2/ Tieán haønh ñieän phaân (vôùi ñieän cöïc trô maøng ngaên xoáp ) 500 ml dung dòch HCl 0,01M vaø NaCl 0,1M. a) Nhaän xeùt söï thay ñoåi cuûa pH dung dòch trong quaù trình ñieän phaân.[r]
(1)Bộ giáo dục đào tạo Kì thi chọn học sinh giỏi Quốc gia Lớp 12 THPT Mơn Hố học Bảng A
Thời gian: 180’ (khơng kể thời gian giao đề)
C©u I:
1)Cho c¸c chÊt sau: HNO3, Cu, Fe, Na, S, C, NaNO3, Cu(NO3)2, NH4NO3 HÃy viết tất phơng trình phản ứng
có thể tạo khí NO2, ghi rõ điều kiện phản ứng (nếu có)
2)Mui amoni muối kim loại kiềm giống khác điểm nào? Nêu vài thí dụ cụ thể 3)Trong phịng thí nghiệm hố học có lọ hoá chất nhãn đựng riêng biệt dd: NaCl; NaNO3; MgCl2;
Mg(NO3)2; AlCl3; Al(NO3)3; CrCl3;Cr(NO3)3 Bằng phơng pháp hoá học, làm nhận biết đợc mi dd? Vit
các phơng trình phản ứng xảy ghi điều kiện (nếu có)
4)Hóy hon thành phơng trình phản ứng hạt nhân sau (có định luật bảo tồn đợc dùng hồn thành phơng trình ?)
a 92U238 90Th230 +
b 92U235 82Pb206 +
C©u II:
1)Để xác định hàm lợng oxi tan nớc ngời ta lấy 100,00ml nớc cho MnSO4 (d) NaOH vào nớc
Sau lắc kĩ (không cho tiếp xúc với không khí) Mn(OH)2 bị oxi hoá thành MnO(OH)2 Thêm axit (d), lấy
MnO(OH)2 bị Mn2+ khử thành Mn3+ Cho Kl(d) vào hỗn hợp Mn3+ oxi hoá I- thành I3- Chuẩn độ I3- hết 10,50ml
Na2S2O3 9,800.10-3M
a.Viết phơng trình ion phản ứng xảy thí nghiệm b.Tính hàm lợng (mol/l) oxi tan nớc
2)Từ nguyên tố O, Na, S tạo đợc muối A, B có nguyên tử Na phân tử Trong thí nghiệm hố học ngời ta cho m1 gam muối A biến đổi thành m2 gam muối B 6,16 lít khí Z 27,3oC; 1atm Biết hai
khối lợng khỏc 16,0 gam
a.HÃy viết phơng trình phản ứng xảy với công thức cụ thể A, B b.TÝnh m1, m2
C©u III:
1)Viết phơng trình phản ứng xảy (nếu có) khí clo, tinh thể iot tác dụng với: a.Dung dịch NaOH (ở nhiệt độ thờng, đun nóng)
b.Dung dÞch NH3
2)Trong cơng nghệ hố dầu, ankan đợc loại hiđro để chuyển thành hiđrocacbon khơng no có nhiều ứng dạng Hãy tính nhiệt phản ứng sau đây:
C4H10 C4H6 + H2 ; Ho1 (1)
CH4 C6H6 + H2 ; Ho2 (2)
Biết lợng liên kết E theo kJ.mol-1, liên kết nh sau:
E theo kJ.mol-1 435,9 416,3 409,1 587,3
Liªn kÕt H-H C-H C-C C=C
(Với liên kết C-H, C-C, trị số trung bình hợp chất hiđrocacbon khác nhau)
Câu IV:
1)HÃy viết phơng trình hoá học cấu hình electron tơng ứng chất đầu, sản phẩm trờng hợp sau đây: a Cu2+ (z=29) nhận thªm 2e
b Fe2+ (z=26) nhêng bít 1e
c Bro (z=35) nhËn thªm 1e
d Hgo (z=80) nhêng bít 2e
2)Hồ tan 7,180 gam sắt cục chứa Fe2O3 vào lợng d dd H2SO4 loãng thêm nớc cất đến thể tích
500ml Lấy 25ml dd thêm dần 12,50 ml dd KMnO4 0,096M xuất màu hồng tím dd
a.Xác định hàm lợng (phần trăm khối lợng) Fe tinh khiết sắt cục
b.NÕu lÊy khối lợng sắt cục có hàm lợng Fe tinh khiết nhng chứa tạp chất FeO làm lại thí
nghiệm giống nh lơng dd KMnO4 0,096M cần dùng bao nhiêu?
Câu V:
1) Cho: Eo 25oC cặp Fe2+ / Fe Ag+ / Ag tơng ứng -0,440V 0,800V.Dùng thêm điện cực hiđro
tiêu chuẩn, viết sơ đồ pin đợc dùng để xác định điện cực cho Hãy cho biết phản ứng xảy pin đợc lập từ hai cp ú hot ng
2)a.HÃy xếp nguyên tố natri-kali, lùi theo thứ tự giảm trị số lợng ion hoá thứ (I1) Dựa vào cø
nào cấu tạo nguyên tử để đa qui luật xếp đó?
b.Dùa vµo cÊu hình electron, hÃy giải thích lớn lợng ion ho¸ thø nhÊt (I1) cđa Mg so víi Al(Mg cã I1 =
7,644cV; Al cã I1 = 5,984cV)
(2)Câu I:
1) Các phơng trình phản ứng tạo NO2:
Cu + 4HNO3đặc Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Fe + 6HNO3đặc Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Na + 2HNO3đặc NaNO3 + NO2 + H2O
4HNO3 to 4NO2 + O2 + 2H2O
S + 6HNO3đặc H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
C + 4HNO3đặc to CO2 + 4NO2 + 2H2O
2)Muối amoni muối kim loại kiềm nói chung dễ tan nớc nhng khác nhiều độ bền nhiêt : Muối kim loại kiềm nóng chảy nhiệt độ cao khơng bi phân huỷ cịn muối amoni bền, đun nóng phân huỷ dễ dàng Ví dụ NaCl nóng chảy 800oC sơi ở1454oC, NH
4Cl ph©n hủ ë 350oC; Na2CO3 nãng
ch¶y ë 850oC, (NH
4)2CO3 phân huỷ nhiệt độ thờng; NaNO2 nóng chảy 284oC cha phân huỷ, NH4NO2 phân huỷ
ë > 70oC
3)Học sinh làm theo cách sau:
Đánh số thứ tự lọ hoá chất nhãn lấy lợng nhỏ vào ống nghiệm (mẫu A) để làm thí nghiệm,
ống nghiệm đợc đánh số thứ tự theo lọ Cho dd AgNO3 lần lợt vào ống nghiệm (mẫu A) nu
thấy kết tủa trắng, nhận dd muèi clorua
AgNO3 tr¾ng AgCl, suy c¸c dd: NaCl, MgCl2, AlCl3, CiCl3
Mẫu A
Không có tợng phản øng, suy c¸c dd: NaNO3, Mg(NO3)2, Al(NO3)3, Cr(NO3)3
Cho dd NaOH(d) vào lần lợt dd muèi clorua: -NhËn dd MgCl2 t¹o tr¾ng Mg(OH)2
MgCl2 + 3NaOH Mg(OH)2 trắng + 2NaCl
-Thấy tợng phản øng, nhËn dd NaCl
-ThÊy c¸c kÕt tđa råi tan dd NaOH (d), suy 2dd cßn lại AlCl3, CrCl3 Tiếp tục thêm nớc brom vào: thấy
dd xuất màu vàng Cr+3bị oxi hoá thành Cr+6, nhận dd CrCl
3 Còn l¹i dd AlCl3
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
CrCl3 + 3NaOH Cr(OH)3 + 3NaCl
Cr(OH)3 + NaOH NaCrO2 + 2H2O
2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH 2Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O
-NhËn dd muối nitrat làm tơng tự nh
4) áp dụng định luật bảo toàn vật chất (bảo tồn số khối, bảo tồn điện tích) để hồn thành phơng trình phản ứng hạt nhân
a 92U238 90Th 230 + 22He4 + 2
b 92U235 82Pb206 + 72He4 + on1 +
Câu II:
1)a.Các phơng trình phản ứng:
Mn2+ + 2OH- Mn(OH)
2
2Mn(OH)2 + O2 2MnO(OH)2 (1)
MnO(OH)2 + 4H+ + Mn2+ = 2Mn3+ + 3H2O (2)
2Mn3+ + 3I- = 2Mn2+ + I3- (3)
I3- + 2S
2O32- = S4O62- + 3I- (4)
b.Tính hàm lợng O2 tan nớc:
nO2 =(9,8.10-3.10,50)/2,2 = 0,0257mol
Hàm lợng O2:
0,0257.1000 = 0,257mol/l 100
2)a.Đặt A Na2X; B lµ Na2Y, ta cã:
Na2X Na2Y + Z
Z cã thĨ lµ H2S, SO2 VËy
nA=nB=nZ = 6,16.273 = 0,25mol
300,3.22,4
Cứ 0,25mol lợng A khác lợng B 16,0g
Vậy mol lợng A khác lợng B m; m = 16,0:0,25 = 64,0 hay phân tử A khác phân tử B 64,0 đvC khối lợng Có thể Na2S, Na2SO3, Na2SO4 So sánh cặp chất, thÊy A: Na2S ; B: Na2SO4
VËy:
Na2S + H2SO4 Na2SO4 + H2S
b TÝnh m1 + m2:
m1 = 78.0,25 = 19,5(g)
m2 = 19,5 + 16,0 = 142,0.0,25 = 35,5(g)
Câu III:
1)a.Các phơng trình phản ứng khí clo, tinh thĨ iot víi dd NaOH (ë to thêng, ®un nãng):
Cl2 + 2NaOH nguéi NaCl + NaOCl + H2O
3Cl2 + 6NaOH nãng 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
3I2 + 6NaOH = 5NaI + NaIO3 + 3H2O
b.Các phơng trình phản ứng khÝ clo, tinh thĨ iot víi dd NH3:
3Cl2 + 8NH3 = N2 + 6NH4Cl
3I2 + 5NH3 = NI3NH3 + 3NH4I
2)TÝnh nhiƯt cđa ph¶n øng: *Tìm hệ số cho chất
(3)Hay H3C-CH2-CH2-CH3 CH2=CH-CH=CH2 + 2H2
6CH4 C6H6 + 9H2; Ho2 (2)
m n Trong Ei, Ej lợng liên
*Tõ Hoph¶n øng = v
i Ei _ vj Ej kÕt ë vÕ đầu cuối (tham gia, tạo
i=1 j=1 thành) phản ứng vi, vj sè liªn kÕt thø i, thø j
Do Ho
1 = (10EC-H + 3EC-C)-(6EC-H + 2EC=C + EC-C + 2EH-H)
Thay số, tính đợc Ho
1= +437,0 kJ.mol-1
T¬ng tù, ta cã: Ho
2 = 24EC-H - (3EC-C + 3EC=C + 6EC-H + 9EH-H)
Thay số, tính đợc Ho
2 = +581,1 kJ.mol-1
(Ho
2 > 0, ph¶n øng thu nhiƯt)
C©u IV:
1)a Cu2+ + 2e Cuo
Ar 3d9 + 2e Ar 3d104s1
b Fe2+ - e Fe3+
Ar 3d6 - e Ar 3d5
c Bro + e Br
Ar 3d104s24p5 + e Ar 3d104s14p6 Kr
d Hgo - 2e Hg2+
Xe 4f145d106s2 - 2e Xe 4f145d10
KÝ hiÖu Ar chØ cấu hình e nguyên tử Ar (z=18)
Kr Kr (z=36) Xe Xe (z=54) 2)a.Xác định hàm lợng Fe sắt cục
Gäi x lµ sè mol Fe2O3 vµ y số mol Fe có 7,180g sắt cục
Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
xmol xmol Fe2(SO4)3 + Fe = 3FeSO4
xmol xmol 3xmol Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
(y-x)mol (y-x)mol
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
Sè mol FeSO4 cã 500ml dd:
2x + y = (0,096.12,5.500.5)/(1000.25) = 0,120 Hệ phơng trình: 159,691x + 55,847y = 7,180 2x + y = 0,120 x 0,1mol = 1,596g y = 7,180 - 1,596 = 5,584g
Hàm lợng Fe tinh khiết (5,584.100)/7,180 = 77,77%
b.Nếu tạp chất FeO lợng dd KMnO4 0,096 M cần dùng:
FeO + H2SO4 FeSO4 + H2O
1,596/71,846 = 0,0222 0,0222mol Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
5,584/55,847 = 0,0999 0,0999mol
Sè mol FeSO4 cã 500ml dd: 0,0222 + 0,0999 = 0,1221mol
Thể tích dd KMnO4 0,096M cần dùng để tác dụng đủ với 25ml dd FeSO4:
0,1221.25.1000 = 12,72ml 500.5.0,096
C©u V:
1) H2 (Pt) H+1M Fe2+1M Fe
p = 1atm
EoFe2+/Fe = -0,440 V cùc Fe: cùc ; cùc H; cùc
Ph¶n øng: Fe - 2e = Fe2+
2H+ + 2e = H
Fe + 2H+ = Fe2+ + H
H2 (Pt) H+1M Ag+1M Ag
p = 1atm
EoAg2+/Ag = 0,800V cùc Ag: cùc ; cùc H: cùc
Ph¶n øng: H2 - 2e = 2H+
Ag+ + e = Ag
H2 + 2Ag+ = 2Ag + 2H+
2)a.Thứ tự giảm I1 Li, Na, K
Căn cứ: Các nguyên tố thuộc nhóm I, có 1e hoá trị từ xuống: z (z = z = 19)
r
r tăng nhanh nên lực hút hạt nhân với 1e hoá trị giảm từ xuống Kết quả: I1 giảm từ xuống
b Mg (z = 12) cã 1s22s22p63s2 Al (z = 13) cã 1s22s22p63s23p1
Khi t¸ch 1e cđa Mg tõ phân lớp bÃo hoà 3s1 phải tốn nhiều lợng tách 1e Al từ phân lớp cha b·o
(4)Bộ giáo dục đào tạo Kì thi chọn học sinh giỏi Quốc gia Lớp 12 THPT Mơn: Hố học Bảng A
©u I:
Cho sơ đồ sau:
C D axeton A B –
G 1,4-®ibrom-2-buten
n-Butan-550-600oC B
1 C1 D1 glixerin trinitrat
A1 – 1) CH2-CH2
B2 Mg C2 O D2 isoamylaxetat
ete khan 2) H3O+
A, A1, B, B1, B2 D2 lµ hợp chất hữu
1)Hóy ghi cỏc cht cần thiết điều kiện phản ứng mũi tên 2)Viết công thức cấu tạo tất hợp chất hữu sơ đồ
3)Viết phơng trình phản ứng tạo thành glixerin trinitrat từ n-butan theo sơ đồ Câu II:
1)Tám hợp chất hữu A, B, C, D, E, G, H, I chứa 35,56%C; 5,19%H; 59,26%Br phân tử có tỉ khối so với nitơ 4,822 Đun nóng A B với dd NaOH thu đợc anđchit n-butiric, đun nóng C D với dd NaOH thu đợc etylmetylxeton A bền B, C bền D, E bền G, H I có nguyên tử C* phân tử
a.ViÕt c«ng thøc cÊu tróc cđa A, B, C, D, E, G, H I b.Viết phơng trình ph¶n øng x¶y
2)Hai xicloankan M N có tỉ khối so với metan 5,25 Khi monoclo hố (có chiếu sáng) M cho hợp chất, N cho hợp chất
a.Hãy xác định công thức cấu tạo M v N
b.Gọi tên sản phẩm tạo thành theo danh pháp IUPAC
c.Cho biết cấu dạng bền hợp chất tạo thành từ N, giải thích Câu III: COOH
1)Axit xitric axit limonic HOOC-CH2-C(OH)-CH2-COOH có giá trị pKa 4,76; 3,13 vµ 6,40 H·y gäi
tên axit theo danh pháp IUPAC ghi (có giải thích) giá trị pKa vào nhóm chức thích hợp 2)Đun nóng axit xitric tới 176oC thu đợc axit aconitic (C
6H6O6) Khö axit aconitic sinh axit tricacbalylic (hay lµ
axit propan-1,2,3-tricacboxylic) Nếu tiếp tục đun nóng axit aconitic thu đợc hỗn hợp gồm axit itaconic (C5H6O4,
khơng có đồng phân hình học) axit xitraconic (C5H6O4, có đồng phân hình học); hai axit chuyển hố
thành hợp chất mạch vòng có công thức ph©n tư C5H4O3
Hãy viết sơ đồ phản ứng xảy dới dạng công thức cấu tạo cho biết axit aconitic có đồng phân hình học hay khơng?
3)Ngời ta tổng hợp axit xitric xuất phát từ axeton hoá chất vô cần thiết Hãy viết sơ đồ phản ứng xảy
C©u IV:
1)X đisaccarit không khử đợc AgNO3 dd amoniac Khi thuỷ phân X sinh sản phẩm l M
(D-andozơ, có công thức vòng dạng ) M khác D-ribozơ cấu hình nguyên tử C2
M CH3OH N CH3I Q H2O ®Én xuÊt 2,3,4-tri-O-metyl cña M
HCl xt baz¬ xt H+ xt
a.Xác định cơng thức M, N, Q X (dạng vòng phẳng) b.Hãy viết sơ đồ phản ứng xảy
2)Đốt cháy 0,2 mol hợp chất A thuộc loại tạp chức thu đợc 26,2 gam khí CO2; 12,6 gam H2O 2,24 lít khí N2
(đktc) Nếu đốt cháy mol A cần 3,75 mol O2
a.Xác định công thức phân tử A
b.Xác định công thức cấu tạo tên A Biết A có tính chất lỡng tính, phản ứng với axit nitơ giải phóng nitơ; với ancol etylic có axit làm xúc tác tạo thành hợp chất có cơng thức C5H11O2N Khi đun nóng A chuyển thành
hợp chất vịng có cơng thức C6H10N2O2 Hãy viết đầy đủ phơng trình phản ứng xảy ghi điều kiện (nếu có)
A có đồng phân loại gì? Câu V:
1)Có lọ đựng riêng biệt chất: cumen isopropylbenzen (A), ancol benzylic (B), anisol metyl phenyl ete (C), benzanđehit (D) axit benzoic (E) Biết (A), (B), (C), (D) chất lỏng
a.Hãy xếp thứ tự tăng dần nhiệt độ sơi, giải thích
(5)c.H·y cho biÕt cặp chất nói phản ứng với Viết phơng trình phản ứng ghi ®iỊu kiƯn (nÕu cã)
2)Trong q trình điều chế metyl tert-butyl ete (MTBE) từ ancol, ngời ta thu đợc thêm sản phẩm khác a.Viết phơng trình phản ứng điều chế MTBE từ hiđrocacbon
b.ViÕt c«ng thøc cÊu tạo sản phẩm nói
c.Viết công thức cấu tạo sản phẩm sinh phơng trình phản ứng cho MTBE tác dụng với HI
3)Có hỗn hợp chất rắn gồm: p-toluiđtrong (p-metylanilin), axit benzoic, naphtalen Trình bày ngắn gọn ph-ơng pháp hố học để tách riêng từn chất
Tóm tắt cách giải đề thi chọn học sinh giỏi Quốc gia
Mơn Hố Học 1999-2000 (Bảng A) Câu I: Cho sơ đồ sau:
1) CiO3/H+ C Mn(CH3COO)2 D ThO2 ,to axeton
A H2O/H+ B
Al2O3/ZnO G Br2 CH2Br-CH=CH-CH2Br
400-500oC
CH4CH2CH2CH4 - Cl2 B1 Cl2,H2O C1 NaOH dd D1 HNO4 CH2-ONO2
550-600oC 450-500oC H
2SO4 CH-ONO2
A1- 1) CH2-CH2 CH2-ONO2
HCl B2 Mg C2 O D2 CH3COOH CH3CO2C5H11-i
ete khan 2) H3O+ H+, to
2)
A: CH2=CH2; B: CH3CH2OH; C: CH3-CH=O; D: CH3-COOH; A1: CH3-CH=CH2;
G: CH2=CH-CH=CH2; B1: CH2=CH-CH2-Cl; C1: CH2Cl-CHOH-CH2Cl;
D1: CH2OH-CHOH-CH2OH; B2: CH3-CHCl-CH3; C2: (CH3)2CH-MgCl;
D2: (CH3)2CH-CH2-CH2OH.(hoặc C CH3COOH, D Ca(CH3COO)2 với điều kiện phản ứng hợp lí; hay A CH4
B lµ CH=CH, C lµ CH3CH = O)
3)
CH3CH2CH2CH3 550-600oC CH4 + CH3-CH=CH2
CH3-CH=CH2 + Cl 450-500oC ClCH2-CH=CH2 + HCl
ClCH2-CH=CH2 + Cl2 + H2O CH2Cl-CHOH-CH2Cl + HCl
CH2Cl-CHOH-CH2Cl + 2NaOH to CH2OH-CHOH-CH2OH + 2NaCl
CH2OH-CHOH-CH2OH + 3HNO3 H2SO4® CH2-ONO2 + 3H2O
10-20oC CH-ONO
CH2-ONO2
Câu II:
Cách giải: 1) a M = 28.4,822 =135(®vC) C:H:Br = 35,56 : 5,19 : 0,74 = 4:7:1 12 80
(C4H7Br)n (12.4 + + 80)n = 135 n =
C«ng thøc ph©n tư cđa A, B, C, D, E, G, H, I lµ C4H7Br
So sánh tỉ lệ số nguyên tử C H suy hợp chất có liên kết đơi vịng no
Thuỷ phân dẫn xuất halogen phải cho ancol, thuỷ phân A B thu đợc andchit n-butiric, A (hoặc B) có mạch cacbon khơng phân nhánh có C=C đầu mạch (vì nhóm >C=C-OH chuyển thành nhóm >C-CH=O) Chất C (hoặc D) phải có C=C mạch cacbon (vì nhóm >C=C-CH3 chuyển thành -CH-C-CH3)
OH
O
Dùa vµo kiện đầu suy ra:
(6)A: C=C ; B: C=C
H Br
H H
CH3 Br CH3 CH3
C: C=C ; D: C=C
H CH3 H Br
CH3 H CH3 CH2Br
E: C=C ; G: C=C
H CH2Br H H
H(hc I): ; I(hc II):
CH3
Br CH3 Br
b.Các phơng trình phản ứng:
CH3-CH2-CH=CHBr + NaOH [CH3-CH2-CH=CH-OH] + NaBr
CH3-CH2-CH2-CH=O
CH3-CH=C-CH3 + NaOH [CH3-CH=C-CH3] + NaBr
Br OH
CH3-CH2-C-CH3
O
Nếu chất C D, E G đồng phân cấu tạo vị trí liên kết đơi C=C (đồng phân có liên kết đơi phía mạch bền đồng phân có liên kết đơi đầu mạch, thí dụ CH3-CH=CBr-CH3: C CH3
-CH2Br=CH2: D)
2) a M= 5,25.16 = 84 (®vC); MCnH2n = 84 12n + 2n = 84 n =
CTPT cña M (N): C6H12
Theo liệu đầu bài, M N có CTCT:
M: -CH3 N:
b Cl Cl
CH3 ; Cl CH3 ; CH3
(a1) (a2) (a3)
-CH2Cl ; -Cl
(a4) (a5)
a1: 1-Clo-2-metylxiclopentan
a2: 1-Clo-3-metylxiclopentan
a3: 1-Clo-1-metylxiclopentan
a4: Clometylxiclopentan
a5: Cloxiclohexan
c Câu dạng bền N: Vì: Dạng ghế bền nhÊt Nhãm
thÕ ë vÞ trÝ e bỊn vị trí
Cl a
C©u III:
C : H : Br = 35,56/12 : 5,19/1 : 0,74/80 = 4: 7: 3,13
COOH COOH C3 có pKa nhỏ chịu ¶nh
HOOC-CH2-C-CH2-COOH hëng –1 m¹nh nhÊt cđa 2COOH vµ OH
4,76 OH 6,40
(6,40) (4,76)
Axit 2-hi®ioxipt opan-1,2,3-tricacboxylic
2) COOH 170oC COOH HCl
HOOC-CH2- C -CH-COOH HOOC-CH2C=CH-COOH
HO H -H2O (C6H6O6)
(C6H8O7) Axit xitric Axit aconitic
COOH
HOOC-CH2CHCH2-COOH
(C6H8O6)
Axit tricacbolylic to -CO
2
HOOC-CH2-CH=CH-COOH
(7)COOH (C5H6O4)
(C5H6O4)
Axit xitraconic Axit itaconic
to -H
2O to -H2O
CH2
O O O O
O O
(C5H4O3) (C5H4O3)
Axit aconitic có đồng phân hình học có đủ hai điều kiện cần đủ
3) O Cl2 O HCN CN
CH3-C-CH3 Cl-CH2-C-CH2-Cl Cl-CH2-C-CH2-Cl
xt OH 2KCN - 2KCl COOH H2O CN
HOOC-CH2-C-CH2-COOH NC-CH2-C-CH2-CN
OH H+ OH
C©u IV:
1) a Từ cơng thức đẫn xuất 2,3,4-tri-O-metyl M suy ngợc cơng thức Q, N M, từ suy X CH=O
CH3O H H O H
H OCH3 H CH3O
H OCH3 CH3O OH
CH2OH CH3O H
DÉn xuÊt 2,3,4-tri-O-metyl cña M
H2O/H+
H O H H O H
H HO (N) CH3I/baz¬ H CH3O (Q)
HO OCH3 CH3O OCH3
HO H
CH3O H CH3OH/HCl
H O H
H O OH
H HO (M) H2O/xt
HO O HO
HO OH
HO
(X)
HO H OH
H O
OH
2)a.Số mol sản phẩm sinh đốt cháy 0,2mol chất A:
26,2/44 0,6mol CO2; 12,6/18 = 0,7mol H2O; 2,24/22,4 = 0,1mol N2
-Nếu đốt cháy mol A, số mol sản phẩm sinh ra: 0,6.5 = 3mol CO2; 0,7.5 = 3,5 mol H2O; 0,1.5 = 0,5mol N2 Suy phân tử A chứa nguyên tử C, nguyên tử H nguyên tử N. Giả thiết A chứa nguyên tử O, công thức A CxHyOzNt Phản ứng cháy:
CxHyOzNt + 3,75 O2 to xCO2 + y/2 H2O + t/2 N2 (1) 3,75 + x/2 = x + oy/4 (2)
Biết x = 3; y = 7; t = 1; Giải (2) ta đợc z = Công thức phân tử A: C3H7O2N
A + HNO2 N2, suy A chøa nhãm - NH2
A + C2H5OH C5H11O2N, suy A chøa nhãm – COOH VËy A lµ aminoaxit
A to hợp chất vòng C6H10N2O2 (do phân tử A phản ứng với loại phân tử H2O), suy A là -aminoaxit.
NH2
(8)Tên A: Alamin axit -aminopropionic. Các phơng trình ph¶n øng:
C4H7O2N + 3,75 O2 to 3CO2 + 3,5H2O + 1/2N2
CH3-CH-COOH + HNO2 CH3-CH-COOH + N2 + H2O
NH2 OH
CH3-CH-COOH + C2H5OH HCl khan CH3-CH-COOC2H5 + H2O NH2
ClNH3+
2CH3-CH-COOH to CO
NH3
NH2 CH3CH
NH + 2H2O
NH
CHCH3 NH2
CO CH3-CH-COOC2H5 + NH4Cl
C©u V:
1) a.Thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi:
(CH3)2CHC6H5 < C6H5OCH3 < C6H5CH=O < C6H5CH2OH < C6H5COOH (A) (C) (D) (B) (E)
-Ph©n cùc -Ph©n cùc -Ph©n cùc -Phân cực -Phân cực
(yếu C) (yếu D) -Không có -Có liên kết
-Có liên kết
-Không có -Không có liên kết hiđro liên
hiđro liên
liên kết liên kết hiđro
phân tử (yếu phân tử mạnh
hiđro. hiđro.
hn E). A, B, C, D, E có khối lợng phân tử xấp xỉ nhau. b Lọ đựng chất D (C6H5CH=O)
2C6H5CH=O + O2(kk) 2C6H5COOH
(láng) (r¾n, tinh thĨ) c.
C6H5COOH + C6H5CH2OH H+,to C6H5COOCH2C6H5 + H2O C6H5CH=O + C6H5CH2OH H+ C6H5-CH-OCH2C6H5
OH
C6H5CH=O + 2C6H5CH2OH H+ C6H5CH(OCH2C6H5)2 + H2O 2) a.
2CH4 + O2 xt,to 2CH3OH
(CH3)2C=CH2 + HOH H+,to (CH3)3C-OH
(Hc (CH3)3CH Br2 (CH3)3C-Br NaOH dd (CH3)3C-OH + Br -) a.s
CH3OH + (CH3)3C-OH -140oC CH3-O-C(CH)3 + H2O H+
b.
CH3OH + CH3OH -140oC CH3-O-CH3 + H2O H+
(CH3)3C-OH + (CH3)3C-OH -140oC (CH3)3C-O-C(CH)3 + H2O H+
c.
CH3-O-C(CH)3 + HI CH3OH + (CH3)3C-I
3)-Khuấy hỗn hợp rắn với lợng d dung dịch NaOH loãng, axit benzoic phản ứng tạo thành natri benzoat tan; hai chất cịn lại khơng phản ứng, lọc tách lấy hỗn hợp rắn dd Axit hoá dd natri benzoat dd HCl loãng:
C6H5COOH + NaOH C6H5COONa + H2O (r¾n) (tan)
C6H5COONa + HCl C6H5COOH + NaCl
-Khuấy hỗn hợp rắn lại (p-toluidin, naphtalen) với lợng d dd HCl loãng, p-toluidin phản ứng tạo muối tan Lọc tách lấy naphtalen; kiềm hoá dd muối, thu đợc p-toluidin:
(9)(r¾n) (tan)
p-CH3C6H4N+H3Cl + NaOH p-CH3C6H4NH2 + NaCl + H2O -Có thể tách theo trình tự sau:
p-CH3C6H4N+H3Cl- NaOH loÃng p-toluidin Hỗn hợp rắn HCl lo·ng,d läc - (tan)
Axit benzoic + naphtalen NaOHlo·ng,d läc
(kh«ng tan)
C6H5COONa HCl lo·ng C6H5COOH
- (tan) Naphtalen (kh«ng tan)
Bộ giáo dục đào tạo kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 THPT năm 2004 Câu I
1 ViÕt phơng trình hoá học cho trờng hợp sau:
a) Cho khÝ amoniac (d) t¸c dơng víi CuSO4.5H2 O
b) Trong môi trờng bazơ, H2O2 oxi hoá Mn2+ thành MnO2 c) Trong môi trờng axit, H2O2 khử MnO4- thành Mn2+
2 Trong số phân tử ion: CH2Br2, F - , CH2O, Ca2+, H3As, (C2H5 )2O , phân tử ion tạo liên kÕt
hiđro với phân tử nớc? Hãy giải thích viết sơ đồ mơ tả hình thành liên kết
3 a) U238 tự phân rã liên tục thành đồng vị bền chì Tổng cộng có hạt đợc phóng q trình ú.
HÃy giải thích viết phơng trình phản ứng chung trình
b) Uran cú cấu hình electron [Rn]5f36d17s2 Ngun tử có electron độc thân? Có thể có mức oxi hố
cao bao nhiêu?
c) UF6 l cht lỏng dễ bay đợc ứng dụng phổ biến để tách đồng vị uran Hãy viết phơng trình phản ứng có
UF6 đợc tạo thành cho UF4 tác dụng với ClF3
C©u II
Dung dịch A gồm AgNO3 0,050 M Pb(NO3)2 0,100 M
(10)2 Thªm 10,00 ml KI 0,250 M vµ HNO3 0,200 M vµo 10,00 ml dung dịch A Sau phản ứng ngời ta nhúng điện
cực Ag vào dung dịch B vừa thu đợc ghép thành pin (có cầu muối tiếp xúc hai dung dịch) với điện cực có
Ag nhóng vào dung dịch X gồm AgNO3 0,010 M KSCN 0,040 M
a) Viết sơ đồ pin
b) Tính sức điện động Epin 250C
c) Viết phơng trình phản ứng xảy pin hoạt động d) Tính số cân phản ứng
Cho biÕt : Ag+ + H
2O AgOH + H+ (1) ; K1= 10 –11,70
Pb2+ + H
2O PbOH+ + H+ (2) ; K2= 10 –7,80
ChØ sè tÝch sè tan pKs : AgI lµ 16,0 ; PbI2 lµ 7,86 ; AgSCN lµ 12,0
;
RT ln = 0,0592 lg F
= ,799 V EAg0 +
/Ag
3 Epin thay đổi nếu: a) thêm lợng nhỏ NaOH vào dung dịch B ; b) thêm lợng nhỏ Fe(NO3)3 vào
dung dịch X?
Câu III
1 Khớ CO gây độc tác dụng với hemoglobin (Hb) máu theo phơng trình CO + Hb Hb4 (CO)3
Số liệu thực nghiệm 200C về động học phản ứng nh sau:
Nồng độ (mol l-1)
Tốc độ phân huỷ Hb ( mol l-1 .s-1 )
CO Hb 1,50 2,50 2,50 2,50 2,50 4,00 1,05 1,75 2,80
Hãy tính tốc độ phản ứng nồng độ CO 1,30; Hb 3,20 (đều theo mol.l-1) 200C.
2 Ngời ta nung nóng đến 8000C một bình chân khơng thể tích lít chứa 10,0 gam canxi cacbonat 5,6 gam
canxi oxit Hãy tính số mol khí cacbonic có bình Muốn cho lợng canxi cacbonat ban đầu phân huỷ hết thể tích tối thiểu bình phải bao nhiêu? Biết nhiệt độ khí CO2 bình có áp suất 0,903 atm
3 Tại 200C,phản ứng: H
2 (k) + Br2 (láng) HBr (k) (1)
cã h»ng sè c©n b»ng Kp = 9,0 1016 Kí hiệu (k) trạng thái khí
a) H·y tÝnh Kp cđa ph¶n øng: H2 (k) + Br2 (k) HBr (k) (2)
tại 200C áp suất Brp = 0,25 atm
2
(k)
b) H·y cho biÕt sù chun dÞch cân hoá học phản ứng (2) giảm thể tích bình phản ứng hai tr-ờng hợp:
*) Trongbình Br2 (lỏng) ; **) Trongb×nh cã Br2 (láng)
Bộ giáo dục đào tạo kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia
lớp 12 THPT năm 2004 Hớng dẫn chấm
C©u I
1/ a) Có thể viết CuSO4.5H2O dạng [Cu(H2O)4] SO4.H2O Do phản ứng xảy ra, NH phân tử H2O
ë cÇu néi:
[Cu(H2O)4] SO4.H2O + 4NH [Cu(NH3)4] SO4.H2O + H2O
b) XÐt chi tiÕt
H2O2 + e OH - Sù khö
Mn2+ + OH - - e MnO
2 + H2O Sù oxi ho¸
Mn2+ + H
2O2 + OH - MnO2 + H2O
c) Cũng xét chi tiết tơng tự nh :
MnO4- + H3O+ + e Mn2+ + 12 H2O Sù khö
H2O2 + H2O - e O2 + H3O+ Sù oxi ho¸
2MnO4- + H2O2 +
6 H3O+ Mn2+ + O2 + 14 H2O
2/ C¸c vi hạt CH2Br2, Ca2+, H3As nguyên tử âm điện mạnh nên tạo liên kết hiđro với phân tử
n-ớc
Các vi hạt F - , CH
2O, (C2H5)2O có nguyên tử âm điện mạnh nên tạo liênkết hiđro với phân tử níc:
. H C H H O H .
F H O
H C2H5
O C2H5 H
O
H O
3/ a) U238 tự phóng xạ tạo đồng vị bền
92Pbx với ba loại hạt bản: 2 4, -1o oo Theo định luật bảo tồn
khèi lỵng: x = 238 - 4 = 206 VËy cã 92Pb206
(11)Do phơng trìnhchung q trình là: 92U238 92Pb206 + He +6
b) Cấu hình electron [Rn]5f36d17s2 có số electron ngồi đợc biểu diễn nh sau:
↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓
¿ ¿ Vậy nguyên tử 92U238 có e độc thân (cha ghép đơi); mức (số) oxi hố cao ¿
¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿
¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿
lµ +6 v× U [Rn]5f36d17s2 o - e U [Rn] +6
c) Ph¶n øng ClF3 + 3UF4 UF6 + Cl2 C©u II
1 Ag+ + H
2O AgOH + H+ ; K1 = 10-11,7 (1)
Pb2+ + H
2O PbOH + H+ ; K2 = 10-7,8 (2)
Do K2 >> K1 nên cân định pH dung dịch
Pb2+ + H
2O PbOH + H+ ; K2 = 10-7,8 (2)
C 0,10
[ ] 0,10 - x x x x2
0,1− x=10
−7,8 x = 10-4,4 = +H¿¿
¿
; pH = 4,40 2.a) Dung dịch B: Thêm KI : CAg+ = 0,025 M; CPb2+ = 0,050
CI- = 0,125M ; CH+ = 0,10M
Ag+ + I- AgI
0,025 0,125 - 0,10
Pb2+ + I- PbI
0,05 0,10
-Trong dung dịch có đồng thời hai kết tủa AgI PbI2
AgI Ag+ + I- K
s1 = 1.10-16 (3)
PbI2 Pb2+ + 2I- Ks2 = 1.10-7,86 (4)
Ks1 << Ks2, dung dịch cân (4) chủ yếu Sự tạo phức hiđroxo Pb2+
khơng đáng kể có H+ d:
Pb2+ + H
2O PbOH + H+ ; K2 = 10-7,8
+¿ PbOH¿
¿ 2+¿ Pb¿
¿
+¿ PbOH¿
¿ 2+¿ Pb¿
¿ ¿ ¿
Trong dung dÞch PbI2 Pb2+ + 2I- Ks2 = 1.10-7,86
x 2x
(2x)2x = 10-7,86 x = 1,51 10-3M 2x = [I-] = 2,302 10-3M
+¿ Ag¿
¿ ¿
E cña cùc Ag dung dÞch A:
(12)0
+¿ Ag¿
¿
¿0,799+0,0592 lg3,31 10−14
Ag¿0,0592 lg
¿ ¿
E1=E¿ Dung dÞch x
Ag+ + SCN- AgSCN; 1012,0
0,010 0,040
- 0,030 0,010
AgSCN Ag+ + SCN- ; 10-12,0
0,030 x (0,030 + x) x0,030 + x) = 10-12
+¿ Ag¿
¿ ¿
+¿ Ag¿
¿
¿0,799+0,0592 lg3,33 10−11
¿
E2= 0,799 + 0,0592 lg ¿
V× E2 > E1 , ta cã pin gåm cùc Ag X lµ cùc + , cùc Ag B lµ cùc –
Sơ đồ pin
AgSCN
SCN - 0,03M Ag Ag AgI
PbI2
b) Epin = 0,179 – 0,001 = 0,178V
c) Ph¬ng trình phản ứng
Ag + I - AgI + e
AgSCN + I - AgI + SNC -AgSCN + e Ag + SNC
-d) K=Ks(AgSCN)
Ks(AgI) =10
−12 10−16=10
4
a) Thêm NaOH vào dung dịch B:
PbI2 + 4OH - PbO2 + H2O + I -
Nồng độ I - tăng lên, nồng độ Ag+ giảm xuống, E
1 cịng giảm ;vậy Epin tăng b) Thêm Fe3+ vào dung dÞch X: Fe3+ + SCN - FeSCN2+
Nồng độ ion SCN - giảm, nồng độ ion Ag+ tng, E
2 tăng; vậy: Epin tăng C©u III
1 a) Trớc hết ta phải xác định đựơc bậc phản ứng
Kí hiệu bậc riêng phần phản ứng theo chất Hb x, theo CO y, ta có ph ơng trình động học
(định luật tốc độ) phản ứng:
vp = k C xHbC yCO (1)
Theo định nghĩa, ta biểu thị tốc độ phản ứng theo tc
phân huỷ Hb, nghĩa vp = vph©n hủ Hb (2)
Ghi : Vì ghi rõ tốc độ phân huỷ Hbằnên không cân dùng dấu -
Vậy ta có liên hệ: vp = vphân huû Hb = k C xHbC yCO (3)
Theo thứ tự xuống ta ghi số số liệu thí nghiệm thu đợc
ThÝ nghiÖm sè
Nồng độ (mol l-1)
(13)CO Hb
2
1,50 2,50 2,50
2,50 2,50 4,00
1,05 1,75 2,80 Ta xét tỉ số tốc độ phản ứng để xác định x y phơng trình (3): +) v2/ v1 = ( 2,50 / 2,50 ) x ( 2,50 / 1,50 ) y = 1 (1,67)y = 1,75 /1,05
(1,67) y
= 1,67 ; vËy y =
+) v2/ v1 = ( 4,00 / 2,50 ) x ( 2,50 / 2,50 ) y = 2,80 / 1,75 ;
(1,60) x
= 1,60 ; vËy x =
Do phơng trình động học (định luật tốc độ) phản ứng:
vp = k C HbCCO (4)
Để tính số tốc độ phản ứng k , từ (4) ta có:
k = vp / C HbCCO (5)
Lấy số liệu thí nghiệm bảng trên, chẳng hạn lấy số liệu thí nghiệm số 1, đa vào phơng trình (5), ta tính đợc k:
k = 1,05 / (2,501,50 ) = 0,28( mol l-1 .s -1 )
b) Đa gía trị k vừa tính đợc, nồng độ chất mà đề cho vào phơng trình (4) để tính vp:
vp = 0,281,303,20 = 1,648
VËy vp = 1,648 mol l .s-1 -1
2 a) Với điều kiện cho bình có phản ứng:
CaCO3 CaO + CO2 (k) (*)
Trong bình có khí CO2.Giả thiết khí lí tởng, ta có:
n = PV / RT = 0,9031,0 / (0,082054 1073,15) = 0,01 mol VËy nCO2 = 0,01 mol
Nhận xét: Theo đề bài, lợng CaCO3 cho vào bình chân khơng
nCaCO3 = 10 / 100 = 0,1 mol Lợng CaCO3 bị phân tích 0,01 mol
Sự có mặt 5,6 gam CaO không ảnh hởng tới phản ứng (*) trạng thái rắn chiếm thể tích khơng đáng kể lợng CaCO3 bị phân tớch ch rt ớt
b) Giả thiết lợng CaCO3 cho vào bình chân không bị phân tích hết ,áp suất khí CO2 0,903 atm (vì phản ứng
(*) đạt tới cân hoá học ) Do đó:
Vmin = n RT / P = 0,1 0,082054 1073,15 / 0,903 = 9,75 (lÝt)
3.a) Ph¶n øng H2 (k) + Br2 (láng) HBr (k) (1)
cã (Kp)1 = p2HBr / p H2 (a)
còn phản ứng: H2 (k) + Br2 (k) HBr (k) (2)
cã (Kp)2 = p2HBr / p H2 p Br2 (b)
XÐt c©n b»ng Br2 (láng) Br2 (k) (3)
cã (Kp)3 = pBr2 (k) (c)
Khi tổ hợp (1) với (3) ta có cân b»ng (2):
H2 (k) + Br2 (láng) HBr (k) (1)
Br2 (l) Br2 (k) (3)
H2(k) Br2 (k) + HBr (k) (2)
VËy (Kp)2 = (Kp)1 / (Kp)3
Thay sè ta cã (Kp)2 = 9,0 1016 atm / 0,25 atm
(Kp)2 = 3,6 1017
b) Khi giảm thể tích bình phản ứng nghĩa tăng áp suất riêng phần khí hệ Xét Q = p2
HBr / p H2 p
Br2 (d)
Trờng hợp : Khơng có brom lỏng bình: Phản ứng (2) có tổng số mol khí tr ớc sau phản ứng (n = 0) nên thay đổi áp suất không dẫn tới chuyển dịch cân (2)
Trờg hợp 2: Có brom lỏng bình: Xét thêm cân (3) ta thấy: áp suất riêng phần khí H2, HBr tăng;
trong lỳc ú ỏp suất riêng phần Br2 khí lại giảm ảnh hởng cân (3) Vì Q > K nên cân hố
häc (2) chun dêi sang tr¸i
(14)ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Đề thức LỚP 12 THPT
Caâu (3,5 ñieåm):
1/ Cho Al vào 200 ml dung dịch chứa HCl 0,8 M FeCl3 0,8M, sau phản ứng xong thu được1,344
lít khí H2 đktc Tính khối lượng muối thu đuợc
2/ Tiến hành điện phân (với điện cực trơ màng ngăn xốp ) 500 ml dung dịch HCl 0,01M NaCl 0,1M a) Nhận xét thay đổi pH dung dịch trình điện phân
b) Vẽ đồ thị biến thiên pH dung dịch theo thời gian điện phân, biết cường độ dịng điện khơng đổi 1,34A, hiệu suất điện phân 100% thể tích dung dịch coi khơng đổi q trình điện phân
Câu (3,0 điểm):
1/ Muối X màu trắng tan nước Dung dịch X không phản ứng với H2SO4 lỗng, phản ứng với HCl
cho kết tủa trắng tan dung dịch NH3 Khi axit hóa dung dịch tạo thành dung dịch HNO3 lại có keát
tủa trắng xuất trở lại Cho Cu vào dung dịch X, thêm H2SO4 đun nóng có khí màu nâu bay có
kết tủa xuất Lập luận để xác định công thức X
2/ Hòa tan NaNO3, Na2CO3 NaHCO3 vào nước ta dung dịch A Hãy nhận biết anion có
trong dung dịch A
3/ Hoàn thành phản ứng theo sơ đồ sau:
Câu3 (3,0 điểm):
Nung nóng 18,56 gam hỗn hợp A gồm FeCO3 oxit sắt không khí tới phản ứng xảy
hồn tồn thu khí CO2 16 gam chất rắn oxit sắt Cho khí CO2 hấp thụ hết vào 400 ml
dung dịch Ba(OH)2 0,15M thu 7,88 gam kết tủa
1/ Xác định công thức oxit sắt
2/ Cho hỗn hợp B gồm 0,04 mol Cu 0,01 mol oxit sắt vào 40 ml dung dịch HCl 2M phản ứng xảy hoàn toàn ta thu dung dịch D Cho dung dịch D phản ứng với lượng dư AgNO3 Tính
khối lượng kết tủa thu
Câu (3,0 điểm):
1/Cho hợp chất vô A,B,C,D, E
D +Mg A ⃗+B(t0,xt, p
) C ⃗[O] Khí F ⃗+O2 G ⃗+NaOH H ⃗+E A
(15) A,B,C,D,E tác dụng với dung dịch HCl tạo H2O
Hỗn hợp A,B,C,D E tác dụng với HCl tạo dung dịch X chứa chất tan Cho dung dịch X tác dụng
với dung dịch NaOH dư thu kết tủa Y Nhiệt phân Y không khí đến khối lượng khơng đổi ta thu chất rắn Lập luận xác định chất A,B,C,D E viết phản ứng xảy Biết:
Hiệu tổng khối lượng phân tử X Y 92,5 Tổng khối lượng phân tử X Y 486,5
2/ Hợp chất vô X tạo thành từ đơn chất A,B, C phổ biến thuộc chu kỳ nhỏ X tan nhiều nước, không tác dụng với axit, bazơ, muối không thủy phân
X ⃗t0 Y + Khí C
Y làm màu KMnO4 môi trường H2SO4
Lập luận xác định A,B,C X Viết phản ứng xảy ( A,B, C có khối lượng nguyên tử tăng dần )
Câu (3,5 điểm):
1/ Cho 4,82 gam muối kép có cơng thức p(NH4)2SO4.qFex(SO4)y.tH2O hồ tan vào nước ta thu
dung dòch A
Nếu cho A tác dụng với dung dịch BaCl2 dư thu 4,66 gam kết tủa
Nếu cho A tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư đun nóng thu kết tủa B 0,01 mol khí C Nung B
trong khơng khí tới khối lượng khơng đổi thu 5,46 gam chất rắn Xác định công thức muối kép 2/ Xác định nồng độ Cu2+ tự docó 500 ml dung dịch điều chế từ 0,1 mol CuSO
4 vaø mol
NH3
Biết [Cu(NH3)42+] có số bền 2.1013 cặp NH4+/NH3 có pKa = 9,2
Câu (4,0 điểm):
1/ Người ta tiến hành đo tốc độ đầu phản ứng:
2NO + 2H2 N2 + H2O nhiệt độ T0K theo thực nghiệm kết ghi vào bảng sau:
TN [NO] ban đầu (mol.l-1) [H
2] ban đầu (mol.l-1) Tốc độ đầu (mol.l-1.s-1)
1 0,50 0,20 0,0048
2 0,50 0,10 0,0024
3 0,25 ? 0,0012
4 0,50 1,0 ?
Tính số tốc độ K ( l2.mol-2.s-1) viết biểu thức định lượng tốc độ phản ứng Xác định trị số cịn trống có đánh dấu ?
2/ Một hỗn hợp khí gồm mol N2 mol H2 gia nhiệt tới 3870C Tại áp suất 10 atm, hỗn hợp
cân chứa 3,85% mol NH3 Xác định KP KC
( Học sinh sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn )
(16)-SỞ GD-ĐT KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH ĐỀ CHÍNH THỨC LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2004-2005 (BảngA-Vòng ) -
BẢNG HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN HỐ HỌC
Ngày thi 12-12-2004
Câu (3,5 điểm):
1/ -Số mol HCl FeCl3 lần lược là: 0,16 mol 0,16 mol
Các phản ứng:
Al + 3FeCl3 = 3FeCl2 + AlCl3
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
-Số mol khí H2 = 1,344: 22,4 = 0,06 mol Vậy số mol HCl 0,12 nên phản ứng
số (2) Al hết, khơng có phản ứng khử Fe2+ thành Fe.
Dung dịch thu gồm có {FeCl2 0,16 mol AlCl3 0,28/3 }
Khối lượng muối {FeCl2 20,32 gam AlCl3 12,46 gam
2/ a) Các phản ứng điện phân là: 2HCl = H2 + Cl2 (1)
2NaCl + 2H2O = H2 + Cl2 + 2NaOH (2)
Tại thời điểm ban đầu [H]+ = [HCl] = 0,01M pH = -lg[H]+=2
Tại thời điểm HCl hết dung dịch có NaCl lúc pH=7
Trong trình điện phân thì HCl giảm pH tăng lên từ 2-7
Ở giai đọan điện phân NaCl có tạo NaOH nên [OH]- ngày tăng
nên pH tiếp tục tăng
Sau NaCl hết nước bị điện phân nên thể tích dung dịch giảm dần
và [OH]- tếp tục tăng chậm
b) Cách tính pH
Số mol HCl bị điện phân = số mol Cl2 = số mol H2 =2xm/2 =
2
1x1,34
1x26,8 t = 0,05t, với t thời gian tính theo giờ, [H+] cịn lại
là {H+} = 0,01x0,5−0,05t
0,5 = 0,01 - 0,1t Khi t=0,1 {H+} =
Vậy pH = -lg(10-2 -0,1t)
Khi t = Thì pH = Khi t = 0,01 Thì pH = 2,04 Khi t = 0,05 Thì pH = 2,3 Khi t= 0,1 [H+] =0 pH =
Theo phản ứng (2) số mol NaOH tạo thành = số mol H2
Soá mol OH- = 2x m
2 = AIt
nF =
1x1,34
1x26,8 t2 = 0,05t2
Do [OH]- = 0,05t
0,5 = 0,1t2 Vaäy pH = 13+ lgt2
( Lúc bắt đầu điện phân NaCl lấy làm mốc thời gian ) Khi t2 = 0,1 {OH}- = 0,01 nên pH = 12
Khi t2 = 0,2 {OH}- = 0,02 nên pH = 12,3
Khi t2 = 0,5 {OH}- = 0,05 neân pH = 12,7
(17)Vẽ đồ thị
Câu (3,0 điểm):
1/- Dung dịch X không phản ứng với H2SO4 nên khơng có ion Ba2+, Ca2+ Pb2+
Dung dịch X cho kết tủa trắng với HCl nên X có Ag+ hay Hg2+.
Kết tủa tan NH3 axit hóa dung dịch tạo thành lại cho kết tủa trở lại
Vậy kết tủa AgCl dung dịch X chứa ion Ag+
Cho Cu vào dung dịch đun nóng mơi trường axit có khí màu nâu bay có kết tủa đen xuất hiện, khí màu nâu NO2 dung X có NO3-
kết tủa Ag Ag+ bị khử Cu.
Muoái X muối AgNO3
-AgNO3 + H2SO4: Không
AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3
AgCl + 2NH3 = {Ag(NH3)2+}Cl
-{Ag(NH3)2+}Cl- + 2H+ = AgCl + 2NH4+
-3Cu + 8H+ + 2NO
3- = 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag
0,25
0,5
0,25 2/ Các anion có dung dịch A NO3-, CO32-, HCO3
Cho CaCl2 dư vào dung dịch A có kết tủa chứng tỏ A có ion CO32_
và dung dịch thu B CO32_ + Ca2+ = CaCO3
-Tiếp tục cho HCl vào dung dịch B có khí sinh chứng tỏ B có HCO3_ , thu dung dịch C
H+ + HCO
3- = CO2 + H2O
Nhận biết ion NO3
Dùng thuốc thử Cu/H2SO4 cho vào dung dịch C có khí màu nâu đỏ
thì A có NO3
-3 Cu + 8H+ +2NO
3- = 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
0,25
0,5
0,25
3/ N2 + H2 = 2NH3
2NH3 + 3Mg = Mg3N2 + H2
Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3
NH3 + HCl = NH4Cl
NH4Cl + NaOH = NH3 + NaCl + H2O
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
NO + 1/2O2 = NO2
2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O
NaNO2 + NH4Cl = N2 + 2H2O + NaCl ( ĐK đun nóng)
2 pứ 0,25x4=1
Câu 3 (3,0 điểm):
1/
Các phản ứng xảy
2FeCO3 + 1/2O2 = Fe2O3 + 2CO2 (1)
2FexOy + (1,5-y)O2 = xFe2O3 (2)
CO2 hấp thu vào dung dịch chứa 0,06 mol Ba(OH)2 ta thu 0,04 mol kết tủa
(7,88/197)
CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3 + H2O (3)
2CO2 + Ba(OH)2 = Ba(HCO3)2 (4)
(18)Soá mol Ba(OH)2 = a + b = 0,06
Số mol tủa a = 0,04 Vậy b= 0,02 Tổng số mol CO2 = 0,08
Theo phản ứng (1) Số mol FeCO3 = 0,08 mol Tổng số mol Fe2O3 = 16/160 =0,1 mol
Số mol Fe2O3 phản ứng (1) 0,04 nên số mol Fe2O3 phản ứng (2) 0,06
mol
Hỗn hợp A gồm {FeCO3 0,08 mol FexOy 0,12/x mol}
Kl A = 0,08x 116 + 0,12/x(56x + 16y) = 18,56 Vậy x/y= 3/4 Đó oxit Fe3O4
2/
Hỗn hợp B gồm { 0,04 mol Cu 0,01 mol Fe3O4} Số mol HCl = 0,08 mol Fe3O4 + 8HCl = 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O (1)
Cu + 2FeCl3 = 2FeCl2 + CuCl2 (2)
Dung dòch D gồm {FeCl2 0,03 mol CuCl2 0,01 mol}
Dung dịch D có {Fe2+ 0,03 mol, Cu2+ 0,01 mol, Cl- 0,08 mol) Ag+ + Cl- = AgCl
Fe2+ + Ag+ = Ag + Fe3+
Vậy tủa gồm {AgCl 0,08 mol Ag 0,03 mol} Khối lượng tủa
0,08x143,5 + 0,03x108 = 14,72 gam
Câu (3,0 điểm):
1/ -Dung dịch X muối Clorua Kết tủa Y hỗn hợp hai hiđroxit Chất rắn oxit kim loại
-Vậy A,B,C,D,E oxit, hiđroxit kim loại có số oxihố khác ion Cl- NaOH ion OH- Khối lượng giảm 35,5-17 = 18,5
Khi độ chênh lệch tổng khối lượng phân tử X Y 92,5 nên số nhóm Cl- thay nhóm OH- 92,5:18,5 =
Tổng hoá trị kim loại hai muối
-Vaäy hai muối MCl2 MCl3 hai hiđroxit M(OH)2 vaø M(OH)3
Tổng khối lượng phân tử
-(M + 35,5x2) + (M + 35,5x3) + (M + 17x2) + (M + 17x3) = 486,5 M = 56 kim loại Fe
-A,B,C,D,E FeO, Fe2O3, Fe3O4, Fe(OH)2, Fe(OH)3
( Có thể thêm muối Clorua bazơ Fe)
2/ - A,B C chu kỳ nhỏ, tan nhiều nước, không tác dụng với axit, bazơ, muối không bị thủy phân Vậy X muối kim loại kiềm với axit mạnh, đồng thời không tham gia phản ứng trao đổi, hay tất muối kim loại với gốc axit tan Đó muối NaNO3 ( LiNO3)
-NaNO3 t0 NaNO2 (Y) + 1/2 O2 (C)
(19)Câu (4,0 điểm):
1/ -Phương trình động học phản ứng: V= k{NO}x{H
2}y
V1 = k{0,5}x{0,2}y = 0,0048 (1)
V2 = k{0,5}x{0,1}y = 0,0024
V1/V2 = (2)y = Vậy y =1
-Từ phương trình (1) ta có
K={0,0048.mol.l-1.s-1}: {(0,5)x .molx .l-x 0,2.mol.l-}
Vaäy K = [0,0048.s-1.mol-x.lx]:(0,5)x
Do K có thứ nguyên (l2.mol-2.s-1) nên x= 2
Vaäy k = 0,0048:{(0,5)2.(0,2)} = 0,096 (l2.mol-2.s-1)
-V2 = k{0,5}x{0,1}y = 0,0024
V3 = k{0,25]x.{a}y = 0,0012 Vaäy a=? = 0,2
-V4 = ?= 0,096.{0,5]2.{1} = 0,024
2/ -Vì N2 H2 lấy với lượng phù hợp với hệ số tỉ lượng phản ứng nên
1/ -Các phản ứng
(NH4)2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NH4Cl (1)
Fex(SO4)y + yBaCl2 = yBaSO4 + xFeCl2y/x (2)
(NH4)2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4 + 2NH3 + 2H2O (3)
Fex(SO4)y + yBa(OH)2 = yBaSO4 + xFe(OH)2y/x (6)
4Fe(OH)2y/x + (3x-2y/x)O2 = 2Fe2O3 + 4y/xH2O (7)
-Số mol muối A n = 4,82/MA
Soá mol BaSO4 = (p+qy)n = 4,66/233 = 0,02 mol (a)
Soá mol NH3 = 2pn = 0,01 mol (b)
(20)hỗn hợp cân có quan hệ tỉ lượng Amoniac 3,85% nên % N2
H2 lại là: 100-3,85 = 96,15
% H2 = 96,15:4 = 24,04% % N2 = 72,11%
-Vậy áp suất riêng phần:
P(NH3) = 0,0385 x 10 = 0,385 atm
P(N2) = 0,2404 x 10 = 2,404 atm
P(H2) = 0,7211 x 10 = 7,211 atm
KP = P2(NH3)/ P(N2) P3(H2) = (0,385)2/2,404x(7,211)3 = 1,64x10-4
-KC = KP(RT)-An = (1,644.10-4) (0,082 660)2 = 0,4815(An số mol sau trừ số