Đề xuất đề thi học sinh giỏi khu vực duyên hải Đồng bằng bắc bộ năm 2014 đề thi môn Hóa học lớp 1050221

Xác định năng lượng orbital của các electron hoá trị và từ đó suy ra năng lượng ion hoá thứ nhất và thứ hai của hai nguyên tử này.. a Tính giá trị gần đúng bán kính ion I  trong iođua k

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI

TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN

ĐỀ XUẤT ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI - ĐBBB NĂM 2014

Đề thi môn Hóa học lớp 10

-MA TRẬN ĐỀ THI CHỌN HSG MIỀN DUYÊN HẢI & ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ

(Đề thi có 03 trang - Hướng dẫn giải có 10 trang)

TRƯỜNG THPT

CHU VĂN AN HÀ NỘI

ĐỀ THI ĐỀ XUẤT

(Đề thi có 03 trang)

THI CHỌN HSG DUYÊN HẢI & ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ

NĂM HỌC 2013 - 2014

ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC 10

Thời gian làm bài: 180 phút

Câu 1 NGUYÊN TỬ

Viết cấu hình electron của Na (Z = 11) và Mg (Z = 12) ở trạng thái cơ bản? Xác định năng lượng orbital của các electron hoá trị và từ đó suy ra năng lượng ion hoá thứ nhất và thứ hai của hai nguyên tử này So sánh những giá trị thu được và giải thích sự khác nhau

Câu 2 PHÂN TỬ VÀ BẢNG TUẦN HOÀN

Ái lực electron là gì? Vì sao ái lực electron (E1) thường có trị số dương còn E2 luôn âm?

a) Vì sao F là phi kim mạnh hơn Cl nhưng E1(F) = 3,45 eV < E1(Cl) = 3,61 eV

Li là kim loại yếu hơn Na nhưng E1(Li) = 0,58 eV < E1(Na) = 0,78 eV

b) Cho ái lực electron E1(Oxi) = 141 kJ.mol1 và E2(Oxi) =  851 kJ.mol1 Hãy tính năng lượng tổng cộng của 2 electron So sánh với sự tồn tại của ion O2

c) Ái lực electron của phân tử O2 = 0,8 eV; năng lượng ion hoá = 12,2 eV Trong các biến đổi hoá học, phân tử O2 có thể kết hợp hoặc mất electron tạo các ion phân tử kiểu O ; O và O Hãy 2

2

so sánh độ bội liên kết, khoảng cách giữa các nguyên tử, năng lượng liên kết trung bình và tính chất từ của O2, O2 ; O và O Giải thích; nêu một số hợp chất chứa các ion phân tử trên và

2

phản ứng điều chế chúng

Câu 3 TINH THỂ

Iođua kali và iođua thali có các cấu trúc mạng lập phương, trong đó số phối trí của các ion K+ và

Tl+tương ứng là 6 và 8, bán kính ion K+ = 133 pm và Tl+ = 147 pm

a) Tính giá trị gần đúng bán kính ion I  trong iođua kali (aKI = 706 pm)

b) Xác định giá trị gần đúng thông số a (aTl) của iođua thali

c) Khảo sát bằng tinh thể học phóng xạ các đơn tinh thể iođua thali cho biết khoảng cách mạng lưới tương ứng với mặt phẳng nguyên tử chứa hai cạnh đối của ô mạng là 297 pm Tính giá trị chính xác của thông số aTl

d) Tính khối lượng riêng (theo kg/m3) và độ chặt khít của hai loại iođua này

Câu 4 ĐỘNG HỌC

1 Thực nghiệm hoá học có phương pháp đo độ nở của dung dịch để nghiên cứu động học của phản ứng Độ nở đó tỉ lệ thuận với nồng độ chất phản ứng có mặt trong dung dịch Thực nghiệm thu được số liệu sau đây tại 200C cho phản ứng trong dung dịch nước (có pH thích hợp) :

CH2 – CH2 + H2O CH2 – CH2

+ H



O OH OH

a) Xác định bậc của phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ thí nghiệm

b) Bậc phản ứng xác định được là bậc của nồng độ chất nào? Tại sao?

2 Nitrosyl clorua là một chất rất độc, khi đun nóng sẽ phân hủy thành nitơoxit và clo

a) Hãy viết và cân bằng phương trình hóa học cho phản ứng phân hủy

b) Ở nhiệt độ 33,5oC, người ta cho 2,00 gam nitrosyl clorua vào một bình chân không có thể tích 2,00 lít không đổi ở mội nhiệt độ

 Hãy tính áp suất trong bình bằng atm ở 600 K khi không để ý đến sự phân hủy nhiệt

 Hãy tính áp suất trong bình bằng atm ở 600 K khi có tính đến sự phân hủy nhiệt

Cho Kpở 600 K = 0,278 atm

Câu 5 NHIỆT HOÁ HỌC

1 Trong 1 nhiệt lượng kế chứa 1,792 lít (đktc) hỗn hợp CH4, CO và O2 Bật tia lửa điện để đốt hoàn toàn CH4 và CO, lượng nhiệt toả ra lúc đó là 13,638 KJ Nếu thêm tiếp 1 lượng dư hiđro vào nhiệt lượng kế rồi lại đốt tiếp thì lượng nhiệt thoát ra thêm 9,672 KJ

Cho biết nhiệt tạo thành của CH4, CO, CO2, H2O tương ứng bằng 74,8 ; 110,5 ; 393,5 ; 241,8 (KJ.mol-1) Hãy tính % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp đầu

2 Hợp chất Q có PTK = 122,0 chứa các nguyên tố C, H, O Dùng lượng O2 dư để đốt cháy hết một mẩu rắn Q nặng 0,6 gam trong một nhiệt lượng kế ban đầu chứa 710,0 gam nước tại 25oC Sau phản ứng nhiệt độ lên tới 27,25oC và có 1,5144 gam CO2(k) và 0,2656 gam H2O(l) tạo ra.

a) Hãy xác định công thức phân tử và viết PTHH cho phản ứng đốt cháy Q với trạng thái vật chất đúng Cho: Sinh nhiệt chuẩn của CO2(k) và H2O(l) ở 25oC tương ứng là 393,51 kJ.mol1 và

285,83 kJ.mol1 Nhiệt dung riêng của H2O(l) là 75,312 J.mol1.K1 và biến thiên nội năng của phản ứng trên (Uo) là 3079 kJ.mol1

b) Hãy tính nhiệt dung của nhiệt lượng kế đó (không kể nước)

c) Tính Sinh nhiệt chuẩn (H ) của Q.o

tt

Câu 6 CHIỀU VÀ GIỚI HẠN TỰ DIỄN BIẾN CỦA QUÁ TRÌNH

Cho phản ứng: CH3OH (h) + 3O2  CO2 (k) + 2H2O (h)

2

và các số liệu sau: So =  93,615 J.K1

298

Cop, 298 (J.K1.mol1) 37,129 33,572 29,372 49,371

Tính Ho và Gocủa phản ứng ở 227oC, cho rằng các dữ kiện trên không đổi trong nhiệt độ xét

Câu 7 PHẢN ỨNG OXI HOÁ – KHỬ

1 Cho E 0 = 1,23 V và E = 0,401 V

2 2

o

2

o

O OH

a) Hãy viết các phản ứng xảy ra

b) Nếu P luôn luôn bằng 1atm (tO2 0 = 250C) thì thế của các phản ứng trên sẽ bằng bao nhiêu khi

pH = 3 và pH = 10

2 Cho phản ứng oxi hoá khử sau: 2Cu2+ + 4I  2CuI (r) + I2 (aq)

với: Eo 2  = 0,153V và E = 0,535V

2

o

I 2I

a) CuI khó tan trong nước với Ksp = 1,11012 Hãy tính E0của của cân bằng: CuI (r) Cu+ + I b) Tính E0 và hằng số cân bằng của sự khử Cu2+ bằng I ? So sánh trị số thế điện cực và dựa vào trị số tính được cho biết phản ứng có khả năng tự xảy ra không? Giải thích

Câu 8 DUNG DỊCH

1 Một dung dịch được điều chế bằng cách hoà tan tan 2,50 gam mẫu của một chất chưa biết vào 34,0 gam benzen (C6H6) có nhiệt độ sôi cao hơn benzen tinh khiết là 1,38oC Tính khối lượng mol của

hợp chất chưa biết Cho hằng số nghiệm sôi của benzen K s = 2,53 o C.m  1

2 Cho một mẫu axit fomic (Co = 0,100 mol/L; Ka = 1,77104 mol/L)

a) Hãy tính độ pH của mẫu này

b) Người ta cho vào mẫu này một lượng axit sunfuric có cùng thể tích Qua đó, độ pH đã thay đổi một

trị bằng 0,334 so với độ pH tính được ở (a) Hãy tính nồng độ mà axit sunfuric cần phải có .

Hằng số axit đối với bước phân ly thứ 2 của axit sunfuric là Ka2 = 1,2102 mol/L Giả thiết rằng thể tích các chất thay đổi không đáng kể khi pha trộn

Câu 9 HOÁ HỌC HALOGEN

1 Khi điện phân dung dịch muối NaCl để sản xuất Clo ở anot có thể có các quá trình : oxi hoá Cl –

thành Cl2 ; oxi hoá H2O thành O2 ; oxihoá anot cacbon thành CO2

a) Hãy viết các quá trình đó (tại anot cacbon)

b) Cần thiết lập pH của dung dịch bằng bao nhiêu để cho khi điện phân không có oxi thoát ra ở anot nếu thế anot bằng 1,21 V Cho E = l,23V

2 2

o

O H O

(khi tính coi PCl2 = PO2 = 1 và CO 2 sinh ra không đáng kể)

2 Cho 7,9 gam KMnO4 vào dung dịch chứa 0,15 mol KCl và 0,2 mol H2SO4(phản ứng hoàn toàn) thu được khí clo Dẫn toàn bộ khí clo thu được đi từ từ qua ống đựng 12,675 gam kim loại R (hóa trị không đổi), nung nóng Kết thúc phản ứng, chia chất rắn thu được thành 2 phần:

Phần I: có khối lượng 6 gam được cho vào dung dịch HCl (dư), thu được 0,896 lít H2 (đktc) Phần II: cho vào dung dịch AgNO3(dư) thu được m gam kết tủa

a) Xác định kim loại R

b) Tính m

Câu 10 HOÁ HỌC OXI – LƯU HUỲNH

1 Hỗn hợp gồm FeCl3, MgCl2, CuCl2 hòa tan trong nước được dung dịch X Cho X tác dụng với dung dịch Na2S dư tách ra kết tủa Y Nếu cho một lượng dư H2S tác dụng với X tách ra kết tủa Z Nêu thành phần hoá học của Y và Z Giải thích bằng phương trình hoá học

2 Khi hoà tan một hỗn hợp gồm FeS và Fe trong dung dịch HCl, thu được một sản phẩm khí có tỉ khối hơi đối với không khí là 0,90 Đốt cháy 2,24 lít sản phẩm khí đó trong dư khí O2 Thu sản

phẩm khí của phản ứng cháy đó vào một lượng dư dung dịch FeCl3 rồi cô dung dịch này đến cạn khô, thêm dư H2SO4đặc và đun nóng cho đến khi không còn khí bay ra Để nguội bình phản ứng, thêm một lượng dư dung dịch HNO3 loãng và đun nhẹ

a) Xác định thành phần phần trăm về khối lượng của hỗn hợp FeS và Fe ban đầu

b) Tính thể tích của khí thoát ra khi thêm dung dịch HNO3 loãng và đun nhẹ

(các thể tích khí đều được lấy ở điều kiện tiêu chuẩn)

-HẾT -Cho: Các trị số NTK của K = 39; Tl = 204; Zn = 65; Fe = 56; Mn = 55; Ag = 108 ; Cl = 35,5; I = 127;

S = 32; O = 16; N = 14; C = 12 ; H = 1

NA = 6,0221023 ; hằng số khí R = 0,082 l.atm/K.mol và R = 8,314 J/mol.K ; 1pm = 1012m

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI

TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN

ĐÁP ÁN

ĐỀ XUẤT ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI - ĐBBB NĂM 2014

Câu 1 NGUYÊN TỬ

Viết cấu hình electron của Na (Z = 11) và Mg (Z = 12) ở trạng thái cơ bản? Xác định năng lượng orbital của các electron hoá trị và từ đó suy ra năng lượng ion hoá thứ nhất và thứ hai của hai nguyên tử này So sánh những giá trị thu được và giải thích sự khác nhau

HDG:

* Ở trạng thái cơ bản,

cấu hình e của 11Na là: 1s22s22p63s1 hay [10Ne]3s1 và của 12Mg là: 1s22s22p63s2 hay [10Ne]3s2

* Năng lượng orbital của electron hoá trị đối với Na:

3s = 2 + (80,85) = 8,8  Z = 11  8,8 = 2,2  E* 3s =  13,6 =  7,3 eV

3s

2

2,2 3

Năng lượng ion hoá thứ nhất: Na  Na+ + e

I1 = E(Na+)  E(Na) = 0E3s  1E3s =  ( 7,3) = 7,3 eV

Năng lượng ion hoá thứ hai: Na+  Na2+ + e

Trong Na+: 1s22s22p6

2s = 2p = (20,85) + (70,35) = 4,15  Z = Z = 11  4,15 = 6,85 *

2s

* 2p

 E2s =E2p =  13,6  =  159,5 eV

2

6,85 2

Trong Na2+: 1s22s22p5

2s = 2p = (20,85) + (60,35) = 3,8  Z = Z = 11  3,8 = 7,2 *

2s

* 2p

 E2p =  13,6  =  176,2 eV

2

7,2 2

I2 = 7E(Na2+)  8E(Na+) = 7( 176,2)  8( 159,5) = 42,6 eV

* Năng lượng orbital của electron hoá trị đối với Mg:

3s = 2 + (80,85) + 0,35 = 9,15  Z = 12  9,15 = 2,85  E* 3s(Mg) =  13,6 =  12,3 eV

3s

2

2,85 3

Năng lượng ion hoá thứ nhất: Mg  Mg+ + e

Trong Mg+: 1s22s22p63s1

3s = 2 + (80,85) = 8,8  Z = 12  8,8 = 3,2 *

3s

 E3s(Mg+) =  13,6  =  15,5 eV

2

3,2 3

I1 = 1E3s(Mg+)  2E3s(Mg) = ( 15,5)  2(12,3) = 9,1 eV

Năng lượng ion hoá thứ hai: Mg+  Mg2+ + e

Trong Mg2+: 1s22s22p6

I2 = E(Mg2+)  E(Mg+) = 0E3s  1E3s =  ( 15,5) = 15,5 eV

* So sánh: Với Na (I2  6I1) còn với Mg (I2  1,5I1)

* Giải thích: Cấu hình Na+ bão hoà, bền nên sự tách e  Na2+cần tiêu tốn năng lượng lớn

Cấu hình Mg2+ bão hoà, bền nên sự tách e để Mg+  Mg2+ thuận lợi hơn

Câu 2 PHÂN TỬ VÀ BẢNG TUẦN HOÀN

Ái lực electron là gì? Vì sao ái lực electron (E1) thường có trị số dương còn E2 luôn âm?

a) Vì sao F là phi kim mạnh hơn Cl nhưng E1(F) = 3,45 eV < E1(Cl) = 3,61 eV

Li là kim loại yếu hơn Na nhưng E1(Li) = 0,58 eV < E1(Na) = 0,78 eV

b) Cho ái lực electron E1(Oxi) = 141 kJ.mol1 và E2(Oxi) =  851 kJ.mol1 Hãy tính năng lượng tổng cộng của 2 electron So sánh với sự tồn tại của ion O2

c) Ái lực electron của phân tử O2 = 0,8 eV; năng lượng ion hoá = 12,2 eV Trong các biến đổi hoá học, phân tử O2 có thể kết hợp hoặc mất electron tạo các ion phân tử kiểu O ; O và O Hãy 2

2

so sánh độ bội liên kết, khoảng cách giữa các nguyên tử, năng lượng liên kết trung bình và tính chất từ của O2, O2 ; O và O Giải thích; nêu một số hợp chất chứa các ion phân tử trên và

2

 2

 2

phản ứng điều chế chúng

1 Ái lực electron (Eae) của nguyên tử M là năng lượng cần oxi hoá một anion M thành nguyên tử M (ở thể khí): M(k)  M(k) + e Eae1 = A1

A1 là năng lượng gắn kết electron thứ nhất: M(k) +  M

(k) A1

e

Quá trình gắn một vào nguyên tử là quá trình toả nhiệt nên Ae 1 có trị số âm, còn Eae1 có trị số dương Quá trình gắn một tiếp theo vào ion âm cần tiêu tốn một năng lượng  Ae 2 có trị số dương, còn Eae2 có trị số âm

a) Do kích thước nhỏ của F, Li nên thêm vào sẽ chịu tương tác đẩy mạnh hơn của những có sẵn e e

 E1 nhỏ

b) O(k) +  O

(k) A1 = 141 kJ.mol1

e

O (k) +  O2

(k) A2 = +851 kJ.mol1

e

O(k) + 2  O2

(k) Atc = +710 kJ.mol1

e

Sự hình thành một mol O2 cần cung cấp một năng lượng = 710 kJ Tuy vậy, ion O2 vẫn dễ tồn tại trong nhiều tinh thể oxit kim loại do năng lượng toả ra khi hình thành mạng lưới tinh thể đã bù trừ cho năng lượng cần tiêu tốn trên

c) Độ bội liên kết giảm theo: O  O2 2  O  O Việc tách electron ra khỏi obitan phân tử (OP) 2 2

2

plkcủa O2tương ứng với sự tăng độ bội liên kết hình thức trong O , còn việc thêm electron trên 2

OP lk trái lại sẽ làm giảm độ bội liên kết trong các ion O  O 2 2

2 Khoảng cách giữa các nguyên tử O tăng do độ bội liên kết giảm  năng lượng liên kết trung bình giảm

GIẢI THÍCH: * Nhận thêm electron, O2 tạo thành ion peoxit bậc cao O 

2

Các dẫn xuất O được biết đến như KO2 2…Một electron không ghép đôi trong O gây nên tính 2 thuận từ của các peoxit bậc cao Các peoxit bậc cao tạo thành khi cho các đơn chất tác dụng trực tiếp với nhau: K + O2  KO2

* Khi kết hợp thêm 2 electron, phân tử O2biến thành ion peoxit O , trong đó các nguyên tử liên 2

2 kết với nhau bằng một liên kết hai electron và vì thế ion O có tính nghịch từ.2

2

2

Các dẫn xuất O được biết đến như Na2  2O2, BaO2…tạo thành khi oxi hoá kim loại

2

Ba + O2  BaO2

Câu 3 TINH THỂ

Iođua kali và iođua thali có các cấu trúc mạng lập phương, trong đó số phối trí của các ion K+ và

Tl+tương ứng là 6 và 8, bán kính ion K+ = 133 pm và Tl+ = 147 pm

a) Tính giá trị gần đúng bán kính ion I  trong iođua kali (aKI = 706 pm)

b) Xác định giá trị gần đúng thông số a (aTl) của iođua thali

c) Khảo sát bằng tinh thể học phóng xạ các đơn tinh thể iođua thali cho biết khoảng cách mạng lưới tương ứng với mặt phẳng nguyên tử chứa hai cạnh đối của ô mạng là 297 pm Tính giá trị chính xác của thông số aTl

d) Tính khối lượng riêng (theo kg/m3) và độ chặt khít của hai loại iođua này

HDG:

a) Cấu trúc kết tinh các halogenua kiềm MX kiểu lập phương đơn giản (như CsCl) hay lập phương tâm diện (như NaCl) Số phối trí cation M+/M+ là 6 trong CsCl và 12 trong NaCl và số phối trí

M+/X là 8 trong CsCl và 6 trong NaCl Do đó các giá trị đã cho là 6 và 8 là của trường hợp K+/I

và Tl+/I  cấu trúc kiểu CsCl cho TlI và kiểu NaCl cho KI.

mặt một ion I trong mỗi ô mạng Các ion Tl+chiếm mọi lỗ lập phương C với cùng số lượng bằng nhau để thoả mãn điều kiện trung hoà điện Các ion Tl+tạo tập hợp thứ hai, lập phương đơn giản

P lệch với tập hợp của Ibằng phép tịnh tiến một nửa đường chéo của lập phương (hình vẽ dưới)

 như vậy là có 1 mắt TlI trong ô mạng

mặt 4 ion I trong mỗi ô mạng Các ion K+chiếm mọi lỗ bát diện với cùng số lượng bằng nhau để thoả mãn điều kiện trung hoà điện Các ion K+ tạo tập hợp thứ hai, lập phương tâm diện F lệch với tập hợp của Ibằng phép tịnh tiến một nửa cạnh của lập phương (hình vẽ dưới)  như vậy là

có 4 mắt KI trong ô mạng

Tl+

I

a Tl I

I

K+

a KI

Trong KI, các ion tiếp xúc trên các cạnh nên:

a(KI) = 2(R + R )  R = a(KI)  R =  133 = 220 pm

K  I I 1

2

b) Các ion Tl+ và I tiếp xúc trên đường chéo chính của lập phương:

AD2 = a2 + a2 = 2a2  BD2 =AD2 + a2 = 3a2  BD = 2(R + R ) = a

Tl  I 3

a(Tl) = 2 3(R + R ) = (147 + 220) = 424 pm

3

A B

C

D

a

a

c) Khoảng cách mạng lưới là khoảng cách giữa gốc và mặt phẳng ABCD trong hình vẽ sau:

Khoảng cách mạng là d = EF = AD = a  a = = = 420 pm

2

2 2

2d 2

2



d) * Với KI:

Khối lượng riêng = KI

3





= = 3,133410 3 kg/m 3

3

4(39+127) 10







Độ chặt khít = = = 0,619

3 KI

(a )

3

* Với TlI:

Khối lượng riêng = KI

3





= = 7,418910 3 kg/m 3

3





Độ chặt khít = = = 0,782

3 TlI

(a )

3

Câu 4 ĐỘNG HỌC

1 Thực nghiệm hoá học có phương pháp đo độ nở của dung dịch để nghiên cứu động học của phản ứng Độ nở đó tỉ lệ thuận với nồng độ chất phản ứng có mặt trong dung dịch Thực nghiệm thu được số liệu sau đây tại 200C cho phản ứng trong dung dịch nước (có pH thích hợp) :

CH2 – CH2 + H2O CH2 – CH2

+ H



O OH OH

a) Xác định bậc của phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ thí nghiệm

b) Bậc phản ứng xác định được là bậc của nồng độ chất nào? Tại sao?

HDG:

a) Giả sử phản ứng có bậc động học bằng 1  phương trình động học có dạng t = ln 1

k

a

a x

 k = ln 1  ở thời điểm 30’: k2 = ln = 2,410–3 phút–1

t

0 t









1 30

18, 48 12, 29

18, 05 12, 29





Tương tự, ở thời điểm 60’: k3 = 2,49310–3 phút–1

ở thời điểm 135’: k4 = 2,49510–3 phút–1

ở thời điểm 300’: k5 = 2,49310–3 phút–1

A B

C

D

Trị số k ở các thời điểm xấp xỉ nhau  phản ứng là một chiều bậc nhất = kC (mol.l  –1 s –1 ) = k k2 k3 k4 k5 = 2,47 10 –3 phút –1

4

  

b) Nồng độ của H2O rất lớn (do phản ứng không làm thay đổi nồng độ H+ và OH – ) và bị biến đổi không đáng kể sau phản ứng  bậc phản ứng là bậc của nồng độ etylenoxit

Mặt khác, cơ chế phản ứng:



O



H +

( ) 1

( )

|

OH H O 2 

( ) 2



(+) 2

| |

OH OH



H+ CH2CH2

| |

OH OH

có giai đoạn (1) là giai đoạn chậm, quyết định tốc độ phản ứng (không có mặt của H2O)

2 Nitrosyl clorua là một chất rất độc, khi đun nóng sẽ phân hủy thành nitơoxit và clo

a) Hãy viết và cân bằng phương trình hóa học cho phản ứng phân hủy

b) Ở nhiệt độ 33,5oC, người ta cho 2,00 gam nitrosyl clorua vào một bình chân không có thể tích 2,00 lít không đổi ở mội nhiệt độ

 Hãy tính áp suất trong bình bằng atm ở 600 K khi không để ý đến sự phân hủy nhiệt

 Hãy tính áp suất trong bình bằng atm ở 600 K khi có tính đến sự phân hủy nhiệt

Cho N =14; O =16 ; Cl = 35,5; hằng số khí = 0,082 l.atm/K.mol; Kp ở 600 K = 0,278 atm

HDG:

a) 2NOCl  2NO + Cl2

b) Khối lượng mol của NOCl = 65,5 g/mol nên số mol = 2/65,5

* Khi không có sự phân hủy nhiệt:

p = nRT 2 0, 082 600= 0,751 (atm)





* Khi phân hủy nhiệt: 2NOCl → 2NO + Cl2

[ ] 2  2a 2a a

65, 5

Khi cân bằng:

p(NO) = 2 a× R× 600 ; p(Cl2) = ; p(NOCl) = (  2a) ;

2

a× R× 600 2

2

65, 5

R× 600 2

Kp = 2  = 0,278

2

2 NOCl

(p ) × (p )

3

2

a × 0, 082× 600 1

65, 5

 0, 278 2 ( )2  a3 = 0  0,0113 ( )2  a3 = 0

0, 082 600



1

65, 5a

 1,729104  3,4578104a + 0,0113a2  a3 = 0  a  0,0575

Vậy, áp suất trong bình = p(NO) + p(Cl2) + p(NOCl) tại cân bằng

= [2a + a + ( 2  2a)]

65, 5

R× 600 2

= [(20,0575) +0,0575 +( 2  20,0575) = 2,1656 (atm)

65, 5

0, 082× 600 2

Câu 5 NHIỆT HOÁ HỌC

1 Trong 1 nhiệt lượng kế chứa 1,792 lít (đktc) hỗn hợp CH4, CO và O2 Bật tia lửa điện để đốt hoàn toàn CH4 và CO, lượng nhiệt toả ra lúc đó là 13,638 kJ Nếu thêm tiếp 1 lượng dư hiđro vào nhiệt lượng kế rồi lại đốt tiếp thì lượng nhiệt thoát ra thêm 9,672 kJ

Cho biết nhiệt tạo thành của CH4, CO, CO2, H2O tương ứng bằng 74,8 ; 110,5 ; 393,5 ; 241,8 (kJ.mol-1) Hãy tính % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp đầu

2 Hợp chất Q có PTK = 122,0 chứa các nguyên tố C, H, O Dùng lượng O2 dư để đốt cháy hết một mẩu rắn Q nặng 0,6 gam trong một nhiệt lượng kế ban đầu chứa 710,0 gam nước tại 25oC Sau phản ứng nhiệt độ lên tới 27,25oC và có 1,5144 gam CO2(k) và 0,2656 gam H2O(l) tạo ra

a) Hãy xác định công thức phân tử và viết PTHH cho phản ứng đốt cháy Q với trạng thái vật chất đúng Cho: Sinh nhiệt chuẩn của CO2(k) và H2O(l) ở 25oC tương ứng là 393,51 kJ.mol1 và

285,83 kJ.mol1 Nhiệt dung riêng của H2O(l) là 75,312 J.mol1.K1 và biến thiên nội năng của phản ứng trên (Uo) là 3079 kJ.mol1

b) Hãy tính nhiệt dung của nhiệt lượng kế đó (không kể nước)

c) Tính Sinh nhiệt chuẩn (H ) của Q.o

tt HDG: số mol hỗn hợp = 0,08

1 Phản ứng cháy: CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O H1 =  802,3 kJ/mol

CO + 1/2O2  CO2 H2 =  283,0 kJ/mol

H2 + 1/2O2  H2O H3 =  241,8 kJ/mol Đặt số mol CH4 là x và CO là y

Lượng nhiệt toả ra từ lần cháy đầu: 802,3x + 283,0y = 13,638 (I)

Lượng O2dư tính theo H2 = 1 = 0,02 mol

2

9,672 241,8

 (0,08  x  y)  (2x+ ) = 0,02y hay x+ = 0,02 (II)

2

y 2

Kết hợp (I) với (II) cho: x = 0,01 chiếm 12,5% và y = 0,02 chiếm 25%; còn O2  62,5%

2 a) Số mol C = 1,5144 = 0,0344 ; H = = 0,0295 và O = = 0,00984

44

0,2656

2

16

C : H : O = 0,0344 : 0,0295 : 0,00984 = 7 : 6 : 2

Với PTK = 122,0  công thức phân tử của Q là C 7 H 6 O 2

PTHH cho phản ứng đốt cháy Q với trạng thái vật chất đúng

C7H6O2 (r) + 15O2 (k)  7CO2 (k) + 3H2O (l)

2

b) n(Q) = 0,6 = 4,919103 mol

122,0

qV = nUo = 4,919103(3079) = 15,14 kJ

Tổng nhiệt dung =  qV =  = 6,730 kJ.K1 hay 6730 J.K1

T



15, 14

27, 25 25





Nhiệt dung của H2O = 71075,312 = 2971 J.K1

18

Vậy nhiệt dung của nhiệt lượng kế = 6730 – 2971 = 3759 J.K 1

c) Theo PT cháy: n(k) = 7  15 = 0,5 mol

2

Ho cháy = Uo + n(k)RT = 3079 + (0,5)(8,314298103) = 3080 kJ.mol1

Do Ho cháy = 7H (COott 2(k)) + 3H (Hott 2O(l))  H (Qott (r))

nên H (Qott (r)) = 7(393,51) + 3(285,83)  (3080) = 532 kJ.mol1