Viết biểu thức liên hệ tốc độ phản ứng với nồng độ các chất tham gia phản ứng.. COOCH2 CH3được tổng hợp từ propen và benzen theo sơ đồ các phản ứng sau MgCl + COOC2H5 +C2H5OH D E F G H
Trang 1HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN
VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
TRƯỜNG THPT CHUYÊN BIÊN HÒA
TỈNH HÀ NAM
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC
KHỐI 11 NĂM 2015 Thời gian làm bài 180 phút
( Đề này gồm có 5 trang, gồm 10 câu)
Câu 1 (2 điểm) Tốc độ phản ứng
1 Nghiên cứu động học của phản ứng:
2NO (k) + 2H2 (k) N2 (k) + 2H2O (l)
người ta thu được các số liệu sau:
P(NO), atm P(H2), atm Tốc độ phản ứng (atm.s1)
0,375 0,500 6,34.104
0,375 0,250 3,15.104
0,188 0,500 1,56 104
a Viết biểu thức liên hệ tốc độ phản ứng với nồng độ các chất tham gia phản ứng
b Phản ứng được cho là bao gồm 3 giai đoạn sơ cấp:
Giai đoạn 2 N2O2 + H2 N2O + H2O
Giai đoạn 3 N2O + H2 N2 + H2O
Với các điều kiện nào về tốc độ tương đối của các giai đoạn 1, 2, và 3, cơ chế phản ứng trên là phù hợp với quy luật động học thu được từ thực nghiệm?
2 Hiệu suất lượng tử của phản ứng quang hóa là tỉ số giữa số phân tử bị biến đổi
hóa học với số quang tử mà hệ hấp thụ
Hơi axeton, đựng trong bình kín (không chứa chất khí nào khác) có thể tích 59
= 313 nm, bị phân hủy theo phương trình phản ứng tổng cộng sau:
CH3COCH3 (k) → C2H6(k) + CO(k) (1)
Nếu liên tục chiếu sáng trong 7 giờ bằng nguồn sáng có bước sóng cho ở trên với
lên 1,044 bar Cho rằng hơi axeton chỉ hấp thụ 91,5 % năng lượng ánh sáng tới
Hãy tính hiệu suất lượng tử của phản ứng (1).
Cho h = 6,626.10-34J.s; c = 3.108 m/s; NA = 6,02.1023 mol-1
Câu 2 (2 điểm) Cân bằng trong dung dịch điện li
Trang 21 Tính số ml dung dịch (NH4)2SO4 0,100M cần thêm vào 100 ml dung dịch Na2S 0,100M để pH của hệ giảm 0,76 đơn vị
Câu 3 (2 điểm) Điện hóa học
1 Thiết lập khu vực pH sao cho K2Cr2O7 có thể oxi hóa được hơn 80% Br- và ít
Cho: E0Cl / Cl2 2 = 1,36 V;
2
0 2
( l )
Br / Br
2 7
0 2
Cr O / Cr
[Cr2O72-] = [Cr3+] = 1M Độ tan của Br2 trong nước là 0,22 M
pH= 2,0 Cho:
3
0 ClO /Cl
2 2
0 2
(H O)
Br / Br
0
Fe / Fe
III = 10 (Fe )
II = 10 (Fe )
Câu 4 (2 điểm) Bài toán vô cơ tổng hợp.
Acgirôđit là một khoáng vật hiếm gặp trong tự nhiên Nó có màu đen pha
hợp chất chứa một nguyên tố mới X chưa xác định lúc bấy giờ
thoát ra và chất rắn A Chất rắn A hòa tan trong axit nitric thu được dung dịch C và
b Xác định nguyên tố X và công thức của Acgirôđit
c Viết phương trình phản ứng của B với HCl đậm đặc và dung dịch NaOH
Cho: Ag = 107,9; Ba = 137,3; S= 32,1; O = 16
Câu 5 (2 điểm) Tổng hợp chất hữu cơ
Hợp chất có cấu trúc
Trang 3COOCH2 CH3
được tổng hợp từ propen và benzen theo sơ đồ các phản ứng sau
MgCl
+
COOC2H5 +C2H5OH
D
E
F
G
H
Chỉ rõ cấu trúc của các chất ứng với các chữ cái
Câu 6 (2 điểm) Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi.
a So sánh nhiệt độ nóng chảy của các chất sau, giải thích
Axit oxalic, axit maleic và axit fumaric
Axit axetic, axit fumaric và axit maleic
trong dung dịch kiềm tạo kết tủa Sử lý X với dung dịch H3O+ thu được
Cho Z phản ứng với HBr có mặt xúc tác thu được chất hữu cơ B, còn khi cho Z tác
gọi là 2,2,7,7-tetrametyloctan-3-ol Cho chất D tác dụng với chất F tiếp theo là
1; Chỉ ra công thức cấu tạo của các chất ứng với các chữ cái trên
2; Viết cơ chế của quá trình chuyển từ X đến E
Câu 8 (2 điểm) Tổng hợp hữu cơ.
Trang 4Chất hữu cơ X có công thức phân tử C9H16O mạch hở, có khả năng tham gia
được hai axit cacboxylic là H và K có khối lượng mol tương ứng bằng 74 và 46
Sử lý F với C2H5O-/C2H5OH, tiếp theo là phản ứng với chất B, thu được 3-propylpentan-2,4-đion
A; Chỉ ra công thức cấu tạo của các chất ứng với các chữ cái
B; Chỉ ra cấu trúc các đồng phân không gian của X và gọi tên của chúng
Câu 9 (2 điểm) Cân bằng hóa học
Hai xi lanh A, B được đậy chặt bằng piston Xi lanh A chứa hỗn hợp khí
(A) CO2 (k) + H2(k) CO(k) + H2O(k) Kc = 2,50.10-1
(B) C3H8(k) C3H6(k) + H2(k) Kc = 1,30.10-3
Khi đạt tới cân bằng, áp suất ở 2 xi lanh bằng nhau Thành phần % thể tích của
1 Tính nồng độ cân bằng các chất trong xi lanh B và áp suất toàn phần khi đạt tới
cân bằng
2 Tính nồng độ cân bằng của các chất trong xi lanh A.
3 Dùng piston để giảm thể tích của mỗi xi lanh còn một nửa thể tích ban đầu,
trong khi giữ nguyên nhiệt độ Tính áp suất toàn phần tại thời điểm cân bằng trong mỗi xi lanh
Câu 10 (2 điểm) Phức chất
1 Coban tạo ra được các ion phức: [CoCl2(NH3)4]+ (A); [Co(CN)6]3- (B); [CoCl3(CN)3]3- (C)
a Gọi tên (A), (B), (C)
b Theo thuyết liên kết hóa trị các nguyên tử trong (B) ở trạng thái lai hóa nào?
c Các ion phức trên có thể có bao nhiêu đồng phân lập thể? Vẽ cấu trúc của chúng
Trang 5d Viết phương trỡnh phản ứng của (A) với ion Fe2+ trong mụi trường axit.
2 Cho sơ đồ cỏc phản ứng:
FeCl2 (dd) KCN đặc d A (dd)
FeSO4
Fe2(SO4)3 đặc AgNO3 KMnO4,H+
E (dd)
FeCl2 G kết tủa xanh
A + F kết tủa nâu
Pb(OH)2 KOH
B kết tủa trắng
C kết tủa xanh đậm
D trắng
a Viết phương trỡnh ion của cỏc phản ứng theo sơ đồ trờn
b Hóy cho biết từ tớnh của hợp chất A, dựng thuyết lai húa để giải thớch
Trang 6HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYấN
VÙNG DUYấN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
TRƯỜNG THPT CHUYấN BIấN HềA
TỈNH HÀ NAM
ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM MễN: HểA HỌC KHỐI: 11
Cõu
1
1a 2H2 (k) + 2NO (k) N2 (k) + 2H2O (k)
Biểu thức định luật tốc độ phản ứng: v = k.[NO]a.[H2]b
v1 = k.(0,375)a.(0,500)b = 6,34 104
v2 = k.(0,375)a.(0,250)b = 3,15.104
v3 = k.(0,188)a.(0,500)b = 1,56.104
a = 2, b = 1
0,5
1b
Cỏch 1: Giải bằng phương phỏp gần đỳng nồng độ dừng
Trong cơ chế 3 giai đoạn:
n
k k
N2O2 Giai đoạn 2 N2O2 + H2 k2
N2O + H2O Giai đoạn 3 N2O + H2 k3
N2 + H2O
v = d N 2
dt = k3[N2O][H2] (1)
2
d N O
dt = k2[N2O2][H2] - k3[N2O][H2] = 0 (2)
2 2
d N O
dt = kt[NO]2 - kn[N2O2] - k2[N2O2][H2] = 0 (3)
Từ (2)→ [N2O] = (k2/k3)[N2O2] (4)
(2)+ (3) → kt[NO]2 - kn[N2O2] - k3[N2O][H2] = 0 (5)
Thay (4) vào (5):
kt[NO]2 - kn[N2O2] – k2[N2O2][H2] = 0 (6)
2
2 [ 2 ]
t n
k NO
k k H (7) Thay (7) vào (4) ta cú: [N2O] = (k2/k3)
2
2 [ 2 ]
t n
k NO
k k H (8)
0,75
Trang 7Thay (8) vào (1) thu được: v = d N 2
2 [ 2 ]
t n
k NO
Để (9) trùng với định luật tốc độ thực nghiệm cần có điều kiện
kn >> k2[H2], tức là giai đoạn 2 phải là chậm Khi ấy (9) trở thành:
v = Kk2[NO]2.[H2] = k.[NO]2.[H2]
Cách 2: Giải bằng phương pháp gần đúng tốc độ giới hạn
Nếu 2 chậm, 1 và 3 nhanh
2NO N2O2 (1) nhanh
N2O2 + H2 k2
N2O + H2O (2) chậm
N2O + H2 k3
N2 + H2O (3) nhanh Tốc độ phản ứng được quyết định bởi (2), nên:
v = k2[N2O2].[H2] (4)
Dựa vào cân bằng (1) rút ra:
[N2O2] = K [NO]2 (5)
Thay (5) vào (4) thu được:
v = K.k2[NO]2.[H2] = k[NO]2.[H2]
Các giả định khác không đưa ra được định luật tốc độ phù hợp với thực
nghiệm
2 CH3OCH3 → C2H6 + CO (1)
n 0 0 0
n 0 - x x x
Sau phản ứng tổng số mol khí là ∑n = n0 - x + x + x = n0 + x
Sự thay đổi số mol ∆n = x = số mol axeton đã phản ứng
Coi các khí là lý tưởng ta có số phân tử N của axeton đã phản ứng là:
N = NA ∆n =
2
23 0,022.5,9.10
6,02.10 0,082.328,7
A
p V N RT
Năng lượng của lượng tử sáng:
E = hc/λ =
23 1 7
6,626.10 ( ).3.10 ( / )
6,02.10 3,13.10 ( )
mol m
Số quang tử hệ đã hấp thụ:
0,75
Trang 8Nhν = 91,5.4,81.10 3600.73 23
6,02.10 100.382300
= 1,75.1020 photon Hiệu suất lượng tử:
η = 2,9.1019/1,75.1020 = 0,17
Câu
2
S
+ H2O HS- + OH- (1) Kb1 = 10-1,1
HS- + H2O H2S + OH- (2) Kb2 = 10-6,98
H2O H+ + OH- (3) Kw = 10-14
So sánh các cân bằng trên ta thấy: Kb1>>Kb2 và Kb1.C>>Kw nên cân bằng (1) là chủ yếu:
S2- + H2O HS- + OH- Kb1 = 10-1,1
C0 0,1
[] 0,1 – x x x
2
1,1 = 10 0,1 - x
x = [OH-] = [HS-] = 5,78.10-2M
pH = 12,76
2
0,1.100 10
100 + V 100 + V
S
2
4 NH
SO
Vì pH = 12 nên:
+ 4
-9,24
= = << 1 [NH ] << [NH ]
-12 2
2 -7
a1
= = << 1 [H S] << [HS ]
-12
0,9
a2
= = = 10
NH4+ + S2- NH3 + HS- K = 103,66
C0 0, 2.V
100 + V 10
100 + V
1,0
Trang 9C - 10 - 0, 2.V
100 + V 0, 2.V
100 + V 0, 2.V
100 + V
TPGH: S2- 10 - 0, 2.V
100 + V ; NH3 0, 2.V
100 + V;
HS- 0, 2.V
100 + V ; SO42- 0,1.V
100 + V
Các quá trình xảy ra trong dung dịch:
HS- + H2O H2S + OH- (4) Kb2 = 10-6,98
H2O H+ + OH- (5) Kw = 10-14
NH3 + H+ NH4+ (6) Ka-1 = 109,24
HS- + H+ H2S (7) Ka1-1 = 107,02
SO42- + H+ HSO4- (8) Ka’-1 = 102
Vì Ka’-1 << Ka-1 nên bỏ qua (8) so với (7)
10 - 0,2.V [OH ] - [H S] + [S ] - - [NH ]
100 + V
Vì [H2S] << [HS-] [S2-] nên có thể bỏ qua [H2S]
h 100 + V h + K 100 + V 100 + V K + h
NH3 + H2O NH4+ + OH- Kb1 = 10-4,76
[] 0,02 – x x x
2
= 10 x = 5,81.10 0,02 - x
x
3
3
4
NH
[NH ] 5,81.10
NH
α = 2,905.0,7 = 2,0335%
Các cân bằng trong dung dịch:
NH3 + H2O NH4+ + OH- (1) Kb1 = 10-4,76
CN- + H2O HCN + OH- (2) Kb2= 10-4,65
H2O H+ + OH- (3) Kw
Ta có: Kb1.C NH 3>> Kw nên bỏ qua sự phân li của nước
1,0
Trang 103
3
+
NH
[NH ]
α = = 2,0335.10
C
[NH4+] = 2,0335.10-2.0,02 = 4,067.10-4 M
0
C = [NH ] + [NH ] = 0,02
[NH3] = 1,9593.10-2M
Theo cân bằng (1):
4
K [NH ] 10 1,9593.10
Mặt khác từ cân bằng (1) và (2):
[OH-] = [NH4+] + [HCN]
4,65 b2
[HCN].[OH ] 4,305.10 8,372.10
KCN CN
C = C = [HCN] + [CN ]
Khối lượng KCN cần là:
mKCN = 1,65295.10-2.0,1.65 = 0,1074 (gam)
Câu
3
2
0 2
( H O )
Br / Br
Br2 (l) + 2e 2Br- = 102 E / 0,0592 0
1
K
Br2 (H2O) Br2 (l) = [ 2 ] = S 12
2 2
Br (l) K
Br (H O)
Br2 (H2O) + 2e 2Br- = 102E / 0,0592 0
E = E -
2
0, 0592
lg S 2
2 ( H O )2
3
Br /2 Br
0, 059
2
Ta có:
2
0 2
Cl / Cl
2
0
Br /2 Br
Br- trước, Cl- sau
- Để oxi hóa 80% Br- thì [Br-] còn = 0,2.0,01 = 2.10-3M
[Br2] = 1/2.(0,01 – 2.10-3) = 4.10-3M
1,0
Trang 11[ ]
2
Br /2Br Br /2 Br
Oxi hóa 2% Cl- thì [Cl-] = 0,98M; [Cl2] = 0,01M
[Cl ]
[Cl ]
2
Cl /2Cl Cl /2Cl
0, 0592
2
Cr2O72- + 14H+ + 6e 2Cr3+
+ 7H2O
= 1,33 -
3 2
Cr O /2 Cr Cr O /2Cr
14.0, 0592
pH 6
= 1,33 – 0,138pH
Để oxi hóa hơn 80% Br- và ít hơn 2% Cl- thì:
2
Br /2Br
2 7
Cr O /2 Cr
E < ECl /2Cl2
1,1733 < 1,33 – 0,138pH < 1,3013
0,21 < pH < 1,14
2 2
0 2
(H O)
Br / Br
0
(H O) (H O)
'
Br / Br Br / Br
Đối với cặp ClO3-/Cl-: ClO3- + 6H+ + 6e Cl- + 3H2O
[ClO ]
[Cl ]
Tính thế điều kiện E’:
3
0 0592 6
' '
'
[ClO ] ,
[Cl ]
Vì [ClO3-]’ = [ClO3-]; [Cl-]’ = [Cl-] nên E’ = E0 – 0,0592pH
Đối với cặp Fe3+/Fe2+:
Fe3+ + H2O FeOH2+ + H+ * 2 17 ,
III = 10
Fe2+ + H2O FeOH+ + H+ * 5 92 ,
II = 10
1,0
Trang 123 2
3
2
' '
'
Fe / Fe
[Fe ]
[Fe ]
= 3 2
3 0
2
Fe / Fe
[Fe ]
[Fe ]
Vì [Fe3+]’ = [Fe3+] + [FeOH2+] = [Fe3+].(1 + *
III
h-1) [Fe2+]’ = [Fe2+] + [FeOH+] = [Fe2+].(1 + *
II
h-1)
Do đó tổ hợp lại ta có:
* II
h +
E = E - 0,0592 lg
h +
2 2 17
2 5 92
10
,
,
10 + 10 0,771 - 0,0592 lg
+ 10
Phản ứng đầu tiên xảy ra:
ClO3- + 6Fe2+ Cl- + 6Fe3+ K = 106(1,33-0,758)/0,0592 =
1057,97
C0 0,10 0,06
C 0,09 - 0,01 0,06
Phản ứng tiếp theo:
ClO3- + 6Br- Cl- + 3Br2 K = 106(1,33-1,085)/0,0592 =
1024,83
C0 0,09 0,12 0,01
C 0,07 - 0,03 0,06
Xét cân bằng ngược:
3Br2 + Cl- ClO3- + 6Br- 10-24,83
[] 0,06 -3x 0,03-x 0,07+x 6x
6
24 83 3
,
= 10
6x = [Br-] = 1,55.10-5M
[Br2] = 0,060M; [Cl-] = 0,03M; [ClO3-] = 0,07M
Từ (1): 6Fe3+ + Cl- 6Fe2+ + ClO3- 10-57,97
[ ] 0,06-6x 0,03-x 6x 0,07+x
Giả thiết x << 0,01 [Fe2+] = [Fe2+]’ = 6x = 10-10,94M
III
, =
[FeOH2+] = 0,0242M
Trang 134 Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
Fe
SCN
SO2 + Ba(OH)2 BaSO3 + H2O
3
3 BaSO
1,156
217, 4
3
3 BaSO
2
3 S
2
3
Ag S
mol
Nguyên tố X phải có số oxi hóa dương trong hợp chất còn lại
Gọi công thức của hợp chất là XaSb:
a b
3
X S
1,77.10 n
b
3
X
1,77.10 a n
b
X
M = X 0, 06423.b = 36,27 (g/mol)b
Hợp chất XaSb có thể là: X2S, XS2, X2S3, XS,…Tương ứng với tỉ lệ b/a
Hợp chất XaSb là GeS2 (Ge hóa trị 4)
2
4 GeS
n
1,0
Trang 14n 2 : n 2 = 3,547.10 : 8,85.10 = 4 : 13 4
Ag S GeS
GeO2 + 4HClđ GeCl4 + 2H2O
GeO2 + 2NaOH Na2GeO3 + H2O
0,5
Câu
5
+Cl2
CHO
MgCl +
CHO COOH
COCl
MgCl
COOH
CO2MgCl COOC2H5
+C2H5OH +H2O +CO2
+CH3MgCl
H + ,t o
AlCl3,to NaBH4
D
C E
F
L M
P
2,0
Câu
6
Axit fumaric> axit oxalic> axit maleic
Do axit fumaric có cấu hình trans thuận lợi cho sự tạo mạng lưới tinh thể, axit fumaric có hiệu ứng –C và –I của nhóm COOH làm cho liên kết Hiđro giữa các phân tử lớn
Axit oxalic có hiệu ứng –I của nhóm COOH
Axit maleic có cấu hình cis cản trở sự tạo mạng lưới tinh thể, có liên kết Hiđro nội phân tử làm giảm liên kết giữa các phân tử làm cho nhiệt độ nóng chảy của nó nhỏ nhất
1,0
Axit axetic có kích thước nhỏ, liên kết hiđro giữa các phân tử yếu nên tan tốt nhất(tan vô hạn) Axit fumaric tạo liên kết hiđro giữa các phân tử lớn
1,0
Trang 15là nhỏ nhất(0,7gam) Axit maleic có kích thước phân tử lớn, có 2 nhóm COOH nên tan kém hơn so với axit axetic nhưng do cấu hình cis nên năng lượng mạng lưới nhỏ hơn so với axit fumaric dẫn đến tan trong H2O nhiều hơn so với axit fumaric.(79gam)
Câu
7
Chất E l à (CH3)2C=C(CH3)2
Chầt F là CH3COCH3
Chất B là (CH3)3CCH2CH2Br
Chất Y là (CH3)3CCHClCH3
Chất A là
O
1,0
2
H3C
OH
H3C CH3
H CH3
H+
H3C
OH2
CH3
H CH3
H3C
-H2O
H3C
CH3
H3C
H CH3
H3C
CH3
H3C
CH3 H
-H +
CH3
CH3
H3C
H3C
1,0
Câu
8
a
(X)
H3C CH2 C
H C CH2
H
C C CH3
CH3 CH3 O
(Y)
(Z)
O C CH2 HC C CH3
CH3 CH3 O
H3C CH2 CH O
H3C CH2 CH2OH H3 C CH2 C
O CHO H 3 C CH2 CH2Cl
(H)
HCOOH (K)
H3C CH2 C OH
O
H3C C CH2
O
C
O
CH3
(F)
1,0
Trang 16
OH
HO
3
H
H3C
(1)
(2)
3 H3C
H
1,0
Tên gọi của các đồng phân trên là:
Chất(1): (5E,3S) 3,5-đimetyloct-5-en-2-on
Chất(2): (5E,3R) 3,5-đimetyloct-5-en-2-on
Chất(3): (5Z,3S) 3,5-đimetyloct-5-en-2-on
Chất(4): (5Z,3R) 3,5-đimetyloct-5-en-2-on
Câu
9
1
C H
khÝ
n
n
xC H3 6 = x = 0,1H2
(B) C3H8(k) C3H6(k) + H2(k) Kc = 1,30.10-3
2
3
c
B
n
2 B
3 8
B
2 B
B
0,8.n
V 0,1n
V
- Áp suất toàn phần khi đạt tới cân bằng:
B
B
B
n RT
V
0,75