Đề và đáp án Hóa đại cương 2

ĐỀ THI MƠN HĨA HỌC ĐẠI CƯƠNG II Đối tượng: K58 TÀI NĂNG HÓA HỌC Thời gian làm 90 phút Câu a Liên kết phân tử Cl2 bị phá vỡ tác dụng photon có bước sóng λ ≤ 495 nm Tính lượng (kJ/mol) liên kết Cl – Cl b Ở 1227oC áp suất chung 1atm, có 3,5% số phân tử clo bị phân li thành nguyên tử Tính ∆S o phản ứng: Cl2(k) ⇌ 2Cl(k) (giả thiết ∆H o ∆S o phản ứng không phụ thuộc nhiệt độ) c Nếu giữ nguyên nhiệt độ, áp suất độ phân li Cl2 1%? Cho: h = 6,6261.10-34J.s; c = 3.108 m.s-1; NA = 6,022.1023 mol–1 Câu a Tính pH dung dịch Fe(NO3)3 0,05 M Cho: Fe3+ + H2O ⇌ FeOH2+ + H+ pKa = 2,17 b Sục khí H2 S đến bão hòa vào dung dịch Fe(NO3)3 Những kết tủa tách từ dung dịch? Biết nồng độ H2S dung dịch bão hòa ln 0,1 M giá trị pH o Cho: E Fe 3+ / Fe + o = 0,77 V, E S / H S = 0,14 V; pK a1,( H S) = 7,0; pK a 2,( H S) = 12,9; TFeS = 10 −17, 2 2 Câu Một pin điện hóa 25oC gồm điện cực hidro tiêu chuẩn điện cực đồng nhúng vào dung dịch hỗn hợp 40,0 ml dung dịch CuSO4 10 −2 M 10,0 ml dung dịch NH3 0,5 M Giả thiết dung dịch tạo phức chất [Cu(NH3)4]2+ với số bền Kbền = 10 13, o a Viết kí hiệu pin xác định sức điện động pin Cho E Cu b Tính E [oCu ( NH ) ] 2+ / Cu 2+ / Cu = 0,34 V c Viết phản ứng tính số cân phản ứng xảy pin d Hãy nhận xét khả oxi hóa Cu(II) nước Cu(II) dung dịch amoniac - ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM Câu a) Năng lượng liên kết: E Cl−Cl = h E Cl−Cl = c NA λ 6,6261.10 −34.3.108.6,0221.10 23.10 −3 = 241,79 kJ/mol 4,95.10 −9 Cl2(k) ⇌ 2Cl(k) b) t=0 1- α tcb ∆H o = Ephân ly clo = 241,79 kJ.mol −1 (mol) 2α nc = 1+ α PCl2 2α 2α → Pc Pc Nên: PCl = P Cl2 = Kp = P 1+ α 1+ α Cl2 Thay α = 0,035, Pc = atm, ta có K1500 = 4,9.10-3 ∆G1500 = - RTlnKp = - 8,314 10-3 1500 ln(4,9.10-3) = = 4α Pc − α2 66,327 kJ 241790 − 66327 ∆H o − ∆G o = = 116,975 J.K-1 ∆G = ∆Η - T∆S → ∆S = 1500 T o o o o 4(0,01) 4α Pc = 4,9.10-3 Pc → c) Kp= 2 − (0,01) 1− α Pc = 12,249 atm Câu a) Tính pH dung dịch Fe(NO3)3 0,05 M Vì: pKa + lgCa = 2,17 + lg0,05 = 0,87 - < pKa + lgCa < Nên axit không mạnh không yếu Fe3+ ⇌ FeOH2+ + H+ (1) pKa(1) = 2,17 tcb 0,05 – x x x [H + ][Fe(OH) 2+ ] x2 Ka(1) = = = 10-2,17 3+ 0,05 − x [Fe ] x = 0,0153 → [H+] = 0,0153 M → pH= 1,82 o b) Vì: E Fe 3+ / Fe + o = 0,77 V > E S / H S = 0,14 V Nên có phản ứng: 2Fe3+ + H2S ⇌ 2Fe2+ + S ↓ + H+ (2) Với số cân bằng: K2 = 10 ( , 77 −0 ,14 ) , 059 = 1021,356 K3 lớn chứng tỏ phản ứng (2) xảy hoàn toàn Sau phản ứng (2), dung dịch có: Fe2+ 0,05 M, H+ 0,05 M, H2S 0,1 M S Cần xét khả sau: H2S ⇌ 2H+ + S2- (3) K3 = Ka(1)Ka(2) =10-19,9 S2- + Fe2+ ⇌ FeS ↓ (4) K4 = Fe + H2S ⇌ FeS ↓ + 2H 2+ + = 10 17,2 TFeS (5) = (3) + (4) [ H + ]2 K6 = [ Fe 2+ ][ H S ] Mặt khác: K5 = K3.K4 = 10-19,9 1017,2 = 10-2,7, Hằng số K6 nhỏ, cần phải kiểm tra xem điều kiện kết tủa FeS có đủ khơng Từ phương trình (5) thấy: [S2-] = k a (1) k a ( 2) [H 2S] 0,1 -19,9 -19 + = 10 = 5,035.10 M [H ] (0,05) CFe CS = 0,05 5,035.10-19 = 2,52.10-20 < TFeS 2+ 2− Không tạo thành kết tủa FeS nên dung dịch có kết tủa S Câu 10-2 40 a) [Cu ]o = = 8.10-3 M 50 2+ [NH3]o = 0,5.10 = 0,1 M 50 Cần tính nồng độ Cu2+ tự dung dịch phức chất: Cu 2+ t=0 8.10-3 tcb + 4NH3 ⇌ [Cu(NH3)4] 0,1 8.10-3 – x 0,1- 4x 2+ [Cu(NH ) ]2+ 13,2 Kbền = 2+ =10 [Cu ][NH ] x coi x ≈ 8.10-3 Kbền lớn [Cu(NH )4 ]2+ [8.10 −3 ] [Cu ] = = 1013, (0,068) K ben [NH ]4 2+ E[Cu ( NH 2+ )4 ] / Cu = 0,34 + = 2,36.10-11 M 0,059 lg(2,36.10-11) = 0,0265 V Vậy: điện cực đồng (+), điện cực hidro tiêu chuẩn (-) Esdđ = 0,0265 V Kí hiệu pin: (-) Pt ∣H+ 1M, H2 1atm ║[Cu(NH3)4]2+ 8.10-3 M ∣Cu (+) [Cu(NH3)4]2+ + 2e ⇌ Cu + 4NH3 b) E[Cu ( NH ) ] 2+ = 0,34 + / Cu 0,059 lg[Cu2+]phức 2+ 0,059 [Cu(NH ) ] = 0,34 + lg K ben [NH ]4 Điện cực tiêu chuẩn khi: [Cu(NH3)4]2+ = [NH3] = M o E[Cu ( NH ) ] Nên: c) Cực dương: 2+ / Cu = 0,34 + 0,059 lg 13,2 = - 0,049 V 10 [Cu(NH3)4]2+ + 2e ⇌ Cu + 4NH3 H2 ⇌ 2H+ + 2e Cực âm: Phản ứng chung: [Cu(NH3)4]2+ + H2 ⇌ Cu + 4NH3 + 2H+ Kc = 2( Eo − Eo + [ Cu ( NH3 )4 ]2+ / Cu H / H2 10 0,059 o E[Cu ( NH ) ] 2+ / Cu = 10-1,675 = 0,021 o < E[Cu 2+ / Cu Điều chứng tỏ Cu(II) nước oxi hóa mạnh Cu(II) dung dịch amoniac Sự tạo phức làm giảm khả oxi hóa Cu2+ Mơn thi: HĨA HỌC ĐẠI CƯƠNG Mã mơn học: CHEM 1095 Số tín chỉ: 03 Đề số: 01 Dành cho sinh viên lớp môn học: (mã lớp môn học) CHEM 1095 1TNH Thời gian làm bài: 90 phút (không kể thời gian phát đề) Câu Cho: Cu(r) + Cl2(k) ⇌ CuCl(r) (1) ∆ G1o = -137,0.103 + 58,42T (J) Cu(r) + Cl2(k) ⇌ CuCl2(r) (2) ∆ G o2 = -175,7.103 + 148,02T (J) 1) Chứng minh CuCl(r) bền nhiệt độ mà không bị phân hủy theo phản ứng (3) sau; 2CuCl(r) ⇌ Cu(r) + CuCl2(r) (3) 2) Cho luồng khí clo áp suất khơng đổi (P Cl2 ) nhiệt độ không đổi (T) qua CuCl(r) Thiết lập phương trình ∆G = f(P Cl2 , T) phản ứng (4) sau: 2CuCl(r) + Cl2(k) ⇌ 2CuCl2(r) (4) 3) Nếu cho dòng khí clo P Cl2 = 1atm = const qua CuCl(r) cần thực phản ứng (4) nhiệt độ để thu CuCl2(r) Câu Dung dịch A điều chế cách trộn 100 ml dung dịch HCOOH 0,4 M 100 ml dung dịch NaOH 0,1M Tính pH dung dịch A Tính độ tan CaF2 dung dịch A Trong dung dịch hỗn hợp gồm Ca(NO3)2 0,3 M; HCl 0,8 M NaF 0,1 M; có kết tủa CaF2 khơng? Nồng độ HCl ban đầu phải để dung dịch gồm Ca(NO 3)2 0,3 M NaF 0,1 M khơng có CaF2 kết tủa? Cho: TCaF2 = 3,4.10-11 ; K HF = 7,4.10-4 K HCOOH = 1,8.10-4 Câu Để xác định số phối tử n số bền tổng cộng K b phức chất [Ag(NH3)n]+ , người ta thiết lập pin sau: Ag∣ AgNO3 1,0.10-3M, NH3 C1M ∥ NH3 C2M, AgNO3 1,0.10-3M ∣ Ag 1) C1 = 1,0 M, C2 = 0,2 M Esđ.đ = 84 mV Tính số phối tử n 2) C1 = 1,0 M, C2 = Esđ.đ = 420 mV Tính số bền tổng cơng Kb ion phức -Cán coi thi khơng giải thích thêm ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM ĐỀ THI HÓA ĐẠI CƯƠNG K59 TN (ĐỀ SỐ 1) Câu 1.(3,0 điểm) 1) Vì (3) = (2) -2.(1) Nên: ∆G 3o = ∆G 2o − 2∆G1o = 98300 + 31,16T > T nên phản ứng (3) 2CuCl(r) ⇌ Cu(r) + CuCl2(r) (3) Không xảy nhiệt độ 2) Vì (4) = 2[(2) -.(1)] Nên: ∆G o4 = 2( ∆G o2 − 2∆G1o ) ∆G = ∆G o4 + RT ln = - 77400 + 179,2T PCl2 nên ∆G = − 77400 + 179,2T − 8,314Tln PCl2 3) Khi áp suất clo atm, ∆G o4 < T < 77400 = 431,92K 179,2 Để thu CuCl2(r) cần thực phản ứng nhiệt độ thấp 431,92K Câu 2.(4,0 điểm) HCOOH + NaOH = HOONa + H2O Có: 0,04 0,01 Sau pư: 0,03 0,01 mol Tổng thể tích dung dịch 200 ml nên: [HCOOH] = 0,15 M, [HCOONa] = 0,05 M Dung dịch đêm axit: pH = pKa - lg ⇌ CaF2 Ca Cm → pH = 3,74 –lg3 = 3,26 TCaF2 = 3,4.10-11 Ca2+ + 2Fs H + F ⇌ + - HF KHF = 2s = [F-] + [HF] = [F-]{1 + 4s = TCaF2 {1 + K HF [H + ] 2s [H + ][F- ] = 7,4.10-4 [HF] K HF [H + ] TCaF2 } = -11 s } = 3,4.10 ( 1+ {1 + 7,4.10−4 10−3,27 K HF [H + ] } )2 s = 3,63.10-4 mol/l Trong dung dịch: Có: HCl + NaF = HF + NaCl 0,8 0,1 Sau Pư: 0,7 Nghĩa là: [H+] = 0,7M; 0,1 0,1 [HF]= 0,1M Vì mơi trường axit coi nồng độ điện ly HF không đáng kể nồng độ đầu nó: Nên: [F-] = K HF[HF] [H + ] = 7,4.10-4 0,1 0,7 = 1,06 10-4 [Ca] [F-]2 = 0,3 (1,06 10-4)2 = 3.10-9 > TCaF2  có kết tủa Để khơng có kết tủa CaF2 TCaF2 [F-] ≤ = 2+ [Ca ] K HF [HF] [F− ] + [H ] = 3,4.10−11 0,3 = = 1,06 5.10-5 7,4.10-4 0,1 [1,06.10-5 ]  [H+]= 6,98M Vậy nồng độ ban đầu HCl phải lớn bằng: 6,98 +0,1 = 7,08 M Câu (3,0 điểm) ⇌ + 1) Ag + nNH3 10-3 t=0 tcb * Điện cực bên phải: x1 = x2 = Kb = [Ag(NH3 ) ]+ [Ag + ][NH3 ]2 a a- n.10-3 x * Điện cực bên trái: [Ag(NH3)n] + 10-3 (Giả sử pư tạo phức hoàn toàn) 10-3 K b [1- n.10-3 ]n 10-3 K b [0,2- n.10-3 ]n Bên phải cực dương, bên trái cực âm Es.đ.đ = 0,059lg 10−3 0,059lg 0,059lg ( 10 x2 x1 = = 0,084 K b (0, − n.10 −3 ) n −3 = 0,084 Coi n.10-3