Đang tải... (xem toàn văn)
lớn nhất (n = 4).. a) Với hợp chất hidro có dạng XH3 nên X thuộc nhóm IIIA hoặc nhóm VA.. Vậy A1 là NH4HS (amoni hiđrosunfua).[r]
(1)TRẠI HÙNG VƯƠNG NĂM 2012
ĐÁP ÁN ĐỀ THI DỰ BỊ MƠN : HĨA HỌC LỚP 10
Câu Giải Điểm
Câu 1 (2đ)
Xác định vị trí :
2ZXNX 60 ; ZXNX ZX 20,
X canxi (Ca), cấu hình electron 20Ca : [Ar] 4s2
Cấu hình Y 1s22s22p63s23p5 hay [Ne] 3s2 3p5 Y Cl Theo giả thiết Z crom, cấu hình electron 24Cr : [Ar] 3d5 4s1
STT Chu kỳ nguyên tố Nhóm nguyên tố
Ca 20 IIA
Cl 17 VIIA
Cr 24 VIB
1,0
Trật tự tăng dần bán kính nguyên tử: Ca 2+¿
<RCl−RCa
R¿
Bán kính nguyên tử tỉ lệ với thuận với số lớp electron tỉ lệ nghịch với số đơn vị điện tích hạt nhân ngun tử
Bán kính ion Ca2+ nhỏ Cl- có số lớp electron (n = 3), điện tích hạt nhân Ca2+ (Z = 20) lớn Cl- (Z = 17) Bán kính ngun tử Ca lớn có số lớp electron
lớn (n = 4) 1,0
Câu 2
(2đ) a Ta có: 90Th
232
82Pb208 + x 2He4 + y -1e0
90 = 82 + 2x - y
232 = 208 + 4x
Rút ra: x= 6, y = Vậy số phân rã α: 6, số phân rã β:
0,5 đ
b Theo phương trình ta có: ∆m = mTh - mPb - 6mHe - 4me
Do khối lượng -1e0 khơng đáng kể nên bỏ qua
Thay vào: ∆m = 232,03805 - 207,97664 - 6.4,0026 = 0,04581u
Năng lượng giải phóng chuỗi là:
∆m.c2 = 0,04581.931 = 42,65 MeV. 0,5 đ
c Ta có: năm = 365 ngày.24 tiếng.60 phút = 525600 phút Vậy sau năm số nguyên tử lại:
ncl = 1,5.1010 - 3440.525600 = 1,3192.1010 áp dụng: k=1
t ln nbd
ncl
=ln 1,5
1,3192=0,128 năm-1
t1/2=
0,693
k1/2
=0,693
0,128=5,4 năm
Vậy chu kì bán hủy đồng vị 5,4 năm
(2)Câu 3 (2đ)
1
1.Phân tử SF2 SF6 S2F4
Công thức Liuyt
F S
F
F F
F F F S F
F
F S S’ F F
Trạng thái lai hoá S
sp3 sp3d2 S: sp3d (MX4E)
S’: sp3 (MX2E2) Hình học
phân tử Chữ V Bát diện Cái bập bênh nối với chữ V
F F
F S S' F
:
Góc liên kết < 109o28’ S cịn cặp e khơng liên kết nên ép góc liên kết Góc liên kết vào khoảng 103o
90o - Góc SS’F< 109o28’ S’ cịn cặp e khơng liên kết
- Góc FSF<90o, góc FSF< 1200 S cịn cặp e khơng liên kết
2.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 = 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:
+ Hợp chất với hiđro: 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. + Hiđroxit với hóa trị cao nhất:
1,0
(3)H O N O
O Nguyên tử N trạng thái lai hóa sp2.
0,5
Câu 4
(2đ) * CH3COOH CH3COO
- + H+
C (M) 0,1
[ ] (M) 0,1 – x x x = 10-4,76
Giả sử, x << 0,1 nên suy x = 10-2,88 => pH = 2,88
* CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O
C C
CH3COONa CH3COO- + Na+
C C
CH3COOH CH3COO- + H+ Ka = 10-4,76
C0 (M) 0,1- C C
[ ] (M) 0,1- C – 10-3 C + 10-3 10-3
pH = => [H+] = 10-3 (M)
(C+10
−3 )10−3
0,1− C −10−3=10
−4,76
C = 7,08 10-4 (M)
=> nNaOH = 7,08 10-4 (mol) => mNaOH = 40x 7,08 10-4 = 0,028 (g)
2.Trong dung dịch có cân bằng:
Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+ Ka = 2,3.10-15
Ba2+ + CrO
42- BaCrO4 T1-1 = 109,93
Sr2+ + CrO
42- SrCrO4 T2-1 = 104,65
Đk để có kết tủa hồn tồn BaCrO4 khơng có kết tủa SrCrO4
2+¿
Ba¿ ¿ CSr2+¿
¿ T1
¿
10−3,93≤ CCrO4≤10−3,65
dlt/d khối lượng cho cân (1) 3,4 pH 3,7
0,25
0,75
1,0
Câu 5
(2đ) a H
0
298 , S0298 G0298
Pt phản ứng: CO2 + H2 CO + H2O
ta có : H0
298(pư) = [H0298(CO) + H0298(H2O)] – [H0298(CO2) + H0298(H2O)]
= (-110,5 – 241,8) – ( -393,5) = 41,2 KJ/mol
S0298(pư) = [ S0298(CO) + S0298(H2O) – [S0298(CO2)] = 42 J/mol
G0
(4)Vì G298(pư) > nên phản ứng khơng tự diễn theo chiều thuận 25 C
b áp dụng công thức : ΔGT2
T2 =
ΔGT1
T1 +ΔH
0
(1/T2−1/T1)
Thay số tìm G0
1273 = 1273[ 28684/298 + 41200(1/1273 – 1/298)] = -12266 J/mol
Vì G0
1273 < nên phản ứng tự diễn theo chiều thuận 10000C
c Để phản ứng tự diễn theo chiều thuận :
T > H0/ S0 = 41200/42 = 980,95K tức 707,950C
1,0
0,75 0,25
Câu 6 (2đ)
I2(k) ⇌ 2I(k)
P(I2) – x 2x
Ở cân bằng: P(I2)cân = P(I2)bđ – x
Ptổng = P(I2)bđ – x + 2x = P(I2)bđ + x x = P cb – P bđ * Ở 1073 K, x = 0.0750 – 0.0631 = 0.0119 bar
P(I)cb = 2x = 0.0238 bar
P(I2)cb = 0.0631 – 0.0119 = 0.0512 bar K = PI2
PI2 =
0,0282
0,0512=0,01106≈0,0111
* Ở 1173 K, x = 0.0918 – 0.0684 = 0.0234 bar P(I)cb = 2x = 0.0468 bar
P(I2)cb= 0.0684 – 0.0234 = 0.0450 bar K =
2 2
I,eq I ,eq
P 0,0468 P 0,0450
= 0,04867 = 0,0487
ln
o
1
k H 1
( )
k R T T
, ln
0,04867
0,01106 = 1,4817
1 1
( ) ( )
T T 10731173 = 7,945105 K1 Ho =
1, 4817 8,314 7,945 10
= 155052 J = 155 kJ
* Ở 1100K ; ln 1100
K 155052 1
( )
0,01106 8,314 1073 1100 K1100 = 0,0169 = 0,017 Go = RTlnK = 8,314 1100 ln(0,0169) = 37248,8 J = 37,2488 kJ Go = Ho TSo So =
155052 37248,8 1100
= 107,1 J.K1
0,5
0,5
0,5
0,5
Câu 7
(2đ) a) Sơ đồ pin: (-) Ag | I
-(aq), AgI(r)|| Ag+(aq) |Ag(r) (+)
(-) Ag(r) + I-(aq) AgI(r) + e
1 K
=
0
/ ,
1 0,059
10
AgI Ag I
E
(+) Ag+
(aq) + e Ag(r) K2 =
/
1 0,059
10
Ag Ag
E
Phản ứng xảy pin: Ag+
(5)T-1 = K11.K2=
0
/ / ,
0,059
10
Ag Ag AgI Ag I
E E
1016 T =10-16
Gọi S độ tan AgI nước nguyên chất, ta có: AgI Ag+ + I- T =10-16
Vì q trình tạo phức hidroxo Ag+ khơng đáng kể, I- anion axit mạnh HI, nên
S = T = 10-8 M
b) (-) Pt | Fe3+
(aq), Fe2+(aq) || Au3+(aq), Au+(aq) | Pt (+)
(-) 2* | Fe2+
(aq) Fe3+(aq) + e
1 K (+) Au3+
(aq) + 2e Au+(aq) K2
Phản ứng pin: Au3+
(aq) + 2Fe2+(aq) 2Fe3+(aq) + Au+(aq) K
K = (K11
)2 K2=
0
3/ 3/
2( )
0,059
10
Au Au Fe Fe
E E
(1) Fe2+
(aq) +2e Fe
0 /
Fe Fe
E
0
1 Fe /Fe
G FE
Fe3+
(aq) +3e Fe
0 /
Fe Fe
E
0
2 Fe /Fe
G FE
Fe3+
(aq) + e Fe2+(aq)
0
3 /
Fe Fe
E
0
3 Fe /Fe
G FE
0 G
= G20 - G10 E0Fe3/Fe2=3
0 /
Fe Fe
E - 2
0 /
Fe Fe
E = 0,77V thay vào (1), ta có:
K = 1016,61
Ở điều kiện chuẩn, sức điện động chuẩn pin:
pin
E
= EAu03/Au EFe03/Fe2= 0,49V
1,0
1,0
Câu 8
(2đ) a) 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) b) Tính phần trăm:
(3) nI
2(3)= 2nS2O3
2−=
1
20,0055×1=0,00275 mol
(4) Fe 2+¿(4)
=5nMnO
−=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 %
1,0
1,0
Câu 9 (2đ)
Gọi công thức hợp chất A1 XxYySz , ta có khối lượng phân tử A1:
Xx + Yy + 32z = 51 z = x +y = – z = ; Xx + Yy = 51 – 32 = 19 Khối lượng mol nguyên tử trung bình X Y : 3,3
19 M
(g) ; Vậy hai nguyên tố có khối lượng nguyên tử < 3,3 H
(6)Trường hợp I : Hợp chất A1 muối axit MHS M có nguyên tử nên nguyên tố, M chứa X H : Xx + (y-1).1 = 18
Chỉ có nghiệm phù hợp x = 1, y = 5, X = 14 Vậy A1 NH4HS (amoni hiđrosunfua) 0,5 Trường hợp II : A1 muối trung hịa XxHyS, ta có : Xx + y = 19, x + y = khơng có gốc hóa trị II phù hợp
0,5 Các phương trình hoá học :
NH4HS + 2NaOH Na2S + NH3 + 2H2O (1) Na2S + 2HCl 2NaCl + H2S (2) 2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O (3) SO2 + 2NH3 + H2O (NH4)2SO3 (4) (NH4)2SO3 + H2O + Br2 (NH4)2SO4 + 2HBr (5)
(NH4)2SO4 + BaCl2 2NH4Cl + BaSO4 (6) NH4Cl + AgNO3 NH4NO3 + AgCl (7)
0,5
Câu 10
(2đ) Số mol NaOH ứng với 41,20ml dung dịch NaOH 0,09M :
0.09 41,2.10-3 = 3,708.10-3 (mol)
Số mol NaOH ứng với 8,24ml dung dịch NaOH 0,09M :
0.09 8,24.10-3 = 0,7416.10-3 (mol)
Phản ứng HA + NaOH → NaA + H2O
Tại điểm tương đương có
nHApư = nNaOHpư = 3,708.10-13 (mol)
Đây số mol HA ban đầu đem dùng
- Khi thêm 8,24ml NaOH, dung dịch thu có pH =4,3, môi trường axit, chứng tỏ NaOH pứ hết, HA cịn dư
Ta có nHA(dư) = 3,708.10-3 - 0,7416.10-3
= 2,9664.10-3 (mol)
Vậy dung dịch sau thêm 8,24ml dung dịch NaOH có :
NaA : 0,7416.10-3 mol
HA : 2,9664.10-3 mol
Vậy
CNaA= 0,7416 10
−3
(50+8,24) 10−3=0,0127(M)
CHA= 2,964 10
−3
(50+8,24) 10−3=0,05(M)
NaA → Na + A
-HA ↔ H+ + A- K
a
Tại cân có : [H+] = 10-pH = 10-4,3 (M)
(7)[A-] = 0,0127 + 10-4,3 (M)
[HA] = 0,05 -10-4,3 (M)
+¿
H¿
[A−]
¿ ¿
Ka=¿
Tại điểm tương đương
nHA pư =nNaOH pư = nNaA tạo thành = 3,708.10-3 (mol)
=> Trong dung dịch có NaA
CNaA= 3,708 10
−3
(50+41,2).10−3=0,04(M)
NaA → NaA
A- + H
2O HA + OH- Kb=10
−14
Ka
=7,94 10−10 Ban đầu : 0,04
Phân ly : x x x
Cân bằng: 0,04 - x x x
Ta có : Kb= x
2
(0,04− x)=7,94 10
−10
=> x ≈ 10-5,25
[OH-] = x = 10-5,25
=> [H+] = 10-14/ 10-5,25 = 10-8,75
pH = -lg 10-8,75 = 8,75
0,5
0,5