Đang tải... (xem toàn văn)
hai cặp electron tự do tạo lực đẩy ép góc liên kết nhiều hơn so với nguyên tử trung tâm (Cl) của ClO2 chỉ có 3 electron tự do.. Liên kết Cl-O trong phân tử ClO2 có đặc tính của liên kế[r]
(1)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐNĂM HỌC 2004 - 2005 MƠN: HĨA HỌC LỚP 10
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu I (4 điểm)
1 Hãy giải thích phân tử Cl2O có góc liên kết (111o) nhỏ độ dài liên kết Cl-O (1,71Å) lớn so với phân tử ClO2 (upload.123doc.neto 1,49Å)?
2 So sánh giải thích độ mạnh:
(a) tính axit, tính oxi hóa chất HClO, HClO2, HClO3 HClO4 (b) tính axit, tính khử chất HF, HCl, HBr, HI
3 Giải thích biến đổi khối lượng riêng nước theo nhiệt độ:
Nhiệt độ (oC) 0 4 10 15 20
D (g/ml) 0,999866 1,000000 0,999727 0,999127 0,998230
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 Công thức electron công thức cấu tạo hai phân tử:
Cl
O O
Cl Cl
O
Cl Cl
O Cl
O O
Góc liên kết Cl2O nhỏ ClO2 nguyên tử trung tâm (O) Cl2O có
hai cặp electron tự tạo lực đẩy ép góc liên kết nhiều so với nguyên tử trung tâm (Cl) ClO2 có electron tự
Liên kết Cl-O phân tử ClO2 có đặc tính liên kết đơi cộng hưởng với
electron độc thân Cl O Đặc tính liên kết đơi làm liên kết Cl-O ClO2 ngắn Cl2O (chỉ chứa liên kết đơn)
2 Độ mạnh tính axit:
(a) HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4
Số nguyên tử oxi không hidroxyl tăng làm tăng độ phân cực liên kết O-H (b) HF < HCl < HBr < HI
Bán kính nguyên tử tăng làm độ bền liên kết giảm, khả bị phân cực hóa liên kết H-X tăng
Độ mạnh tính oxi hóa - khử
(a) Tính oxi hóa giảm: HClO > HClO2 > HClO3 > HClO4
Số nguyên tử oxi tăng làm tăng độ bền phân tử (độ bội liên kết tăng) nên độ mạnh tính oxi hóa giảm
(b) Tính khử tăng: HF < HCl < HBr < HI
Bán kính nguyên tử tăng làm giảm độ bền phân tử, làm tăng tính khử
1,00 (0,50
2)
2,00 (0,50
(2)3 Ở nước đá (0oC), phân tử liên kết với liên kết H hình thành cấu trúc tinh thể phân tử rỗng (xem hình dưới), khối lượng riêng nhỏ Khi nhiệt độ tăng (4oC), liên kết H bị phá vỡ phần khiến phân tử xích lại gần nên khối lượng riêng tăng Khi tiếp tục tăng nhiệt độ, khoảng cách phân tử tăng làm thể tích tăng lên nên khối lượng riêng giảm
H O
HH H
O O
H
O HH H
1,00 (0,50
2)
Câu II (4 điểm)
1 Xác định nhiệt hình thành AlCl3 biết:
Al2O3 (r) + 3COCl2 (k) 3CO2 (k) + 2AlCl3 (r) H1 = -232,24 kJ
CO (k) + Cl2 (k) COCl2 (k) H2 = -112,40 kJ
2Al (r) + 1,5O2 (k) Al2O3 (k) H3 = -1668,20 kJ
Nhiệt hình thành CO: H4 = -110,40 kJ/mol
Nhiệt hình thành CO2: H5 = -393,13 kJ/mol
2 Tại 25oC phản ứng bậc sau có số tốc độ k = 1,8.10-5 s-1: 2N2O5(k) 4NO2(k) + O2(k)
Phản ứng xảy bình kín tích 20,0 L khơng đổi Ban đầu lượng N2O5 cho vừa đầy bình Tại thời điểm khảo sát, áp suất riêng N2O5 0,070 atm Giả thiết khí khí lí tưởng (a) Tính tốc độ (i) tiêu thụ N2O5; (ii) hình thành NO2; O2
(b) Tính số phân tử N2O5 bị phân tích sau 30 giây
3 Phản ứng đạt đến cân 109K với số cân Kp = 10: C (r) + CO2 (k) 2CO (k)
(a) Tìm hàm lượng khí CO hỗn hợp cân bằng, biết áp suất chung hệ 1,5atm (b) Để có hàm lượng CO 50% thể tích áp suất chung bao nhiêu?
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 Nhiệt hình thành AlCl3 nhiệt trình: Al + 1,5Cl2 AlCl3
Để có q trình ta xếp phương trình sau:
Al2O3 (r) + 3COCl2(k) 3CO2 (k) + 2AlCl3 (k) H1
3CO (k) + 3Cl2 (k) 3COCl2 (k) 3H2
2Al (r) + 1,5O2 (k) Al2O3 (r) H3
3C (k) + 1,5O2 (k) 3CO (k) 3H4
3CO2 (k) 3C (r) + 3O2 (k) 3(-H5)
Sau tổ hợp có kết là:
2Al (r) + 3Cl2 (k) 2AlCl3 (r) Hx Hx = H1 + 3H2 + H3+ 3H4+ 3(-H5 )
= (-232,24) + 3(-112,40) + (-1668,20) + 3(-110,40) + 3(393,13) = - 1389,45 kJ Vậy, nhiệt hình thành mol AlCl3 = -1389,45 / = - 694,725 kJ/mol
(3)2 (a) pi V = ni RT CN2O5=nN2O5
V =
Pi RT=
0,07
0,082×298=2,8646 10
−3 (mol.l -1)
v=k.CN2O5=1,8 10
−52,8646 10−3
=5,16 10−8 mol.l -1.s-1
Từ phương trình: 2N2O5(k) 4NO2(k) + O2(k)
v=−1
2× dCN2O5
dt =+
1 4×
dCNO2
dt =+
dCO2 dt
nên vtiêu thụ (N2O5) = 2v = 2 5,16.10-8 = 10,32.10-8mol.l-1.s-1
vhình thành (NO2) = 4v = 5,16.10-8 = 20,64.10-8 mol.l-1.s-1
vhình thành (O2) = v = 5,16.10-8 mol.l-1.s-1
(b) Số phân tử N2O5 bị phân hủy = vtiêu thụ (N2O5) Vbình t No(số avogadrro)
= 10,32.10-8 20,0 30 6,023.1023
3,7.1019 phân tử
(a) C + CO2 2CO n
[ ] (1 - x) 2x + x (mol) Ta có: KP=PCO
2
PCO2=
[12+xx]
2
1− x
1+x
1,5 = 10
x = 0,79
Vậy hỗn hợp cân chứa 2.0,79 = 1,58 mol CO (88,27%) – 0,79 = 0,21 mol CO2 (11,73%)
(b) Từ
0,5¿2 ¿ ¿
KP=¿
P = 20 atm
1,00 (0,25 4)
0,50
1,00 (0,50 2)
Câu III (4 điểm)
1 Viết phương trình phản ứng tương ứng với trình tự biến đổi số oxi hóa lưu huỳnh sau đây:
S
−2
⃗
(1) S0 ⃗(2) +S4 ⃗(3) +S6 ⃗(4) +S4 ⃗(5) S0 ⃗(6) −S2
2 Trình bày phương pháp nhận biết ion halogenua dung dịch hỗn hợp sau đây: (a) NaI NaCl, (b) NaI NaBr
3 Viết phương trình phản ứng minh họa trình điều chế chất sau từ đơn chất halogen tương ứng: (a) HClO4, (b) I2O5, (c) Cl2O, (d) OF2
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 Phương trình phản ứng: (1) H2S + 1/2O2 S + H2O
(2) S + O2 ⃗t SO2
(3) SO2 + Cl2 + 2H2O H2SO4 + 2HCl
(4) Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O
(5) SO2 + 2H2S 3S + 2H2O
(6) 2Na + S ⃗t Na2S
(Học sinh sử dụng phản ứng khác cho trình này)
2 (a) Thêm từ từ AgNO3 vào mẫu thử, thấy xuất kết tủa vàng trước kết tủa trắng
1,50 (0,25
(4)sau, nhận hai ion I- Cl-.
Ag+ + I- AgI↓ (vàng)
Ag+ + Cl- AgCl↓ (trắng)
(b) Thêm H2SO4 benzen vào mẫu thử Thêm giọt nước clo, lắc Thấy xuất
hiện màu tím lớp benzen, sau màu nước clo dư nhận I- Thêm tiếp
nước clo, xuất lớp vàng nâu lớp benzen nhận Br-.
Cl2 + 3I- 2Cl- + I3
-I2 + 5Cl2 + 6H2O 12H+ + 10Cl- + 2IO3
-Cl2 + 2Br- 2Cl- + Br2
3 (a) 3Cl2 + 6NaOH ⃗t 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
4NaClO3 ⃗t NaCl + 3NaClO4
NaClO4 + H2SO4 NaHSO4 + HClO4 (chưng cất)
(b) 3I2 + 6OH- 5I- + IO3- + 3H2O
IO3- + H+ HIO3
2HIO3 ⃗t I2O5 + H2O
(c) 2Cl2 + HgO Cl2O + HgCl2
(d) 2F2 + 2OH- 2F- + OF2 + H2O
1,00 (0,50
2)
1,50 0,50 0,50 0,25 0,25
Câu IV (4 điểm)
Cho 6,000 g mẫu chất chứa Fe3O4, Fe2O3 tạp chất trơ Hòa tan mẫu vào lượng dư dung dịch KI môi trường axit (khử tất sắt thành Fe2+) tạo dung dịch A Pha loãng dung dịch A đến thể tích 50 mL Lượng I2 có 10 mL dung dịch A phản ứng vừa đủ với 5,500 mL dung dịch Na2S2O3 1,00M (sinh S4O62-) Lấy 25 mL mẫu dung dịch A khác, chiết tách I2, lượng Fe2+ dung dịch còn lại phản ứng vừa đủ với 3,20 mL dung dịch MnO4- 1,000M H2SO4.
1 Viết phương trình phản ứng xảy (dạng phương trình ion thu gọn) Tính phần trăm khối lượng Fe3O4 Fe2O3 mẫu ban đầu
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 Phương trình phản ứng:
Fe3O4 + 2I- + 8H+ 3Fe2+ + I2 + 4H2O (1) Fe2O3 + 2I- + 6H+ 2Fe2+ + I2 + 3H2O (2) 2S2O32- + I2 S4O62- + 2I- (3) 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (4) Tính phần trăm:
(3) nI2(3)=
1
2nS2O32−=
1
20,0055×1=0,00275 mol (4) Fe
2+¿(4)
=5nMnO
4
−=5×0,0032×1=0,016 mol
n¿
Đặt số mol Fe3O4 Fe2O3 x y ta có:
{ 3x+2y=0,016×2=0,032
x+y=0,00275×5=0,01375⇒{
x=0,0045
y=0,00925
%mFe3O4=0,0045×232
6,000 ×100 %=17,4 %
%mFe2O3=0,00925×160
6,000 ×100 %=24,7 %
2,00 (0,50
4)
(5)Câu V (4 điểm)
Thực tế khống pirit coi hỗn hợp FeS2 FeS Khi xử lí mẫu khống pirit brom dung dịch KOH dư người ta thu kết tủa đỏ nâu A dung dịch B Nung kết tủa B đến khối lượng không đổi thu 0,2g chất rắn Thêm lượng dư dung dịch BaCl2 vào dung dịch B thu 1,1087g kết tủa trắng không tan axit
1 Viết phương trình phản ứng Xác định cơng thức tổng pirit
3 Tính khối lượng brom theo lí thuyết cần để oxi hóa mẫu khống
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 Phương trình phản ứng:
2FeS2 + 15Br2 + 38OH- 2Fe(OH)3 + 4SO42- + 30Br- + 16H2O (1)
2FeS + 9Br2 + 22OH- 2Fe(OH)3 + 2SO42- + 18Br- + 8H2O (2)
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O (3)
Ba2+ + SO42- BaSO4 (4)
2 Công thức:
¿
nS=nBaSO4=1,1087
233 =4,75 10 −3
mol, nFe=2nFe
2O3=2
0,2
160=2,5 10 −3
mol ¿
nFe:nS=2,5 10 −3
: 4,75 10−3=1 :1,9
công thức FeS1,9
3 Gọi số mol FeS2 FeS x y ta có: { x+y=2,5 10−3
2x+y=4,75 10−3⇒{
x=2,25 10−3
y=0,25 10−3
mBr2=(
15
2 ×2,25 10 −3
+9
2×0,25 10 −3
)160=2,88g
2,00 (0,50
4)
1,00