b) Haõy tính haèng soá caân baèng Kp taïi 25 o C cuûa phaûn öùng treân. d) Haõy tính aùp suaát toaøn phaàn trong bình chöùa neáu phaûn öùng phaân huûy ñaït caân baèng taïi 25 o C.. Boû q[r]
(1)SỞ GD&ĐT BẾN TRE KÌ THI HỌC SINH GIỎI
TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẾN TRE ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
Năm học 2007 – 2008 ĐÁP ÁN ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN HÓA
Thời gian: 180 phút
Câu :(2 điểm) Nguyên tố A có giá trị lượng ion hóa sau (tính theo KJ/mol)
I1 I2 I3 I4 I5 I6
577 1816 2744 11576 14829 18357
M hợp chất Avà X với X nguyên tố có số lượng tử: m + ms = -1/2 khơng nhóm với A có nguyên tử khối chênh lệch không 16 phân tử khối M nằm khoảng 80 140 Tìm A M
Đáp án
Ta thấy có bước nhảy đột ngột lượng ion hoá sau tất electron hoá trị bị tách ra; sau I3 => A thuộc nhóm IIIA (0.5đ)
X có m + ms = -1/2 => nên ms = -1/2 => m= => P5 => thuộc nhóm VIIA (0.5đ) * Nếu ms = +1/2 => m = -1 => P1 : nhóm với A loại (0.5đ)
Vì ngun tử khối chênh lệch không 16 => A X chu kỳ nguyên tử khối nguyên tử khối trung bình từ 80/4 = 20 đến 140/4 = 35 nên chu kỳ III
=> Al Cl => Hợp chất AlCl3 (0.5đ) Câu (2,5 điểm) :
1)Hòa tan a gam hỗn hợp Na2CO3 KHCO3 vào nước để 400ml dung dịch A Cho từ từ 100ml dung dịch HCl 1,5M vào dung dịch A thu dung dịch B 1,008 lít khí (đktc) Cho B tác dụng với Ba(OH)2 dư thu 29,55 gam kết tủa
a) Tính a nồng độ ion dung dịch A (Bỏ qua trao đổi proton ion HCO
3, CO
2
3 dung dịch nước)
b) Cho từ từ dung dịch A vào bình đựng dung dịch 100ml dung dịch HCl 1,5M Tính thể tích khí CO2 (đktc) tạo
2 a) Pha thêm 40cm3 nước vào 10cm3 dung dịch CH3COOH có pH = 4,5 Tính pH dung dịch thu (không sử dụng giá trị Ka = 1,8.10–5).
b) Tính lượng NaF có 100ml dung dịch HF 0,1M Biết dung dịch có pH = 3, Ka(HF) = 3,17.10–4.
(Cho Na=23; K=39; C=12; O=16; H=1; F=19) Đáp án
1)1,5 điểm
a) Gọi x, y số mol Na2CO3, KHCO3 ta có phương trình điện li : Na2CO3 2Na+ + CO32– (1)
x 2x x
KHCO3 K+ + HCO3– (2)
y y y
(2)HCl H+ + Cl– ` (3) 0,15 0,15 0,15
CO32– + H+ HCO3– (4)
x x x
HCO3– + H+ CO2
+ H2O (5) (0,15 – x) (0,15 – x) (0,15 – x)
nCO2= 0,15 – x = , 22 008 ,
= 0,045 x = 0,105 mol Na2CO3 nHCO3 dö = (x + y) – (0,15 – x) = y + 0,06
Phản ứng HCO
3 với Ba(OH)2 :
HCO3– + OH– CO32– + H2O (6) (y + 0,06) (y + 0,06)
CO2
3 + Ba2+ BaCO3 (7)
(y + 0,06) (y + 0,06) Theo (6), (7) ta coù :
nBaCO3= y + 0,06 = 0,15 197
55 , 29
y = 0,09mol KHCO3 a = 106x+100y = 20,13g
Từ (1, 2) Nồng độ ion dung dịch A : [HCO
3] = 0,4 09 , , y
= 0,225M [CO2
3 ] = 0,4 105 , , x = 0,2625M [Na+] =
4 ,
2x
= 0,525M [K+] =
4 ,
y
= 0,225M Chú ý : học sinh vận dụng định luật bão toàn để giải câu Số mol C A = số mol C CO2 BaCO3=122,008,4 +29,55
197 =0,195 mol x+y=0,195 mol
Soá mol H+ (4)+ soá mol H+(5)=soá mol H+(HCl)
Vì số mol H+(4)=số mol CO32–(A) số mol H+(5)=số mol CO2(5), ta có : x + 122,008,4 =0,15 x=0,105 mol
Do : y=0,195–0,105=0,09 mol b)Số mol HCl=0,11,5=0,15 mol
Khi đổ từ từ dung dịch A (gồm Na2CO3 KHCO3) vào dung dịch HCl Vì số mol HCl cần=2x+y=2.0,105+0,09=0,3 mol HCl hết
Phản ứng phụ thuộc vào tỉ lệ số mol Na2CO3 : số mol KHCO3 = 0,105:0,09=7:6 CO2
3 + 2H+ CO2 + H2O (8) 7p 14p 7p
HCO
3 + H+ CO2 + H2O (9)
6p 6p 6p
Soá mol HCl : 14p+6p=20p=0,15p=0,0075 Soá mol CO2 = 7p+6p=13p=mol
2
CO
(3)a) Với dung dịch CH3COOH ban đầu ta có : pH0 =
2
(pKa – lgCo)
Co nồng độ ban đầu dung dịch 10 cm3 axit Với dung dịch CH3COOH sau pha, ta có: pH =
2
(pKa – lgC)
C nồng độ dung dịch 50cm3 axit Lập hiệu số :
pH – pHo =
(lgCo – lgC) = l
g C C0
Khi pha loãng dung dịch, nồng độ tỉ lệ nghịch với thể tích : 10 50 0 V V C C
pH = pHo + l
g C C0
= 4,5 + l
g5 = 4,85 b) pH = [H+] = 10–3 mol/l
Gọi C nồng độ muối NaF nồng độ F– : HF F– + H+
Cbñ 0,1 C
Cpö 10–3 10–3 10–3
Ccb (0,1 – 10–3) (C + 10–3) 10–3 Ka =
3
3 (C 10 ).10
0,1 10
= 3,17.10 –4
C = 3,04.10–2 = [F–] = [NaF]bñ
Trong 100ml dung dịch có 3,04.10–3 mol NaF với số gam : 42 x 3,04.10–3 = 0,128g NaF.
Caâu (2 ñieåm) :
BP (bo photphua) điều chế cách cho bo tribromua phản ứng với photpho tribromua khí hiđro nhiệt độ cao (>750oC).Tốc độ hình thành BP phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng 800oC cho bảng sau:
Thí nghiệm [BBr3] (mol.L–1) [PBr3] (mol.L–1) [H2] (mol.L–1) v (mol.s–1)
1 2,25.10–6 9,00.10–6 0,070 4,60.10–8
2 4,50.10–6 9,00.10–6 0,070 9,20.10–8
3 9,00.10–6 9,00.10–6 0,070 18,4.10–8
4 2,25.10–6 2.25.10–6 0,070 1,15.10–8
5 2,25.10–6 4,50.10–6 0,070 2,30.10–8
6 2,25.10–6 9,00.10–6 0,035 4,60.10–8
1)Xác định bậc phản ứng hình thành BP viết biểu thức tốc độ phản ứng 2)Biết lượng hoạt hóa phản ứng 186kJ.mol–1
Tính số tốc độ 800oC , 880oC tốc độ phản ứng 8800C với [BBr3]= 2,25.10–6 mol.L–1 ; [PBr3]= 9,00.10–6 mol.L–1 ; [H2]=0,0070 mol.L–1.
Laáy R=8,314.10–3kJ.K–1.mol–1.
(4)1)1 điểm
BBr3 + PBr3 +3H2 # BP + 6HBr v=k.[BBr3]x[PBr3]y[H2]z
Từ TN1 TN2 ta có : (4,50/2,25)x=(9,20/4,60) x=1 Từ TN4 TN5 ta có : (4,50/2,25)y=(2,30/1,15)
y=1 Từ TN1 TN6 ta có : (0,070/0,035)z=(4,60/4,60)
z=0
Bậc BBr3 1, bậc PBr3 1, bậc H2 Bậc phản ứng
Biểu thức tốc độ phản ứng: v = k[BBr3][PBr3] 2)1 điểm
k800 = 4,60.10–8/2,25.10–8.9,00.10–6 = 2272L2.s–1.mol–1 a
2
2
E 1
lg k lg k ( )
2,303.R T T
Thay Ea = 186kJ.mol–1, k1=2272L2.s–1.mol–1, T2=880+273=1153K, T1=800+273=1073K, R=8,314.10–3kJ.K–1.mol–1
lgk23,9846 k2 9651,62L2.s–1.mol–1 Ở 8800C :
Với :[BBr3]= 2,25.10–6 mol.L–1 ;[PBr3]= 9,00.10–6 mol.L–1 ; [H2]=0,0070 mol.L–1 v=9651,62 2,25.10–6 9,00.10–6= 19,54.10–7 mol.s–1
Câu (1,5 điểm):
Amoni hiđrosunfua hợp chất không bền dễ dàng phân hủy thành NH3(k) H2S(k): NH4HS(r) NH3(k) + H2S(k)
Cho biết số liệu nhiệt động học sau 25oC: Ho(kJ.mol–1) So(J.K–1.mol–1) NH4HS(r) –156,9 113,4
NH3(k) –45,9 192,6 H2S(k) –20,4 205,6 a) Tính Ho, So, Go 25oC phản ứng
b) Hãy tính số cân Kp 25oC phản ứng
c) Hãy tính số cân Kp 35oC phản ứng giả thiết
Ho So không phụ thuộc nhiệt độ
d) Hãy tính áp suất tồn phần bình chứa phản ứng phân hủy đạt cân 25oC Bỏ qua thể tích NH4HS(r)
e) Nếu dung tích bình chứa 100,00L Hãy tính lại áp suất tồn phần thí nghiệm BÀI GIẢI:
a)0,5 điểm
Ho = –45,9–20,4–(–156,9)=90,6kJ.mol–1
So = 192,6+205,6–113,4=284,8J.K–1.mol–1.=0,2848kJ.K–1.mol–1 Go = Ho – TSo = 90,6–0,2848298 5,7kJ.mol–1
b)0,25 điểm Go = –RTlnKp
Thay R=8,314.10–3kJ.K–1.mol–1,
Go=5,7kJ.mol–1 Kp = 0,1002
c)0,25 ñieåm
(5)#Go = –RTlnKp
Thay R=8,314.10–3kJ.K–1.mol–1,
Go=2,88kJ.mol–1 Kp = 0,3248
d)0,25 điểm
p(toàn phần) = p(NH3) + p(H2S)
p(NH3) = p(H2S) = 0,5p(tồn phần) (do có số mol nhau) Kp = p(NH3).p(H2S) = [0,5p(toàn phần)]2 = 0,1002
p(tồn phần) = 0,633 atm nkhí = pV/RT = 0,64mol
n(NH4HS) = 1,00 – 0,5.0,64 = 0,68mol nghóa chất rắn e)0,25 điểm
nkhí = pV/RT = 2,59mol
n(NH4HS) = 1,00 – 0,5.2,59 = –0,295mol nghóa không chất rắn 1,00mol chất rắn chuyển thành 2,00mol khí
p(tồn phần) = n(tồn phần).RT/V = 0,50 atm Câu (2 điểm) :
Khi hòa tan kim loại phổ biến M dung dịch HNO3 loãng ta dung dịch, sau bay cho muối A chứa 69,023% ôxi, 19,695% M 6,637% hiđrô Nếu cho M tác dụng với dung dịch HNO3 đặc chất B khơng tan Nung chảy B với kiềm sau axit hóa dung dịch thu bã rắn ta có chất B biến thành chất C B C có thành phần định tính nhau, C tan dung dịch HCl đặc B khơng Hãy:
a/ Xác định chất viết phương trình phản ứng tương ứng b/ Bản chất chuyển hóa B thành C ?
c/ Những tiểu phân có mặt dung dịch chất A? Đáp án
a/ % n = 100 - 69,093 - 19,695 - 6,637 = 4,645% Chất A gồm N, M,O nước kết tinh
% O NO3 =
4, 645.3.16
14 = 15,926%
% O nước kết tinh: 69,023 - 15,926 = 53,097% Giả sử toàn H nằm nước kết tinh
% H = 53,097.2
16 = 6,637% Kết trùng với liệu cho
A M(NO3)n x H2O. Đương lượng E(M) M:
EM =
19,695.14
4,645 = 59,36 Với n = M = 118,72 M Sn
x = 20 A Sn(NO3)2 20 H2O B H2SnO3 ( - SnO2 n H2O)
C Sn(OH)4 ( - SnO2 m H2O) (1 điểm) Các phản ứng
4 Sn + 10 HNO3 (loãng) = Sn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O Sn + HNO3 (đặc) = H2SnO3 + NO2 + H2O
(6)K2SnO3 + HCl + H2O = Sn(OH)4 + KCl
Sn(OH)4 = H2SnO3 + H2O (0,5 điểm)
b/ Axit - stanic có nước axit - stanic Việc chuyển hóa - axit thành - axit lão hóa gen có nước - axit khơng hoạt động hóa học - axit
c/ Có thể có ion: Sn2+ , NO3 , Sn(OH)+, H+, Sn 2
2
OH
(0,5 điểm)
Caâu (2 điểm) :
Các sunfat A B có công thức giống (X2SO4 Y2SO4) phân tử chúng lại chứa số nguyên tử khác Hàm lượng lưu huỳnh chất A 22,6% chất B 25,4% A chất rắc gần vơ hại, cịn B chất lỏng gây ung thư độc Trong phản ứng B C, lúc đầu ta chất D thêm C dư vào lại chất A Trong trường hợp có chất E tạo ra, dung dịch nước E trung tính Chất E tác dụng với kim loại F tạo chất G thủy phân tạo C E
a Tìm khối lượng mol X Y b Xác định chất A, B, C, D, E, F, G c Viết phương trình phản ứng
B D E G B A G C
d B thuộc loạihợp chất nào? Viết công thức cấu tạo Đáp án
a X
1 32,1
M 32,1 4.16,0 g / mol 23g / mol 0, 226
Y
1 32,1
M 32,1 4.16,0 g / mol 15,1g / mol 0, 254
b A Na2SO4 C NaOH E CH3OH G CH3ONa
B (CH3)2SO4 D CH3NaSO4 F Na c (CH3)2SO4 + NaOH CH3NaSO4 + CH3OH
(CH3)2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + CH3OH 2CH3OH + 2Na 2CH3ONa + H2
CH3ONa + H2O CH3OH + NaOH
d (CH3)2SO4 laø este, CTCT: CH3 – O – SO2 – O – CH3 Câu (1 điểm):
a/ Sắp xếp hợp chất sau theo thứ tự giảm dần nhiệt độ sơi ( có giải thích): pentan-1-ol (A), 2-mêtylbutan-2-ol (B), 3-mêtylbutan-2-ol (C)
b/ Tại axit béo chưa no có nhiệt độ nóng chảy thấp axit no tương ứng ?
c/ Hợp chất bất đối C8H11N (A) tan HCl lỗng giải phóng N2 với HONO Xác định công thức cấu tạo A
Đáp án (2 đ)
a/ (A) < (C) < (D) < (B) < (E).(0,25 đ) Giải thích: (0,5 đ)
Độ phân cực: (A) < (C) < (D)
(B) (E) phân cực (E) có liên kết hidro liên phân tử mạnh b/ Lọ chất (D): (0,5 đ)
(7)c/ (0,75 ñ)
C6H5COOH + C6H5CH2OH C6H5COOCH2C6H5 + H2O C6H5CHO + C6H5CH2OH C6H5CH(OH)OCH2C6H5 C6H5CHO + 2C6H5CH2OH C6H5CH(OCH2C6H5)2 + H2O Câu (3 điểm) :
1/ Có lọ đựng riêng biệt chất: isopropylbenzen (A), ancol benzylic (B), metyl phenylete (C), benzaldehit (D) axit benzoic (E) Biết (A), (B), (C), (D) chất lỏng
a/ Hãy xếp thứ tự tăng dần nhiệt độ sơi (có giải thích)
b/ Trong q trình bảo quản chất lỏng trên, có lọ đựng chất lỏng thấy xuất tinh thể Hãy giải thích tượng phương trình hóa học
c/ Hãy cho biết cặp chất nói có phản ứng với Viết phương trình phản ứng
2/ Viết phương trình phản ứng xãy cặp chất sau: a/ Kali tert-butoxit + etyliodua
b/ tert-butyliodua + kalietoxit c/ Etylancol + H2SO4 (140 oc) d/ Etylmetylete + HI nóng dư
Đáp án
(1 đ)Viết phương trình phản ứng xãy cặp chất sau: a/ (CH3)3COK + C2H5I (CH3)3COC2H5 + KI b/ (CH3)3CHI + C2H5OK (CH3)2C=CH2 + HI c/ 2C2H5OH (CH3CH2)2O + H2O d/ C2H5OCH3 + 2HI C2H5I + CH3I + H2O
Câu (2 điểm) : Khi thủy phân phần peptit A có khối lượng nguyên tử 293 chứa 14.3% khối lượng Nitơ, thu peptit B C Mẫu 0.472 g peptit B đem dun nóng, phản ứng với 18 ml dd HCl 0.222 M Mẫu 0.666 g peptit C phản ứng hoàn toàn, đun nóng, với 14.7 ml dd NaOH 1.6% (Khối lượng riêng 1.022 g/ml) Nêu cấu tạo peptit A phù hợp với điều kiện tập
Đáp án M N/A = 293 x 14.3/100 = 42 => nN =
Do thủy phân peptit A thu peptit B C nên B, C có tối đa aminoaxit n HCl = 0.018 x 0.222 = 0.004 mol
Nếu B có aminoaxit
H2N-R-COOH + HCl Cl– H3N+–RCOOH nB = nHCl = 0.004 mol
=> MB = 0.472/0.004 = 118
R(NH2)(COOH) = 118 => R = 57 (loại) (0.5đ) Nếu B dipeptit
H2N-R-C-N-R’-COOH + 2HCl + H2O ClH3N-R-COOH + ClH3N-R’-COOH O H
0.002 mol 0.004mol
MB = 0.472/0.002 = 236 g/mol
Nếu R –CH2 – = 14 R’ = 118
(8)Nếu C aminoaxit MC = 0.666/0.006 = 111
R(NH2)COOH = 111 => R = 50 loại Nếu C dipeptit
H2N-R-C-N-R’-COOH + 2NaOH > H2N-R-COONa + H2N-R’-COONa + H2O O H
MC = 222
Nếu R – CH2 – = 14 => R’ = 104 trùng với kết B (0,25đ ) Nếu R CH3 – CH – = 28 => R’= 90 loại
Vậy R’ C6H5 – CH2 – CH –
Vậy B có CH3 – CH – COOH CH2 – CH – COOH (0,25đ) NH2 C6H5 NH2
Và C có CH2 – OOH vaø CH2 – CH – COOH NH2 C6H5 NH2
Vậy A có cấu tạo:
CH3 – CH – C – N – CH – C – N – CH2 – COOH (0,25ñ) NH2 O H CH2 O H
C6H5 GLY-PHE – ALA
H2N – CH2 – C – N – CH – C – N – CH – COOH O H CH2 O H CH3
C6H5 ALA – PHE – GLY
Câu 10 (2 điểm) : Đốt cháy hoàn toàn 1,34 g chất hữu A thu 2,2g CO2 0,9g H2O A có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản A tác dụng với anhidrit axetic tạo este lần este A không phản ứng với dd AgNO3/NH3 Khi tác dụng với axit vơ lỗng từ A thu metanol hợp chất B, chất vừa có phản ứng với dd AgNO3 phản ứng với anhidrit axetic tạo este lần este
Khi bị oxi hố nhẹ nhàng B chuyển thành axit cacboxilic C mà axit phản ứng với Br2 có mặt NaOH tạo NH3 glixerandehit (C3H6O3)
Xác định cấu tạo A, B, C biết B C có cung số nguyên tử cacbon A nguyên tử cacbon
Đáp án mC = 2.3 x 12/44 = 0,6g
mH = 0.9 x /18 = 0,1g
mO = 1.34 – (0,6 + 0,1 ) = 0,64g nC : nH : nO = 0,6/12 : 0,1/1 : 0,64/16 = 0,05 : 0,1 : 0,04 = :10 :
Công thức: (C5H10O4)n (0,5đ)
Công thức phân tử trùng với công thức đơn giản công thức phân tử C5H10O4 A tác dụng anhidrit axetic tạo este hai lần este => A có hai nhóm OH
(9)Khi tác dụng axit vơ lỗng từ A thu metanol chất B tác dụng dd AgNO3 phản ứng anhidric axetic tạo este lần este => B có nhóm – OH nhóm – CHO
Khi bị oxi hoá nhẹ B > axit C mà amin axit phản ứng đựơc Br2 có mặt NaOH tạo NH3 glixerandehit
Vaäy: CH3O CH
CH2OH O CHOH
CH2 (A) (0.5ñ)
CHO CHOH CHOH CH2OH (B) (0.5ñ)