh d Nêu phương pháp hoá học tách rời HCl HClO khỏi hỗn hợp chúng Câu 37: Nêu tượng viết phương trình phản ứng xảy trình hoá học sau: a Hoà tan bột sắt dung dịch HI vừa đủ, thêm tiếp nước clo đến dư vào dung dịch thu b Cho dung dịch HCl từ từ đến dư vào dung dịch Kali aluminat c Hoà tan hỗn hợp đồng số mol Al K vào nước, thêm tiếp dung dịch H2SO4 vào đến thu dung dịch suốt Làm bay nước dung dịch cách hạ áp suất d Cho hỗn hợp KI KIO3 vào dung dịch AlCl3 Câu 38: Hỗn hợp X gồm Ca(NO3)2 M(NO3)2 M kim loại Nung 83, g X nhiệt độ, kết thúc phản ứng thu oxit kim loại 1,2 mol hỗn hợp khí Y Cho Y qua dung dịch NaOH dư, thấy thể tích hỗn hợp khí giảm lần Viết phương trình phản ứng, xác định kim loại M Câu 39: Cho khí Clo qua dung dịch axit mạnh A giải phóng đơn chất B dung dịch có màu thẫm Tiếp túc cho khí Clo qua, B biến thành axit C dung dịch màu Xác định A, B, C viết ph ơng trình phản ứng xảy Câu 40: Một đơn chất A nhẹ màu trắng bạc, dẫn nhiệt dẫn điện tốt, phản ứng với H2O đun nóng tạo thành chất: Một đơn chất hợp chất B B phản ứng với axit tạo muối Dung dịch muối tạo kết tủa trắng với BaCl2, kết tủa không tan axit kiềm Hỏi A, B, C chất gì? Viết ph ơng trình phản ứng xảy DẠNG BÀI T P Câu 1: Hịa tan hồn tồn gam hỗn hợp chứa Na2S.9H2O, Na2S2O3.5H2O tạp chất trơ vào H2O, pha loãng thành 250 ml dung dịch (dd A) Thêm tiếp 25 ml dung dịch iot 0,0525M vào 25 ml dung dịch A Axit hóa H2SO4 chuẩn độ iot d hết 12,9 ml dung dịch Na2S2O3 0,101M Mặt khác cho ZnSO4 d vào 50 ml dung dịch A Lọc bỏ kết tủa Chuẩn độ dung dịch n ớc lọc hết 11,5 ml dung dịch iot 0,0101M Tính % khối l ợng chất hỗn hợp rắn ban đầu Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn 4,4g sunfua kim loại M (công thức MS) oxi d Chất rắn sau phản ứng đem hoà tan l ợng vừa đủ dung dịch HNO3 37,8% thấy nồng độ phần trăm muối dung dịch thu đ ợc 41,72% Khi làm lạnh dung dịch 8,08g muối rắn Lọc tách muối rắn thấy nồng độ phần trăm muối dung dịch 34,7% Xác định công thức muối rắn (ĐS: Fe(NO3)3 9H2O) Câu 3: Cho m1 gam hỗn hợp gồm Mg, Al vào m2 gam dung dịch HNO3 24% Sau kim loại tan hết có 8,96 lít ( đktc) hỗn hợp khí X gồm NO, N2O, N2 bay ( đktc) dung dịch A Thêm l ợng vừa đủ O2 vào X, sau phản ứng thu đ ợc hỗn hợp khí Y Dẫn Y từ từ qua dung dịch NaOH d có 4,48 lít hỗn hợp khí Z ( đktc) Tỷ khối Z H2 20 Nếu cho dung dịch NaOH vào A để đ ợc l ợng kết tủa lớn thu đ ợc 62,2 gam kết tủa Tính m1, m2 Biết l ợng HNO3 lấy d 20% so với l ợng cần thiết Câu 4: Nung hỗn hợp A gồm sắt l u huỳnh sau th i gian đ ợc hỗn hợp rắn B Cho B tác dụng với dung dịch HCl d thu đ ợc V1 lít hỗn hợp khí C Tỷ khối C so với hidro 10,6 Nếu đốt cháy hoàn toàn B thành Fe2O3 SO2 cần V2 lít khí oxi Tìm t ơng quan giá trị V1 V2 (đo điều kiện) Tính hàm l ợng phần trăm chất B theo V1 V2 Hiệu suất thấp phản ứng nung phần trăm Nếu hiệu suất phản ứng nung 75%, tính hàm l ợng phần trăm chất hỗn hợp B Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 34 ***************************************************************************************************************************************************** Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn m1 gam than có % tạp chất không cháy ta thu hỗn hợp khí A gồm CO CO2 Cho khí A từ từ qua ống sứ đựng 46,4 gam Fe3O4 nung nóng Khí khỏi ống sứ bị hấp thụ hoàn toàn lít dung dịch Ba(OH)2 0,175 M thu kết tủa dung dịch muối Cho dung dịch muối tác dụng với Ca(OH)2 dư lại thấy tạo thành thêm kết tủa Tổng khối lượng kết tủa lần 83,95 gam Chất rắn lại ống sứ chia thành phần Hòa tan hết phần dung dịch HCl thấy tốn hết 330 ml dung dịch HCl 2M có 672 ml khí đkc thoát Phần thứ hai hòa tan hết dung dịch HNO3 loãng thu V lít khí NO thoát đkc m2 gam muối nitrat Tính V, m1, m2 tính tỉ khối hỗn hợp khí A so với H2 Câu 6: Hoà tan hoàn toàn 3,6 gam chất vô X HNO3 đặc, nóng thu dung dịch A Pha loãng dung dịch A nước cất chia dung dịch thu thành hai phần nhau: - Thêm vào phần lượng dư dung dịch amoniac Lọc, rửa nung kết tủa thu nhiệt độ cao tới khối lượng không đổi thu 1,2 gam chất rắn oxit kim loại Để hòa tan hoàn toàn lượng oxit cần dùng 30 ml dung dịch HNO3 1,5 M thấy phản ứng không tạo khí - Thêm vào phần lượng dư dung dịch BaCl2 loãng thu 6,99 gam kết tủa trắng không tan dung dịch axit mạnh a Xác định công thức phân tử X, biết phản ứng xảy hoàn toàn b Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm X FeCO3 dung dịch HNO3 đặc, nóng thu hỗn hợp khí B gồm hai khí Y, Z có tỷ khối so với H2 = 22,805 ; làm lạnh hỗn hợp khí B xuống nhiệt độ thấp thu hỗn hợp khí C gồm khí Y, Z, E có tỷ khối so với hiđrô 30,61 Tính % khối lượng muối hỗn hợp ban đầu phần trăm số mol khí Y chuyển thành E c Hoàn thành phương trình phản ứng sơ đồ sau: KMnO4 / HCl 1700 C, chân không HCl ⎯⎯⎯⎯⎯ → FeCl3 X ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ X2 ←⎯⎯⎯⎯ → X1 ⎯⎯→ ⎯ H2 S Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn 4,741 gam đơn chất X oxi cho toàn sản phẩm thu hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch NaOH 25% có khối lượng riêng d = 1,28 g/ml dung dịch A Nồng độ NaOH dung dịch A giảm ¼ so với nồng độ dung dịch ban đầu Dung dịch A có khả hấp thụ tối đa 17,92 lít khí CO2 (đktc) Xác định đơn chất X sản phẩm đất cháy Câu 8: Một hỗn hợp gồm Cu Fe có tỉ lệ khối l ợng 7:3 Lấy m (gam) hỗn hợp cho phản ứng hồn tồn với dung dịch HNO3 thấy có 44,1 gam HNO3 phản ứng, thu đ ợc 0,75m (gam) rắn, dung dịch B 5,6 lít hỗn hợp khí (điều kiện tiêu chuẩn) gồm NO NO2 Hỏi cô cạn dung dịch B thu đ ợc gam muối khan Câu 9: Khi thêm gam MgSO4 khan vào 100 gam dung dịch MgSO4 bão hoà 200C làm cho 1,58 gam MgSO4 kết tinh lại dạng khan Hãy xác định công thức tinh thể muối ngậm n ớc kết tinh Biết độ tan cuả MgSO4 200C 35,1 gam 100 gam n ớc Câu 10: Mức tối thiểu cho phép H2S không khí 0,01 mg/lit Để đánh giá ô nhiễm không khí nhà máy người ta làm sau: Điện phân dung dịch KI phút dòng điện mA Sau cho lít không khí lội từ từ qua dung dịch điện phân iod hoàn toàn màu Thêm hồ tinh bột vào bình tiếp tục điện phân 35 giây với dòng điện thấy dung dịch bắt đầu xuất màu xanh Giải thích thí nghiệm cho biết ô nhiễm không khí nhà máy nằm hay mức cho phép Tính hàm lượng H2S không khí theo thể tích Câu 11: Trong qúa trình xác định khí độc H2S không khí người ta lấy 30 lít không khí nhiễm H2S (có d = 1,2 g/l) cho chậm qua bình đựng lượng dư dung dịch CdSO4 để hấp thụ hết khí H2S Tiếp theo đem axit hoá hoàn toàn lượng kết tủa bình, hấp thụ hết lượng khí thoát cách cho vào ống đựng 10 ml dung dịch I2 0,0107M Lượng iod dư phản ứng vừa đủ với 12,85 ml dung dịch Na2S2O3 0,01344M Hãy viết phương trình phản ứng xảy tính hàm lượng H2S không khí theo ppm Biết ppm số microgam chất 1g mẫu (1 ppm = 10-6g) Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 35 ***************************************************************************************************************************************************** Câu 12: Cho mẫu khối lượng 1,234 gam chứa PbO, PbO2 tạp chất trơ Thêm vào cốc chứa hỗn hợp 20 ml dung dịch H2C2O4 0,25M để khử hoàn toàn PbO2 thành Pb2+ để hoà tan PbO Sau thêm dung dịch NH3 cốc để kết tủa hoàn toàn PbC2O4 Lọc rửa để tách kết tủa khỏi dung dịch, thu kết tủa A dung dịch B Axít hóa dung dịch B lượng dư dung dịch H2SO4 Dung dịch phản ứng vừa đủ với 10 ml dung dịch KMnO4 0,04M Hoà tan kết tủa A lượng dư dung dịch H2SO4 loãng Dung dịch thu phản ứng vừa đủ với 30 ml dung dịch KMnO4 0,04M Viết phương trình phản ứng tính phần trăm khối lượng PbO PbO2 mẫu Câu 13: Phản ứng 24,71g muối clorua nguyên tố phân nhóm (phân nhóm A) với 10,9g amoniac tạo hỗn hợp sản phẩm gồm 25,68g NH4Cl ; 2,57g nguyên tố thể rắn 7,37g muối nitrua kết tinh màu vàng nguyên tố ; phản ứng xảy theo phương trình sau: nAwClx + mNH3 → pNH4Cl + qA + rAyNz (Trong n, m, p, q, r, w, x, y, z hệ số số phải xác định) Một mẫu Nitrua nổ mạnh đập búa, polime hóa có kiểm soát cách đun nóng tạo thành chất rắn, dạng sợi, màu đỏ hồng, có khả dẫn điện kim loại Xác định nguyên tố A Viết cân phương trình đầy đủ cho phản ứng muối clorua với amoniac nói Câu 14: A, B nguyên tố hiđro Tổng số hạt proton, nơtron, electron ABx nhiều AxB (x số nguyên dương) Trong phân tử ABx: A chiếm 30,435% khối lượng số hạt mang điện B nhiều A 18 Xác định tên A, B viết công thức cấu tạo ABx , AxB Hoàn thành phương trình phản ứng: M + XABx+1 → M(ABx+1)n + AaBb + C (M kim loại) Với 5a – 2b = AaBb ABx hay AxB? Viết lại phương trình Câu 15: Cho 88,2 gam hỗn hợp A gồm FeCO3 ,FeS lượng không khí lấy dư 10% so với lượng đủ tác dụng vào bình kín thể tích không đổi Tạo nhiệt độ thích hợp cho phản ứng xảy để thu Fe2O3 (giả thiết muối ban đầu có khả phản ứng) Đưa bình trở nhiệt độ trước nung, bình có khí B, chất rắn C Khí B gây áp suất lớn 1,45% so với áp suất khí bình trước nung Hòa tan chất rắn C lượng dư H2SO4 loãng, khí D (đã làm khô) ; chất bình phản ứng tác dụng với lượng dư dung dịch KOH Để chất rắn E có bình sau trình không khí sau thời gian cần thiết, chất rắn F Biết hỗn hợp A ban đầu muối có số mol gấp 1,5 lần số mol chất lại Viết phương trình phản ứng xảy Khí B nặêng hay nhẹ khí D ? Tính cụ thể Tìm % hỗn hợp F Câu 16: Hỗn hợp A gồm Fe, Al có tỉ lệ khối l ợng mFe: mAl = 7:3 Lấy m gam hỗn hợp A cho phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng Sau th i gian làm lạnh dung dịch, đến phản ứng kết thúc, thấy l ợng axit tham gia phản ứng 68,6gam H2SO4 thu đ ợc 0,75m gam chất rắn (không chứa l u huỳnh đơn chất), dung dịch B 5,6lít (đktc) hỗn hợp khí gồm SO2 H2S Tính m? Câu 17: Một hỗn hợp A gồm kim loại Mg, Al, Zn Hoà tan hết 7,539 gam A vào lit dung dịch HNO3 sau phản ứng thu lít dung dịch B hỗn hợp khí D gồm có NO N2O Dẫn hỗn hợp khí D vào bình kín dung tích 3,2 lit có chứa N2 0oC, 0,23 atm thấy nhiệt độ bình tăng lên 27,3oC, áp suất tăng lên 1,1 atm khối lượng bình tăng lên 3,72 gam Nếu cho 7,539 gam hỗn hợp A vào lít dung dịch KOH 2M kết thúc thấy khối lượng tăng lên 5,718 gam Tính % khối lượng kim loại hỗn hợp A ban đầu Câu 18: Hịa tan hết 2,25 gam hỗn hợp X gồm kim loại A (hóa trị I) B (hóa trị II) vào l ợng d dung dịch hỗn hợp gồm HNO3, H2SO4 (đặc) thu đ ợc 2,205 gam hỗn hợp khí Y gồm NO2 khí Z Biết Y chiếm thể tích 1,008 lít (đktc) Hãy tính khối l ợng muối khan tạo thành Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 36 ***************************************************************************************************************************************************** TR NG THPT CHUYÊN THĂNG LONG L P 12 HĨA Đ KI M TRA S KÌ THI HỌC SINH GIỎI QU C GIA L P 12 THPT NĂM HỌC 2008 – 2009 MƠN THI: HĨA HỌC HĨA HỌC VƠ CƠ Th i gian làm bài: 180 phút (Khơng kể thời gian phát đề) Họ tên thí sinh: Số báo danh: (Đề thi gồm có trang) Câu 1: (3.0 m) Viết ph ơng trình phản ứng xảy tr ng hợp sau: a Dung dịch loãng ClO2 n ớc gặp ánh sáng tạo thành axit b Trong dung dịch kiềm NaOH, ClO2 nhanh chóng tạo hỗn hợp muối c ClO2 đ ợc điều chế từ phản ứng KClO3, H2C2O4 với H2SO4 lỗng d ClO2 cơng nghiệp đ ợc điều chế cách cho NaClO3 tác dụng với SO2 có mặt H2SO4 So sánh tính bền, tính axit tính oxi hóa HClO3, HBrO3, HIO3 Lấy ví dụ minh họa Bằng ph ơng pháp tách đ ợc HClO khỏi hỗn hợp với HCl Trình bày cụ thể Câu 2: (2.0 m) So sánh liên kết Nitơ–Nitơ hiđrazin N2H4 khí c i N2O độ bền chiều dài liên kết Giải thích NaCl, KCl tan nhiều n ớc AgCl, Hg2Cl2, PbCl2 lại tan Trong chén sứ A, B, C đựng muối Nitrat Nung chén nhiệt độ cao khơng khí đến phản ứng xảy hồn tồn, sau làm nguội chén ng i ta nhận thấy: - Trong chén A khơng cịn dấu vết - Cho dung dịch HCl vào chén B thấy khí khơng màu hóa nâu khơng khí - Trong chén C cịn lại chất rắn màu nâu Xác định muối Nitrat chén A, B, C viết ph ơng trình phản ứng xảy (Chú ý: Với chén A biện luận tr ng hợp, chén B tr ng hợp, chén C tr ng hợp) Câu 3: (2.0 m) Để xác định l ợng Nitơ có mặt thép d ới dạng N3-, ng i ta hòa tan gam thép dung dịch HCl Ion NH +4 đ ợc hấp thụ hoàn toàn 10 ml dung dịch H2SO4 5.10-3M L ợng d H2SO4 đ ợc xác định l ợng d KI KIO3 Iot giải phóng đ ợc chuẩn độ dung dịch Na2S2O3 0,012M dùng hết 5,14 ml Tính % khối l ợng Nitơ có thép Câu 4: (2.0 m) Trộn dung dịch vừa đủ với gồm chì axetat clorua vơi Sau phản ứng lọc, tách kết tủa màu đen rửa Hòa tan kết tủa vào l ợng d dung dịch hỗn hợp MnSO4 H2SO4 thấy có kết tủa nhẹ màu trắng dung dịch có màu tím Muốn làm hết màu tím cần dùng 10 ml dung dịch FeSO4 0,05M H2SO4 Viết ph ơng trình phản ứng xảy d ới dạng ion dạng phân tử Tính khối l ợng chì axetat clorua vơi dùng thí nghiệm Câu 5: (2.0 m) A chất rắn tan n ớc tạo dung dịch màu sẫm A chất oxi hóa mạnh, axit Đun nóng A đ ợc sản phẩm B, C, D chất oxi hóa mạnh Nếu cho dung dịch B màu lục tác dụng với khí Clo đ ợc dung dịch A có màu đậm Nếu nung chảy chất rắn C với kiềm có mặt oxi tạo chất chảy màu lục Nếu đun nóng chất rắn C với axit sunfuric có khí D đ ợc dung dịch màu hồng chất E Chất E sản phẩm khử A điều chế khí clo từ KCl có mặt axit sunfuric Các chất A, B, C chứa kim loại Viết công thức A, B, C nêu tên chúng Viết ph ơng trình cho phản ứng chuyển hóa d ới d C → E a A → B+ C + D b B → A e B + H2O → A + C c C → B f A → Cl2 + E Bài tập Hóa Học nâng cao chuyên đề Vô Cơ – Đại Cương Trang: 37 ***************************************************************************************************************************************************** Câu 6: (2.0 m) Cho biết ion phức Co(III) có cấu trúc bát diện Vẽ tất đồng phân [Co(NH3)Br(en)2]2+ (en: etylenđiamin) 3− đựng ống mẫu riêng đặt cân Những ion phức Co(NH )3+ CoF6 ion phức đ ợc nam châm điện vây quanh Khi kích hoạt nam châm điện khối l ợng CoF63− ng Giải thích tăng lên cịn khối l ợng Co(NH )3+ không bị ảnh h Câu 7: (3.0 m) Khi Clo hóa hồn tồn 1,44 gam chất A thionyl clorua ng i ta đ ợc 2,735 gam dẫn xuất clo B Khi có mặt hợp kim Cu/Al, chất B tác dụng đ ợc với CO tạo tinh thể C suốt, bền khơng khí, có chứa 27,27% cacbon theo khối l ợng Dùng Natri bipiriđin khử 2,36 gam C ta đ ợc 2,31 gam muối D nghịch từ chứa 23,16% cacbon, khơng bền khơng khí Đem oxi hóa C với oxi điều kiện định đ ợc A CO2 Khi khử A hiđro đ ợc n ớc 0,96 gam đơn chất E Xác định chất A, B, C, D, E Viết ph ơng trình phản ứng xảy Câu 8: (4.0 m) A muối clorua khan kim loại có cơng thức MCln (màu hoa đào) khơng hịa tan n ớc tinh khiết (a) để nhiều ngày cho thêm HCl Khi cho thêm l ợng nhỏ ion thiếc Sn(II), chất t ơng tự Cr(II),… có hòa tan tạo thành B (b) – dạng hiđrat A Dung dịch B (đ ợc pha chế từ 1,000 gam chất A) cho tác dụng với dung dịch AgNO3 d cho 0,905 gam kết tủa AgCl (c) Lọc tách AgCl ra, lại dung dịch lọc B’ (trong cịn chứa AgNO3) đem đun qua đêm (d) Màu dung dịch chuyển qua màu xanh sáng (C), sau chuyển qua màu tím (D) Ng i ta lại lọc để lấy tiếp AgCl Q trình đ ợc biểu diễn theo sơ đồ sau: H2O (Sn II ,Cr II ,ZnO ) AgNO3 Δ ,24h d ←⎯⎯⎯⎯⎯ A ⎯⎯⎯⎯⎯ → B ⎯⎯⎯→ B' ⎯⎯⎯→ C ⎯⎯ → D ( tím ) b d H O, Δ a AgNO3 c xanh thẫm + AgCl xanh sáng + AgCl Hãy cho biết phản ứng (a) phản ứng nhiệt động học không tự phát hay phản ứng bị cản tr ngun nhân động học, giải thích? Vì phản ứng (a) không xảy Một cách tổng quát, giải thích phản ứng M trạng thái oxi hóa lại diễn chậm Vì có mặt k ợng nhỏ Sn(II) dung dịch phản ứng (a) lại xảy ra? Dựa vào kết thu đ ợc, biện luận tìm MCln Viết dạng đồng phân phối tử B cho biết ion phức tồn dung dịch B, C, D Xét tiếp trình sau: H 2SO4( đặc) OH − / H O H + / pH = D ⎯⎯⎯⎯ → E ⎯⎯⎯⎯ → F ⎯⎯⎯⎯→ G e f g đổi Zn / H trao anion D ⎯⎯⎯ → H ( xanh lam ) ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ →I cho CH COO− kết tinh − Kết phân tích nguyên tố I: M 2+ ( OAc )2 H O Cho biết sản phẩm phản ứng e, f, g cấu trúc G H có cấu hình electron nh nào? Axetat I kết tinh có tính nghịch từ Hãy giải thích t ợng nghịch từ I H t Cho: H = ; C = 12 ; N = 14 ; O = 16 ; Na = 23 ; S = 32 ; Cl = 35.5 ; Ca = 40 ; Sc = 45 ; Cr = 52 ; Mn = 55 ; Fe = 56 ; Co = 59 ; Cu = 64 ; Br = 80 ; Mo = 96 ; Tc = 98 ; Ag = 108 ; Ba = 137 ; Pb = 207