Để tăng độ nhạy cho việc phõn tớch tuổi của 0,01 mol metan thỡ mẫu được đưa trực tiếp vào mỏy đếm Geiger để tăng độ nhạy.. Tớnh độ điện li của CH3COOH trong dung dịch A.. Cho cùng lượng
Trang 1Tr ường THPT Chuyờn
Thỏi Nguyờn
ĐỀ ĐỀ XUẤT TRẠI Hẩ HÙNG VƯƠNG
L ẦN THỨ IX Mụn thi: Hoỏ học Lớp 10
Cõu 1: (Cấu tạo nguyờn tử-Húa học hạt nhõn)
1 Để tăng độ nhạy cho việc phõn tớch tuổi của 0,01 mol metan thỡ mẫu được đưa trực tiếp vào mỏy đếm Geiger để tăng độ nhạy Cho biết đồng vị 14C cú thời gian bỏn huỷ t1/2 = 5730 năm Mỏy được khởi động sau khi đưa mẫu vào mỏy 30 phỳt Trong vũng 5 phỳt thiết bị ghi nhận được 2000 phõn ró
a Tớnh số phõn ró của đồng vị 14C trong 30 phỳt trước khi khởi động mỏy
b Tớnh số nguyờn tử 14C trong mẫu và % số mol 14CH4 trong mẫu metan thớ nghiệm
2. Cu ở trạng thỏi rắn kết tinh theo kiểu lập phương chặt khớt nhất Tớnh bỏn kớnh nguyờn tử
của Cu (theo Å) Biết khối lượng riờng của Cu bằng 8,96 g/cm3 M= 63,55
Cõu 2: ( Hỡnh học phõn tử-Liờn kết hoỏ học-Tinh thể-Định luật tuần hoàn)
Viết cụng thức Lewis, nờu trạng thỏi lai húa của nguyờn tử trung tõm và dạng hỡnh học của cỏc phõn tử sau: KrF2, IF3, SeF4, KrF4,,XeOF4, AsF5
Cho: As (Z = 33); Se (Z = 34); Kr (Z = 36) Xe (Z= 54)
Cõu 3: ( Nhiệt húa học )
Cho cỏc dữ kiện sau:
Nhiệt hỡnh thành của NaF rắn : -573,60 kJ.mol-1
Nhiệt hỡnh thành của NaCl rắn: -401,28 kJ.mol-1
Tớnh ỏi lực electron của F và Cl ; so sỏnh cỏc kết quả thu ợc và giải thớch
Cõu 4 : ( Động hoỏ học )
Phản ứng: 2NO (k) + 2H2 (k) N2 (k) + 2H2O (k)
tuân theo quy luật động học thực nghiệm: v = k[NO]2[H2]
Có một cơ chế được đề xuất cho phản ứng này:
1 2NO (k) N2O2 (k)
2 N2O2 (k) + H2 (k) 2HON (k)
3 HON (k) + H2 (k) H2O (k) + HN (k)
4 HN (k) + HON (k) N2 (k) + H2 (k)
Cơ chế phản ứng trên có khả năng hay không?
Cõu 5 ( Cõn bằng trong dung dịch điện li)
Trộn 10,00 mL dung dịch CH3COOH 0,20 M với 10,00 mL dung dịch H3PO4, thu được dung dịch A cú pH = 1,50
1 Tớnh CH PO3 4trong dung dịch H3PO4 trước khi trộn
2 Tớnh độ điện li của CH3COOH trong dung dịch A
2 Thờm từ từ Na2CO3 rắn vào dung dịch A cho đến pH = 4,0, thu được dung dịch B Tớnh số gam Na2CO3 đó dựng
Trang 2Cho biết: H3PO4: pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32;
CH3COOH: pKa = 4,76; CO2 + H2O cú pKa1 = 6,35; pKa2 = 10,33
Cõu 6 (Phản ứng oxi hoỏ khử - Pin điện -điện phõn)
Cho giản đồ Latimer của photpho trong mụi trường kiềm:
PO43- HPO3
2 1,12V
H2PO2
2,05V
-0,89V -1,345V
1 Viết cỏc nửa phản ứng của cỏc cặp oxi hoỏ - khử trờn
2 Tớnh thế khử chuẩn của cặp HPO32- / H2PO2- và H2PO2-/PH3
Cõu 7: ( Halogen)-Oxi-Lưu huỳnh)
1 Tại sao tồn tại phõn tử H5IO6 nhưng khụng tồn tại phõn tử H5ClO6 Một trong cỏc phương phỏp điều chế axit H5IO6 là cho I2 tỏc dụng với dung dịch HClO4 đậm đặc Viết phương trỡnh phản ứng xảy ra
2 Giải thớch tại sao ỏi lực electron của F lại nhỏ hơn Cl( 328 kJ/mol so với 349kJ/mol) mặc dự
độ õm điện của F lớn hơn?
3 Xỏc định cỏc chất A,B,C,D,E và viết cỏc PTPU thực hiện sơ đồ sau:
A KNO3 , H2SO4 I 2
D+ A
dd KOH,t 0
B dd KOH D
200 o C CO
N2H4
dd KOH
Cõu 8: ( Bài tập tổng hợp )
Hòa tan 48,8 gam hỗn hợp gồm Cu và một oxit sắt trong dung dịch H2SO4đặc núng dư thu
được dung dịch A, 10,08 lít khí SO2 (đkc) Cô cạn dung dịch A thu được 124 gam chất rắn khan
1 Xác định công thức của oxit sắt Tớnh lượng H2SO4 đó phản ứng ?
2. Cho cùng lượng hỗn hợp trên tác dụng với 400 ml dung dịch HCl 2M cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch B và chất rắn D Cho dung dịch B phản ứng với dung dịch AgNO3 dư, được kết tủa E Tính khối lượng kết tủa E
3 Cho chất rắn D phản ứng với dung dịch H2SO4 đặcnúng Tính thể tích khí thoát ra ở 27,3oC,
1 atm
- Hết
Trang 3Tr ường THPT Chuyên
Thái Nguyên
H ƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ ĐỀ XUẤT
TR ẠI HÈ HÙNG VƯƠNG
L ẦN THỨ IX Môn thi: Hoá học Lớp 10
Câu 1: (Cấu tạo nguyên tử-Hóa học hạt nhân)
1 Để tăng độ nhạy cho việc phân tích tuổi của 0,01 mol metan thì mẫu được đưa trực tiếp vào máy đếm Geiger để tăng độ nhạy Cho biết đồng vị 14C có thời gian bán huỷ t1/2 = 5730 năm
được 2000 phân rã
a Tính số phân rã của đồng vị 14C trong 30 phút trước khi khởi động máy
b Tính số nguyên tử 14C trong mẫu và % số mol 14CH4 trong mẫu metan thí nghiệm
2. Cu ở trạng thái rắn kết tinh theo kiểu lập phương chặt khít nhất Tính bán kính nguyên tử
của Cu (theo Å) Biết khối lượng riêng của Cu bằng 8,96 g/cm3 M= 63,55
HD:
1 a Thời gian tiến hành phép đo không đáng kể so với chu kỳ bán huỷ của 14C nên tốc độ phân rã có thể xem là hằng số Có nghĩa số phân rã trong 30 phút sẽ là (2000/5) 30 = 12000 phân rã
b Hằng số phân rã k = ln2/t1/2 = 2,3.10-10 phút-1
Số phân rã trong 1 phút = 2000/5 = 400
Số nguyên tử 14C trong mẫu sẽ là : 400/(2,3.10-10) = 1,74.1012 nguyên tử
số mol 14C trong mẫu = 1,74.1012 / 6,02.1023
% số mol 14CH4 là:
12
8 23
1, 74.10
.100% 2, 9.10 %
6, 02.10 0, 01
2 Tinh thể lập phương chặt khít nhất có ô mạng kiểu lập phương tâm mặt
Số mắt của ô mạng: 4
Thể tích ô mạng: (4 × 63,55) / (8,96 × 6,022 × 1023) = 4,71× 10-23 cm3
Độ dài cạnh ô mạng: 3,61 × 10-8 cm
Bán kính của M: 2 × 3,61 × 10‒ 8/4 = 1,28 × 10‒ 8 �� = 1,28 Å
Câu 2: ( Hình học phân tử-Liên kết hoá học-Tinh thể-Định luật tuần hoàn)
Viết công thức Lewis, nêu trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và dạng hình học của các phân tử sau: KrF2, IF3, SeF4, KrF4,,XeOF4, AsF5
Cho: As (Z = 33); Se (Z = 34); Kr (Z = 36) Xe (Z= 54)
HD :
Trang 4
Xe F F
F F
O
sp3d2vuụng phẳng sp3d2, chúp đỏy vuụng sp3d, lưỡng thỏp tam giỏc
Cõu 3: ( Nhiệt húa học )
Cho cỏc dữ kiện sau:
Nhiệt hỡnh thành của NaF rắn : -573,60 kJ.mol-1
Nhiệt hỡnh thành của NaCl rắn: -401,28 kJ.mol-1
Tớnh ỏi lực electron của F và Cl ; so sỏnh cỏc kết quả thu ợc và giải thớch
H ướng dẫn giải
Áp dụng ịnh luật Hess vào chu trỡnh
(r)
X2(k)
M(k)
M+(k) X-(k)
HTH
HML
HHT
+
+ AE
X(k)
I1
+
HLK
1 2
1 2
+
AE (F) > AE (Cl) dự cho F cú ộ õm iện lớn hn Cl nhiều Cú thể giải thớch iều này nh sau:
* Phõn tử F2 ớt bền hn phõn tử Cl2, do ú ΔHLK (F2) < ΔHpl (Cl2) và dẫn ến AE (F) > AE (Cl)
* Cũng cú thể giải thớch: F và Cl là hai nguyờn tố liền nhau trong nhúm VIIA F ở ầu nhúm Nguyờn tử F cú bỏn kớnh nhỏ bất thờng và cản trở sự xõm nhập của electron
Cõu 4 : ( Động hoỏ học )
Phản ứng: 2NO (k) + 2H2 (k) N2 (k) + 2H2O (k)
tuân theo quy luật động học thực nghiệm: v = k[NO]2[H2]
Có một cơ chế được đề xuất cho phản ứng này:
Ta ợc:
AE = ΔHHT - ΔHTH - I1 - ẵ ΔHLK + ΔHML (*)
Thay số vào (*), AE (F) = -332,70 kJ.mol - 1 và
AE (Cl) = -360 kJ.mol - 1
Trang 52 N2O2 (k) + H2 (k) 2HON (k)
3 HON (k) + H2 (k) H2O (k) + HN (k)
4 HN (k) + HON (k) N2 (k) + H2 (k)
Cơ chế phản ứng trên có khả năng hay không?
H ớng dẫn giải
Phản ứng 2NO (k) + 2H2 (k) N2 (k) + 2H2O (k)
tuân theo quy luật động học thực nghiệm: v = k[NO]2[H2]
Cơ chế phản ứng được đề xuất:
1 2NO (k) k1 N2O2 (k) (1)
2 N2O2 (k) + H2 (k) k2 2HON (k) (2)
3 HON (k) + H2 (k) k3 H2O (k) + HN (k) (3)
4 HN (k) + HON (k) k4 N2 (k) + H2 (k) (4)
Bước quyết định tốc độ phản ứng là bước chậm nhất
Nếu bước 1 là bước quyết định tốc độ phản ứng: v = k[NO]2 Kết quả này không phù hợp với
đinh luật tốc độ thực nghiệm
* Nếu bước 2 quyết định tốc độ phản ứng: v = k2[N2O2][H2] (5)
Theo nguyên lí dừng của Bodenstein, khi phản ứng bao gồm nhiều giai đoạn nối tiếp nhau diễn
ra được một thời gian nhất định, nồng độ các sản phẩm trung gian có thể đạt được trạng tháI dừng, tức là giữ nguyên giá trị không đổi, ta có:
= k1[NO]2 – k2[H2][N2O2] = 0 (6)
2 2
[N O ]
d
dt
Rút ra: [N2O2] = k1[NO]2 / k2[H2] (7)
Thay (6) vào (5) ta có: v = k2 [H2] k1[NO]2 / k2[H2] = k1[NO]2 Kết quả này không phù hợp với đinh luật tốc độ thực nghiệm
* Nếu bước 3 quyết định tốc độ phản ứng: v = k3.[HON][H2] (8)
= k2[H2][N2O2] - k3.[HON][H2] – k4[HON][HN] = 0 (9)
[HON]
d
dt
= k3.[HON][H2] – k4[HON][HN] = 0 (10)
[HN]
d
dt
Lấy (9) – (10) và biến đổi đơn giản ta có: [HON] = k2N2O2]/2 k3 (11)
Thay (7) vào (11) rút ra: [HON] = k1[NO]2 / 2 k3[H2] (12)
Thay (12) vào (8) thu được: v = k1[NO]2 Kết quả này không phù hợp với đinh luật tốc độ thực nghiệm
* Nếu bước 4 quyết định tốc độ phản ứng: v = k4.[HON][HN] (13)
Từ (10) rút ra: [HN] = k3.[H2]/ k4 (14)
Thay (12) và (14) vào (13) thu được: v = (k1/2)[NO]2 Kết quả này không phù hợp với đinh luật tốc độ thực nghiệm
Kết luận chung: Cơ chế được đề nghị là không có khả năng vì dù có giả thiết bất kì giai đoạn sơ cấp nào là giai đoạn chậm cũng không rút ra được định luật tốc độ tìm thấy bằng thực nghiệm
Cõu 5 (Cõn bằng trong dung dịch điện li)
Trộn 10,00 mL dung dịch CH3COOH 0,20 M với 10,00 mL dung dịch H3PO4, thu được dung dịch A cú pH = 1,50
1 Tớnh CH PO3 4trong dung dịch H3PO4 trước khi trộn
2 Tớnh độ điện li của CH3COOH trong dung dịch A
2 Thờm từ từ Na2CO3 rắn vào dung dịch A cho đến pH = 4,0, thu được dung dịch B Tớnh số gam Na2CO3 đó dựng
Trang 6Cho biết: H3PO4: pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32;
CH3COOH: pKa = 4,76; CO2 + H2O có pKa1 = 6,35; pKa2 = 10,33
HD:
1 pHA = 1,50 → không cần tính đến sự phân li của nước
Các quá trình xảy ra trong dung dịch A:
H3PO4 ƒ H+ + H PO2 -4 Ka1 = 10-2,15 (1)
CH3COOH ƒ H+ + CH3COO- Ka = 10-4,76 (2)
H+ + Ka2 = 10-7,21 (3)
-2 4
HPO2-4 ƒ H+ + PO3-4 Ka3 = 10-12,32 (4)
Vì Ka1 >> Ka >> Ka2 >> Ka3 nên pHA được tính theo (1):
H3PO4 ƒ H+ + H PO2 -4 Ka1 = 10-2,15
[ ] 0,5C – 101,5 101,5 101,5
4
3 PO H
C
2 CH3COOH ƒ H+ + CH3COO- Ka = 104,76
[ ] 0,1-x 101,5 x
3
5
CH COOH
5, 49.10
0,1
] PO [H
] PO [H
4 3
4 2
a1
K [H ] 4
15 , 2
10
10
2 4
[H PO ] [H PO ] + [H PO ]
= = = 103,21 → [ ] <<
] PO [H
] [HPO
4 2
2 4
a2
K [H ] 4,0
21 , 7
10
10
2-4
HPO [H PO ]2 4
COOH]
[CH
] COO [CH
3 3
a
K [H ] 4,0
76 , 4
10
10
3
[CH COO ] [CH COO ] + [CH COOH]
] [HCO
] [CO
3
2 3
4
33 , 10
10
10
2 3
CO HCO3
] [CO
] [HCO
2 3
4
35 , 6
10
10
3
HCO
Như vậy khi trung hòa đến pH = 4,00 thì chỉ có 14,8% CH3COOH và 98,6% nấc 1 của H3PO4
bị trung hòa, còn bản thân Na2CO3 phản ứng với H+ của 2 axit tạo thành CO2:
2 H3PO4 + CO23→ 2H PO2 4 + CO2 + H2O
2 CH3COOH + CO23→ 2 CH3COO + CO2 + H2O
3 CO
n
3
CH COOH
n
3 4
H PO
n
98,6%.0,173)
3 CO
n
2 3
Na CO
m
Câu 6 (Phản ứng oxi hoá khử - Pin điện -điện phân)
Cho giản đồ Latimer của photpho trong môi trường kiềm:
PO43- HPO3
2 1,12V
H2PO2
2,05V
-0,89V -1,345V
1 Viết các nửa phản ứng của các cặp oxi hoá - khử trên
Trang 72 Tính thế khử chuẩn của cặp HPO32- / H2PO2- và H2PO2-/PH3
HD:
1
PO43- HPO3
2 1,12V
H2PO2
2,05V
-0,89V -1,345V
(1) PO43- + 2H2O + 2e⇌ HPO32- + 3OH- G0 = -2FEo
(2) HPO32- + 2H2O + 2 e ⇌H2PO2- + 3OH- G0 = -2FEo
(3) PO43- + 4 H2O + 4 e ⇌H2PO2- + 6OH- G0 = -4FEo
(6) H2PO2- + 3H2O + 4e ⇌ PH3 + 5OH- G0 = -4FEo
2 Tổ hợp các phương trình ta có:
* (3) = (1) + (2)
4E3 = 2(E1+ E2)
E (HPO32- / H2PO2-)= E2= (4E3 – 2E1)/2 = [4 (-1,345) –2 (-1,12) ]/2 = -1,57 V
* (6) = (4) + (5)
4 E6 = E4 + 3E5
E( H2PO2-/PH3) = E6 = (E4 + 3E5)/4 = [-2,05 + 3 (-0,89) ]/4 = -1,18 V
Câu 7: ( Halogen-Oxi- Lưu huỳnh)
1 Tại sao tồn tại phân tử H5IO6 nhưng không tồn tại phân tử H5ClO6 Một trong các phương pháp điều chế axit H5IO6 là cho I2 tác dụng với dung dịch HClO4đậm đặc Viết phương trình phản ứng xảy ra
2 Giải thích tại sao ái lực electron của F lại nhỏ hơn Cl( 328 kJ/mol so với 349kJ/mol) mặc dù
độ âm điện của F lớn hơn?
3 Xác định các chất A,B,C,D,E và viết các PTPU thực hiện sơ đồ sau:
A KNO3 , H2SO4
I2
D+ A
dd KOH,t 0
B dd KOH D
200 o C CO
N2H4
dd KOH
HD:
I2 + HClO4 + 4H2O H5IO6+ Cl2
2 Do việc nhận thêm 1e tạo ion X- phải thắng lực đẩy giữa các e với nhau Việc này khó với F
vì do các e vốn đã chịu lực hút mạnh của hạt nhân nên sẽ di chuyển trong một khoảng không gian nhỏ, do bán kính F nhỏ Với clo ko quá khó vì các e này ở lớp thứ 3 tương đối rộng và xa hạt nhân
3 A là KI; B HIO3; C: I2O5; D: KIO3; E:HI
2KI + KNO3+H2SO4 I2 + KNO2+H2O
3I2+10HNO3 6HIO3+10NO + 2H2O
3I2+6KOH 5KI + KIO3 + 3H2O
Trang 8HIO3 + KOH KIO3 + H2O
I2O5 + 5CO I2+ 5CO2
Cõu 8: ( Bài tập tổng hợp )
Hòa tan 48,8 gam hỗn hợp gồm Cu và một oxit sắt trong dung dịch H2SO4 đặc núng dư thu
được dung dịch A, 10,08 lít khí SO2 (đkc) Cô cạn dung dịch A thu được 124 gam chất rắn khan
1 Xác định công thức của oxit sắt Tớnh lượng H2SO4 đó phản ứng ?
2. Cho cùng lượng hỗn hợp trên tác dụng với 400 ml dung dịch HCl 2M cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch B và chất rắn D Cho dung dịch B phản ứng với dung dịch AgNO3 dư, được kết tủa E Tính khối lượng kết tủa E
3 Cho chất rắn D phản ứng với dung dịch H2SO4 đặcnúng Tính thể tích khí thoát ra ở 27,3oC,
1 atm
HD
Coi hỗn hợp gồm Fe, Cu và O: nCu = a mol; nFe = bmol, nO = c mol
1. 64a + 56b+ 16c = 48,8
2a + 3b -2c= số mol SO2 2= 0,9
160a+ 400.b/2 = 124 a= 0,4; b= 0,3; c= 0,4 Fe3 O 4
Số mol H2SO4 phản ứng = số mol SO42- trong muối + số mol SO2 = 0,4 + ( 0,3/2).3 + 0,45 =
0,63 mol
2 nHCl 2 400 0,8 mol
1000
0,8
Fe O 8HCl FeCl 2 FeCl 4H O
0,1 0,2 0,2 0,1
Cu 2FeCl 2 FeCl CuCl
2
0, 3 mol FeCl 0,1 mol CuCl
0,3 FeCl 3AgNO 2 AgCl Fe(NO ) Ag
0,1 2 0,1
CuCl 2AgNO 2 AgCl Cu(NO )
mE = (0,8 143,5) + (0,3 108) = 147, 2 g
3
VSO2 = 0,3.0,082.(273 + 27,3) =7,38738 l
- Hết