Hoa 11_CVP Đề thi, đáp án (đề xuất) trại hè hùng vương MỚI Nhất

Trong mỗi trường hợp, hãy sử dụng biến thiên entropy với độ chính xác 2 số sau dấu phẩy làm tiêu chuẩn để xét chiều của quá trình và điều kiện cân bằng của hệ.. Trong phòng thí nghiệm có

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XII

TRƯỜNG THPT CHUYÊN VĨNH PHÚC

TỈNH VĨNH PHÚC

ĐỀ THI ĐỀ XUẤT

ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC

LỚP 11

(Đề này có 03 trang, gồm 08 câu)

Câu 1 Nhiệt – cân bằng hóa học.

1 Tính biến thiên entropy (∆S) trong quá trình đông đặc của benzen dưới áp suất 1atm đối với hai trường hợp sau:

a) Đông đặc ở nhiệt độ +5oC;

b) Đông đặc ở nhiệt độ -5oC;

Cho nhiệt độ đông đặc của benzen là +5oC, entanpy nóng chảy ∆Hnc = 9,916 kJ mol-1, nhiệt dung Cp

(benzen lỏng) = 126,8 J mol-1K-1, Cp (benzen rắn) = 122,6 J mol-1K-1

Trong mỗi trường hợp, hãy sử dụng biến thiên entropy (với độ chính xác 2 số sau dấu phẩy) làm tiêu chuẩn để xét chiều của quá trình và điều kiện cân bằng của hệ

2 Ở 1073K, cân bằng tổng hợp canxi cacbonat theo phương trình:

CaO(kt) + CO2(k) € CaCO3(kt)

Có hằng số cân bằng KP(1073K) = 2,50

Ở 1073K, ta đặt vào bình có thể tích không đổi V = 10,0 lít một lượng no = 0,20 mol CaO và đưa dần vào một lượng n mol CO2 Vẽ đồ thị p(CO2) = f(n) Cho áp suất tiêu chuẩn Po = 1 bar

Câu 2 Dung dich điện li ( chuẩn độ, cân bằng dung dịch).

1 Dung dịch A gồm FeSO4 0,020 M; Fe2(SO4)3 và H2SO4

a) Lấy chính xác 25,00 ml dung dịch A, khử Fe3+ thành Fe2+; chuẩn độ Fe2+ trong hỗn hợp (ở điều kiện thích hợp) hết 11,78 ml K2Cr2O7 0,0180 M Hãy viết phương trình ion của phản ứng chuẩn độ Tính nồng độ M của Fe2(SO4)3 trong dung dịch A

b) Tính nồng độ M của H2SO4 trong dung dịch A, biết dung dịch này có pH = 1,07

c) Ghép cực Pt nhúng trong dung dịch A (qua cầu muối) với cực Ag nhúng trong dung dịch AgNO3

0,0190 M có thêm K2CrO4 cho đến nồng độ 0,0100 M (coi thể tích được giữ nguyên) Hãy cho biết anot, catot và viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt động Tính sức điện động của pin

Cho pKa: HSO4- 1,99; Fe3+( Fe3+ + H2O FeOH2+ + H+) 2,17;

Fe2+( Fe2+ + H2O FeOH+ + H+) 5,69

Chỉ số tích số tan pKs của Ag2CrO4 11,89

2 Trong phòng thí nghiệm có một lọ đựng dung dịch nước của một axit, dự đoán là axit citric vì tên

hóa chất bị nhòe một phần, nhưng vẫn đọc được chính xác giá trị nồng độ (mol/lit) của axit đó Để khẳng định điều dự đoán trên, người ta tiến hành đo pH của dung dịch đó thì thấy [H+] trong dung dịch bằng đúng giá trị nồng độ ghi trên nhãn Bằng phép tính cụ thể, hãy chứng tỏ rằng dung dịch đó là axit citric và cho biết nồng độ của axit

Câu 3 Nitơ – photpho, Cacbon – silic.

Trong những năm gần đây, hợp chất của nguyên tố (nhẹ) X với hiđro đã nhận được sự chú ý lớn vì là nguồn nhiên liệu tiềm năng Hợp chất A (có dạng XYH2) và B (có dạng XH) là các chất có khả năng sinh ra hidro

- Đun nóng A cho hợp chất rắn C và khí D (khí D làm xanh quì tím ẩm)

- Đun nóng một hỗn hợp gồm A và B (có tỉ lệ số mol nA: nB = 1:2) trong điều kiện xúc tác thích hợp, các phản ứng xảy ra theo sơ đồ tổng quát:

2A → C + D; D + B → A + H2; C + B → E + H2 Quá trình trên giải phóng hiđro và làm tổng khối lượng bị mất là 10,256% (không tính đến các hao hụt khác)

- Thủy phân các chất A, C, E đều tạo thành F và D

- G là hợp chất chỉ chứa 2 nguyên tố X và Y Ion G2- đẳng electron với CO2 và có tổng số nguyên tử bằng 4 Phân hủy G cho E và một chất khí không màu I

a) Tìm công thức của A, B, C, D, E, F, G, và I

b) Viết các phương trình hóa học xảy ra.

Câu 4 Hiệu ứng cấu trúc.

1 Đối với mỗi hợp chất có công thức cấu trúc dưới đây chất nào tạo ra được hợp chất điclo thế không phân

cực? Viết công thức cấu tạo của các hợp chất điclo đó ?

2 Hãy cho biết chất nào sau đây có phản ứng ngưng tụ andol và cho biết sản phẩm phản ứng của các chất đó?

3 So sánh tính axit của hiđro linh động trong các hợp chất sau

dịch brom và kali permanganat

a Lập luận và xác định cấu tạo của A.

b Dự đoán trạng thái tồn tại của A ở nhiệt độ thường và tính tan.

c Từ cấu tạo, chứng minh A bền với ánh sáng, kiềm và axit.

Câu 5 Cơ chế hữu cơ.

1

2

Câu 6 Xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ.

1 Cho hợp chất X (C18H18O3) chứa vòng không nhỏ hơn 6 cạnh, khi phản ứng với lượng dư

(i-C3H7O)3Al trong ancol isopropylic tạo ra Y (C18H24O3), còn khi X bị ozon phân/khử hoá hoặc ozon phân/oxi hoá tạo ra cùng một chất Z (C18H18O5) Cho Z phản ứng với NaBH4, sau đó sản phẩm tạo thành được oxi hóa với NaIO4, tạo ra hỗn hợp o-C6H4(CHO)2 và OHC(CH2)5CH(OH)(CH2)2CHO Mặt

khác, khi xử lí X bằng NaH/DMF, thu được X 1 (C18H18O3) Biện luận và vẽ công thức cấu tạo của các

chất X, Y, Z và X 1 Giải thích sự tạo thành X 1 từ X.

2 Cho hợp chất A (C8H10O3) chỉ gồm vòng 5 cạnh tác dụng với m-CPBA, thu được hợp chất B

(C8H10O4); B không cho phản ứng tạo iođofom Đun nóng B với dung dịch NaOH loãng, sau đó axit hóa sản phẩm tạo thành, thu được hợp chất C Cho C tác dụng với HIO4, thu được hai hợp chất D và E

đều không quang hoạt và có cùng công thức phân tử (C4H6O3) Cả D và E đều tác dụng được với dung

dịch NaHCO3 giải phóng CO2, nhưng chỉ có D phản ứng được với AgNO3/NH3 Cho E tác dụng với

I2/NaOH, rồi axit hóa sản phẩm tạo thành, thu được axit axetic Biện luận và vẽ công thức cấu tạo của

các chất A, B, C, D và E

Câu 7 Tổng hợp hữu cơ.

Sau đây là sơ đồ tổng hợp resmethrin – một loại thuốc diệt côn trùng

Biết:

Viết công thức cấu tạo các chất chưa biết và viết 1R,3R- resmethrin biết II chỉ có một loại H

Câu 8 Tổng hợp vô cơ.

Trong điều kiện thường oxit A không phản ứng với kiềm B, nhưng nếu đun nóng dưới áp suất cao với kiềm rắn thì tạo ra muối C Nung nóng nhanh C xẩy ra sự phân hủy nhiệt cho các muối sau:

Quá trình phân hủy nhiệt

(to) C D + E↑ D F + A↑

Thay đổi khối lượng, % -1,47 -20,9

Chất F không bị phân hủy, nhưng khi dung dịch nước của F bị bari hidroxit tác dụng thì tạo ra chất G (F + Ba(OH)2 → G + B) Chất G phân hủy nhiệt tiếp thành H và J; H phản ứng với oxi tạo ra I.

Quá trình phân hủy nhiệt

(to) G H + J↑ H + O 2 I

Thay đổi khối lượng, % -22,3 +10,46

1 Xác định các chất từ A đến I nêu trên.

2 Gọi tên muối C và D.

3 Thiết lập phương trình phản ứng của I với khí J ở hai trường hợp sau:

a) Khi không có chất ẩm; b) khi tác dụng J lên dung dịch của I

……… Hết………

Họ và tên người ra đề Nguyễn Đình Hùng

Số điện thoại: 0916003664

HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HÓA HỌC LỚP: 11

m

1

2,5

điể

m

a) Quá trình hóa rắn của benzen tại nhiệt độ + 5 oC (đúng bằng nhiệt độ hóa rắn) là

quá trịnh thuận nghịch và đẳng nhiệt

∆Hđđ = - ∆Hnc = - 9,916 kJ/mol Biến thiên entropy trong quá trình đông đặc này là:

∆Sbenzen = dd

9916

35,67 278

đđ

H

(J/mol.K) Muốn xét chiều hướng của hệ theo biến thiên entropy, ta phải cô lập hệ, nghĩa là:

∆S hệ cô lập = ∆Sbenzen + ∆Smôi trường

∆Smôi trường = dd

9916

35,67 278

benzen

H

−

(J/mol.K)

∆S hệ cô lập = ∆Sbenzen + ∆Smôi trường = -35,67 + 35,67 = 0 Vậy, quá trình hóa rắn của benzen tại nhiệt độ + 5 oC là thuận nghịch và hệ đạt trạng

thái cân bằng

0,75

b) Giữa benzen chậm đông đặc ở -5 oC và benzen rắn cũng ở -5 oC không có cân bằng

nhiệt động Vì vậy, quá trính đông đặc này là một quá trình không thuận nghịch

Muốn tính biên thiên entropy ∆S của hệ trong quá trình này người ta phải tưởng

tượng ra các quá trình nhỏ thuận nghịch sau:

- Đun nóng thuận nghịch benzen lỏng từ -5 oC lên +5 oC

- Làm đông đặc benzen lỏng ở +5 oC

- Làm lạnh thuận nghịch benzen rắn từ +5 oC xuống -5 oC

Có thể mô tả các quá trình trên theo sơ đồ sau:

C6H6 (l, -5 oC) C6H6 (r, -5 oC)

C6H6 (l, +5 o C) C6H6 (r, +5 o C)

∆ S = ?

∆ S 1

∆ S 2

∆ S3

∆S1 = 6 6

278 , ( ) 268

278

268

C H

dT

∫

∆S2 = -35,67 J/mol.K

∆S3 = 6 6

268 , (r) 278

268

278

C H p

dT

∫

∆Sbenzen = ∆S1 + ∆S2 + ∆S3 = 4,64 – 35,67 - 4,49 = -35,52 J/mol.K

Tương tự, ta tính biên thiên entanpy của chu trình

0,75

n

0,4

0,2

•

•

•

•

• 0.045 0,1 0,2 0,3

∆Hđđ 268 = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3 = C p,C H6 6 (l)

(278-268) + (- 9916)+ C p,C H6 6 (r)

(268-278) = (C p,C H6 6 (l)

-C p,C H6 6 (r)

).10 - 9916 = (126,8-122,6).10 - 9916 = -9874 J/mol

Ta có

∆Smôi trường = dd

9874

36,84 268

benzen

H

−

(J/mol.K)

∆S hệ cô lập = ∆Sbenzen + ∆Smôi trường = -35,52 + 36,84= 1,32 J/mol.K

Kết quả ∆S hệ cô lập > 0 nên đây là quá trình tự diễn biến

( )k 2 ( )k 3 ( )kt

CaO +CO € CaCO

K P =2,5

- Áp suất của CO2 tại cân bằng: 2( )

0, 4 ar 2,5

cb CO

P

K

Vậy tại cân bằng trong bình có V = 10,0 lít; ở 1173K thì số mol CO2 là:

2

( )

0, 4.10 10, 0.10

0, 045 8,314.1073

CO cb

Tóm lại:

Với 0≤ ≤n 0,045 thì P(CO2) = 8,92n bar.

Với 0,045≤ ≤n 0, 245 thì P(CO2)cb = 0,4 bar.

Với n ≥ 0,245 thì P(CO2) = 8,92(n – 0,2) bar

1,0

2 a) Phản ứng c/độ Cr2O

2 7

−

+ 6 Fe2+ + 14 H+ → 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O

CFe2+

= CFeSO4 + 2 CFe2(SO4)3 = 0,02 + 2C1

CFe

2 +

25,00 = 6 (CCr2O

2

7 −

VCr2O

2

7 −

→ 25,00(0,020 + 2C1) = 6(0,0180 11,78)

C1 = 0,01544 M hay C Fe2(SO4)3 = 0,01544 M.

0,5

b) Trong dd A có: Fe2+ 0,020 M; Fe3+ 2C1; H+ (C, M); HSO4

−

(C, M); các cân bằng: 0,5

2 H2O H3O+ + OH- Kw = 10-14 (1)

Fe2+ + 2 H2O FeOH+ + H3O+ Ka1 = 10-5,96 (2)

Fe3+ + 2 H2O FeOH2+ + H3O+ Ka2 = 10-2,17 (3)

HSO4

−

+ H2O SO24

−

+ H3O+ Ka = 10-1,99 (4)

So sánh ta thấy (3) và (4) là chủ yếu và tương đương nhau Áp dụng đ/luật bảo toàn

proton, ta có [H3O+] = C+ [FeOH2+] + [SO24

−

] – 0,06632 (a)

Từ (3) có [FeOH2+] / [Fe3+] = Ka2 / [H3O+] → [FeOH2+] / CFe3+

= Ka2 / Ka2 + [H3O+] = 10-2,17 / (10-2,17 + 10-1,07) → [FeOH2+] = 0,0736 CFe3+

= 0,0736 0,015445 2

T/ tự, từ (4) có [SO24

−

] / [HSO4

−

] = Ka / [H3O+]

→ [SO24 −

] / CHSO4

−

= 10-1,99/ (10-1,99 + 10-1,07) → [SO24 −

] = 0,107 C;

P/ trình (a) trở thành [H3O+] = C + 0,0736 CFe3+

+ 0,107 C (b)

Từ (b) CH2SO4= C = (10-1,07 – 0,0736 0,03089) / 1,107 → C H2SO4= C = 0,128 M

c) EPt = E Fe3+

/ Fe2+

= E0 Fe3+

/ Fe2+

+ 0,0592 lg([Fe3+]/[Fe2+])

Fe3+ + 2 H2O FeOH2+ + H3O+ 10-2,17

C 0,03089

[ ] 0,03089 – x x 10-1,07

x 10-1,07 / (0,03089 – x) = 10-1,07 → x = 0,002273→ [Fe3+] = 0,03089 – 0,002273

= 0,02862 M → [Fe2+] = CFe2+

= 0,020 M (vì Ka1 rất bé)

Vậy: EPt = 0,771 + 0,0592 lg ( 0,0862 / 0,020) = 0,780 V

2 Ag+ + CrO24

−

→ Ag2CrO4↓ 0,019 0,010

- 5 10-4

Ag2CrO4↓ → 2 Ag+ + CrO24

−

Ks = 10-11,89

C 5.10-4

[ ] 2x 5.10-4 + x

( 2x )2 (5.10-4 + x) = 10-11,89 → 4x3 + 2,0.10-3x2 - 10-11,89 = 0 → x = 2,08.10-5

Có: [Ag+] = 2x = 4,96.10-5 M

EAg = E /

o

Ag+ Ag+ 0,0592 lg [Ag+] = 0,799 + 0,0592 lg4,96.10-5 = 0,544 V

Vì EAg < EPt nên cực Ag là anot; cực Pt catot

Phản ứng trong pin: anot 2 Ag + CrO24

−

Ag2CrO4↓ + 2e catot 2x│ Fe3+ + e Fe2+

2 Ag + CrO24 −

+ 2Fe3+ Ag2CrO4↓ + 2 Fe2+

E pin = EPt - EAg = 0,780 – 0544 = 0,236 V

………

2 Cân bằng trong dung dịch:

H3Cit ƒ H+ + H2Cit- Ka1 = 10-3,13 (1)

H2Cit- ƒ H+ + HCit2- Ka2 = 10-4,76 (2) HCit2- ƒ H+ + Cit3- Ka3 = 10-6,40 (3)

H2O ƒ H+ + OH- Kw = 10-14 (4)

Vì Ka1 ≈ Ka2, Ka1 >> Ka3 và vì môi trường axit nên bỏ qua cân bằng (3) và (4)

0,75

0,75

Áp dụng điều kiện proton: [H+] = [H2Cit-] + 2[HCit2-] (5)

Mặt khác theo định luật bảo toàn nồng độ đầu:

Caxit = C = [H3Cit] + [H2Cit-] + [HCit2-] (6)

Theo đề bài, kết hợp với (5) và (6) ta có:

[H2Cit-] + 2[HCit2-] = [H3Cit] + [H2Cit-] + [HCit2-]

→[HCit2-] = [H3Cit] Hay:

a1

K [H Cit ] [H ] [H Cit ]

K [H ]

+

=

→C = [H+] = Ka1×Ka2 = 10-3,945 (M)=1,135.10-4≈1,14.10-4 (M) >> [OH-]

và

a3

[HCit ] [H ] 10

1 K

[HCit2-] >> [Cit3-] Vậy việc bỏ qua (3) và (4) là hợp lý Dung dịch đó là axit citric, có Caxit = C = 1,14.10-4 M

3

a) Ta có: 2A → C + D

D + B → A + H2

C + B → E + H2 ⇒ A + 2B → E + 2H2

1mol 2 mol 2 mol

- Khối lượng hỗn hợp của A và B theo tỉ lệ mol 1: 2 phản ứng sinh ra khí H2 Khối

lượng bị mất 10,4% là khối lượng khí H2

Với A: XYH2 và B : XH

Ta có (MX +MY +2 ) + 2×(MX +1) = 39 ⇒ 3MX +MY = 35

- Đun nóng A cho hợp chất rắn C và khí D Khí D làm quỳ tím ẩm hóa xanh X là

nguyên tố nhẹ ⇒ Y là nguyên tố N (MY = 14) ⇒ MX = 7 ⇒ X là nguyên tố Li

Lưu ý : xác định đúng X là nguyên tố Li được 0,25 đ.

A : LiNH2 B : LiH D : NH3

A + 2B → E + 2H2 ⇒ E: Li3N

2A →to C + D ⇒ 2 LiNH2 →t o C + NH3

⇒ C: Li 2 NH

- Thủy phân E tạo thành F và D ⇒ F: LiOH

- G là hợp chất chỉ chứa 2 nguyên tố X và Y Anion G2- đẳng electron với CO2 và tổng

số nguyên tử bằng 4 ⇒ G: LiN 3

- Phân hủy G cho E và một chất khí không màu I:

LiN3

o

t

→ Li3N + N2 ⇒ I: N 2

b) Phương trình phản ứng

2 LiNH2 →to Li2NH + NH3

(A) (C) (D)

NH3 + LiH → LiNH2 + H2

(D) (B) (A)

Li2NH + LiH → Li3N + H2

(C) (B) (E)

LiNH2 + H2O → LiOH + NH3

(A) (F) (D)

2,5

Li2NH + 2H2O → 2LiOH + NH3

(C) (F) (D)

Li3N + 3H2O → 3LiOH + NH3

(E) (F) (D)

3LiN3

o

t

→ Li3N + 4N2 (G) (E) (I)

4

………

+ a và d có phản ứng ngưng tụ andol, còn b, c không có phản ứng

+ Sản phẩm của phản ứng từ a là :

O

hoac

O

+ sản phẩm phản ứng từ d là:

O

H Ph

………

1,0

0,5

0,5

Cacbanion của (B) chỉ có 1 nhóm cacbonyl nên mật độ điện tích âm được giải tỏa ít nhất làm

cho cacbanion kém bền nhất

Hiệu ứng +C của nhóm N(CH3)2 > OCH3 làm cho mật độ electron của O trong nhóm C=O

bên phải của (A) giàu hơn (D) làm giảm hiệu ứng +C của cacbanion vào C=O bên phải dẫn

đến cacbanion (A) kém bền hơn so với (D)

⇒ Tính axit của hiđro linh động: (C) > (D) > (A) > (B)

………

bất bão hòa là 9 A thơm, bền nhiệt nên dựa trên yếu tố đối xứng có thể cho rằng A gồm hai

vòng benzen nối với nhau bằng hai cầu ete ở vị trí ortho Công thức của A là:

b) A là chất rắn, ít tan trong nước và tan tốt trong dung môi hữu cơ.

c) A tương đối bền khi chiếu sáng bởi hệ thơm không có liên kết nào dễ bị đứt khi chiếu

sáng A có liên kết C sp2 – Cl nên bền vững với kiềm A cũng bền với axit do cặp e trên oxy

đã bị liên hợp với hệ vòng nên khó phản ứng trong axit

0,5

………

2.

1,25

1,25

1.

Hợp chất bari không bay hơi nên H là hợp chất chứa Ba Tìm được phân tử khối của

H qua số oxi cộng vào để thành I: M(n) = 16/ 0,1046 n = 153,11.n Nếu n <1, không

có hợp chất nào chứa bari, còn nếu n >1,5 hợp chất bari cũng không có vì lượng oxi quá cao Vậy, xét khi n=1, khối lượng của anion (không có bari) là 153,11 - 137= 16,11 ≈ 16g/ mol Như vậy, 1 cation Ba2+ ứng với 1 anion O2-và công thức của H là BaO và của I là peroxit bari BaO2 (= Ba+2O22-)

Phân hủy nhiệt G cho BaO (H) và khí chứa oxi (J).

Xác định phân tử khối X của khí J ứng với 1 mol BaO: 0,223 = X/(X+ 153) ; từ đây tìm được X= 0,223 153/ (1- 0,223) ≈ 44 g/mol, tức là J lả CO2 và G là BaCO3

A là oxit không tạo muối với kiềm B, vậy A là CO (từ đó sinh ra BaCO3) và F là

carbonat kim loại kiềm

Xác dịnh phân tử khối của F 0,209 =28/ (Y + 28), từ đây Y= (28/0,209) - 28 ≈ 106

g/mol Do CO2- có PTK là 60 nên cation là Na, tức là F= Na2CO3 và D là Na2C2O4

Suy ra B là NaOH.

Phản ứng của NaOH với CO ở áp suất và nhiệt độ cao cho C (HCOONa) Nhiệt phân

cho khí H2 (E)- mất 1,47% khối lượng và D (Na2C2O4)

1,5

3.

Phản ứng a) xẩy ra không hoàn toàn (BaCO3 bám vào bề mặt của BaO2)

b) là phản ứng điều chế hidroperoxit

0,5

Lưu ý: Các cách giải khác hướng dẫn chấm, nếu đúng cho điểm tối đa theo thang điểm đã định.