Trộn 2 thể tích bằng nhau của dung dịch chất A và dung dịch chất B có cùng nồng độ 1M:.. Tính hằng số tốc độ của phản ứng.[r]
(1)BÀI TẬP BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA
- -Câu1: X là ngun tố thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH3 Electron cuối nguyên
tử X có tổng số lượng tử 4,5
a) Xác định nguyên tố X, viết cấu hình electron nguyên tử
b) Ở điều kiện thường XH3 chất khí Viết cơng thức cấu tạo, dự đốn trạng thái lai hoá
nguyên tử trung tâm phân tử XH3, oxit bậc cao nhất, hidroxit bậc cao X
c) Cho phản ứng: 2XOCl 2XO + Cl2, 5000C có K
p= 1,63.10-2 Ở trạng thái cân
bằng áp suất riêng phần PXOCl=0,643 atm, PXO = 0,238 atm
Tính PCl2 trạng thái cân bằng.
Nếu thêm vào bình lượng Cl2 để trạng thái cân áp suất riêng phần
XOCl 0,683 atm áp suất riêng phần XO Cl2 bao nhiêu?
1 So sánh độ lớn góc liên kết phân tử PX3 (X: F, Cl, Br, I) Giải thích?
Câu 1:
1.a/ Với hợp chất hidro có dạng XH3 nên X thuộc nhóm IIIA nhóm VA.
TH1: X thuộc nhóm IIIA, ta có phân bố e theo obitan: Vậy e cuối có: l=1, m=-1, ms =
+1/2 mà n + l + m + ms = 4,5 → n = 4.
Cấu hình e nguyên tử: 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p1 (Ga)
TH2: X thuộc nhóm VA, ta có phân bố e theo obitan: Vậy e cuối có: l=1, m= 1, ms =
+1/2 mà n + l + m + ms = 4,5 → n = Cấu hình e nguyên tử: 1s2 2s22p3 (N).
b/ Ở đk thường XH3 chất khí nên nguyên tố phù hợp Nitơ Công thức cấu tạo hợp chất:
N H
H H
Nguyên tử N có trạng thái lai hóa sp3
Oxit cao nhất:
N O N
O O O
O Nguyên tử N trạng thái lai hóa sp2.
Hidroxit với hóa trị cao nhất:
H O N
O
O Nguyên tử N trạng thái lai hóa sp2. c/ Phương trình phản ứng: 2NOCl 2NO + Cl2 Kp = 1,63.10-2 (5000C) áp suất cân bằng: 0,643 0,238 ?
Ta có: Kp =
PNO
.PCl2 PNOCl
2 = 1,63.10-2 → PCl2 = 0,119 atm.
Sau thêm Cl2 , áp suất cân NOCl : PNOCl = 0,683 atm , tăng 0,04 atm
→ PNO = 0,238 – 0,004 = 0,198 atm → PCl2 = ( 0,683 0,198)
2
.1,63.10-2 = 0,194 atm.
2/ Độ lớn góc liên kết XPX phân tử PX3 biến đổi sau: PF3 > PCl3 > PBr3 > PI3
Giải thích: bán kính nguyên tử tăng dần từ F → I đồng thời độ âm điện giảm dần nên tương tác đẩy giữa các nguyên tử halogen phân tử PX3 giảm dần từ PF3 → PI3 Nên PF3 có góc liên kết lớn nhất, PI3 có liên
kết bé nhất.
Số đo góc: PF3 PCl3 PBr3 PI3
1040 1020 1000 960
Câu 2
Cho giản đồ Latimer đioxi (O2) môi trường axit:
O2 0,695V H2O2 1,763V H2O
trong O2, H2O2 H2O dạng oxi hoá - khử chứa oxi mức oxi hoá giảm dần Các số 0,695V
và 1,763V khử cặp oxi hoá - khử tạo thành dạng tương ứng: O2/H2O2; H2O2/H2O
(2)b Tính khử cặp O2/H2O
c Chứng minh H2O2 phân huỷ thành chất chứa oxi mức oxi hoá cao thấp
theo phản ứng: H2O2 → O2 + H2O
Câu 2
1 Đối với cặp O2/H2O2: O2 + 2H+ + 2e H2O2 (1) Eo1 = 0,695V
Đối với cặp H2O2/H2O: H2O2 + 2H+ + 2e 2H2O (2) Eo2 = 1,763V
2 Tính E0O2/H2O = Eo3 = ? biết E0O2/H2O2 = Eo1 = 0,695V ; E0H2O2/H2O = Eo2 = 1,763V O2 + 2H+ + 2e H2O2 K1 = 10
H2O2 + 2H+ + 2e 2H2O K2 = 10
O2 + 4H+ + 4e 2H2O K3 = 10 = K1.K2 Eo3 = 2(Eo1 + Eo2) : 4
= 2,431 : = 1,23V
3 Vì E0H2O2/H2O = 1,763V > E0O2/H2O2 = 0,695 phản ứng xảy theo chiều: 2H2O2 2H2O + O2
(hoặc H2O2 + 2H+ + 2e 2H2O K2
H2O2 O2 + 2H+ + 2e K
1-1
2H2O2 2H2O + O2 K = K2.K1-1 = 102(1,763 0,695)/0,0592 = 1036,08
K lớn phản ứng xảy theo chiều thuận.
Để có phản ứng dị li H2O2: H2O2 → 1/2O2 + H2O (4)
ta lấy (2) trừ (1): (2) - (1) = 2H2O2 → O2 + 2H2O
hay H2O2 → 1/2O2 + H2O (4) ∆Go4 = 1/2 [ -2FEo2 - (-2FEo1)]
= F(Eo1 - Eo2) = F(0,695 - 1,763) = - 1,068F < 0.
∆Go4 < 0, phản ứng phân huỷ H2O2 tự diễn biến phương diện nhiệt động học) Câu 3
Đối với phản ứng: A + B → C + D
1 Trộn thể tích dung dịch chất A dung dịch chất B có nồng độ 1M:
a Nếu thực phản ứng nhiệt độ 333,2K sau nồng độ C 0,215M Tính số tốc độ phản ứng
b Nếu thực phản ứng 343,2K sau 1,33 nồng độ A giảm lần Tính lượng hoạt hoá phản ứng (theo kJ.mol-1).
2 Trộn thể tích dung dịch chất A với thể tích dung dịch chất B, nồng độ 1M, nhiệt độ 333,2K sau A phản ứng hết 90%?
Câu 3
Gi¶ sư phản ứng: A + B → C + D thuéc bËc Phương trình tốc độ phản ứng dạng tổng quát là: v = kCACB (1)
1.a Vì nồng độ ban đầu A B nên (1) trở thành v = k CA2 phương trình động học tích phân tương ứng là:
kt = 1/CA - 1/CAo
Thay giá trị số tính k = 2,1.10-4 mol-1ls-1.
b .Tại 343,2K, tính tốn tương tự trường hợp a k = 4,177.10-4 mol-1ls-1.
Thay giá trị k1 k2 vào phương trình Arrhenius tính Ea = 65 378 Jmol-1.
2 CAo = 1/3M; CBo = 2/3M Nồng độ ban đầu A B khác nhau, phương trình động học tích phân có dạng: kt =
1
a b ln
( )
( )
b a x a b x
Thay giá trị số vào phương trình tính t = 24353s (hay 6,764 h) Câu 4:
2Eo 1/0,0592
2Eo 2/0,0592
(3)Cho hidrocacbon X tác dụng với dung dịch brom dư dẫn xuất tetrabrom chứa 75,8% brom (theo khối lượng) Khi cộng brom (1:1) thu cặp đồng phân cis-trans
1) Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo gọi tên X 2) Viết phương trình X với:
a) Dung dịch KMnO4 (trong môi trường H2SO4)
b) Dung dịch AgNO3/NH3
c) H2O (xúc tác Hg2+/H+)
d) HBr theo tỉ lệ 1:2
Câu 4:
Hidrocacbon X: CxHy
CxHy + 2Br2 → CxHyBr4 ; theo giả thiết: %Br =
80
12x+y+320 100 =75,8 → 12x + y = 102
Giá trị thỏa mãn: x=8 , y=6 CTPT X: C8H6 (= 6).
Vì X có khả phản ứng với brom thoe tỉ lệ 1:1 1:2 chứng tỏ phân tử X có liên kết bền nhân
thơm CTCT X:
C CH
phenyl axetilen. Phương trình phản ứng:
5
C CH
+ 8KMnO4 + 12H2SO4 →
COOH
+ 4K2SO4 + 8MnSO4 + 12H2O C CH
+ AgNO3 + NH3 →
C CAg
+ NH4NO3 C CH
+ H2O
Hg2+¿ ⃗
¿
C O
CH3
C CH
+ 2HBr →
C CH3
Br Br Câu 5:
A, B, D đồng phân có cơng thức phân tử C6H9O4Cl, thỏa mãn điều kiện sau : 36,1g A + NaOH dư 9,2g etanol + 0,4 mol muối A1 + NaCl
B + NaOH dư muối B1 + hai rượu (cùng số nguyên tử C) + NaCl D + NaOH dư muối D1 + axeton + NaCl + H2O
Hãy lập luận xác định công thức cấu tạo A, B, D viết phương trình phản ứng Biết D làm đỏ q tím
Câu 5:
A, B, D có công thức phân tử: C6H9O4Cl (=2)
A + NaOH → C2H5OH + muối A1 + NaCl
0,2 mol 0,2mol 0,4 mol
Từ tỉ lệ số mol chất cho thấy A este chức chứa gốc rượu C2H5- axit tạp chức.
CTCT A: CH3-CH2-OOC-CH2-OOC-CH2-Cl
CH3-CH2-OOC-CH2-OOC-CH2-Cl + 3NaOH → C2H5OH + HO-CH2COONa + NaCl
B + NaOH → muối B1 + hai rượu + NaCl
Vì thuỷ phân B tạo rượu khác có ùng số nguyên tử C, nên rượu tối thiểu phải chứa 2C CTCT thỏa mãn: C2H5-OOC-COO-CH2-CH2-Cl
C2H5-OOC-COO-CH2-CH2-Cl + 3NaOH → NaOOC-COONa + C2H5OH + C2H4(OH)2 + NaCl
D + NaOH → muối D1 + axeton + NaCl + H2O
Vì D làm đỏ q tím nên phải có nhóm –COOH, thuỷ phân tạo axeton nên D phải có thêm chức este rượu tạo thành sau thuỷ phân gemdiol bền.
CTCT D: HOOC-CH2-COO-C(Cl)-(CH3)2
(4)