MỘT số vấn đề về hóa học đại CƯƠNG TRONG đề THI GIẢI TOÁN TRÊN máy TÍNH cầm TAY

MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG TRONG ĐỀ THI GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY I. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ VÀ HÓA PHÓNG XẠ I.1. Một số công thức cần nhớ a. Năng lượng hạt hân: 2 ∆E=∆m.C Trong đó: ∆m là sự hụt khối được tính theo biểu thức: p n ∆m=Zm +(AZ)m mh¹t nh©n C là tốc độ ánh sáng b. Năng lượng riêng của hạt nhân quy cho một nucleon: r ∆E E = A Trong đó: ∆m là năng lượng hạt nhân. A là số nucleon (số khối) Chú ý: Khi tính năng lượng liên kết hạt nhân phải chú ý đến việc đổi đơn vị đo năng lượng cho đúng. Nếu dùng đơn vị là Jun thì: ∆E = m.c2 . ( 23 1 ) 6,022.10 gam . 1 ( ) 1000 kg gam (J) Nếu dùng đơn vị là MeV thì: 1u = 931,5.106 eV = 931,5 MeV; 1eV=1,602.1019J c. Động học của quá trình phóng xạ: Tất cả các quá trình phân rã phóng xạ đều tuân theo quy luật phản ứng một chiều bậc nhất. Phương trình động học thường dùng: kt o o N 1 k= ln N=N e t N hay Trong đó: k là hằng số phân rã phóng xạ. No là số nguyên tử có ở thời điểm đầu (tức t = 0). N là số nguyên tử ở thời điểm t đang xét. Chu kì bán hủy: 12 12 1 0,693

PVLK MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG TRONG ĐỀ THI GIẢI TỐN TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY I HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ VÀ HÓA PHÓNG XẠ I.1 Một số công thức cần nhớ a Năng lượng hạt hân: ∆E=∆m.C Trong đó: ∆m hụt khối tính theo biểu thức: ∆m=Zm p +(A-Z)m n -m hạt nhân C l tc ỏnh sỏng b Nng lượng riêng hạt nhân quy cho nucleon: E r = ∆E A Trong đó: ∆m lượng hạt nhân A số nucleon (số khối) Chú ý: Khi tính lượng liên kết hạt nhân phải ý đến việc đổi đơn vị đo lượng cho 1gam 1kg ).( ) (J) - Nếu dùng đơn vị Jun thì: ∆E = m.c2 ( 23 6, 022.10 1000 gam - Nếu dùng đơn vị MeV thì: 1u = 931,5.106 eV = 931,5 MeV; 1eV=1,602.10-19J c Động học q trình phóng xạ: - Tất q trình phân rã phóng xạ tn theo quy luật phản ứng chiều bậc N - Phương trình động học thường dùng: k= ln o hay N=N o e-kt t N Trong đó: k số phân rã phóng xạ No số nguyên tử có thời điểm đầu (tức t = 0) N số nguyên tử thời điểm t xét 0,693 - Chu kì bán hủy: t1/2 = ln2 hay t1/2 = k k - Độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ) số phân rã phóng xạ đơn vị thời gian Đơn vị đo hoạt độ thường Becquerel (Bq) Curie (Ci) 1Bq = phân rã/giây = 1s-1; 1Ci = 3,7.1010 Bq hc d Năng lượng photon: E=hν= λ Trong ν tần số photon, λ bước sóng, h số số Planck: h=6,626.10-34J.s hay h=4,136.10-15 eV.s I.2 Một số ví dụ minh họa Ví dụ Hoàn thành phản ứng hạt nhân sau: a) 26 12 c) 242 94 Mg + .? → Pu + 22 10 23 10 Ne + 42 He b) Ne → 01 n + .? 19 F + 11 H → ? + 42 He d) 11 H + .? → 42 He + 01 n Hướng dẫn Từ định luật bảo tồn điện tích bảo tồn số khối suy hạt cịn thiếu là: a) n b) 16 O c) 260 104 Rf d) 16 O PVLK Ví dụ Viết phương trình hóa học phản ứng hạt nhân cho biến đổi sau: a) 80 35 c) đoạt 1e- b) tạo proton ( 11 H ) xạ hạt β Br có thể: Hướng dẫn a) 80 35 −1 e Br → 80 36 Ar + b) 80 35 1 Br → 79 34 H+ Se c) 80 35 Br + −01 e → 80 34 Se Ví dụ Viết phương trình biểu diễn phân rã β- hạt nhân triti Viết phương trình q trình phân rã phóng xạ: 222 α Rn  3,82 d → - - 214 214 214 α β β α Po  Pb  Bi  Po  3,1 → 26,8 → 19,9 → 164 µs → ? 218 Viết phương trình q trình phân rã phóng xạ sau: a) Phân rã β- Sr-90 b) Phân rã α Th-232 + c) Phân rã β Cu-62 d) Phân rã β- C-14 Chuỗi phân rã U-238 kết thúc Pb-206 Trong chuỗi phải có phân rã α phân rã β- ? Hướng dẫn 1 H 222 86 Rn → He + β- → 218 84 Po + He ; ; 214 84 Po → 214 214 − 83 Bi → 84 Po + β 218 214 84 Po → 82 Pb+ He ; 210 82 Pb+α ; − 90 a) 90 38 Sr → 39Y+β b) 232 90Th → c) 62 29 Cu → d) 146 C → 147 N+β − + 62 28 Ni+β − 214 214 82 Pb → 83 Bi + β 228 88 Ra+ He phân rã α phân rã β- Ví dụ Một vụ nổ hạt nhân 235 U giải phóng lượng 1646.1014 J Tính khối lượng U cịn lại sau vụ nổ biết lượng uran ban đầu kg Cho c = 3.108 m/s Hướng dẫn 2 14 Ta có: E = mc nên m = E/c = 1,646.10 ; (3.108)2 = 1,829 10-3 (kg) Khối lượng U lại là: - 1,829.10-3 = 1,9981 (kg) Ví dụ Tính lượng liên kết hạt nhân sau: 54 26 Fe 53,956u 238 92 54 26 Fe 238 92 U Biết rằng: khối lượng hạt nhân U 238,125u; p=1,00728u; n=1,00866u Hướng dẫn * Xét hạt nhân 54 26 Fe : có 26 proton 28 nơtron ∆m = (26.1,00728 + 28.1,00866) - 53,956 = 0,47576(u) ∆E = ∆m.c2 = 0,47576.(3,0.108m.s-1)2 ( 1g 6,022.1023 ).( 1kg ) 1000g = 0,7110328.10-10 (J) = 7,110.10-8 (KJ) * Xét hạt nhân 238 92 U : có 92 proton 146 nơtron PVLK ∆m = (92.1,00728 + 146.1,00866) - 238,15 = 1,78412 (u) 1g 1kg ∆E = ∆m.c2 = 1,78412.(3,0.108m.s-1)2.( ).( ) 23 1000g 6,022.10 = 2,6664031.10-10 (J) = 2,666.10-7 (KJ) Người ta cịn biểu thị lượng liên kết hạt nhân quy cho nucleon theo công thức: ∆E δE = Khi đó: A 7,110.10-8 Fe δE = »1,317.10-9 (J/nucleon) - Với 54 có 26 54 2,666.10-7 ≈ 1,120.10-9 (J/nucleon) 238 Ví dụ Triti có chu kì bán rã 12,5 năm Hỏi phải năm để hàm lượng mẫu triti giảm lại 15% so với ban đầu? Hướng dẫn Từ phương trình động học phân rã phóng xạ: A = A0 e−λt t A A 12,5 100 rút t = ln = 1/2 ln = ln = 34, năm λ A ln A ln 15 Ví dụ Triti (3H) phân rã β- với thời gian bán huỷ 12,33 năm Một mẫu triti có hoạt độ phóng xạ MBq Viết phương trình biểu diễn phân rã phóng xạ triti Đổi hoạt độ phóng xạ nói Ci Tính số nguyên tử khối lượng triti mẫu Tính hoạt độ phóng xạ riêng triti (chỉ chứa triti) Hướng dẫn Phương trình biểu diễn phân rã phóng xạ triti: 31H → 32He + β2 Hoạt độ phóng xạ tính Ci: 106/3,7x1010 ≈ 27µCi Số nguyên tử triti mẫu là: N = A/λ = A/ (0,693/t1/2) = 106/s /(0,693/12,33.24.3600.365 (s) = 5,59.1014 nguyên tử - Khối lượng triti mẫu: M = 3.N/6,02.1023 = 2,78.10-9 g Hoạt độ phóng xạ riêng triti (chỉ chứa liti): (106/s)/(2,78.10-9 g) = 3,597.1014 Bq/g Ví dụ Đồng vị phóng xạ 13N có chu kì bán rã 10 phút, thường dùng để chụp phận thể Nếu tiêm mẫu 13N có hoạt độ phóng xạ 40 µCi vào thể, hoạt độ phóng xạ thể sau 25 phút cịn lại bao nhiêu? Hướng dẫn Hoạt độ phóng xạ số phân rã phóng xạ đơn vị thời gian Đơn vị đo hoạt độ thường Becquerel (Bq) Curie (Ci) 1Bq = phân rã/giây = 1s-1; 1Ci = 3,7.1010 Bq dN A= = λ N0 e−λt = λ N; A0 = λ N0 dt - Với 238 92 U có δE = PVLK − ln t t1 ⇒ A = A0 e = A0 e = 40 e− 2,5.ln2 = 7,01 µCi Ví dụ C14 đồng vị bền, phóng xạ beta, có chu kỳ bán huỷ 5700 năm a) Hãy viết phương trình phóng xạ C14 b) Tính tuổi cổ vật có tỉ lệ số ngun tử C14/C12 0,125 c) Tính độ phóng xạ người nặng 80,0kg Biết thể người 18% khối lượng cacbon, độ phóng xạ thể sống 0,277Bq tính theo 1,0 gam cacbon tổng số Hướng dẫn −λt a) 14 C→ 14 N + -10 e + γ (1) b) (1) coi phản ứng chiều bậc nên có phương trình động học là: Ro λ R 0,6932 0,6932 = λ= t1 / 5700 t= ln Ro, R số phân rã theo (1) thể sống cổ vật có 14C Do đó: Ro = R 12 14 C = Thay vào phương trình động học th t ≈ 17098,7 năm C 0,125 c) Tổng lượng cacbon có: 80kg 0,18 = 14,4kg = 14400g Vậy độ phóng xạ A = 0,277Bq/g.14400g = 3988,8Bq Ví dụ 10 Tuổi đá mặt trăng, tầu Apollo 16 thu lượm, xác định dựa vào tỉ số nguyên tử đồng vị 87Rb/86Sr 87Sr/86Sr số khống vật có mẫu: 87 87 Khoáng vật Rb/86Sr Sr/86Sr A 0,004 0,699 B 0,180 0,709 a) 87Rb phóng xạ β- Hãy viết phương trình biểu diễn trình phân rã hạt nhân b) Tính tuổi mẫu đá Biết 87Sr 86Sr đồng vị bền ban đầu (t = 0) tỉ số 87 Sr/86Sr khoáng A B nhau; t1/2(87Rb) = 4,8.1010 năm Hướng dẫn 87 86 87 86 λt 87 Ta có: Srnow/ Sr = Sr0/ Sr + (1 - e ) Rbnow/86Sr Trong mẫu A: 0,699 = 87Sr0/86Sr + (1 - eλt)0,004 (a) 87 86 λt Trong B: 0,709 = Sr0/ Sr + (1 - e )0,180 (b) λt Lấy (b) - (a) biến đổi ta có: e = (0,709 – 0,699)/(0,180 – 0,004) +1 = 1,0568 → λt = ln1,0568 Mà λt = (ln2)t/t1/2 nên (ln2)t/t1/2 = ln1,0568 → t = (4,8.1010.ln1,0568)/ln2 = 3,8.109 năm PVLK II ĐỘNG HỌC II.1 Một số công thức cần nhớ a Động học số phản ứng đơn giản Bậc phản ứng Phương trình tốc độ phản ứng Dạng vi phân Dạng tích phân (A → sp) (2A → sp) n (nA → sp) dx =k dt dx =k(a-x) dt dx =k(a-x)2 dt dx =k(a-x) n dt kt=x a a-x 1 kt= a-x a 1 kt= [ - n-1 ] n-1 n-1 (a-x) a kt=ln Thời gian nửa phản a ứng ( x = ) a t1/2 = 2k ln t1/2 = k t1/2 = ak t1/2 = n-1 − k(n-1)a n-1 b Năng lượng hoạt hóa: - Ea - Phương trình Arrhenius: k=A.e RT với A số gọi thừa số tần số; k số tốc độ; Ea lượng hoạt hóa - Phương trình Arrhenius viết hai nhiệt độ T1 T2 với hai số tốc độ tương ứng K1 K2 : K E 1 ln = a ( - ) K1 R T1 T2 II.2 Một số ví dụ minh họa Ví dụ Xét phản ứng: 2A + B → C + D Kết thu qua thí nghiệm sau: Nồng độ đầu (mol/l) Thí nghiệm A B 0,25 0,75 1,50 1,75 0,75 0,75 1,50 ? Tốc độ hình thành ban đầu C (mol.l-1.min-1) 4,3.10-4 1,3.10-3 5,3.10-3 8,0.10-3 a) Xác định bậc phản ứng theo A, theo B bậc chung phản ứng b) Tính số tốc độ phản ứng (kèm theo đơn vị) c) Tính tốc độ phân hủy ban đầu A thí nghiệm d) Xác định giá trị B thí nghiệm Hướng dẫn a) Xác định bậc chung phản ứng; Biểu thức động học phản ứng trên: v = k C Ax C By Với k : số tốc độ phản ứng x: bậc phản ứng theo A PVLK y: bậc phản ứng theo B x + y : bậc chung phản ứng Từ TN1: → 4,3.10-4 = k.(0,25)x(0,75)y Từ TN2: → 1,3.10-3 = k.(0,75)x(0,75)y Từ TN3: → 5,3.10-3 = k.(1,50)x(1,50)y Từ (1) (2) → 3x = → x = Từ (2) (3) → 2x2y = 4, thay x = → y = Vậy bậc chung phản ứng x + y = b) Xác định k: Từ (1) → k = (1) (2) (3) 4,3.10 −4 = 2,3.10-3 (mol-1.L.min-1) 0,25.0,75 c) Tốc độ phân huỷ ban đầu A thí nghiệm 3: dC 0A dC 0A → = -2.v0 = -2.5,3.10-3 = -1,06.10-2 mol.L-1.min-1 dt dt (dấu (-) cho biết nồng độ A giảm theo thời gian) d) Xác định giá trị B thí nghiệm 4: v0 = - 8,0.10 −3 = 2,0 mol.L-1 Từ TN → 8,0.10 = 2,3.10 1,75.CB→ CB = −3 2,3.10 1,75 -3 -3 Ví dụ Tiến hành xác định tốc độ T0K theo thực nghiệm phản ứng: 2NO + 2H2  → N2 + 2H2O Thu số liệu cho bảng sau: Nồng độ đầu (mol/l) Thí nghiệm CH CNO Tốc độ đầu (mol/l.s) 0,05 0,005 1 ? 1,25 ? 0,125 -2 -1 a) Xác định số tốc độ (l mol s ) viết biểu thức tính tốc độ phản ứng theo thực nghiệm T0K b) Xác định giá trị bỏ trống bảng Hướng dẫn a) Dựa vào đơn vị số tốc độ, kết luận phản ứng bậc Vậy ta có TN1: v1 = k (CNO)x ( C H )y = k 0,05x 1y = 0,005 TN2: v2 = k (CNO)x ( C H )y = k 1x.1y = → x = → y = v k= =2 C NO CH Biểu thức tốc độ : v = C2NO C H b) v3 = 4; C H (4) = 0,04 PVLK Ví dụ Phản ứng A B biểu diễn phương trình: A+B→C Thực thí nghiệm độc lập thu kiện sau: Nồng độ đầu (M) CA sau thời gian t Thí nghiệm Thời gian (s) (10-2.M) CA CB 0,1000 1,00 0,50 9,75 0,1000 2,00 0,50 0,0500 1,00 2,00 4,5 a) Xác định tốc độ trung bình phản ứng thí nghiệm b) Xác định bậc phản ứng riêng A, B bậc phản ứng chung c) Xác định giá trị số tốc độ phản ứng k Hướng dẫn a) Tốc độ trung bình thí nghiệm: C -C Áp dụng CT: v = − Asau A bd (mol/l.s-1) ∆t -3 TN1: v1 = 5.10 TN2: v2 = 0,02 TN3: v3 = 2,5.10-3 b) Giả sử cách gần tốc độ trung bình TN tốc độ tức thời phản ứng thời điểm t Vậy ta có: v = k CAx CBy TN1 : v1 = k (0,1)x.1y = 5.10-3 TN2 : v2 = k (0,1)x.2y = 0,02 →y=2 TN3: v3 = k (0,05)x.1y = 2,5.10-3 →x=1 Vậy bậc chung phản ứng : x + y = c) Hằng số tốc độ phản ứng : k = 0,05 (lít2.mol-2.s-1) Ví dụ Tiến hành xác định tốc độ T0K theo thực nghiệm phản ứng: 2NO + 2H2  → N2 + 2H2O Thu số liệu cho bảng sau: Nồng độ đầu (mol/l) Thí nghiệm CH CNO Tốc độ đầu (mol/l.s) 0,05 0,005 1 ? 1,25 ? 0,125 -2 -1 a) Xác định số tốc độ (l mol s ) viết biểu thức tính tốc độ phản ứng theo thực nghiệm T0K b) Xác định giá trị bỏ trống bảng PVLK Hướng dẫn a) Dựa vào đơn vị số tốc độ, kết luận phản ứng bậc Vậy ta có TN1: v1 = k (CNO)x ( C H )y = k 0,05x 1y = 0,005 TN2: v2 = k (CNO)x ( C H )y = k 1x.1y = → x = → y = v k= =2 C NO CH Biểu thức tốc độ : v = C2NO C H b) v3 = 4; C H (4) = 0,04 Ví dụ Xét phản ứng TºK: 2N2O5  → NO2 + O2 Các kết thực nghiệm sau ghi nhận : Nồng độ N2O5 mol/l Tốc độ phân huỷ mol/l.s 1,39.10–3 0,170 0,340 2,78.10–3 0,680 5,56.10–3 1) Viết biểu thức tốc độ phản ứng 2) Tính số tốc độ nhiệt độ TºK 3) Năng lượng hoạt động hoá phản ứng là: 24,74 kcal/mol, số tốc độ phản ứng 298ºK 2,03.10–3.s–1 Tính nhiệt độ T, thí nghiệm tiến hành Hướng dẫn 1) Ta có: v = k C xN2 O5 TH1 : 1,39.10-3 = k (0,170)x TH2 : 2,78.10-3 = k (0,340)x TH3 : 5,56.10-3 = k (0,680)x → x = 1; k = 8,177.10-3 v= 8,177.10-3 C N2 O5 3) Áp dụng CT: ln k Ea  1  =  −  k1 R  T1 T2  kT = 8,177.10-3 k298 = 2,03.10-3 Ea = 24,74 kcal/mol R = 1,987  8,177.10-3 24740  Thay số: ln = −   → T = 308 K 2, 03.10 −3 1,987  298 T2  Ví dụ Bromometan phản ứng với OH- theo chế SN a) Viết phương trình phản ứng Tốc độ ban đầu phản ứng nồng độ ban đầu CH3Br KOH cho bảng đây, tất thí nghiệm tiến hành 25oC PVLK C CH 3Br CKOH vo(mol.L-1.s-1) Thí nghiệm 0,10mol.L-1 0,10mol.L-1 2,80.10-6 Thí nghiệm 0,10mol.L-1 0,17mol.L-1 4,76.10-6 Thí nghiệm 0,033mol.L-1 0,20mol.L-1 1,85.10-6 b) Xác định bậc riêng phần phản ứng theo chất bậc riêng phần phản ứng c) Tính số tốc độ phản ứng d) Trong thí nghiệm (1), cần thời gian để nồng độ KOH 0,05mol.L-1 Hướng dẫn a) CH3Br + OH → CH3OH + Br x y COH b) Biểu thức động học phản ứng trên: v = k CCH Br Với k : số tốc độ phản ứng x: bậc phản ứng theo CH3Br y: bậc phản ứng theo OHx + y : bậc chung phản ứng Từ TN1: → 2,80.10-6 = k.(0,10)x(0,10)y Từ TN2: → 4,76.10-6 = k.(0,10)x(0,17)y Từ TN3: → 1,85.10-6 = k.(0,033)x(0,20)y Từ (1) (2) → 1,7y = 1,7 → y = Từ (1) (3) → 3,03x = 3,03 → x = (1) (2) (3) Vậy bậc chung phản ứng x + y = ; v = k CCH3Br COHc) Xác định k: Từ (1) → k = 2,86.10 −6 = 2,86.10-4 (mol-1.L.min-1) 0,10.0,10 d) Thời gian để CKOH = 0,05 M t = − C KOHsau -CKOH bd 0,10 − 0, 05 = = 17482,5 s = 4,86 v 2,86.10 −6 III CÂN BẰNG HÓA HỌC III.1 Một số công thức cần nhớ a Điều kiện cân nhiệt động ν1A1 +ν A + +ν n A n → ε1B1 +ε B2 + +ε m Bm - ∆G=∆G o +RTlnQ p víi Qp = PBε11 PBε 22 PBε mm PAν11 PAν22 PAν nn với Pi áp suất riêng phần chất i - Khi cân thiết lập: ∆G=0 ⇒ ∆G o = -RTlnK p với Kp số cân ứng với áp suất riêng chất khí trạng thái cân - Hằng số cân ứng với nồng độ mol: K C = Mối liên hệ Pi nồng độ mol (Ci): Pi = [B1 ]ε1 [B2 ]ε2 [Bm ]εm [A1 ]ν1 [A ]ν2 [A n ]νn ni RT=Ci RT V PVLK - Hằng số cân bằngứng với phần mol: K x = Với x i = x εB11 x εB22 x Bεmm x Aν11 x Aν22 x Aνnn ni , ni số mol chất i ∑ ni Giữa Pi ni có mối liên hệ Pi=xi.P - Giữa KP, KC, Kx có mối liên hệ: K P =K C ( RT ) =K x P ∆n với ∆n= ∑ ε m -∑ ν n ∆n b Mối liên hệ nhiệt độ số cân hóa học - lnK P =- ∆H o ∆So + RT R - Trong khoảng thời gian từ T1 đến T2 coi ∆H o =const thì: ln K P (T1 ) ∆H  1  =  -  K P (T2 ) R  T2 T1  III.2 Một số ví dụ minh họa  → SO3 Ban đầu chứa SO2 , O2 N2 Ví dụ Cho SO2 + O2 ←  Biết 700K p = 1atm thành phần hệ cân 0,21 mol SO2 ; 10,30 mol SO3 ; 5,37 mol O2 84,12 mol N2 Hãy xác định: a) Hằng số cân Kp, Kc, Kx b) Thành phần hỗn hợp khí ban đầu c) Độ chuyển hố SO2  → SO3 Hướng dẫn - tổng n = 100 mol => P SO = 0,0021 P SO3 = 0,0130 - P O = 0,00537 P N = 0,8412 - AD Kp = 4,48.104 => Kc, Kx - Hỗn hợp ban đầu SO2 : 0,21 + 10,3 = 10,51 mol O2 : 5,37 + 5,15 = 10,52 mol N2 : 84,12 mol 10,30 α = 100 = 98% 10,51  → 2SO3 Ví dụ Ở 1000K số cân bằng: 2SO2 + O2 ←  Kp = 3,50atm-1 Tính áp suất riêng phần lúc cân SO2, SO3 áp suất chung hệ atm PO2 = 0,2 at Hướng dẫn Gọi x = P SO => P SO3 = 1,8-x Kp = (1,8 − x) = 3,5 x 0,2 => x = 0,98 = P SO => P SO3 = 0,82 10 PVLK HD: a/ 10 gam PCl5 ứng với số mol n = 0,0480 mol Xét cân PCl5(khí) Ban đầu n Cân n–x Tương ứng áp suất 7,43373*(n-x) Áp dụng định luật tác dụng khối lượng có Kp = PCl3(khí) x 7,43373*x + Cl2(khí) x 7,43373*x (7,43373 * x ) = 6,624.10 − (thay n = 0,0480) 7,43373 * (n − x ) Giải phương trình có nghiệm thỏa mãn x = 1,67.10-2 mol Vậy độ phân li α = x/n = 0,3479 = 34,79% Số mol hệ cân = n + x = 0,0647 mol áp suất tổng hệ p = 0,0647*7,43373 = 0,48096 atm b/ Thay thể tích bình 10 lít ta có áp suất tương ứng chất PCl5(khí) Ban đầu n Cân n–x Tương ứng áp suất 3,71687*(n-x) Áp dụng định luật tác dụng khối lượng có Kp = PCl3(khí) x 3,71687*x + Cl2(khí) x 3,71687*x (3,71687 * x ) = 6,624.10− (thay n = 0,0480) 3,71687 * (n − x ) Giải phương trình có nghiệm thỏa mãn x = 2,17.10-2 mol Vậy độ phân li α = x/n = 0,4521 = 45,21% Số mol hệ cân = n + x = 0,0697 mol áp suất tổng hệ p = 0,0697*3,71687 = 0,25907 atm Nhận xét: Khi tăng thể tích hệ áp suất chung hệ giảm cân chuyển dịch theo chiều chống lại giảm áp suất nên chuyển dịch theo chiều thuận độ phân li tăng, điều phù hợp với nguyên lí chuyển dịch cân Câu 5: Cho dung dịch axit fomic 0,1M với Ka = 1,77.10-4 a/ Tính pH dung dịch b/ Thêm vào dung dịch lượng H2SO4 có thể tích thấy độ pH thay đổi trị 0,334 Tính nồng độ dung dịch H2SO4 dùng? Cho H2SO4 có Ka2 = 1,2.10-2 giả thiết dung dịch sau trộn tổng thể tích dung dịch trộn HD: Xét cân HCOOH Nồng độ đầu 0,1 Nồng độ cb 0,1-x Áp dụng định luật tác dụng khối lượng có HCOO0 x + H+ x 47 PVLK x2 K= = 1,77.10− 0,1 − x → x = 4,12.10-4 Vậy dung dịch có pH = 2,385 b/ Chọn thể tích dung dịch lít, dung dịch thu tích lít Do thêm axit mạnh nên pH dung dịch giảm, pH dung dịch 2,385 -0,334 = 2,051 Do thể tích dung dịch tăng gấp đơi nên nồng độ đầu axit giảm nửa [HCOOH] = 0,5M [H2SO4] = 0,5*a M pH = 2,051 → [H+] = 8,89.10-3 Xét cân HCOO+ HCOOH + H2SO4 → HSO4 + H 0,5a 0,5a 0,5a H+ (1) (2) HSO4SO42+ H+ Vì Ka axit tương đương [H+] = [HCOO-] + [HSO4-] + [SO42-] (4) có 0,5a = [HSO4-] + [SO42-] (bảo tồn S) (5) Theo (1) có K = [H + ][HCOO− ] − 0,5 − [HCOO ] (3) = 1,77.10− + Thay [H ] = 8,89.10-3 thu [HCOO-] = 9,76.10-4 Theo (3) có K = [H + ][SO24 − ] [HSO−4 ] = 1,2.10 −2 ⇒ [HSO−4 ] = [H + ][SO24 − ] = 0,74083[SO24− ] K Thay [HSO4-] vào (4) thu [SO42-] = 2,89.10-3M → [HSO4-] = 2,141.10-3M Thay giá trị vào (5) thu a = 1,006.10-2M Câu 6: a/ Phản ứng sau xảy theo chiều nào? Cu + Cu2+ + 2Cl2CuCl↓ 0 Cho E Cu = 0,15V; E Cu = 0,52V; KS(CuCl) = 10-7; nồng độ đầu [Cu2+] = 0,1M; [Cl-] = 2+ + / Cu + / Cu 0,2M, Cu CuCl dư b/ Tính số cân phản ứng xảy nồng độ ion cân HD: a/ Cu + Cu2+ + 2Cl- 2CuCl↓ 10−7 Tại thời điểm đầu [Cu ] = 0,1M; [Cl ] = 0,2M, [Cu ] = = = 5.10 −7 M − [Cl ] 0,2 2+ - + KS Xét trình * Cu2+ + e → Cu+ có E0 = 0,15 → E1 = E0 + 0,0592 [ox ] log n [kh ] = 0,15 + 0,0592 log 0,1 5.10− = 0,4638 V 48 PVLK * Cu+ + e → Cu có E0 = 0,52 → E2 = E0 + 0,0592 [ox ] log n [kh ] = 0,52 + 0,0592 log 5.10−7 = 0,1470 V Nhận thấy E1 > E2 xảy q trình oxi hóa Cu2+ + e → Cu+ Quá trình khử Cu → Cu+ + e Nên phản ứng theo đầu xảy theo chiều thuận b/ Tính K Cu 2+ + e → Cu + + có E = 0,15 nên K1 = 10 0,15 0, 0592 0,52 0,0592 -1* Cu + e → Cu có E = 0,52 nên K2 = 10 2* Cu+ + Cl- → CuCl↓ có K3 = KS-1 2CuCl có K = K1.(K2)-1.(K3)2 = 107,75 Cu + Cu2+ + 2ClTính nồng độ cấu tử cân Cu + Cu2+ + 2Cl2CuCl↓ Ban đầu 0,1 0,2 Khi cân 0,1-x 0,2-2x Áp dụng định luật tác dụng khối lượng 1 K= ⇔ 107,75 = ⇔ 107,75 = 2+ − 4.[0,1 − x ]3 [Cu ].[Cl ] [0,1 − x ].[0,2 − x ] → x = 0,098356 Vậy [Cu2+] = 1,644.10-3M; [Cl-] = 3,288.10-3M Câu 7: Hỗn hợp gồm este A B (a gam) tác dụng hết với dung dịch KOH thu b gam ancol D 2,688 gam hỗn hợp muối kali axit hữu đơn chức dãy đồng đẳng Nung toàn muối với NaOH, CaO đến phản ứng hoàn tồn thấy 0,672 lít hỗn hợp khí E (ở đktc) Đốt cháy hoàn toàn lượng ancol D, sản phẩm cháy có mCO : m H 2O = 1,63 bị hấp thụ hoàn toàn 45 ml dung dịch Ba(OH)2 0,5M thấy tách 2,955 gam kết tủa Xác định cơng thức cấu tạo có A, B giá trị a, b HD: Do axit đơn chức nên gọi công thức chung hỗn hợp (RCOO)nR’ Pthh: (RCOO)nR’ + nKOH → nRCOOK + R(OH)n CaO, t → RH + KNaCO3 RCOOK + NaOH   0,03 0,03 Khối lượng mol muối = 2,688 = 89,6 ⇒ R = 6,6 Vì axit đồng đẳng nên muối 0,03 HCOOK CH3COOK * Có mCO : m H 2O = 1,63 , chọn mCO = 1,63gam; mH 2O = 1gam → n CO = 0,037 < n H 2O = 0,055 Vậy D ancol no → C = 0,037 ≈ Do S có dạng C2H6On (n ≤ 2) 0,055 − 0,037 49 PVLK 0,06 n Xét phản ứng CO2 với dung dịch Ba(OH)2 - Trường hợp có phản ứng tạo kết tủa CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O 0,015 ← 0,015 ← 0,015 0,06 Khi n CO = = 0,015 → n = (loại) n - Trường hợp tạo muối CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O 0,015 ← 0,015 ← 0,015 2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2 0,015 ← 0,0075 0,06 Khi n CO = = 0,03 → n = Ancol C2H4(OH)2 n Công thức cấu tạo A, B (HCOO)2C2H4, (CH3COO)2C2H4; HCOOC2H4OCOCH3 * Tính a b Khối lượng ancol D: b = 0,015 * 62 = 0,93 gam Khối lượng este: áp dụng định luật bảo toàn khối lượng a = mmuối + mancol - mKOH = 1,938 gam Câu 8: Hỗn hợp gồm FeCl3, MgCl2, CuCl2 hòa tan nước thu dung dịch X Cho X tác dụng với Na2S dư thu lượng kết tủa m1 Nếu cho lượng dư H2S tác dụng với X tách lượng kết tủa m2 Thực nghiệm cho biết m1 = 2,51.m2 Nếu giữ nguyên lượng chất MgCl2, CuCl2 X, thay FeCl3 FeCl2 lượng hòa tan vào nước thu dung dịch Y Cho Y tác dụng với Na2S tách lượng kết tủa m3 Nếu cho H2S dư vào Y tách lượng kết tủa m4 Thực nghiệm cho biết m3 = 3,36m4 Xác định phần trăm khối lượng chất hỗn hợp ban đầu HD: * X + Na2S MgCl2 + Na2S + 2H2O → Mg(OH)2↓ + H2S + 2NaCl 2FeCl3 + 3Na2S → 2FeS + S↓ + 6NaCl CuCl2 + Na2S → CuS↓ + 2NaCl * X + H2 S CuCl2 + H2S → CuS↓ + 2HCl 2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S↓ + 2HCl Đặt số mol MgCl2,FeCl3,CuCl2 x, y, z (mol) Ta có 58x + 88 y + 16 y + 96z = 2,51 ⇒ 58x + 63,84 y = 144,96z (1) 16 y + 96z → nancol = 0,03/n → n CO = Vì lấy FeCl2 lượng với FeCl3 nên ta có n FeCl = 162,5 y = 1,28 y 127 * Y + Na2S 50 PVLK MgCl2 + Na2S + 2H2O → Mg(OH)2↓ + H2S + 2NaCl FeCl2 + Na2S → FeS↓ + 2NaCl CuCl2 + Na2S → CuS↓ + 2NaCl * Y + H2 S CuCl2 + H2S → CuS↓ + 2HCl Ta có 58x + 88 *1,28 y + 96z = 3,36 ⇒ 58x + 112,64 y = 226,56z (2) 96z Từ (1) (2) ta có x = 0,6588z; y = 1,6721z Vậy phần trăm chất 95x %MgCl2 = 100% = 13,34% 95x + 162,5 y + 135z %FeCl3 = 162,5 y 100% = 57,90% 95x + 162,5 y + 135z → %CuCl2 = 100 – 13,34 – 57,90 = 28,76% Câu 9: Cesi clorua có cấu trúc lập phương đơn giản (hai lập phương lệch nửa đường chéo lập phương) Natri clorua có cấu trúc lập phương tâm mặt (hai lập phương lệch nửa cạnh) Bán kính ion Cs+, Na+, Cl- 169pm, 97pm, 181pm Hãy tính a/ Thơng số mạng (cạnh a ) loại mạng tinh thể b/ Độ đặc khít (C) loại mạng tinh thể c/ Khối lượng riêng (D) theo kg/m3 mạng tinh thể HD: B A j C D a CsCl NaCl a/ Tính thơng số mạng * CsCl tiếp xúc ion Cs+ Cl- dọc đường chéo lập phương (có phân tử ô mạng) (R + r ) = 1,1547(169 + 181) = 404,145pm * NaCl tiếp xúc ion Cs+ Cl- dọc theo cạnh lập phương (có phân tử ô mạng) ANaCl = 2(R+r) = 2(97+181) = 556pm b/ Độ đặc khít a CsCl = 51 PVLK Độ đặt khít ρ = Vphan tu Vo mang 100% * Của CsCl 4 ( πR + πr ) ρ= 100% = 68,26% a3 * Của NaCl 4 ( πR + πr ) ρ= 100% = 66,70% a c/ Tính khối lượng riêng m z * M * 10−3 Khối lượng riêng tinh thể D = = (kg / m3 ) − 12 V (a * 10 ) * N A * Tinh thể CsCl Khối lượng riêng tinh thể D= m z * M *10−3 * (132,91 + 35,45) *10−3 = = = 4,2367 *103 (kg / m3 ) V (a *10−12 )3 * N A (404,145 *10−12 )3 * 6,023 *1023 * Tinh thể NaCl Khối lượng riêng tinh thể m z * M *10−3 * (22,989 + 35,45) *10−3 D= = = = 2,2591 *103 (kg / m3 ) 12 23 − 12 − V (a *10 ) * N A (556 *10 ) * 6,023 *10 Câu 10: Đối với phản ứng: C(r) + CO2(k) 2CO(k) (1) Trạng thái cân xác định kiện sau Nhiệt độ(0C) Áp suất toàn phần (atm) 800 2,57 900 2,30 %CO hỗn hợp 74,55 93,08 Đối với phản ứng 2CO2(k) 2CO(k) + O2(k) (2) Hằng số cân 900 C 1,25.10-16atm Tính ∆H, ∆S 9000C phản ứng (2), biết nhiệt tạo thành 9000C CO2 390,7kJ/mol HD: Chấp nhận khí khí lí tưởng, áp suất khí hệ (1) Nhiệt độ(0C) Áp suất CO2 Áp suất CO 800 2,57*0,2545 2,57*0,7455 900 2,30*0,0692 2,30*0,9308 Hằng số cân hệ nhiệt độ tương ứng 52 PVLK * Ở 1073K pCO K = = 5,6123 atm p CO * Ở 1173K K = Lại có ln pCO = 28,7962 atm p CO Kp (T2 ) ∆H = Kp (T1 ) R 1 1  −  thay số → ∆H = 171,12 kJ/mol  T1 T2  Vì ∆H khơng đổi giới hạn nhiệt độ nên coi ∆H 1173K 171,12 kJ/mol Ta có C(r) + CO2(k) - C(r) + O2(k) 2CO(k) (1) ∆H1 = 171,12 kJ/mol CO2(k) (3) ∆H3 = - 390,7 kJ/mol 2CO2(k) 2CO(k) + O2(k) (2) ∆H2 = ∆H1 - ∆H3 =171,12 –(- 390,7) = 561.82 kJ/mol Lúc ta có ∆G = -RTlnK = - 8,314*1173*ln(1,25.10-16) = 357,2 kJ/mol Mà ∆G = ∆H - T∆S → ∆S = 174,4 J/mol 53 PVLK SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG ĐỀ THI GIẢI TỐN TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY NĂM 2008 MƠN : HĨA HỌC LỚP 12 CẤP THPT Thời gian làm : 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài (2 điểm) Chia 24,04 gam hỗn hợp X gồm ba kim loại Al, Fe, Zn thành hai phần Phần hịa tan hồn tồn lượng dư dung dịch H2SO4 lỗng thu 6,608 L khí (đktc) Phần hai hịa tan hết lượng dư dung dịch HNO3 loãng thu 2,464 L (đktc) hỗn hợp khí Y gồm NO N2O (khơng có sản phẩm khử khác) Tỉ khối Y so với khơng khí 1,342 Tính phần trăm khối lượng kim loại X Cho Al = 27, Fe = 56, Zn = 65, N = 14 O = 16 Bài (2 điểm) Trộn 100 mL dung dịch NaOH có pH = 13,3 với 100 mL dung dịch KOH có pH = 13 thu dung dịch X Dung dịch X trung hòa vừa đủ 100 mL dung dịch Y chứa HCl a (M) H2SO4 b (M), thu dung dịch Z Cô cạn dung dịch Z thu 2,165 gam muối khan Tính giá trị a b Bài (2 điểm) Chất hữu A chứa 54,96% C 9,92% H khối lượng Định lượng N theo phương pháp Dumas từ 1,31 gam A thu khí N2 vào khí kế 30oC thể tích khí N2 đo 0,1272 lít; mực nước khí kế cao mực nước ngồi chậu 6,8 cm; áp suất khí 760 mmHg áp suất nước bão hịa 30oC 12,3 mmHg (a) Xác định cơng thức phân tử A, biết phân tử A có ngun tử N (b) A có tính lưỡng tính, phân tử A có nguyên tử C bậc bậc hai đun nóng A tham gia phản ứng trùng ngưng tạo polime mạch hở có phân tử khối 1.500.000 Xác định số mắt xích A polime nêu Bài (2 điểm) Hỗn hợp A gồm n hidrocacbon đồng đẳng kế tiếp, có tổng phân tử khối 280 Trong hỗn hợp này, phân tử khối hidrocacbon có số cacbon lớn gấp lần phân tử khối hidrocacbon có số cacbon nhỏ Xác định n công thức phân tử hidrocacbon Bài (2 điểm) Tính khoảng cách nhỏ lớn hai nguyên tử iot phân tử 1,2-diiotetan Biết độ dài liên kết C-C C-I 1,54Å 2,10Å Giả thiết góc liên kết 109,5o Bài (2 điểm) Xét trình cân sau 686oC : CO2 (k) + H2 (k) ⇄ CO (k) + H2O (k) Nồng độ chất cân [CO] = 0,050 M, [H2] = 0,045 M, [CO2] = 0,086 M [H2O] = 0,040 M Nếu tăng nồng độ CO2 lên đến giá trị 0,500 M (nhiệt độ khơng đổi) nồng độ chất cân thiết lập lại ? Bài (2 điểm) Một nguyên tố kim loại M có bán kính ngun tử R = 143 pm đơn chất kết tinh theo cấu trúc lập phương tâm diện, có khối lượng riêng D = 2,7 g/cm3 Xác định kim loại M 54 PVLK Bài (2 điểm) Cho biết 20oC, độ tan CaSO4 0,2 gam khối lượng riêng dung dịch CaSO4 bão hịa g/mL (a) Tính C% CM dung dịch CaSO4 bão hòa (b) Hỏi trộn 50 mL dung dịch CaCl2 0,012 M với 150 mL dung dịch Na2SO4 0,004 M 20oC có kết tủa xuất không ? Bài (2 điểm) Ở 500K, khí buta-1,3-đien chuyển hóa thành khí xiclobuten Tính giá trị số tốc độ phản ứng theo liệu thực nghiệm đây, giả thiết phản ứng bậc không, bậc bậc hai theo buta-1,3-đien Dựa kết tính cho biết bậc phản ứng 195 604 1246 2180 4140 8135 Thời gian từ lúc bắt đầu (giây) Nồng độ buta-1,3-đien (M) 0,0162 0,0147 0,0129 0,0110 0,0084 0,0057 Bài 10 (2 điểm) Xét trình chuẩn độ V1 (mL) dung dịch HF C1 (M) V2 (mL) dung dịch NaOH C2 (M) (a) Thiết lập phương trình tính pH theo V1, C1, V2, C2 K(HF) điểm đầu, điểm điểm đầu điểm tương đương, điểm tương đương sau điểm tương đương (b) Điền giá trị pH theo giá trị V2 bảng đây, biết V1 = 10 mL, C1 = 0,1 M, C2 = 0,1 M K (HF) = 6,3.10-4 (c) Vẽ đồ thị biểu diễn quan hệ pH V2 HƯỚNG DẪN GIẢI Bài (2 điểm) Chia 24,04 gam hỗn hợp X gồm ba kim loại Al, Fe, Zn thành hai phần Phần hòa tan hồn tồn lượng dư dung dịch H2SO4 lỗng thu 6,608 L khí (đktc) Phần hai hịa tan hết lượng dư dung dịch HNO3 loãng thu 2,464 L (đktc) hỗn hợp khí Y gồm NO N2O (khơng có sản phẩm khử khác) Tỉ khối Y so với khơng khí 1,342 Tính phần trăm khối lượng kim loại X Cho Al = 27, Fe = 56, Zn = 65, N = 14 O = 16 ĐÁP ÁN Đặt số mol NO N2O a b, ta có : ĐIỂM  a + b = 0,11 a = 0,04 ⇒  30a + 44b = 0,11 × 1,342 × 29 = 4,28 b = 0,07 Đặt số mol Al, Fe Zn phần x, y z Tác dụng với H2SO4 loãng dư : +3 Al → Al+ 3e +2 Fe → Fe+ 2e +2 +1 H + 2e → H 0,59 0, 295 ⇒ 3x + 2y + 2z = 0,59 (I) Zn → Zn + 2e 55 PVLK Tác dụng với HNO3 loãng dư : +3 Al → Al+ 3e +5 0,12 +3 Fe → Fe+ 3e +2 +2 N + 3e → N +5 0, 04 +1 N + 4e → N ⇒ 3x + 3y + 2z = 0,68 (II) 0,56 0,14 Zn → Zn + 2e Khối lượng hỗn hợp phần : 27x + 56y + 65z = 12,02 (III) Giải hệ (I), (II), (III) cho kết : x = 0,09 (%mAl = 20,22%); y = 0,09 (%mFe = 41,93%) z = 0,07 (%mZn = 37,85%) Bài (2 điểm) Trộn 100 mL dung dịch NaOH có pH = 13,3 với 100 mL dung dịch KOH có pH = 13 thu dung dịch X Dung dịch X trung hòa vừa đủ 100 mL dung dịch Y chứa HCl a (M) H2SO4 b (M), thu dung dịch Z Cô cạn dung dịch Z thu 2,165 gam muối khan Tính giá trị a b Cho Na = 23, K = 39, Cl = 35,5, S =32 O =16 ĐÁP ÁN pH = 13,3 ⇒ pOH = 0,7 ([OH ] = 0,2), n NaOH = 0,2 × 0,1 = 0,02 (mol) ĐIỂM - pH = 13 ⇒ pOH = ([OH-] = 0,1), n KOH = 0,1 × 0,1 = 0,01 (mol) Phản ứng trung hòa : H+ + OH- → H2O ⇒ 0,1a + 0,2b = 0,03 (I) Tổng khối lượng muối : (0,02 × 23) + (0,01 × 39) + (0,1a × 35,5) + (0,1b × 96) = 2,165 ⇒ 3,55a + 9,6b = 1,315 (II) Giải hệ (I) (II) ta có : a = 0,1 b = 0,1 Bài (2 điểm) Chất hữu A chứa 54,96% C 9,92% H khối lượng Định lượng N theo phương pháp Dumas từ 1,31 gam A thu khí N2 vào khí kế 30oC thể tích khí N2 đo 0,1272 lít; mực nước khí kế cao mực nước ngồi chậu 6,8 cm; áp suất khí 760 mmHg áp suất nước bão hịa 30oC 12,3 mmHg (a) Xác định cơng thức phân tử A, biết phân tử A có ngun tử N (b) A có tính lưỡng tính, phân tử A có nguyên tử C bậc bậc hai đun nóng A tham gia phản ứng trùng ngưng tạo polime mạch hở có phân tử khối 1.500.000 Xác định số mắt xích A polime nêu Cho C = 12, H = 1, O = 16, N = 14 ĐÁP ÁN ĐIỂM 56 PVLK (a) Áp suất riêng phần N2 : h 6,8 × 10 p N2 = H − f − = 760 − 12,3 − = 742, (mmHg) 13, 13, Số mol N2 = pV 742, × 273 × 0,1272 = = 0, 005 (mol) RT 760 × 22, × (273 + 30) %N A = 0, 005 × 28 × 100% = 10, 69% 1,31 %O = 100% - 75,57% = 24,43% 54, 96 9,92 24, 43 10, 69 nC : n H : nO : n N = : : : = 6: 13: 2: 12 16 14 Công thức phân tử A C6H13O2N (b) A vừa tác dụng với dung dịch HCl dung dịch NaOH, chứa C bậc bậc nên Công thức cấu tạo A : H2N-[CH2]5-COOH Phương trình phản ứng trùng ngưng : o t ,xt ,p → H-(-HN-[CH2]5CO-)-nOH+ (n-1) H2O n H2N-[CH2]5COOH  1.500.000 − 18 n= = 13274 113 Bài (2 điểm) Hỗn hợp A gồm n hidrocacbon đồng đẳng kế tiếp, có tổng phân tử khối 280 Trong hỗn hợp này, phân tử khối hidrocacbon có số cacbon lớn gấp lần phân tử khối hidrocacbon có số cacbon nhỏ Xác định n công thức phân tử hidrocacbon Cho C = 12, H = ĐÁP ÁN Gọi M1 phân tử khối hidrocacbon nhỏ Phân tử khối hidrocacbon lập thành cấp số cộng có cơng sai 14 nên ta có : [M1 + (n − 1)14 + M1 ]n = [M1 + 7(n − 1)]n = 280 Mn = 3M1 ⇒ M n = M1 + (n − 1)14 = 3M1 ⇒ M1 = 7(n-1) S= ĐIỂM (I) (II) Từ (I, II) ⇒ n2 - n - 20 = ⇒ n = ( nhận ) n = - (loại) ⇒ M1 = 7(5-1) = 28 (C2H4) Các chất gồm C2H4, C3H6, C4H8, C5H10 C6H12 Bài (2 điểm) Tính khoảng cách nhỏ lớn hai nguyên tử iot phân tử 1,2-diiotetan Biết độ dài liên kết C-C C-I 1,54Å 2,10Å Giả thiết góc liên kết 109,5o 57 PVLK ĐÁP ÁN Khoảng cách ngắn hai nguyên tử iot ứng với cấu dạng che khuất tồn phần hình bên d I − I = 2d C − X + d C − C ĐIỂM d I− I = [2 × 2,10 × cos(70,5 o )] + 1,54 o d I− I = 2,94(A ) Khoảng cách lớn hai nguyên tử iot ứng với cấu dạng xen kẽ đối (anti) hình bên d I1 − Y = 2d I1 −X = × 2,10 × sin(70,5 o ) o d I1 − Y = 3,96(A) o Từ kết phần : d I −Y = 2,94(A) d I1 − I = (3,96) + (2,94) o Vậy d I1 − I = 4,93(A) Bài (2 điểm) Xét trình cân sau 686oC : CO2 (k) + H2 (k) ⇄ CO (k) + H2O (k) Nồng độ chất cân [CO] = 0,050 M, [H2] = 0,045 M, [CO2] = 0,086 M [H2O] = 0,040 M Nếu tăng nồng độ CO2 lên đến giá trị 0,500 M (nhiệt độ khơng đổi) nồng độ chất cân thiết lập lại ? ĐÁP ÁN ĐIỂM Hằng số cân nồng độ : [H O][CO] 0,040 × 0,050 KC = = = 0,52 [CO ][H ] 0,086 × 0,045 Thêm CO2, cân chuyển dời theo chiều thuận : CO2 (k) + H2 (k) ⇄ CO (k) + H2O (k) 0,500 0,045 0,050 0,040 -x -x +x +x 0,500-x 0,045-x 0,050 +x 0,040 + x [H O][CO] (0,040 + x ) × (0,050 + x ) Từ K C = = = 0,52 [CO ][H ] (0,500 − x ) × (0,045 − x ) ⇔ 0,48x2 + 0,373x – 9,7.10-3 = 58 PVLK ⇒ x = 0,025M Vậy [CO2] = 0,48M, [H2] = 0,020M, [CO] = 0,075M [H2O] = 0,065M Bài (2 điểm) Một nguyên tố kim loại M có bán kính ngun tử R = 143 pm đơn chất kết tinh theo cấu trúc lập phương tâm diện, có khối lượng riêng D = 2,7 g/cm3 Xác định kim loại M ĐÁP ÁN Trong ô mạng cở lập phương tâm diện, số nguyên tử : ĐIỂM 1  1  Z =  × 8 +  ×  = 8    Gọi a độ dài cạnh ô mạng sở Khoảng cách ngắn nguyên tử đường chéo mặt nên : R = a × 143 ⇒a= = 404pm M ×Z m × Z NA Từ d = = V a3 d × a × N A (2,7g / cm ) × (404.10 −10 cm) × (6,02.10 23 mol −1 ) ⇒M= = Z ⇒ M = 26,79g / mol Vậy M Al Bài (2 điểm) Cho biết 20oC, độ tan CaSO4 0,2 gam khối lượng riêng dung dịch CaSO4 bão hòa g/mL (a) Tính C% CM dung dịch CaSO4 bão hòa (b) Hỏi trộn 50 mL dung dịch CaCl2 0,012 M với 150 mL dung dịch Na2SO4 0,004 M 20oC có kết tủa xuất khơng ? ĐÁP ÁN (a) C% = CM = ĐIỂM S 0,2 × 100% = × 100% = 0,1996% S + 100 100 + 0,2 10 × C% × D 10 × 0,1996 × = = 0,0147 M M 136 (b) Ta tích : Vdd = m dd 100g + 0,2g = = 100,2 mL D 1g / mL 59 PVLK Trong dung dịch bão hòa CaSO4 : [Ca2+] = [SO42-] = 0, × 1000 = 1, 47.10−2 (M) 136 × 100, TCaSO4 = [Ca 2+ ][SO 42− ] = (1, 47.10 −2 )2 = 2,16.10 −4 Trong dung dịch sau trộn 0, 004 × 150 0, 012 × 50 = 3.10 −3 (M) ; [SO42-] = = 3.10-3 M 50 + 150 50 + 150 2+ Suy tích số ion dung dịch : Q = [Ca ][SO42-] = 9.10-6 Vì Q < T nên khơng có kết tủa xuất [Ca2+] = Bài (2 điểm) Ở 500K, khí buta-1,3-đien chuyển hóa thành khí xiclobuten Tính giá trị số tốc độ phản ứng theo liệu thực nghiệm đây, giả thiết phản ứng bậc không, bậc bậc hai theo buta-1,3-đien Dựa kết tính cho biết bậc phản ứng Thời gian từ lúc bắt đầu (giây) 195 604 1246 2180 4140 8135 Nồng độ buta-1,3-đien (M) 0,0162 0,0147 0,0129 0,0110 0,0084 0,0057 ĐÁP ÁN Thế kiện thực nghiệm vào biểu thức k phản ứng đơn giản bậc 0, 1, ta kết sau : Bậc k= [A]o − [A] t 3,67.10-6 2,80.10-6 2,03.10-6 1,33.10-6 0,68.10-6 Bậc Bậc [A ]o k = ln t [A ] [A ]o − [A ] k= × t [A ]o [A ] 2,38.10-4 2,03.10-4 1,71.10-4 1,37.10-4 0,97.10-4 1,54.10-2 1,48.10-2 1,43.10-2 1,43.10-2 1,41.10-2 ĐIỂM Kết k gần đơn trị giả thiết phản ứng bậc hai, nên phản ứng có bậc buta-1,3-đien Bài 10 (2 điểm) Xét trình chuẩn độ V1 (mL) dung dịch HF C1 (M) V2 (mL) dung dịch NaOH C2 (M) (a) Thiết lập phương trình tính pH theo V1, C1, V2, C2 K(HF) điểm đầu, điểm điểm đầu điểm tương đương, điểm tương đương sau điểm tương đương (b) Điền giá trị pH theo giá trị V2 bảng đây, biết V1 = 10 mL, C1 = 0,1 M, C2 = 0,1 M K (HF) = 6,3.10-4 (c) Vẽ đồ thị biểu diễn quan hệ pH V2 60 PVLK ĐÁP ÁN ĐIỂM (a) Phương trình pH Điểm đầu, dung dịch axit yếu HF có : ( pH = − lg KC1 ) Giữa điểm đầu điểm tương đương, hệ dung dịch đệm axit gồm HF NaF có :  C V − C V2   pH = pK − lg 1 C V  2  Tại điểm tương đương, dung dịch bazơ yếu NaF có :  10 −14 CV  pH = 14 + lg × 1   K V1 + V2   Sau điểm tương đương, hệ hỗn hợp bazơ mạnh bazơ yếu, coi bazơ mạnh có :  C V − C1 V1   pH = 14 + lg 2  V1 + V2  (b) Bảng giá trị : V2 pH 2,1 2,6 3,0 3,2 3,4 3,8 4,2 9,9 5,2 10 7,9 10,1 10,7 12 12,0 (c) Đồ thị : 14 12 pH 10 0 10 15 V(NaOH) 61 ... 10−23 21 PVLK GIỚI THI? ??U MỘT SỐ ĐỀ THI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI KHU VỰC GIẢI TỐN TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY NĂM 2008 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Mơn: HĨA HỌC - Lớp 12 cấp THPT Thời gian thi: 150 phút (không... DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI KHU VỰC GIẢI TỐN TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY NĂM 2008 ĐỀ THI DỰ BỊ Mơn: HĨA HỌC - Lớp 12 cấp THPT Thời gian thi: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 14/3/2008 Câu... Năng lượng hoạt hóa: - Ea - Phương trình Arrhenius: k=A.e RT với A số gọi thừa số tần số; k số tốc độ; Ea lượng hoạt hóa - Phương trình Arrhenius viết hai nhiệt độ T1 T2 với hai số tốc độ tương