cấu tạo chất nhiệt động học đề thi olympic hóa học

Tổng hợp các bài tập hóa học chuyên đề cấu tạo chất và nhiệt động học, giúp ôn thi học sinh giỏi quốc gia và kì thi olympic khu vực và quốc tế Tài liệu có hơn 100 trang tổng hợp các bài tập hay và khó Nguồn: Sưu tầm và tổng hợp từ internet

CHUYấN BI TP CU TO CHT V NHIT NG HC TRONG THI OLYMPIC HểA HC VIT NAM V OLYMPIC HểA HC QUC T Ngun: Su tm A PHN CU TO CHT: I OLYMPIC HểA HC VIT NAM: OLYMPIC HểA HC SINH VIấN TON QUểC 2003: 1) Trỡnh by cu to ca phõn t CO theo phng phỏp VB v phng phỏp MO (v gin nng lng) Cho ZC = 6; ZO = 2) So sỏnh nng lng ion húa gia cỏc nguyờn t C v O, gia phõn t CO vi nguyờn t O 3) Mụ t s to thnh liờn kt cỏc phc cht Ni(CO) v Fe(CO)5 theo phng phỏp VB v cho bit cu trỳc hỡnh hc ca chỳng Cho bit ZFe = 26, ZNi = 28 BI GII: 1) Theo phng phỏp VB thỡ phõn t CO cú cu to: C O Hai liờn kt c hỡnh thnh bng cỏch ghộp chung cỏc electron c thõn v mt liờn kt cho nhn MO: (KK): s2 s2* x2 = y2 z2 2) I1(C) < I1(O) vỡ in tớch hiu dng vi electron húa tr tng t C n O I1(CO) > I1(O): vỡ nng lng ca electron z ca CO thp hn nng lng ca electron húa tr oxy 3) OLYMPIC HểA HC SINH VIấN TON QUểC 2005 (Bng A): Lý thuyt lng t d oỏn c s tn ti ca obitan ng ng vi s lng t ph l = (g l kớ hiu ca s lng t ph n = 4) 1) Hóy cho bit s electron ti a m phõn lp ng cú th cú 2) D oỏn sau phõn mc nng lng no thỡ n phõn mc ng 3) Nguyờn t cú electron u tiờn phõn mc ng ny thuc nguyờn t cú s th t Z bng bao nhiờu? BI GII: 1) Phõn mc nng lng ng ng vi gớa tr l = s cú 2l + obitan nguyờn t, ngha l cú 2.4+1= obitan nguyờn t Mi obitan nguyờn t cú ti a 2e Vy phõn mc nng lng ng cú ti a 18e 2) Phõn mc nng lng ng xut hin cu hỡnh electron nguyờn t l 5g bi vỡ s lng t chớnh n = thỡ lp electron ny cú ti a l phõn mc nng lng ng vi l = (s); l =1 (p); l = (d); l = (f) v l = (g) Theo quy tc Klechkowski thỡ phõn mc 5g cú tng s n + l = Phõn mc ny phi nm sỏt sau phõn mc 8s 3) (Rn)7s25f146d107p68s25g1 Z = 121 OLYMPIC HểA HC SINH VIấN TON QUểC 2005 (Bng A) 1) Hóy cho bit cu hỡnh hỡnh hc ca phõn t v ion di õy, ng thi sp xp cỏc gúc liờn kt chỳng theo chiu gim dn Gii thớch a) NO2; NO2+; NO2- b) NH3; NF3 2) So sỏnh momen lng cc gia hai phõn t NH3 v NF3 Gii thớch 3) Thc nghờm xỏc nh c mome lng cc ca phõn t H 2O l 1,85D, gúc liờn kt HOH l 104,5o, di liờn kt O H l 0,0957 nm Tớnh ion ca liờn kt O H phõn t oxy (b qua momen to cỏc cp electron húa tr khụng tham gia liờn kt ca oxy) Cho bit s th t Z ca cỏc nguyờn t: 7(N); 8(O); 9(F); 16(S) -30 1D = 3,33.10 C.m BI GII: 1) gii thớch cõu ny ta cú th dựng thuyt VSEPR hoc thuyt lai húa (hoc kt hp c hai) a) N N O ON O O sp2 O sp (1) v (3): hỡnh gp khỳc (2) : thng Gúc liờn kt gim theo th t sau: (2) (1) (3) (2) khụng cú lc y electron húa tr ca N khụng tham gia liờn kt, (1) cú mt electron húa tr ca N khụng liờn kt dy lm gúc ONO hp li ụi chỳt (3) gúc liờn kt gim nhiu hn cú electron khụng liờn kt ca N y b) O sp N H N H H F sp3 sp3 F F Gúc liờn kt gim theo chiu HNH - FNF vỡ õm in ca F ln hn ca H l in tớch lch v phớa F nhiu hn lc y kộm hn à(NH3) > à(NF3) Gii thớch: N N H H H F F F NH3 chiu ca cỏc momen liờn kt v ca cp electron ca N cựng hng nờn momen tng cng ca phõn t ln khỏc vi NF3 (hỡnh v) 3) à1 H O à2 H ca phõn t bng tng cỏc momen ca hai liờn kt (O H): T ú s dng cỏc h thc lng tam giỏc ta tớnh c momen ca liờn kt O H l: 1,51D Gi thit ion ca liờn kt O H l 100% ta cú: 0,0957.109 1,6.1019 à1(lt) = = 4,60D 3,33.10 30 Ta d dng suy ion ca liờn kt O H l 32,8% OLYMPIC HểA HC SINH VIấN TON QUểC 2005 (Bng A): Silic cú cu trỳc tinh th ging kim cng vi thụng s mng a = 0,534nm Tớnh bỏn kớnh nguyờn t -3 -1 cng húa tr ca silic v lng riờng (g.cm ) ca nú Cho bit MSi = 28,086g.mol Kim cng cú c u trỳc lp phng tõm mt (din), ngoi cũn cú nguyờn t nm hc (site) t din ca ụ mng c s BI GII: D=a2 D a = 2rSi = rSi = a = 0,118nm S nguyờn t Si mt ụ mng c s: 8.(1/8) + 6(1/2) + = -3 Vy ta tớnh c lng riờng ca Si l: 2,33g.cm OLYMPIC HểA HC SINH VIấN TON QUểC 2005 (Bng B): Hóy d oỏn s nguyờn t ca chu k nu nú c in y cỏc ụ nguyờn t Vit c u hỡnh electron nguyờn t c a nguyờn t cú Z = 107 v 117 v cho bit chỳng c xp vo nhng phõn nhúm no bng tun hon? BI GII: Nguyờn t 14u 10tiờn ca chu k l 7s v kt thỳc 7p 7s 5f 6d 7p : 32 nguyờn t chu k Z = 107: [Rn]5f146d57s2: Nhúm VIIB Z = 117: [Rn]5f146d107s27p5: Nhúm VIIA OLYMPIC HểA HC SINH VIấN TON QUểC 2005 (Bng B): nh sỏng nhỡn thy cú phõn hy c Br 2(k) thnh cỏc nguyờn t khụng Bit rng nng lng phỏ v liờn kt gia hai nguyờn t l 190kJ.mol -1 Ti hi Br2 cú mu? -34 -1 23 -1 Bit h = 6,63.10 J.s; c = 3.10 m.s ; NA = 6,022.10 mol BI GII: E = h(c/).NA = 6,3.10-7m nm vựng cỏc tia sỏng nhỡn thy nờn phõn hy c v cú mu: OLYMPIC HểA HC SINH VIấN TON QUểC 2005 (Bng B): 1) Cú cỏc phõn t XH3: a) Hóy cho bit cu hỡnh hỡnh hc ca cỏc phõn t PH3 v AsH3 b) So sỏnh gúc liờn kt HXH gia hai phõn t trờn v gii thớch 2) Xột cỏc phõn t POX3 a) Cỏc phõn t POF3 v POCl3 cú cu hỡnh hỡnh hc nh th no? b) Gúc liờn kt XPX phõn t no ln hn? 3) Nhng phõn t no sau õy cú momen lng cc ln hn 0? BF3; NH3; SiF4; SiHCl3; SF2; O3 Cho bit: ZP = 15; ZAs = 33; ZO = 8; ZF = 9; ZCl = 17; ZB = 5; ZN = 7; ZSi = 14; ZS = 16 BI GII: gii thớch cõu ny ta cú th dựng thuyt VSEPR hoc thuyt lai húa (hoc kt hp c hai) 2 2 6 10 1) P: 1s 2s 2p 3s 3p ; As: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p P v As u cú 5e húa tr v ó tham gia liờn kt 3e XH3 X H H H sp3 Hỡnh thỏp tam giỏc Gúc HPH > HasH vỡ õm in ca nguyờn t trung tõm P ln hn so vi ca As nờn lc y mnh hn 2) O X X P n = +1 = (sp3): hỡnh t din Gúc FPF < ClPCl vỡ Cl cú õm in nh hn flo l gim lc y X 3) H F F N sp Cl Si Cl F S F sp3 sp Cl O F O sp2 O F F Si B F F F F F sp sp3 cht u tiờn cú cu to bt i xng nờn cú momen lng cc ln hn THI CHN HC SINH GII QUC GIA VIT NAM NM 2002 (Bng A): Li u phỏp phúng x c ng dng rng rói cha ung th C s ca liu phỏp ú l s bin i ht nhõn 27Co 59 + 0n X? (1) 60 X? 28Ni + ; h = 1,25 MeV (2) (a) Hóy hon thnh phng trỡnh ca s bin i ht nhõn trờn v nờu rừ nh lut no c ỏp dng hon th nh phng trỡnh (b) Hóy cho bit im khỏc gia phn ng ht nhõn vi phn ng oxi hoỏ-kh (ly thớ d t phn ng (2) v phn ng Co + Cl2 CoCl2) 2 6 Cú cu hỡnh electron 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (1) (a) Dựng kớ hiu ụ lng t biu din cu hỡnh electron (1) (b) Cu hỡnh electron (1) l cu hỡnh electron ca nguyờn t hay ion ? Ti ? (c) Cho bit tớnh cht hoỏ hc c trng ca ion hay nguyờn t ng vi cu hỡnh electron (1), hóy vit mt phng trỡnh phn ng minh Bit En = -13,6 Z (n: s lng t chớnh, Z: s n v in tớch ht nhõn) n2 (a) Tớnh nng lng 1e trng lc mt ht nhõn ca mi h N6+, C5+, O7+ (b) Qui lut liờn h gia En vi Z tớnh c trờn phn ỏnh mi liờn h no gia ht nhõn vi electron cỏc h ú ? (c) Tr s nng lng tớnh c cú quan h vi nng lng ion hoỏ ca mi h trờn hay khụng ? Tớnh nng lng ion hoỏ ca mi h p dng thuyt lai hoỏ gii thớch kt qu ca thc nghim xỏc nh c BeH2, CO2 u l phõn t thng BI GII: (a) nh lut bo ton vt cht núi chung, nh lut bo ton s v bo ton in tớch núi riờng, c ỏp dng: in tớch : 27 + = 27; S : 59 + = 60 X 27Co60 59 60 27Co + 0n1 27Co S : 60 = 60; in tớch : 27 = 28 + x x = Vậy có 1e0 27Co60 28Ni60 + -1e; hv = 1,25MeV (b) im khỏc Phn ng ht nhõn : xy ti ht nhõn, tc l s bin i ht nhõn thnh nguyờn t mi Vớ d (b) trờn Phn ng hoỏ hc (oxi hoỏ - kh) : xy v electron nờn ch bin i dng n cht, hp 2+ cht Vớ d : Co + Cl2 Co + 2Cl CoCl2 Cht dựng phn ng h t nhõn cú th l n cht hay hp ch t, th ng dựng hp cht Ch t dựng phn ng oxi hoỏ - kh, ph thuc vo cu hi m phi ch rừ n cht hay hp cht Nng lng kốm theo phn ng ht nhõn ln hn hn so vi nng lng kốm theo phn ng hoỏ hc thụng thng (a) Dựng ụ lng t biu din cu hỡnh : (b) (1) l cu hỡnh e ca nguyờn t vỡ cu hỡnh d bỏn bóo ho nờn thuc kim lo i chuyn tip (theo HTTH cỏc nguyờn t) Thuc kim loi chuyn tip thỡ ion khụng th l anion; nờu l cation, s e = 24 thỡ Z cú th l 25, 26, 27 Khụng cú cu hỡnh cation no ng vi cỏc s liu ny Vy Z ch cú th l 24 10 2+ 10 (Nguyờn t Ga cú cu hỡnh [ar] 3d 4s 4p , ion Ga cú cu hỡnh [ar] 3d 4s bn nờn khụng th cn c vo lp ngoi cựng 4s suy nguyờn t) (c) Z = 24 nguyờn t Cr, Kim loi (chuyn tip) Dng n cht cú tớnh kh Cr + 2HCl CrCl2 + H2 (a) Theo u bi, n phi bng nờn ta tớnh E1 Do ú cụng thc l E1 = 13,6 Z2 (ev) (2) 5+ 5+ Z = C : (E1) C = 13,6 x = 489,6 eV 6+ 6+ Z = N : (E1) N = 13,6 x = 666,4 eV 7+ 7+ Z = O : (E1) O = 13,6 x = 870,4 eV (b) Quy lut liờn h E1vi Z : Z cng tng E1 cng õm (cng thp) Qui lut ny phn ỏnh tỏc dng lc hỳt ht nhõn ti e c xột: Z cng ln lc hỳt cng mnh nng lng cng thp h cng 7+ bn, bn nht l O (c) Tr nng lng ú cú liờn h vi nng lng ion hoỏ, c th: C5+ : I6 = (E1, C5+) = + 489, eV 6+ 6+ N : I7 = (E1, N ) = + 666, eV 7+ 7+ O : I8 = (E1, O ) = + 870,4 eV Th t theo tr s Z: Phõn t th ng cú nguyờn t c gii thớch v hỡnh dng : Nguyờn t trung tõm cú lai hoỏ sp (l lai hoỏ thng) BeH2, cu hỡnh electron ca nguyờn t : H 1s1; Be : 1s22s2 Vy Be l nguyờn t trung tõm cú lai hoỏ sp: lai hoỏ sp obitan lai hoỏ sp cựng trờn trc Z, mi obitan ó xen ph vi obitan 1s ca H to liờn kt Vy BeH2 HBeH (2 obitan p thun khit ca Be khụng tham gia liờn kt) 2 2 CO2, cu hỡnh electron : C 1s 2s 2p ; O 1s 2s 2p Vy C l nguyờn t trung tõm lai húa sp lai hoỏ sp obitan lai hoỏ sp ca C xen ph vi obitan p z ca O to liờn kt obitan p thun khit ca C xen ph vi obitan nguyờn cht tng ng ca oxi to liờn kt (xx ; y y) nờn liờn kt ny mt phng vuụng gúc vi v u cha liờn kt Vậy CO2 : O= C = O Ghi chú: Yờu cu phi trỡnh by rừ nh trờn vỡ cỏc liờn kt , CO2 (chú ý: phi núi rừ cú s tng ng obitan gia C vi O : xx; y y) THI CHN HC SINH GII QUC GIA VIT NAM NM 2003 (Bng A): Nhụm clorua ho tan vo mt s dung mụi hoc bay hi nhit khụng quỏ cao thỡ tn ti d ng dime (Al2Cl6) nhit cao (700 C) dime b phõn li thnh monome (AlCl3) Vit cụng thc cu to Lewis ca phõn t dime v monome; Cho bit kiu lai hoỏ ca nguyờn t nhụm, kiu liờn kt mi phõn t ; Mụ t cu trỳc hỡnh hc ca cỏc phõn t ú Phn t HF v phõn t H2O cú momen lng cc, phõn t gn bng (HF 1,91 Debye, H2O 1,84 Debye, MHF 20, MH O 18); nhng nhit núng chy ca hidroflorua l 0 83 C thp hn nhiu so vi nhit núng chy ca nc ỏ l C, hóy gii thớch vỡ sao? BI GII: * Vit cụng thc cu to Lewis ca phõn t dime v monome Nhụm cú s phi trớ c trng l v Phự hp vi quy tc bỏt t, cu to Lewis ca phõn t dime v monome: Monome Cl Al Cl Cl Cl Al ; dime Cl Cl Cl Al Cl Cl * Kiu lai hoỏ ca nguyờn t nhụm : Trong AlCl3 l sp vỡ Al cú cp electron hoỏ tr; Trong Al2Cl6 l sp vỡ Al cú cp electron hoỏ tr Liờn kt mi phõn t: AlCl3 cú liờn kt cng hoỏ tr cú cc gia nguyờn t Al vi nguyờn t Cl Al2Cl6: Mi nguyờn t Al to liờn kt cng hoỏ tr vi nguyờn t Cl v liờn kt cho nhn vi nguyờn t Cl (Al: nguyờn t nhn; Cl nguyờn t cho) Trong nguyờn t Cl cú nguyờn t Cl cú liờn kt, liờn kt cng hoỏ tr thụng thng v liờn kt cho nhn * Cu trỳc hỡnh hc: Phõn t AlCl3: nguyờn t Al lai hoỏ kiu sp (tam giỏc phng) nờn phõn t cú cu trỳc tam giỏc phng, u, nguyờn t Al tõm cũn nguyờn t Cl nh ca tam giỏc Cl 120 0 120 Al Cl Cl 120 Phõn t Al2Cl6: cu trỳc t din ghộp vi Mi nguyờn t Al l tõm ca mt t din, mi nguyờn t Cl l nh ca t din Cú nguyờn t Cl l nh chung ca t din Al O Cl O O O O O O * Phõn t H-F M = 20 = 1,91 Debye ; H-O-H M = 18 = 1,84 Debye cú th to liờn kt hidro H O cú th to liờn kt hidro H F * Nhit núng chy ca cỏc cht rn vi cỏc mng li phõn t (nỳt li l cỏc phõn t) ph thuc vo cỏc yu t: - Khi lng phõn t cng ln thỡ nhit núng chy cng cao - Lc hỳt gia cỏc phõn t cng mnh thỡ nhit núng chy cng cao Lc hỳt gia cỏc phõn t gm: lc liờn kt hidro, lc liờn kt Van der Waals (lc nh hng, lc khuch tỏn) *Nhn xột: HF v H2O cú momen l ng cc x p x nhau, phõn t kh i gn bng v u cú liờn kt hidro khỏ bn, ỏng l hai cht rn ú phi cú nhit núng chy xp x nhau, HF cú nhit núng ch y phi cao hn ca nc (vỡ HF momen lng cc ln hn, phõn t ln hn, liờn kt hidro bn hn) Tuy nhiờn, thc t cho thy Tnc (H2O) = C > Tnc(HF) = 83 C * Gii thớch: Mi phõn t H-F ch to c liờn kt hidro vi phõn t HF khỏc hai bờn H-F H F H-F Trong HF rn cỏc phõn t H-F liờn kt vi nh liờn kt hidro to thnh chui mt chiu, gia cỏc chui ú liờn kt v i bng l c Van der Waals yu Vỡ vy un núng n nhit khụng cao lm thỡ l c Van der Waals gia cỏc chui ó b phỏ v, ng thi mi phn liờn kt hidro cng b phỏ v nờn xy hin tng núng chy Mi phõn t H-O-H cú th to c liờn kt hidro vi phõn t H2O khỏc nm nh c a t din Trong n c ỏ mi phõn t H2O liờn kt vi phõn t H2O khỏc to thnh mng li khụng gian chiu Mun lm núng ch y n c ỏ cn phi phỏ v mng li khụng gian chiu vi s lng liờn kt hidro nhiu hn so vi HF rn ú ũi hi nhit cao hn THI CHN HC SINH GII QUC GIA VIT NAM NM 2004 (Bng A): - 2+ Trong s cỏc phõn t v ion: CH2Br2, F , CH2O, Ca , H3As, (C2 H5 )2O , phõn t v ion no cú th to liờn kt hidro vi phõn t nc? Hóy gii thớch v vit s mụ t s hỡnh thnh liờn kt ú a) U238 t phõn ró liờn tc thnh mt ng v bn ca chỡ Tng cng cú ht c phúng qỳa trỡnh ú Hóy gii thớch v vit phng trỡnh phn ng chung ca quỏ trỡnh ny b) Uran cú cu hỡnh electron [Rn]5f 6d 7s Nguyờn t ny cú bao nhiờu electron c thõn? Cú th cú mc oxi hoỏ cao nht l bao nhiờu? Trong nguyờn t hoc ion dng tng ng cú t electron tr lờn, electron chuyn ng trng lc c to t ht nhõn nguyờn t v cỏc electron khỏc Do ú mi trng thỏi ca m t cu hỡnh electron cú mt tr s nng lng Vi nguyờn t Bo (s n v in tớch ht nhõn Z = 5) trng thỏi c bn cú s liu nh sau: Cu hỡnh electron 1s1 1s2 1s22s1 Nng lng (theo eV) -340,000 -600,848 -637,874 Cu hỡnh electron 1s22s2 1s22s22p1 Nng lng (theo eV) - 660,025 - 669,800 Trong ú: eV l n v nng lng; du - biu th nng lng tớnh c electron cũn chu lc hỳt ht nhõn a) Hóy trỡnh by chi tit v kt qa tớnh cỏc tr s nng lng ion hoỏ cú th cú ca nguyờn t Bo theo eV dựng d kin cho bng trờn b) Hóy nờu ni dung v gii thớch qui lut liờn h gia cỏc nng lng ion hoỏ ú 1 Nng lng liờn kt ca N-N bng 163 kJ.mol , ca NN bng 945 kJ.mol T nguyờn t N cú th to phõn t N4 t din u hoc phõn t N2 thụng thng Trng hp no thun li hn? Hóy gii thớch BI GII: 2+ 1/ Cỏc vi ht CH2Br2, Ca , H3As khụng cú nguyờn t õm in mnh nờn khụng th to liờn kt hidro vi phõn t nc Cỏc vi ht F , CH2O, (C2 H5 )2O cú nguyờn t õm in mnh nờn cú th to liờn kt hidro vi phõn t nc: H H OC2H5 F H O H O O H CO H C2H5 H H Theo nh lut bo ton lng: x = 2/ a) U238 t phúng x to ng v bn x 92Pb cựng vi ba loi ht c bn: , o o -1 v o 238 ì = 206 Vy cú 206 82Pb [BrCl] = 0,061M; [Br2] = [Cl2] = 0,34M OLYMPIC HểA HC O 2005: 6,0 mol hydro c un núng iu kin ng tớch Khớ c nộn li t ỏp sut 100kPa 0,0oC n ỏp sut gp 2,5 ln ỏp sut ban u Nhit dung mol ng tớch ca hydro l CV = 20,56J/mol.K Tớnh nhit sau nộn Tớnh s thay i entropy ca qỳa trỡnh ny Tớnh nhit dung mol ng ỏp ca qỳa trỡnh ny 1,0L argon c lm lnh ng ỏp t iu kin thng xung nhit thp hn 50K so vi iu ki n ban u Tớnh nhit thoỏt lm lnh khớ Tớnh th tớch cui cựng ca qỳa trỡnh lm lnh Tớnh bin thiờn ni nng ca qỳa trỡnh Bõy gi chỳng ta kho sỏt phn ng sau: CH3CHO(l) + ẵ O2(k) CH3COOH(l) Tớnh nhit phn ng 20oC S dng cỏc d kin sau: H2(g) + ẵ O2(g) H2O(l) (1) H = -286.2 kJ (2) C(s) + H2(g) + O2(g) CH3COOH(l) H = -486.0 kJ (3) C(s) + H2(g) C2H2(g) H = +229.6 kJ C2H2(g) + H2O(l) CH3CHO(l) (4) H = -138.1 kJ Nng lng t ca phn ng chuyn hoỏ t borneol (C10H17OH) thnh isoborneol pha khớ ti 503K l +9,4 kJ/mol Lỳc u ta cú mt hn hp gm 0,15mol borneol v 0,30mol isoborneol v un núng nú n 503K S dng tớnh toỏn cho bit chiu chuyn dch cõn bng ca phn ng xỏc nh s ph thuc ca nhit vo ỏp sut hi ca n propanol thỡ t thc nghim ta thu c cỏc kt qa sau õy: T (K) 313 333 353 373 P (kPa) 6.69 19.60 50.13 112.32 d) V th v da vo ú tớnh entanpy ca s húa hi e) Nhit sụi ca n propanol 101,3mbar o f) ỏp sut no thỡ n propanol sụi 45 C? BI GII: Nhit cui cựng sau nộn: p = 100 250 const = T 273 T 273 = 682.5 T = 410C T = 250 ì 100 S thay i entropy: S = n CV ln T2 T1 = 20.56 ln 682.5 273 S = 113 J/K Nhit dung riờng ng ỏp Cp = Cv + R = 28,9J/mol.K Lng nhit thoỏt ra: q = n CP T Th tớch cui: 0.001 pV 101300 nV = = 4.46 10 = 1.0 V =RconstT 8.314 =273.15 T 223 273 10 2.5 J q = 4.46 8.314 50 = 46.4 V = 0.82 L d) Ni nng ca phn ng: U = q + p V d) U = 46.4 +101325 0.18 10 = 27.9 J Nhit phn ng cú th tớnh c t phng trỡnh: Hp = H(2) H(4) H(3) H(1) H = -486 + 138.1 -229.6 + 286.2 = - 291.3 kJ G776 = +9.4 kJ K = e 9400 8.314776 = 0.233 Q = 0.30 = 0.15 Q > K Cõn bng chuyn dch v bờn trỏi a) 5.0 4.0 lnp 3.0 2.0 1.0 2.7 2.8 2.9 4.72 3.91 HV = R (2.83 2.68) 10 3.0 3.1 -3 1/Tã10 HV = 44.9 kJ b) Da vo gin ta thy: ln101.3 = 4.62 T = 370.4 K T = 2.7 10 T = 97C c) Da vo gin ta thy: lnp = 2.15 p = 8.6 kPa 45C = 318 K T = 3.14 10 OLYMPIC HểA HC C 2001: Cho phn ng sau: Ho = -92,3kJ 2H2(k) + 2Cl2(k) 4HCl(k) Mnh no sau õy l sai: b) Gớa tr Ho s bng 92,3kJ nu HCl sinh dng lng c) Bn liờn kt HCl mnh hn bn liờn kt hai phõn t H2 v Cl2 o d) Nu phn ng xy theo chiu nghch thỡ gớa tr ca H s bng +92,3kJ o e) Giỏ tr H s bng 23,1kJ nu phn ng sinh mol HCl(k) f) Cỏc cht phn ng u vo trng thỏi bn vng nht BI GII: Cõu a OLYMPIC HểA HC C 2001: Tớnh nhit ca phn ng sau: FeO(r) + Fe2O3(r) Fe3O4(r) Cho bit cỏc thụng tin sau: o 2Fe(r) + O2(k) 2FeO(r) H = -544,0kJ 4Fe(r) + 3O2(k) 2Fe2O3(r) Ho = -1648,4kJ o Fe3O4(r) 3Fe(r) + 2O2(k) H = +1118,4kJ 3) 1074,0kJ 4) 422,6kJ 5) 22,2kJ 6) +249,8kJ 7) +2214,6kJ BI GII: Cõu c OLYMPIC HểA HC C 2002: Photpho triclorua v photpho pentaclorua l nhng húa cht hay s dng cụng nghip ch to cỏc hp cht c photpho Ta cú th iu ch hai hp cht ny t photpho trng bng cỏc phng trỡnh sau: o H = -1280kJ P4(r) + 6Cl2(k) 4PCl3(l) o H = -1774kJ P4(r) + 10Cl2(k) 4PCl5(r) Nh vy entanpy ca phn ng PCl3(l) + Cl2(k) PCl5(r) l bao nhiờu: a) 123,5 b) 494 c) 763,5 d) +123,5 e) 3054 BI GII: Cõu a OLYMPIC HểA HC C 2003: Ta xột cõn bng sau: 2NO(k) + O2(k) 2NO2(k) Ho = -113kJ.mol-1 Lý no sau õy lm thay i t l NO2/NO? a) Thờm O2(k) b) Thờm cht xỳc tỏc c) Tng ỏp sut d) Tng nhit e) Tt c u sai BI GII: Cõu d OLYMPIC HểA HC C 2003: N2(k) + O2(k) 2NO(k) K1 2NO(k) + O2(k) 2NO2(k) K2 K3 NO(k) + NO2(k) N2O3(k) Tớnh K ca phn ng sau: 2N2O3(k) N2(k) + 3O2(k) da vo cỏc hng s K1, K2, K3 a) K1K2K3 b) 1/K1K2K3 2 c) K1 K2K3 d) 1/K1K22K32 2 e) 1/K1 K2K3 BI GII: Cõu e OLYMPIC HểA HC C 2004: Cho bin thiờn entanpy ca cỏc phn ng sau: o -1 H = 92kJ.mol 2NH3(k) N2(k) + 3H2(k) o -1 H = -484kJ.mol 2H2(k) + O2(k) 2H2O(k) Tớnh bin thiờn entanpy ca phn ng: 2N2 + 6H2O 3O2(k) + 4NH3(k) -1 d) 576kJ.mol e) 392kJ.mol-1 -1 f) 392kJ.mol g) 1268kJ.mol-1 -1 h) 1636kJ.mol BI GII: Cõu d OLYMPIC HểA HC C 2004: Mt mu photpho pentaclorua t mt bỡnh kớn Trong iu kin ú photpho pentaclorua t phõn hy theo cõn bng: PCl5 PCl3(k) + Cl2(k) Khi hn hp vo trng thỏi cõn bng thỡ ta thờm mt lng nh heli ( ỏp sut v nhit khụng i) vo v hn hp li quay tr v trng thỏi cõn bng Mnh no sau õy mụ t tt nht mi liờn h gia cõn bng th hai vi cõn bng th nht? a) Cõn bng th hai cng ging nh cõn bng th nht bi vỡ heli nh hn bt k phõn t no khỏc cú mt phn ng v khụng gõy c nh hng ỏng k lờn phn ng b) Cõn bng th hai cng ging nh cõn bng th nht bi vỡ heli khụng h phn ng vi bt k cht no bỡnh kớnh c) Cõn bng th hai dch chuyn theo chiu dng v cú nhiu PCl3 hn d) Cõn bng th hai dch chuyn theo chiu dng v cú nhiu PCl5 hn e) Cha th kt lun gỡ BI GII: Cõu c OLYMPIC HểA HC O 1999: A p sut hi bóo ho ca hn hp: 20oC, ỏp sut hi ca etyl etanoat tinh khit l 9706Pa v ca etyl propanoat l 3693Pa Do tớnh cht ging nhau, hn hp hai cht ny cú tớnh cht lý tng Tớnh ỏp sut hi ca hn hp gm 25g etyl etanoat v 50g etyl propanoat 20oC B Nhit húa hc: iu kin chun, entanpy phn ng v entropy ca cỏc cht cú gớa tr nh sau: o 2NH3 + 3N2O = 4N2 + 3H2O H 298 = -1011kJ (1) Ho298 = -317kJ (2) N2O + 3H2 = N2H4 + H2O Ho298 = -143kJ (3) 2NH3 + 0,5O2 = N2H4 + H2O Ho298 = -286kJ (4) H2 + 0,5O2 = H2O o o S 298(N2H4) = 240J/mol.K; S 298(H2O) = 66,6J/mol.K o o S 298(N2) = 191J/mol.K; S 298(O2) = 205J/mol.K o o a) Tớnh entanpy to thnh H 298, S 298 ca N2H4; N2O v NH3 b) Vit phng trỡnh phn ng chỏy ca hidrazin to thnh nc v nit o c) Tớnh nhit phn ng chỏy ng ỏp ny 298K v tớnh G 298 v hng s cõn bng K d) Nu hn hp ban u gm mol NH3 v 0,5 mol O2 thỡ nhit phn ng (3) th tớch khụng i l bao nhiờu? BI GII: A p sut hi bóo ho ca hn hp: M(EtAc) = 88,11g/mol; M(Etpr) = 102,1g/mol n(EtAc) = 0,284mol; n(Etpr) = 0,490mol; n = 0,774mol x(EtAc) = 0,367; x(Etpr) = 0,633 P(EtAc) = 3562Pa; P(Etpr) = 2338Pa Pg = 59hPa B Nhit húa hc: a) (1) + 3(2) + (3) (4) 4N2 + 8H2 4N2H4 Phn ng trờn cú: Ho298 = 203kJ Phn ng N2 + 2H2 N2oH4 cú Ho298 = 203kJ/4mol = 50,8kJ/mol T (2) ta suy H 298 (N2O) = 81,8kJ/mol T (3) ta suy Ho298 (NH3) = -45,6kJ/mol N2H4 + O2 = N2 + H2O Hoo298 = -623kJ S o298 = -121J/K G 298 = -587kJ K = e-G/RT = 10103 H = U + pV = U + nRT = -139kJ OLYMPIC HểA HC BUGARI 1999 (Vũng II) o 20 C, ho tan vo dung dch NaOH 0,16g/L mt lng iot phn ng:: 2NaOH + I2 NaI + NaOI +H2O tin hnh n cựng a) Tớnh pH ca dung dch cui cựng b) Tớnh ỏp sut thm thu ca dung dch ny c) dõng cao (tớnh bng cm) ca dung dch bỡnh o thm thu l bao nhiờu? d) Vỡ HOI l axit yu ú HI l mt nhng axit mnh nht? -11 D kin: Ka(HOI) = 2.10 ; R = 8,314; lng riờng ca dung dch l 1g/mL: 1cm ct nc ng vi 98,07Pa BI GII: + + a) 2Na + 2OH + I2 2Na + -4 I + IO + + H2O Co(Na ) = 0,016/40 = 4.10 M + -4 Co(I ) = Co(IO ) = 0,5Co(Na ) = 2.10 M IO + H2O HIO + HO C(IO ) = Co(IO - C(HIO); C(HIO) = C(OH ) HIO H+ + IO[IO ][H + ] = 2.1011 ; OH = K W K = + ] [H ] 2.1014 [H + ]2 1.1014 [H + ]2.1025 = [H + ]= 6,53.1011 M ; pH =10,185 + a [HIO] [ b) = CRT vi C = Co(Na ) + C (I ) + C(IO-) + C(OH-) + -4o C(HIO) C(OH ) = C(HIO) = 1,53.10 M C(IO-) = 2.10-4 - 1,53.10-4 = 0,47.10-4M C = 9,53.10-4M = CRT = 2321,5Pa c) h = /98,07 = 23,67cm d) õm in ca iot nh hn ca oxy v phõn cc ca liờn kt H - O HOI rt nh OLYMPIC HểA HC ITALY 1999: M: 293K phn ng sau õy t xy ra: NH3(k) + HCl(k) = NH4Cl(r) + Q Ta cú th núi rng: 4) Kh nng ny l entropy 5) Phn ng t xy mi nhit 6) Kh nng ny l entanpy 7) Entropy v entanpy cựng du: BI GII: Cõu d OLYMPIC HểA HC ITALY 1999: Khi hi ngng t ta luụn luụn cú: Gim entropy ca h v tng entropy ca mụi trng Tng entropy ca h v gim entropy ca mụi trng Gim entropy ca h v ca mụi trng Entropy ca h v ca mụi trng u khụng i BI GII: Cõu a OLYMPIC HểA HC ITALY 1999: -3 o -1 o Nu hng s cõn bng ca phn ng cú gớa tr l 4,16.10 25 C v 2,13.10 100 C thỡ cú th núi r ng phn ng l: Phỏt nhit Thu nhit Thu nhit ch ỏp sut tng Phỏt nhit ch th tớch tng BI GII: Cõu b OLYMPIC HểA HC ITALY 1999: Cú phõn t CH3Cl(k), CH3OH(k), CH4(k) P = 101325Pa Th t tng entropy mol chun l: So(CH4) < So(CH3OH) < So(CH3Cl) So(CH4) < So(CH3Cl) < So(CH3OH) o o o S (CH3Cl) < S (CH3OH) < S (CH4) o o o S (CH3Cl) < S (CH4) < S (CH3OH) BI GII: Cõu b OLYMPIC HểA HC UCRAINA 1999 (Lp 10): Hm nhit H3PO4(dd) H2PO4-(dd) HPO42-(dd) PO43-(dd) H+ + OH-= H2O(l) ng (298K) o H (kJ/mol) -1288 -1269 -1292 -1277 -56 o S (J/mol.K) 158 90 -33 -220 81 o o Tớnh H v G ca phn ng trung ho tng nc H3PO4 bng kim: OH- + HnPO4n-3 = Hn-1PO4n-4 + H2O o T nhng d kin bng trờn, tớnh cỏc hng s in ly ca H3PO4 25 C Tớnh th tớch ca nhng dung dch 0,1M ca axit v kim m trn chỳng thỡ thnh 25mL dung dch v nhit phỏt l 90J BI GII: o o + o o - a) H v S ca H u bng 0: H (H2O) - H (OH ) = 56kJ/mol o o 3-n o o H n = H - H o 3-n+1 o o 56;S = S 3-n o -S 4-n + 81 o G = H - TS T ú ta tớnh c: o H = -64kJ/mol; Ho2 = -52kJ/mol; o o S = 13J/mol.K; So2 = -42J/mol.K; o G o = -68kJ/mol Go2 = -39,5kJ/mol o H = -41kJ/mol; S = -106J/mol.K; G = -9,5kJ/mol b) Ta cú: Go(H2O) = 80kJ/mol + o o o -3 H3PO4 = H + H2PO4 ; G a = G - G nc = 12kJ/mol; K1 = 7,9.10 + 2o -8 H3PO4 = 2H + HPO4 ; G b = 40,5kJ/mol; K2 = 8,0.10 + 3o -11 H3PO4 = 3H + PO4 ; G c = 70,5kJ/mol; K3 = 4,4.10 c) * Hn hp hai mui axit (n/OH = 0,1V2 ; n(H3PO4) = 0,1V1) 64.0,1V1 + (0,1V2 0,1V1).52 = 0,09; V1 + V2 = 0,025 4V2 = 0,06; V2 = 0,015L; V1 = 0,01L * Hn hp mui axit v mui thng: V1 = 0,0071L; V2 = 0,0175L OLYMPIC HểA HC UCRAINA 1999 (Lp 11): o Hng s phõn b ca axit benzoic HA h nc/benzen 10 C l K = [HA]w/[HA]B = -5 0,700 Hng s phõn ly ca HA l Ka = 6,20.10 HA b dime húa mt phn benzen trng thỏi cõn bng 200mL lp nc cha 0,0429g HA v 200mL lp benzen cha 0,145g HA Vit cụng thc tớnh nng cõn bng ca [H+] lp nc Tớnh nng cỏc phõn t (k c H+) lp nc Tớnh nng cỏc phõn t v hng s dime húa (KD) lp benzen Nng cỏc dng ca HA thay i nh th no pH tng? Gii thớch vỡ cú s dime húa HA BI GII: [ A K + ] + [OH ] = [H ] a) w K A C wo (K A + H + ) + [H + ]= [ ] K [ + ] + [H ] (K A Cwo + K w )[H + ].K w K A = A + H CoN = 1,76.10-3M CoB = 5,94.10-3M o [H+] ++ K[H+] KC =0 -4 N [H ] = 3,00.10 ; pH = 3,52 -4 -3 [A ] = 3,01.10 ; [HA] = 1,46.10 ; [OH ] = 3,33.10 11 -3 c) [HA]B = [HA]N/K = 2,09.10 o -3 {[HA]2}B = (C B [HA]n).0,5 = 1,93.10 b) KD = 442 d) Lp nc: [A ] tng; lp benzen [HA], {[HA]2}gim e) O H O O H O : Liờn kt hydro OLYMPIC HểA HC C 1999 (Vũng 2): a) Nitrosyl clorua l mt cht rt c, un núng s phõn hy thnh nit monoxit v clo Cỏc s liu nhit ng hc cho bng: NOCl NO Cl2 o H f(298)(kJ/mol) 51,71 90,25 o S 298 (J/mol.K) 264 211 223 CP (J/mol.K) 44,7 29,8 33,9 b) Bn hóy tớnh KP i vi phn ng nhit 298K Bn hóy tớnh kt qa bng n v atm v Pa c) Bn hóy tớnh gn ỳng Kp nhit 475K (ngha l khụng s dng CP) bng cỏch ỏp dng phng trỡnh Vant Hoff v s ph thuc ca nhng hng s cõn bng vo nhit Bn hóy nờu rừ nhng iu kin no thỡ vic tớnh toỏn nh vy l cú ý ngha d) Bn hóy cho bit i lng CP cung cp thụng tin v gỡ? Cỏc gớa tr CP ca nitrosyl clorua v ca nit monoxit khỏc bit nhiu Hóy lý gii iu ú e) Bn hóy kim tra xem liu nhng iu kin bin i i vi vic tớnh toỏn phn c) cú c tho hay khụng? Bn hóy tớnh chớnh xỏc Kp i vi nhit 475K v so sỏnh vi kt qa cõu c) o f) nhit -33,5 C, ngi ta cho 2,00g nitrosyl clorua vo mt bỡnh chõn khụng cú th tớch V = 2,00L khụng thay i mi nhit Bn hóy tớnh ỏp sut bỡnh 298K (bng Pa v atm) (i) Bn hóy tớnh ỏp sut bỡnh 600K m khụng k n s phõn hu nhit (ii) (iii) Bn hóy tớnh ỏp sut bỡnh 600K cú tớnh n s phõn hy nhit (KP(600K) = 28,1.103Pa) i vi cỏc tớnh toỏn ca mỡnh hóy s dng cỏc lng mol sau (g/mol): N = 14,01; O = 16,01; Cl = 35,45 Hng s khớ R = 8,314J/mol.K BI GII: a) 2NOCl 2NO + Cl2 b) Hng s cõn bng nhit ng lc hc c tớnh theo phng trỡnh: K = e-G/RT Vi G = H - TS = 42214 (J/mol) Thay vo phng trỡnh trờn ta c:K= KP = 3,98.10-8atm = 4,04.10-3Pa c) i vi trng hp gn ỳng Phng trỡnh Vant Hoff cú dng: K P ( T1 ) H 1 = ln K (T ) R T T P -3 a cỏc s liu vo ta c: KP = 4,32.10 atm = 437Pa S tớnh toỏn gn ỳng ny rt cú ý ngha, nu cỏc nhit c xem xột, H v S gn nh bng (iu ú cú ngha l cỏc nhit c xột CP ca cỏc cht tham gia phn ng gn nh bng 0) d) CP l nhit dung mol Mt cỏch trc quan thỡ gớa tr CP.1K cho bit lng nhit cn phi cung cp cho 1mol cht nghiờn cu cho nhit ca nú tng thờm 1K Nhit cao hn l chuyn ng ca cỏc phõn t gõy Nhng i vi cỏc phõn t nhiu nguyờn t thỡ nhit lng cung cp khụng ch c chuyn húa thnh nng lng chuyn ng ca cỏc phõn t m cng cũn thnh nng lng quay v nng lng dao ng Hai dng nng lng ny khụng h gúp phn vo vic lm tng nhit khỏc vi cỏc cht khớ hai nguyờn t, i vi cỏc cht khớ gp khỳc ba nguyờnh t cũn cú thờm chuyn ng dao ng Chuyn ng dao ng ny hp th thờm nng lng m khụng th gúp phn lm tng nng lng ca chuyn ng Vỡ vy nhit dung ca NOCl ln hn NO (Khụng ngh ti vic gii thớch bng cỏc bc t dao ng) e) Kim tra cỏc iu kin biờn ca phn c) CP = 4,1J/mol.K H(475) = H(298) +CP(475 298) H(475) - H(298) = 726J/mol t hn 1% so vi H(298)=77080J/mol Tớnh tng t cho S ta thu c S(475) - S(298) = 1,91J/mol.K, nh hn 1,7% so vi S(298) = 117J/mol.K Tớnh chớnh xỏc cỏc kt qa ta thu c: H(475) = 77806J/mol S(475) = 118,9J/mol.K G(475) = 21329J/mol KP = 4,51.10-3atm Ch khỏc bit chỳt ớt so vi c) f) (i) p sut c tớnh theo phng trỡnh khớ lý tng pV = nRT Khi lng mol ca nitrosyl clorua lag 65,46g/mol, nh vy lng nitrosyl clorua mu l 2,00/65,46mol p = 37,8.10 Pa = 0,374atm (ii) Tng t nh cõu trờn ta cng tớnh c: p = 76,2.10 Pa = 0,752atm õy cn phi lu ý n qỳa trỡnh phõn hy: 2NOCl 2NO + Cl2 Ban u: 2/65,46mol 0mol 0mol Cõn bng: (2/65,46-2x)mol 2xmol xmol p sut chung cõn bng bng tng cỏc ỏp sut riờng phn: =p p chung +p ( NOCl ) +p (NO) (nNOCl + nNO +nCl )R.600 = (Cl2 ) 0,00200 Lỳc cõn bng ta cú: = 2x.R.600 pNO pCl = 0,00200 x.R.600 0,00200 2x).R.600 65,46 NOCl 0,00200 a tt c vo phng trỡnh KP: P 0,281.105.0,00200 PNO2 Cl KP = x x =0 PNOCl2 8,314.600 65,46 Gii phng trỡnh trờn ta thu c nghim gn ỳng x = 0,00824 T ú suy ra: n(NO) = 0,01648mol n(Cl2) = 0,00824mol n(NOCl) = 0,01407mol nchung = 0,03879mol pchung = 96,8.10 Pa = 0,955atm OLYMPIC HểA HC C 1999 (Vũng 3): i vi qỳa trỡnh ng phõn húa xiclopropan thnh propen ta cú H = -32,9kJ/mol Bn hóy b sung vo bng sau: Cht H i vi qỳa trỡnh t chỏy hon ton Entanpy hỡnh thnh chun Hf tớnh bng kJ/mol tớnh bng kJ/mol C(than chỡ) -394,1 H2 -286,3 Xiclopropan -2094,4 Propen Tt c cỏc s liu u ỏp dng cho 25oC v 1013hPa: BI GII: p = (2 +4,5O2 t chỏy +4,5O2 Da vo s trờn ta tớnh c H (t chỏy propen) = -2061,5kJ/mol Ta cng cú s sau: 3C + 3H2 + 4,5O Hf ca than chỡ v H2 l 0kJ/mol Ta cú s sau: + 4,5O2 ng C3H6(xiclopropan) 3CO2 + 3H2O phõn húa C3H6(propen) Hỡnh thnh t chỏy 3CO2 + 3H2O C3H6(xiclopropan) Da vo s trờn ta tớnh c Hf (xiclopropan) = 53,2kJ/mol Phộp tớnh tng t i vi propen cho kt qa:Hf(propen)=20,3kJ/mol OLYMPIC HểA HC C 1999 (Vũng 3): Khi lc iot vi nc v heptan ta c mt cõn bng phõn b: I2(nc) I2(heptan) Vi hng s cõn bng: Kd = C(I2(heptan))/C(I2(nc)) Nhng iot ho tan rt ớt nc v vic xỏc nh nng rt khụng chớnh xỏc Th nhng nu ngi ta cho thờm iodua vo thũ s cú cõn bng sau õy: I2(aq) + I-(aq) I3-(aq) Vi hng s cõn bng: [I ] K= [I ]3[I ]-1 K = 724,0M Bng cỏch ny cú th ho tan c nc nhiu iot hn v s xỏc nh nng iot chớnh xỏc hn Trong mt bỡnh ong cú dung tớch 250,0mL, ngi ta ho tan 4,033g KI v khong 1g iot; sau ú ngi ta cho thờm nc vo bỡnh n 250,0mL v a cựng vi 100,0mL heptan vo mt phu chi t, l c liờn tc cho n t cõn bng sau ú phu chit c nhỳng vo mt mỏy iu nhit cho n cỏc lp (pha) hon ton tỏch Tip theo ú, cỏc mu ca tng l p mt c chun bng dung dch natri thiosunfat 0,0100M Qua ú thu c cỏc gớa tr trung bỡnh sau õy: 20,00mL ca lp heptan cn 18,15mL dung dch Natri thiosunfat 10,00mL ca lp heptan cn 16,88mL dung dch Natri thiosunfat Vit v cõn bng phng trỡnh phn ng chun Bn hóy tớnh nng iot heptan Bn hóy tớnh nng tng quỏt ca iot lp nc v t ú suy C(I2(nc)) Bn hóy xỏc nh h s phõn b Kd BI GII: 22a) 2S2O3 + I2 2I + S4O6 2-5 b) Trong lp heptan n(S2O3 ) = 18,15.10 mol Tng ng vi lng cht ny l 18,15.10-5/2mol I2 20,00mL heptan C(I2(heptan)) = 4,5375.10-3M 2-5 c) Trong lp nc: n(S2O3 ) = 16,88.10 mol -5 n(I2 tng quỏt) = 8,44.10 mol 10,00mL C(I2(tng quỏt)) = 8,44.10-3M Gi [I2(aq)] = x; [I3 (aq )] =y v [I (aq)] = z Vỡ rng: I2(aq) + I-(aq) I3-(aq) Cho nờn: x + y = C(I2(ton b)) (1) y + z = C(I (ton b)) (2) C(I (ton b)) = 0,09718M Khi ú ta cú h ba phng trỡnh: x + y = 8,44.10-3 y + z = 97,18.10-3 y/x.z = 724,0 T ba phng trỡnh ú ta rỳt c x = C(I2(nc)) = 1,292.10-4M y = 8,311.10-3M v z = 88,87.10-3M d) Kd = 35,1 OLYMPIC HểA HC C 1999 (Vũng 3): Cho thờm mt l ng d axit clohydric loóng vo mt dung dch loóng cha 0,00210 mol KOH Trong phn ng xy cú mt lng nhit-117,3J c gii phúng a) Bn hóy tớnh nhit phn ng i vi quỏ trỡnh t phõn ly ca nc Thớ nghim c lp li vi dung dch amoniac Ngi ta cho vo 200cm dung dch amoniac (C=0,0100M) mt lng d axit HCl loóng Qua ú gii phúng -83,4J b) Bn hóy tớnh nhit phn ng cho qỳa trỡnh NH3(aq) + H2O NH4+(aq) + OH-(aq) ú gi thit rng ton b mu th amoniac tn ti di dng NH3 + c) Bn hóy tớnh nhit phn ng i vi qỳa trỡnh: NH3(aq) + H2 O NH4 (aq) + OH (aq) -5 ú lu ý rng thớ nghim trờn mt phn amoniac ó t phõn ly, Kb = 1,77.10 M BI GII: + a) i vi phn ng OH + H3O 2H2O H = -117,3/0,00210 = -55,9kJ/mol Nh vy i vi qỳa trỡnh t phõn ly ca n c ta cú nhit phn ng l +55,9kJ/mol b) Nhit lng o c thớ nghim ph thuc vo hai qỳa trỡnh: + NH3 + H2O NH4 + OH H = x1 (1) + OH + H3O 2H2O H = -55,9kJ/mol (2) -3 Phn ng ca 0,200L.0,00100M = 2,00.10 mol NH3 gii phúng -83,4J, phn ng ca mt mol NH3 s gii phúng -83,4/(2,00.10-3) = -41,7kJ/mol Khi ú: c) õy cn phi xut phỏt t ch l ó cú mt phn - NH3 b phõn ly v ch cú phn cũn li mi tỏc dng theo phng trỡnh (1), ú lng OH tỏc dng theo (2) l ging nh trờn [ Tớnh phn ó t phõn ly: NH 4+ ] [NH 4+ ]2 [ ] 1,77.10 + Theo (1) ta cú: Kb = [NH ][NH 4+ ] = 0,00100 NH + -4 Phng trỡnh bc hai hỡnh thnh s cho kt qa: [NH4 ] = 4,12.10 M -4 ú chớnh l phn 4,12.10 /0,00100 = 0,0412 ó tn ti di dng NH4+, ú mt phn l 0,9588 tn ti di dng NH3 Nu ỏp dng nhng suy lun nh phn b ta s thu c: x2.0,9588 - 55,9 = -49,7 x2 = 14,8kJ/mol OLYMPIC HểA HC C 1999 (Vũng 4): Cho cỏc s liu sau õy i vi phn ng loi hidro ca etan: o G 900K = 22,39kJ/mol o S 900K(H2) = 163,0J/mol.K So900K(etan) = 319,7J/mol.K o S 900K(eten) = 291,7J/mol.K 1) Hóy vit phng trỡnh phn ng loi hydro 2) Hóy tớnh KP ca phn ng 900K bng n v hPa o 3) Xỏc nh nhit hydro húa eten ti 627 C 4) Ti trng thỏi cõn bng, bỡnh phn ng cú ỏp sut tng hp l 2atm.Tớnh KC v KX o 5) Hn hp phn ng s cú thnh phn (% th tớch) nh thờ no nu ngi ta dn etan ti 627 C qua mt cht xỳc tỏc kh hydro? p sut tng hp ti trng thỏi cõn bng l 1013hPa 6) o o Tớnh KP ti 600K vi gi thit l khong t 600K n 900K thỡ H v S khụng thay i 7) Gii thớch ngn gn s khỏc ca cỏc gớa tr KP tớnh c cõu v cõu BI GII: 1) 2) C2H6 C2H4 + H2 n K = e-G/RT; KP = K.po Vi n = v P = 1013hPa ta tớnh c KP = 50,8hPa 3) C2H4 + H2 C2H6 Go = -22,39kJ.mol-1 o i vi phn ngo ny thỡoS = -135J/mol.K o -1 Khi ú H = G + TS = -143,9kJ.mol 4) Nu tớnh giỏ tr ca P bng Pascal, ca T bng Kelvin thỡ V s phi tớnh bng -1 -1 -4 m : Nh ta ó bit KC = K-2P(RT) = 6,79.10 mol/m = 6,79.10 M KX = KP/ptp = 2,5.10 cho n gin, ngi ta xut phỏt t mol lng cht ban u C2H6 C2H4 C2H6 + H2 Lng cht ni trc ú: 0 ni trng thỏi cõn bng: 1-x x x x P x P x P p sut riờng phn: 1+ 1+ x x 1+ x tp x2 = Khi cõn bng: K P x a cỏc i lng vo phng trỡnh ta cú x = 0,22 %H2 = %C2H4 = 18% %C2H6 = 64% o -1 -1 -3 lnKP(600K) = lnKP(900K) (H /R)(600 900 ) = 3,4.10 hPa Phn ng kh hydro thu nhit, vỡ vy KP gim h nhit Hoc ngc li, nhit tng, cõn bng chuyn dch v phớa tiờu th nhit P [...]... không có khả năng tạo liên k ết hóa học Ngày nay nhận thức trên đã thay đổi, hầu hết các sách giáo khoa hóa học đã mô tả một số hợp chất có chứa krypton và xenon đã cô lập được a) Dùng thuyết liên kết hóa trị (VB), dự đoán hình học phân tử có thể có của XeF2 v à XeF4 b) Số oxy hóa của Xe trong mỗi hợp chất trên là bao nhiêu? Ta dự đoán chúng phản ứng như một chất oxy hóa hay chất khử? c) Heli được biết... thái oxy hóa: C 2O 3: Cấu trúc đúng: 2+ ; N O S O C N Cấu trúc không đúng (phải thêm điện tích hình thức): N O S O C N 4: S (b): tam giác phẳng C (b): tam giác phẳng N (a): tháp tam giác 5: N O S O N O C S N O N O SC + C N O N III BÀI TẬP CHUẨN BỊ CHO CÁC KỲ THI OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ: OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 1998: Các khí hiếm đã t ừng được nghĩ là hoàn toàn trơ và hoàn toàn không có khả năng tạo liên... có số đơn vị cấu trúc là 1 1 x8 + x6 = 4 Vậy khối lượng riêng của tinh thể đó là: 8 2 4(55,8 + 16) 3 ( ) −7 3 6,022.1023 = 5,91(g / cm ) d = 0,432.10 ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA VIỆT NAM NĂM 2005 (Bảng A): 1 2 3 6 Các vi hạt có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng: 3s , 3s , 3p , 3p là nguyên tố hay ion? Tại sao? Hãy dẫn ra một phản ứng hoá học (nếu có) để minh họa tính chất hóa học đặc trưng... làm lạnh qúa nhanh (đột ngột) thì các nguyên tử cacbon được phân tán trong mạ ng sắt-? Chất rắ n mới này - được gọi là martensite - r ất cứng và giòn Dù hơi bị biến dạng, cấu tạo tinh thể của chất rắn này là giống như cấu tạo tinh thể của sắt-? (bcc) 2) Giả thi t rằng các nguyên tử cacbon được phân bố đều trong cấu trúc của sắt a) Ước tính hàm lượng nguyên tử cacbon trong một tế bào đơn vị (ô mạng... hình học tuyến tính (thẳng) được ưu đãi hơn XeF4 có 6 đôi electron trên Xe, nên cấu tạo dựa trên cấu hình tám mặt (bát diện) Trong hai khả năng F F F Xe F F F Xe F F Cấu tạo phẳng làm giảm tối đa lực đẩy giữa các đôi electron không liên kết và được ưu tiên hơn b) F luôn có số oxy hóa là -1 Vì vậy các số oxy hóa tương ứng của Xe là +2 (XeF 2) và +4 (XeF4) Các tiểu phân này là những tác nhân oxy hóa rất... nhất để tạo dication bền với He Na+ đã có lớp vỏ ngoài cùng bão hoà, nên rất khó xảy ra qúa trình Na+ → Na2+ Vì vậy khả năng để na tạo dication với He là ít nhất OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 1998: Heli là nguyên tố duy nhấ t trong bả ng tuầ n hoàn tìm thấy được trong một vật thể ngoài trái đất (hào quang mặt trời) trước khi cô lập được trong phòng thí nghiệm Ta biết được nhiều tính chất lí học và hóa học của... không bền, khó tồn tại c) Vi hạt có Z > 18 Đây là ion dương: + Z = 19 Đây là K , chất oxi hoá rất yếu, chỉ bị khử duới tác dụng của dòng điện (điện phân KCl hoặc KOH nóng chảy) 2+ Z = 20 Đây là Ca , chất oxi hoá yếu, chỉ bị khử duới tác dụng của dòng điện (điện phân CaCl2 nóng chảy) II OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ: OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 1996: Nă m 1908 Rutherford, cùng với H Geiger đo tốc độ bức xạ hạt... bảng tuần hoàn) là thích hợp nhất để cũng tạo được một di-cation bền vững với He? Nguyên tố nào ngay sát nguyên tố Z là khó có thể tạo được di-cation như trên? BÀI GIẢI: a) F F Xe F F Xe F F XeF2 có 5 đôi electron trên Xe, vậy cấu tạo sẽ dựa trên cấu hình electron lưỡng tháp tam giác Trong 3 khả năng sau: F F Xe F F Xe F Xe F cấu tạo th ẳng hàng làm giảm đến tối thi u lực đẩy giữa các cặp electron không... 14,6ph là N3 = No – N1 – N2 = 790 nguyên tử OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 2005: 1 Vẽ công thức Lewis của mỗi phân tử sau: a) N2 b) NH3 c) O3 d) SO3 2 Vẽ công thức Lewis của cacbon monoxit và xác định điện tích hình thức, trạng thái oxy hóa của cacbon và oxy trong cacbon monoxit Thioure – S, S – dioxit có khung cấu tạo như sau: H O N S O H C N H H Viết công thức Lewis cho Thioure – S, S – dioxit với điện tích hình... dạng thù hình và các dạng tinh thể khác nhau Từ nhiệt độ phòng đế n 1185K, sắt có cấu tạo tinh thể dạng lập phương tâm khối (bcc) quen gọi là sắt-? Từ 1185K đến 1667K sắt kim loại có cấu tạo mạng l ập phương tâm diện (fcc) và được gọi là sắt-? Trên 1167K và cho tớ i điểm nóng chả y sắt chuyể n về dạng cấu tạo lập phương tâm khối (bcc) tương tự sắt-? Cấu trúc sau cùng (pha cuối) còn được gọi là sắt-?