TUYỂN TẬP 10 NĂM ĐỀ THI OLYMPIC hóa học

Tuyến chọn một số bài từ sách TUYỂN TẬP 10 NĂM ĐỀ THI OLYMPIC 30/4 HÓA HỌC 10- NXB GIÁO DỤC PHÂN I: HALOGEN Câu 4: (đề 1996 trang 7) Xét phản ứng tổng hợp hiđro iođua: H 2 (khí) + I 2 (rắn)  2HI(khí) ∆H = +53kJ (a) H 2 (khí) + I 2 (rắn)  2HI(khí) (b) 1.Phản ứng (a) là toả nhiệt hay thu nhiệt? 2.Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng tổng hợp hiđro iođua (b) dựa vào năng lượng liên kết nếu biết năng lượng liên kết của H – H, H – I và I – I lần lượt bằng 436, 295 và 150 kJ.mol -1 . Giải thích sự khác biệt của hai kết quả cho (a) và (b). 3.Viết biểu thức tính hằng số cân bằng K của phản ứng (a) theo phương trình hoá học của phản ứng. 4.Thực hiện phản ứng tổng hợp hiđro iođua theo (b) trong một bình kín, dung tích 2 lit ở nhiết độ T, có hằng số cân bằng K = 36. a, Nếu nồng độ ban đầu của H 2 và I 2 bằng nhau và bằng 0,02M thì nồng độ của các chất tại thời điểm cân bằng là bao nhiêu? b, Ở cân bằng trên, người ta thêm vào bình 0,06gam hiđro thì cân bằng cũng bị phá vỡ và hình thành cân bằng mới. Tính khối lượng hiđro iođua ở cân bằng cuối? Giải: 1. Theo quy ước ∆H > 0 thì phản ứng thu nhiệt. 2. H 2 (khí) + I 2 (rắn)  2HI(khí) (b) Nên: ∆H = (436 + 150) - 2. 295 = - 4kJ Giá trị nhỏ bất thường là do chưa xét năng lượng cần cung cấp để chuyển I 2 (rắn) theo phản ứng (a) thành I 2 (khí) theo phản ứng (b). 3. Vì I 2 là chất rắn nên:     2 2 HI K H  4. H 2 (khí) + I 2 (rắn)  2HI(khí) Trước phản ứng: 0,02M 0,02M 0 Phản ứng: x x 2x Còn lại: 0,02 – x 0,02 – x 2x Vậy :         2 2 36 2 6 0,02 0,015 0,02 . 0,02 x x x x xx        Kết luận: Ở cân bằng: [HI] = 0,03M, [H 2 ] = [I 2 ] = 0,005M Số mol H 2 thêm: 0,06 : 2 = 0,03 (mol) → nồng độ tăng thêm: 0,03: 2 = 0,015M H 2 (khí) + I 2 (rắn)  2HI(khí) Ban đầu: 0,02M 0,005M 0,03M Phản ứng: a a 2a Cân bằng: 0,02 – a 0,005 – a 0,03 + 2a      2 0,03 2 36 0,02 0,005 a K aa    → a = 2,91.10 -3 và 2,89.10 -2 . Vì a < 0,005 nên chỉ nhận a = 2,91.10 -3 Khối lượng HI ở cân bằng cuối: (0,03 + 2. 0,0029). 2. 128 = 9,165(gam) Câu 6 (năm 1997 trang 17) Điều chế clo bằng cách cho 100g MnO 2 (chứa 13% tạp chất trơ) tác dụng với lượng dư dung dịch HCl đậm đặc. Cho toàn bộ khí clo thu được vào m500ml dung dịch có chứa NaBr và NaI. Sau phản ứng, cô cạn dung dịch, thu được chất rắn A (muối khan) có khối lượng m gam. a, Xác định thành phần chất rắn A nếu m = 117gam b, Xác định thành phần chất rắn A trong trường hợp m = 137,6 gam. Biết rằng trong trường hợp này, A gồm hai muối khan. Tỉ lệ số mol NaI và NaBr phản ứng với Cl 2 là 3: 2. Tính nồng độ mol của NaBr và NaI trong dung dịch đầu. Các phản ứng đều hoàn toàn. Cho Mn = 55, Br = 80, I = 127, Cl = 35,5, Na = 23 Giải: MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O 1 mol 1 mol 1 mol 2 100 13 1( ) 87 MnO moln   Cl 2 + 2NaI → 2NaCl + I 2 1,5a mol 3a mol 3a mol Cl 2 + 2NaBr → 2NaCl + Br 2 a mol 2a mol 2a mol a, Giả sử Cl 2 phản ứng hết → m NaCl = 2.58,5 = 117(g) Cl 2 phản ứng hết, NaI và NaBr phản ứng hết m A = m NaCl = 117g (thỏa) → A chỉ chứa NaCl Cl 2 phản ứng hết, NaI và NaBr dư → m A > 117 (g) (loại) Cl 2 dư, NaI và NaBr hết → m A < 117(g) (loại) Vậy A chỉ chứa NaCl b, m = 137,6g > 117g → Cl 2 phản ứng hết t o NaI, NaBr dư, n NaI : n NaBr = 3 : 2 → NaI phản ứng hết, NaBr còn dư. n NaI : n NaBr = 3 : 2 → gọi 3a và 2a lần lượt là số mol NaI và NaBr phản ứng Cl 2 ta có 2 1,5 2,5 1 0,4 Cl a a a an       m A = m NaCl + m NaBr = 5a. 58,5 + m NaBr = 137,6 → m NaBr = 20,6(g) → 20,6 0,2( ) 103 NaBr moln  2.0,4 0,2 3.0,4 2 ; 2,4 0,5 0,5 NaBr NaI M C MC      Câu 1: đề 1998 trang 24 Cho khí Cl 2 vào 100 ml dung dịch NaI 0,2M (dung dịch A). Sau đó, đun sôi để đuổi hết I 2 . Thêm nước để được trở lại 100 ml (dung dịch B). a, Biết thể tích khí Cl 2 đã dùng là 0,1344 lít (đktc). Tính nồng độ mol/l của mỗi muối trong dung dịch B? b, Thêm từ từ vào dung dịch B một dung dịch AgNO 3 0,05M. Tính thể tích dung dịch AgNO 3 đã dùng, nếu kết tủa thu được có khối lượng bằng: (1) Trường hợp 1: 1,41 gam kết tủa. (2) Trường hợp 2: 3,315 gam kết tủa. Chấp nhận rằng AgI kết tủa trước. Sau khi AgI kết tủa hết, thì mới đến AgCl kết tủa. c, Trong trường hợp khối lượng kết tủa là 3,315 gam, tính nồng độ mol/l của các ion trong dung dịch thu được sau phản ứng với AgNO 3 . Giải: 2 0,006( ) 0,1344 22,4 Cl moln  Cl 2 + 2NaI → 2NaCl + I 2 0,006 mol 0,012 mol 0,012 mol n NaI ban đầu = 0,2.0,1 = 0,02 (mol) Vậy hết Cl 2 dư NaI. Dung dịch B chứa 0,020 – 0,012 = 0,008 mol NaI dư và 0,012 mol NaCl. C NaCl = 0,012 / 0,1 = 0,12M C NaI = 0,008/0,1 = 0,08M b, Để biết chỉ có AgI kết tủa hay cả hai AgI và AgCl kết tủa, ta dùng 2 mốc để so sánh. Mốc 1: AgI kết tủa hết, AgCl chưa kết tủa. 0,008 mol NaI → 0,008 mol AgI↓ m 1 = m AgI = 0,008.235 = 1,88 gam Mốc 2: AgI và AgCl đều kết tủa hết 0,012mol NaCl → 0,012 mol AgCl↓ m 2 = 1,88 + 0,012.143,5 = 3,602 gam m ↓ = 1,41 gam 1,41 < m 1 = 1,88 gam vậy chỉ có AgI kết tủa. 1,41 0,006( ) 235 AgI moln  Vậy 3 0,006( ) AgNO moln  3 ddAgNO 0,006 0,12( ) 0,05 litV  m ↓ = 3,315 gam m 1 = 1,88 < 3,315 < m 2 = 3,602 Vậy AgI kết tủa hết và AgCl kết tủa một phần m AgCl = 3,315 – 1,88 = 1,435 gam n AgCl = 1,435/143,5 = 0,01 mol Số mol AgNO 3 0,008 + 0,01 = 0,018 mol 3 ddAgNO 0,018 0,36( ) 0,05 litV  c, Trong trường hợp thứ nhì, dung dịch chỉ còn chứa NO 3 - , Na + , Cl - dư 3 3 . d . d 0,018 0,012 0,008 0,02 0,012 0,01 0,002 AgNO NO NaCl b NaI b Na Na bd Cl du Cl bd Cl n moln n n n n mol n n n mol                  Thể tích dung dịch = 3 0,100 0,36 0,46 ddB ddAgNO V litV     3 3 0,018 0,0391 0,46 0,002 0,0043 0,46 0,0434 NO Cl Na NO Cl M CM C C C M C           Câu 2: đề 1999 trang 32 1. Ở 18 o C lượng AgCl có thể hòa tan trong 1 lít nước là 1,5 mg. Tính tích số tan của AgCl. Tính nồng độ bão hòa của Ag + (mol/lít) khi người ta thêm dung dịch NaCl 58,5 mg/lít vào dung dịch AgCl ở 18 o C. 2. Người ta khuấy iot ở nhiệt độ thường trong bình chứa đồng thời nước và CS 2 nguội, và nhận thấy rằng tỉ lệ giữa nồng độ (gam/lít) của iot tan trong nước và tan trong CS 2 là không đổi và bằng 17.10 -4 . Người ta cho 50ml CS 2 vào 1 lít dung dịch iot (0,1 g/l) trong nước rồi khuấy mạnh. Tính nồng độ (g/l) của iot trong nước. Giải: 1. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng T = [Ag + ][Cl - ] Trong 1 lít dung dịch: 3 1,5 .10 143,5 Ag Cl             Vậy 2 3 10 1,5 .10 1,1.10 143,5 T      Khi thêm 1 lượng dung dịch NaCl. Gọi S 2 là nồng độ Ag + mới: [Ag + ] = S 2 → [Ag + ] = [Cl - ] = S 2 Gọi δ là nồng độ của NaCl. Trong dung dịch số ion Cl - : δ/1 lít Vậy [Ag + ] = S 2 [Cl - ] = δ + S 2 Ở 18 o C nhiệt độ không đổi. T không đổi. S 2 (S 2 + δ) = 1,1.10 -10 → S 2 2 + δS 2 – 1,1.10 -10 = 0 Chỉ chọn nghiệm đúng dương: 2 10 2 4,4.10 2 S       → δ = 0,0585/58,5 = 10 -3 Vậy 7 3 3 7 2 10 10 2.10 10 2 S         S 2 giảm 100 lần so với S 1 2. Theo giả thuyết ta có: 2 2 4 17.10 HO I CS I C C   uoc 3 0,1 / 1000 n I C g cm Gọi x là số mol iot từ nước đi vào CS 2 Vậy: 3 0,1 / 1000 nuoc I x g cmC   và 2 ( / ) 50 CS I x g mlC  Suy ra: 4 0,1 : 17.10 1000 50 xx    → x = 0,0967 Nồng độ iot trong nước là: 0,1 – x = 0,0033 (g/l) Câu 4: đề 2000 trang 38 a, Hai cốc đựng dung dịch axit clohiđric đặc lên hai đĩa cân A và B. Cân ở trạng thái cân bằng. Cho a gam CaCO 3 vào cốc A và b gam M 2 CO 3 (M là kim loại kiềm)vào cốc B. Sau khi hai muối đã phản ứng hết và tan hoàn toàn, cân trở lại vị trí cân bằng. 1. Thiết lập bieetr thức tính khối lượng nguyên tử M theo a và b. 2. Xác định M khi a = 5 và b = 4,8. b, Cho 20gam hỗn hợp gồm kim loại M và Al vào dung dịch hỗn hợp H 2 SO 4 và HCl, trong đó số mol HCl gấp 3 lần số mol H 2 SO 4 thì thu được 11,2 lít khí H 2 (đktc) và vẫn còn dư 3,4 gam kim loại. Lọc lấy phần dung dịch rồi đem cô cạn thì thu được một lượng muối khan. 1. Tính tổng khối lượng muối khan thu được biết M có hóa trị 2 trong các muối này. 2. Xác định kim loại M nếu biết số mol tham gia phản ứng của hai kim loại bằng nhau. Giải a, CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 ↑ + H 2 O (1) M 2 CO 3 + 2HCl → 2MCl + CO 2 ↑ + H 2 O (2) (1) → khối lượng cốc A tăng =   100 44 0,56 100 a a   (2) → khối lượng cốc B tăng =   2 60 44 0,56 2 60 Mb a M    Ta có a = 5, b = 4,8 → M ≈ 22,8 → M là Natri b, M + 2H + → M 2+ + H 2 2Al + 6H + → 2Al 3+ + 3H 2 2 11,2 2. 2. 1 22,4 H H n moln     2 4 2 4 2 4 2 2 3 H SO H SO H SO HCl H n n n nn      24 1 0,2 5 H SO moln  0,6 HCl moln  1. m muối = (20 – 3,4) + 0,2.96 + 0,6.35,5 = 57,1gam Gọi x là số mol M tham gia phản ứng 2. ta có hệ x.M + 27x = 20 – 3,4 = 16,6 H n  = 2x + 3x = 1 → M = 56 (Fe) Câu 3: đề 2001 trang 44 2. 14,224 iot và 0,112g hiđro được chứa trong bình kín thể tích 1,12 lít ở nhiệt độ 400 o C. Tốc độ ban đầu của phản ứng là V o = 9.10 -5 mol.l -1 .phút -1 , sau một thời gian (tại thời điểm t) nồng độ mol của HI là 0,04 mol/lít và khi phản ứng: H 2 + I 2  2HI Đạt cân bằng thì [HI] = 0,06 mol/lít a, Tính hằng số tốc độ của phản ứng thuận và nghịch. b, Tốc độ tạo thành HI tại thời điểm t là bao nhiêu? c, Viết đơn vị các đại lượng đã tính được. Giải 1. Tính hằng số tốc độ của phản ứng thuận và phản ứng nghịch: 2 2 14,224 0,056 0,056 0,05 / 254 1,12 I bd mol I mol ln        2 2 0,112 0,056 0,056 0,05 / 2 1,12 H bd H mol ln        Phản ứng: H 2 + I 2  2HI v 1 = k 1 [I 2 ][H 2 ] → 1 1 22 v IH k          a, 5 1 -1 3 1 -1 1 11 9.10 . . . út 36.10 . . út 0,05. . .0,05. . moll ph l mol ph moll moll k     Mặc khác: 2 2 4 2 2 1 2 2 22 22 6 .10 . . 0,06 0,05 . . 2 HI K mol l K IH mol l K                   (1) (2) 3 1 -1 2 36.10 . . . út 9 9 l mol ph Kk     → k 2 = 4.10 -3 .l.mol -1 .phút -1 . b, Tốc độ tạo thành HI tại thời điểm t: v HI = v t – v n = v 1 – v 2 v 1 = k 1 [I 2 ][H 2 ] = 36.10 -3 l.mol -1 .phút -1 . 2 0,06 0,05 2     mol 2 .l -2 → v 1 = 144. 10 -7 mol. l -1 . phút -1 v 2 = k 2 [HI] 2 = 4.10 -3 l. mol -1 . phút -1 . 4 2 . 10 -4 . mol 2 . l -2 → v 2 = 64 . 10 -7 mol. l -1 . phút -1 V HI = (144.10 -7 - 64.10 -7 ) mol. l -1 . phút -1 V HI = 0,8. 10 -5 mol. l -1 . phút -1 Chuyên đề: LÝ THUYẾT VỀ PHẢN ỨNG HÓA HỌC Câu 1: trang 112 Trong bình kín dung tích không đổi chứa 35,2x (g) oxi và 160x (g) SO 2 . Khí SO 2 ở 136,5 o C có xác tác V 2 O 5 . Đun nóng bình một thời gian, đưa về nhiệt độ ban đầu, áp suất bình là P ’ . Biết áp suất bình ban đầu là 4,5 atm và hiệu suất phản ứng là H%. a, Lập biểu thức tính áp suất sau phản ứng P ’ và tỉ khối hơi d của hỗn hợp khí sau phản ứng so với không khí, theo H. b, Tìm khoảng xác định P ’ , d? c, Tính dung tích bình trong trường hợp x = 0,25? Hướng dẫn giải: 2 35,2 1,1 ( ) 32 O bdau x x moln  2 160 2,5 ( ) 64 SO bdau x x moln  2SO 2 + O 2  2SO 3 Ban đầu: 2,5x 1,1x 0 xt, t o [...]...  0,4 1,5 .10 2  3,75 .10 2 M   H     0,4 Nếu phản ứng hết: Ag+ 6,25 .10- 3 Cân bằng: Cl- + AgCl 6,25 .10- 3 AgCl  Ag+ + Cl3,125 .10- 2M Ban đầu: Phản ứng: → x x Cân bằng: 3,125 .10- 2 + x x TAgCl = 10- 10 → x(3,125 .10- 2 + x) = 10- 10 x quá nhỏ: x  10 10  3, 2 .10 9 M 2 3,125 .10 [Ag+] = 3,2 .10- 9M; [NO3-] = 6,25 .10- 3M [Cl-] = 3,125 .10- 2M; [H+] = 3,75 .10- 2M Câu 12: trang 154 1 MnO4- có thể oxi hóa ion nào...  2e  H 2 S K1  10  101 3 K 2  104 ,745 Tổ hợp (1) và (2) 2Fe3  H 2 S  2Fe2  S  2H  5 .10- 3 2,5 .10- 3 5 .10- 3  (3) K3  K12 K2 1  102 1,255 5 .10- 3(M) Vì K3 rất lớn nên phản ứng (3) xảy ra hoàn toàn: H 2 S  H   HS  (4) HS   H   S 2 K4 (5) K5 Tổ hợp (4) và (5) H2S Cân bằng (2,5 .10- 3 – x)  5,5 .10  2 x  x  10   2,5 .10  x  (5,5 .10- 2 + 2x) + S2- (6) K6 = K4 K5 = 10- 19,92 x 2 2 K6... Ag  NH 3 2 0,01M và NH3 0,23M   Ag  NH3 2  Ag   2 NH3 Nồng độ ban đầu: 0,01 Nồng độ cân bằng 0,01- x K = 10- 7,24 0,23 x 0,23 + 2x x. 0,23  2 x  K  10 7,24 Gần đúng ta có: [Ag+] = x ≈ 10- 8M 0,01  x 2 [Ag+] [Cl-] = 10- 10 ≈ TAgCl = 10- 10 nhưng lớn hơn TAgBr = 10- 13, TAgI = 10- 16, nên chỉ có ion Br- và I- kết tủa Sau đó dùng axit phá phức làm tăng nồng độ của ion Ag+ và nhận được Cl- nhờ... k  102 9,46 rất lớn Vậy HgS tan mạnh trong nước cường toan Câu 8: trang 171 Thêm 1 ml dung dịch H2S 0,01M vào 1ml dung dịch hỗn hợp: Fe3+ 0,01M và H+ 0,1M Có xuất hiện kết tủa không? Biết: 0 0 K1( H2 S )  10 7,02 ; K2( H2 S )  10 10, 9 ; EFe3 / Fe2  0,77V ; ES / H2 S  0,14V ; TFeS  10 17,4 Hướng dẫn giải: Nồng độ các chất sau khi trộn: [H2S] = 5 .10- 3 mol/l [Fe3+] = 5 .10- 3 mol/l [H+] = 5 .10- 2... = 10- 10 Hướng dẫn giải: [I-] = 1ion g/l → [Ag+] = 8,3 .10- 17 ion g/l  EAg  / Ag 0,059  Ag   = 0,799 + 0,059.lg8,3 .10- 17 = -0,15V E  lg  n  Ag    0 Nếu có phản ứng xảy ra, xét phản ứng: 2Ag + 2H+ → 2Ag+ + H2 ∆E = +0,15V Vậy Ag có thể đẩy H2 ra khỏi HI trong điều kiện đã cho 2 nAgNO3  0,25.0,01  2,5 .10 3 mol nHCl  0,15.0,1  1,5 .10 2 mol  Ag      Cl      2,5 .10 3   6,25 .10 3... hãy đề nghị phương pháo nhận biết sự có mặt của ion Cl- trong một dung dịch hỗn hợp chứa Cl-, Br-, I-  Biết Ag  NH3 2  Ag   2 NH3 K = 10- 7,24 TAgCl = 10- 10, TAgBr = 10- 13, TAgI = 10- 16 Hướng dẫn giải: 1 8H+ + MnO4- + 5e → Mn2+ + 4H2O   0,059  MnO4   H     EE  lg 2  5  Mn 8 o   o * pH = 0, EMnO / Mn2  1,51V  ECl 4  2 /2Cl o o ,E Br2 /2 Br  I2 /2 I  ,E Như vậy MnO4- oxi hóa. .. EI0 / I   0,54V và EIO  1, 2V  EI0 / I   0,54V 4 6 3 3 3 3   Nên H 4 IO6 hoặc IO3 đều có thể oxi hóa I  thành I 3 Như vậy I  chỉ bị oxi hóa thành I 3 0 Khi I  dư thì MnO4 và MnO2 không thể tồn tại vì EMnO  4 / MnO2 0 và EMnO / Mn đều lớn 2 2 hơn EI0 / I nên MnO4 và MnO2 đều có thể oxi hóa I  thành I 3 Như vậy MnO4  3  bị khử hoàn toàn thành Mn2 Do đó phương trình phản... 0  E2  0,96V ; ES / H2 S  E0  0,17V ; THgS  10 51,8 Hướng dẫn giải: a, Trong axit nitric: Các quá trình xảy ra: HNO3  H   NO3 3  HgS  Hg 2  S 2 Tt  THgS  10 51,8 3  H   S 2  HS   ka21  101 2,92 3  HS   H   H 2 S 3  H 2 S  2e  S  2H  3  ka11  107  1 1 k  10   1 2 E0 0,059 1 2 2  NO  4 H  3e  NO  2 H 2 k  10  0 3 E2 0,059 3HgS  2 NO3  8H   3Hg 2 ... NaCl và NaI 58,5 a 150 b  5,81 a 0, 0102 7  a  b  0,045 b  0,03472 Ta có:  mNaCl = 58,5.0, 0102 7 = 0,6008(g) mNaI = 150 0,03472 = 5,208 (g) 0,6008 100 %  9,64% 6,23 Vậy: % NaCl  % NaCl  0, 6008 100 %  9, 64% 6, 23 % NaF  6,77% % NaI  83,59% Trường hợp 2: NaF, NaBr và NaI 103 a ' 150 b'  5,81 a' 0,02  a ' b '  0,045 b' 0,025 Ta có:  mNaBr = 103 .0,02 = 2,06(g) mNaI = 150.0,025 =... ∆H1 + ∆H2 + ∆H3 + ∆H4 + ∆H5 + ∆H0 → ∆H0 = ∆H – (∆H1 + ∆H2 + ∆H3 + ∆H4 + ∆H5 ) = -205 – 57 – (-174) - 46 – 119,8 – 230 = - 484,4 kcal/mol Câu 6: chuyên đề phản ứng oxi hóa khử trang 147 1 Viết các phản ứng hóa học trong các trường hợp sau: a, Ozon oxi hóa I- trong môi trường trung tính b, Sục khí CO2 qua nước Javen c, Cho nước clo vào dung dịch KI d, H2O2 khử MnO4- trong môi trường axit e, Sục khí flo . S 2 (S 2 + δ) = 1,1 .10 -10 → S 2 2 + δS 2 – 1,1 .10 -10 = 0 Chỉ chọn nghiệm đúng dương: 2 10 2 4,4 .10 2 S       → δ = 0,0585/58,5 = 10 -3 Vậy 7 3 3 7 2 10 10 2 .10 10 2 S     . 6,25 .10 -3 6,25 .10 -3 Cân bằng: AgCl  Ag + + Cl - Ban đầu: 3,125 .10 -2 M Phản ứng: x x Cân bằng: x 3,125 .10 -2 + x T AgCl = 10 -10 → x(3,125 .10 -2 + x) = 10 -10 x. + x) = 10 -10 x quá nhỏ: 10 9 2 10 3,2 .10 3,125 .10 Mx     [Ag + ] = 3,2 .10 -9 M; [NO 3 - ] = 6,25 .10 -3 M [Cl - ] = 3,125 .10 -2 M; [H + ] = 3,75 .10 -2 M Câu 12: trang 154 1. MnO 4 -