Hoa 10 vinh phuc

Khảo sát phản ứng phân hủy NO2 tạo thành NO và O2 ở 100C dưới ảnh hưởng động học và nhiệt động học?. Một cách gần đúng, nếu xem như các đại lượng nhiệt động của phản ứng trên không phụ

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI

TRƯỜNG THPT CHUYÊN VĨNH PHÚC

ĐỀ THI ĐÈ XUẤT

ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC

LỚP 10

(Đề này có03 trang, gồm 08 câu)

Câu 1 (2,5 điểm)

1 Cho 2 nguyên tố X và Y X thuộc chu kì 2, Y thuộc chu kì 4 Trong bảng dưới đây

a Xác định X và Y?

b Tính λ của bức xạ phải dùng để có thể tách được electron thứ nhất ra khỏi nguyên tử Y?

2 Cho các quá trình sau đây:

(1) : He → Li +β− (2) : N → C + β+ (3) : Be → Li + β+

a Quá trình nào có thể tự diễn biến? Vì sao?

b So sánh tốc độ cực đại của hạt sơ cấp ( β-, β+) ở các quá trình có thể tự diễn biến được

Cho : He 6,01889u; Li 6,01512u; N 13,00574u; C 13,00335u;

Be 7,01693u; Li 7, 01600u; m 0, 00055u;1eV 1, 602.10 J.−

Câu 2 (2,5 điểm)

1 Phòng thí nghiệm có mẫu phóng xạ 198Au với cường độ 4,0 mCi/1gam Au Sau 48 giờ người ta cần một dung dịch có độ phóng xạ 0,5 mCi/1gam Au Hãy tính số gam

có t1/2 = 2,7 ngày đêm

2 Khảo sát phản ứng phân hủy NO2 tạo thành NO và O2 ở 100C dưới ảnh hưởng động học và nhiệt động học Bảng sau cho biết tốc độ đầu của phản ứng phụ thuộc vào các

a Xác định bậc của phản ứng và hằng số tốc độ.

b Một cách gần đúng, nếu xem như các đại lượng nhiệt động của phản ứng trên

không phụ thuộc vào nhiệt độ Nhiệt độ nhỏ nhất cần đạt đến để cân bằng dịch

chuyển theo chiều thuận là bao nhiêu? Biết rằng :

205J/mol S

211J/mol;

S 241J/mol;

S

; 90,3kJ/mol ΔH

; 33,2kJ/mol

c Tính áp suất riêng phần cực đại của oxy ở 500K nếu P 1,00 bar

2

NO = và PNO = 0 , 01 bar

và phản ứng xảy ra tự phát theo chiều thuận (các thông số có thể được xem như là độc lập với nhiệt độ)

Câu 3 (2,5 điểm)

Đối với phản ứng C2H5(k) + HBr(k) C2H6 (k) + Br(k)

Thực nghiệm cho biết:

- Phản ứng theo chiều thuận có A = 1,0.109L.moL−1.s−1; Ea = -4,2 kJ.moL−1

- phản ứng theo chiều nghịch có A, = 1,4.1011 L.moL−1.s−1; Ea,= -53,3 kJ.moL−1

(A, A, là thừa số trước luỹ thừa; Ea và Ea,là năng lượng hoạt động hoá trong phương trình Areniuxơ) Các tham số nhiệt động tiêu chuẩn của một số chất có những trị số sau:

∆Hf0(kJ.moL−1

)

S0(J.K−1.moL−1)

(Trong đó ∆Hf0 là biến thiên entanpi hình thành chuẩn, ∆Gf0 là biến thiên năng lượng

Từ các điều kiện trên, hãy tính ∆Hf0, ∆Gf0, S0 tại 298oK của C2H5(k)

Câu 4 (2,5 điểm)

1 Các nguyên tử C, N, O có thể sắp xếp theo ba thứ tự khác nhau để tạo ra ba anion

-a Viết công thức Lewis cho các cách sắp xếp nguyên tử như trên.

b Với cách sắp xếp trên hãy:

i Tìm điện tích hình thức của mỗi nguyên tử

ii Sắp xếp độ bền của ba anion trên Giải thích?

2 Trong số các phân tử sau đây, những phân tử nào có thể tồn tại ở 2 hay nhiều dạng đồng

phân lập thể? Hãy vẽ hình dạng của chúng và chỉ rõ trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm

Câu 5 (2,5 điểm)

pha loãng bằng nước cất thành 100,00 ml dung dịch A

1 Tính pH của dung dịch A.

2 Cần phải thêm bao nhiêu ml dung dịch HCl 0,050 M vào 20,00 ml dung dịch A để

thu được dung dịch có pH =5,00 (metyl đỏ đổi màu)

3 Cần phải thêm bao nhiêu ml dung dịch NaOH 0,10 M vào 25,00 ml dung dịch A để

hỗn hợp thu được có màu đỏ tía của phenolphtalein (pH = 10,00)

3 4

a1(H PO )

pK =2,15; pK a2(H PO )3 4 =7,21; pK a3(H PO )3 4 =12,32.

Câu 6 (2,5 điểm)

1 Thế điện cực của Sb(rắn)/Sb2S3 (rắn)/OH- (lỏng) phụ thuộc vào độ hoạt động của ion OH-

* Viết phản ứng điện cực

* Tính thế điện cực nếu thay đổi độ pH của dung dịch từ 12,0 lên 12,7?

2 Cho E°(Hg22+/Hg) = 0,79V và E°(Hg/Hg2Cl2 (rắn)/Cl- (lỏng)) = 0,27V Tính độ tan

3 Để mạ đồng lên các vật liệu người ta hay dùng dung dịch chứa CuSO4 và H2SO4 Hãy xác định xem đồng có thoát ra hoàn toàn trên catot mà không có sự thoát khí Hidro không: Biết quá thế của oxi trên Pt bằng 0,46V, còn quá thế của Hidro trên Cu bằng 0,23V

0

Cu /Cu

E = 0,34 V; E0O /H O2 2 =1,23 V;

Câu 7 (2,5 điểm)

1 Giải thích tại sao ở điều kiện thường CO2 là chất khí còn SiO2 là chất rắn có nhiệt

độ nóng chảy rất cao ?

2 Giải thích tại sao ion XO- bền hơn các axít HXO tương ứng và độ bền giảm từ ClO

-đến IO-

3 Phân tử HF và phân tử H2O có momen lưỡng cực, phân tử khối gần bằng nhau

hãy giải thích vì sao?

Câu 8 (2,5 điểm)

Điện phân 1,092 gam một oxit của kim loại X trong axit HCl tạo ra khí A màu vàng xanh ở cực dương, muối clorua B có màu tím (muối clorua của X), với khối lượng 1,890 gam (về lí thuyết) trên cực âm (số mol B bằng số mol khí A) Khử hợp chất B

với magiê trong khí CO (dưới 200 áp suất atm) tạo thành 2,772 gam hợp chất phức có

màu vàng C (Mg chiếm 5,195% về khối lượng và C không chứa clo) Xử lí hợp chất

C bằng dung dịch axit HCl tạo thành H2 và các hợp chất D màu xanh lá cây (2,628 gam) Đun nóng D trong khí quyển trơ cho kim loại X Ở nhiệt độ thấp hợp chất D

dime hóa

2 Xác định các hợp chất A-D.

3 Viết các phản ứng của các quá trình biến đổi trên

HẾT

Người thẩm định

Mạc Thị Thanh Hà

Sđt: 0962993311

Người ra đề

Nguyễn Đình Hùng Sđt: 0916 003 664

HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HÓA HỌC, LỚP: LỚP 10 Lưu ý: Các cách giải khác hướng dẫn chấm, nếu đúng cho điểm tối đa theo thang

điểm đã định

1

1.

a I5 (X) và I3(Y) tăng nhiều và đột ngột  X thuộc nhóm IV A , Y thuộc

nhóm IIA X là C; Y là Ca

b.

hc 6,6256.10 J.s.3, 0.10 ms 6, 0223.10 mol

−

c EC = -(I1 + I2 + I3+ I4 + I5 + I6) = -99358 kJ

E C+ = - (I2 + I3+ I4 + I5 + I6) = -98272 kJ

0,5

0,5

0,5

a/ Δm1= 6,01889 - 6,01512 = 3,77.10-3 u

ΔH1= -Δm1 × 932.106 × 1,602.10-19 × 6,022.1023 J.mol-1

= -3,77.10-3 × 932.106 × 1,602.10¯19 × 6,022.1023 J.mol¯1 = -3,39.1011

J.mol¯1

ΔH2 = -Δm2 × 932.106 × 1,602.10-19 × 6,022.1023 J.mol-1

= -1,29.10-5× 932.106× 1,602.10-19 × 6,022.1023 J.mol-1 = -1,16.1011 J.mol

-1

Δm3 = 7,01693 – 7,01600 – 2 0,00055 = -1,7.10-4

ΔH3 = -Δm3 × 932.106 × 1,602.10-19× 6,022.1023 J.mol-1

= -(-1,7.10-4) × 932.106× 1,602.10-19× 6,022.1023 J.mol-1 = 1,53.1010 J.mol-1

ΔH1, ΔH2 << 0; ΔS1, ΔS2 > 0 → ΔG1, ΔG2 << 0 Các quá trình (1) và (2)

tự diễn biến

ΔH3 >> 0, ΔS3 > 0 → ΔG3 >> 0 Quá trình (3) không tự diễn biến

0,5

Δm1 = 3,77.10-3 u > Δm2 = 1,29.10-5 u

Vậy tốc độ cực đại của electron phát sinh ở (1) lớn hơn tốc độ cực đại của

electron phát sinh ở (2)

0,5

2

1.

t = 48 h = 2 ngày đêm

Áp dụng biểu thức tốc độ của phản ứng một chiều bậc một cho phản ứng phóng xạ, ta có:

λ =

2

/

1

t

693

,

0

; Với t1/2 = 2,7 ngày đêm ⇒λ = 0,257 (ngày đêm)-1

Từ pt động học p.ư một chiều bậc nhất, ta có: λ = lnNN

t

1 o

Vậy: NNo = e- λ t = e-0,257 x 2 = 0,598

Như vậy, sau 48 giờ độ phóng xạ của mẫu ban đầu còn là: 0,598 x 4 = 2,392(mCi)

Do đó số gam dung môi trơ cần dùng là: (2,392 : 0,5) – 1,0 = 3,784 (g am ).

1

2 Phản ứng: 2NO2 → 2NO + O2

Tính toán:

V= k.[NO2]x⇒ lgv = lgk + x.lg[NO2]

Áp dụng: lg 5,4.10-5 = lgk + x.lg 0,010 và lg1,38.10-4 = lgk + x.lg0,016

2

v k=

[NO ]

Sử dụng lần lượt các dữ kiện thực nghiệm ta có:

K1 = 5,4.10-5/0,012 = 5,40.10-1

K2 = 7,78.10-5/0,0122 = 5,4.10-1

K3 = 1,06.10-4/0,0142 = 5,41.10-1

K4 = 1,38.10-4/0,0162 = 5,39.10-1

Tóm lại: bậc phản ứng là bậc 2; k = 0,54 L/mol.s

b) Trước hết, ta tính các thông số nhiệt động cơ bản của phản ứng như sau:

0

pu

H

0

pu

S

0

pu

G

Tóm lại: ∆ H0pu = 114,2kJ; 0

pu 145 /

pu G

Một cách gần đúng,về mặt nhiệt động khi phản ứng đạt đến cân bằng thì:

0

pu

⇒ 00

H 114,2.1000( )

J K

∆

Như vậy, điều kiện về nhiệt độ cần để cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận là: T 787,6K≥

pu G

2 NO

2 O 2 NO 0

pu pu

P

P P ln RT G

G = ∆ +

∆

Xét điều kiện cân bằng của hệ ở 500K, ta có:

2 2 O 2 NO 0

pu

pu

P

P P ln RT G

G = ∆ +

0,5

0,5

0,5

⇔ RT 2

2 O 1

P ) 01 , 0 (

44 , 0 e

P

8209 , 0 ) 01 , 0 ln(

500 314 , 8

41700 P

ln

8209 , 0 2

O

2 2

O

=

=

⇒

−

=

−

−

=

⇒

−

Như vậy, điều kiện về áp suất riêng phần của O2 là: P O 2 ≤ 0,44bar.

3

' '

-ΔH

RT

(K là hằng số cân bằng) Mặt khác, K liên hệ với ∆ S r và ∆ H r bởi biểu thức:

'

k

K= = exp( )exp

'

exp( ) =

R A (3) ∆ S 0

r = Rln(A/A’) = 8,3145J.K -1 mol -1 ln(1,0.10 9 /1,4.10 11 )

= - 41,1 J.mol -1 (4)

Theo định lí nhiệt của Nerst:

∆ S 0

r = S 0 (C 2 H 6(k) ) + S 0 (Br (k) ) - S 0 (C 2 H 5(k) ) - S 0 (HBr (k) ) (5)

S 0 (C 2 H 5(k) ) = 240,0 J.K -1 mol -1

Biến thiên entanpi của phản ứng là hiệu giữa các năng lượng hoạt động hoá của

phản ứng nghịch và thuận (lấy dấu ngược lại theo quy ước của nhiệt động học):

∆ H r0 =- (E’ a - E a ) = -57,5KJ/mol

(6)

Theo quy tắc về entanpi hình thành ta có:

∆ H 0

r = ∆ H f0(C 2 H 6(k) ) + ∆ H f0(Br (k) ) - ∆ H f0(C 2 H 5(k) ) - ∆ H f0(HBr (k) ) (7)

f (C 2 H 5(k) ) = 121,2 kJ/mol.

Áp dụng công thức: ∆ G f0 = ∆ H f0 - T ∆ S f0

Ta được: ∆ G f0(C 2 H 5(k) ) = 148,3 kJ/mol.

2,5

a

Viết công thức Lewis cho Ba anion CNO - , CON - và NCO

-b

i

Điện tích hình thức của mỗi nguyên tử.

1 +1 1 -1 +2 -2 0 0 -1

ii

Ion NCO - bền nhất vì điện tích hình thức nhỏ nhất.

Ion CON - kém bền nhất vì điện tích hình thức lớn nhất.

1

1,5

5 1

3 4

H PO

0,50.20

100 0,10 (M); Na PO 3 4

0,40.37,5

100 0,15 (M).

3 4

Na PO

3 4

H PO

C → phản ứng xảy ra như sau:

H 3 PO 4 + PO „ 3-4 HPO + 2-4 H PO K2 -4 1 = K a1 K = 10-1a3 10,17 0,1 0,15

0 0,05 0,1 0,1

H PO + 2 -4 PO „ 23-4 HPO K2-4 2 = K a2 K = 10-1a3 5,11

0,1 0,05 0,1

0,05 0 0,2

Dung dịch A thu được là hệ đệm gồm: H PO 0,05 M và 2 -4 HPO 0,2 M 2-4 → có thể tính

pH A gần đúng theo biểu thức: pH A = pK a2 + 2-4

-2 4

HPO

H PO

C lg

C = 7,81.

1,0

2 pH = 5,00 ≈ 2 4 a1 a2

(NaH PO )

pH

2

+

2-4

-2 4

H PO :

2-4

-2 4

H PO

→ VHCl = 0,2.20 =

1,0

3 Tương tự 2 4 a3 a2

(Na HPO )

pH

2

+

-2 4

H PO tạo

2-4

HPO :

-2 4

2-4

→ VNaOH = 0,056.25 =

0,5

-1,3M

E12,7 – E12,0 = RTln 101,32 0,041V

F 10

−

0,5

2

E° = –0,52 V

K = be(Hg22+) [be(Cl–)]2 = exp(–40,50) = 2,58×10–18

Đặt x = be(Hg22+), thì be(Cl–) = 2x Do vậy, K = x(2x)2 = 4x3

Giải phương trình theo x này tìm được : x = (K/4)1/3 = 8.6 × 10–7

S = x = 8,6×10–7 mol·kg–1 Vậy độ tan của Hg2Cl2 trong nước ở 250C là:

8,6×10 –7 mol/kg

1,0

thế phân cực

E =1,23 -0,34 = 0,89V

0,89 + 0,46 =1,35V

Khi đó thế phân cực bằng 1,23 V

Quá thế xuất hiện trong trường hợp này bằng 0,23 + 0,46 = 0,69V

hiệu thể không vượt quá 1,6V thì có thể giải phóng hoàn toàn Cu mà không có

1,0

7 làm bền bởi các liên kết π p-p tạo với các nguyên tử oxi, do vậy phân tử CO 2 tồn

tại độc lập, lực tương tác giữa các phân tử chỉ là lực tương tác yếu nên ở điều kiện

thường là chất khí.

do không được làm bền bởi liên kết π p-p Mặt khác do khả năng tạo liên kết π p-d

từ cặp electron của oxi vào obital d trống của Si khá mạnh đã làm bền hơn trạng

kết với 4 nguyên tử oxi khác

từ ClO - đến IO -

0,5

3 * Giải thích:

Mỗi phân tử F chỉ tạo được 2 liên kết hiđro với 2 phân tử HF khác ở hai bên

tạo thành chuỗi một chiều, giữa các chuỗi đó liên kết với nhau bằng lực Van der

Waals yếu Vì vậy khi đun nóng đến nhiệt độ không cao lắm thì lực Van der Waals

giữa các chuỗi đã bị phá vỡ, đồng thời một phần liên kết hiđro cũng bị phá vỡ nên

xảy ra hiện tượng nóng chảy

Mỗi phân tử H-O-H có thể tạo được 4 liên kết hiđro với 4 phân tử

gian 3 chiều Muốn làm nóng chảy nước đá cần phải phá vỡ mạng

lưới không gian 3 chiều với số lượng liên kết hiđro nhiều hơn so

với ở HF rắn do đó đòi hởi nhiệt độ cao hơn

1,0

8 1 Màu vàng-xanh là khí clo

* Vì số phân tử muối clorua B bằng số phân tử khí clo nên có thể kết luận

rằng trạng thái oxy hóa kim loại trong muối clorua thấp hơn so với trong oxit

là 2 Phương trình hóa học của phản ứng

M M

(2M + 16n)

1, 092

1,89 = [M + 35,5(n-2)]

thỏa mãn Vậy M là Vanadi (V)

* Phương trình phản ứng :

* Bề mặt của Vanadi có một lớp màng thụ động hóa dày, do đó Vanadi có

tính bền vững khi tương tác

1,0

2 A: V2O5; B: VCl3; C: Mg[V(CO)6]; D: V(CO)6 0,5

3 V2O5 + 10 HCl = 2VCl3 + 2Cl2 + 5H2O,

Mg[V(CO)6]2 + 2HCl = 2V(CO)6 + MgCl2 + H2,

1,0

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

điểm đã định