LHPND đề đề xuất đáp án

c Cho biết tính chất hoá học đặc trưng của ion hay nguyên tố ứng với cấu hình electron 1, hãy viết một phương trình phản ứng để minh họa.. Kiểu h.c.p a Tính toán phần trăm thể tích bị ch

ĐỀ GIỚI THIỆU

KỲ THI HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ

LẦN THỨ XIII, NĂM 2022

ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC-KHỐI 10

Thời gian: 180 phút

CÂU 1.

1.1 Có cấu hình electron 1s22s22p63s23p63d54s1 (1)

a) Dùng kí hiệu ô lượng tử biểu diễn cấu hình electron (1).

b) Cấu hình electron (1) là cấu hình electron của nguyên tố hay ion ? Tại sao ?

c) Cho biết tính chất hoá học đặc trưng của ion hay nguyên tố ứng với cấu hình electron (1), hãy viết

một phương trình phản ứng để minh họa

1.2 Biết En = -13,6

2

2 n

Z (n: số lượng tử chính, Z: số đơn vị điện tích hạt nhân)

a) Tính năng lượng 1e trong trường lực một hạt nhân của mỗi hệ N6+, C5+, O7+

b) Qui luật liên hệ giữa En với Z tính được ở trên phản ánh mối liên hệ nào giữa hạt nhân với electron trong các hệ đó ?

c) Trị số năng lượng tính được có quan hệ với năng lượng ion hoá của mỗi hệ trên hay không ? Tính

năng lượng ion hoá của mỗi hệ

1.3 Áp dụng thuyết lai hoá giải thích kết quả của thực nghiệm xác định được BeH2, CO2 đều là phân

tử thẳng

CÂU 2.

Hình 2.1 Hai kiểu sắp xếp nguyên tử trên một lớp.

2.1 Trong mạng hai chiều, các nguyên tử có thể sắp xếp theo kiểu A hoặc B (hình 2.1 bên trên) Hãy

tính tỉ lệ diện tích nguyên tử trên tổng diện tích trong mỗi trường hợp trên

2.2 Từ mạng hai chiều, tiếp tục xếp các lớp nguyên tử khác lên ta thu được mạng ba chiều Có một

số cách sắp xếp như sau:

(1) Lớp thứ nhất theo kiểu A, các lớp tiếp theo đều trùng khít như lớp thứ nhất (Kiểu s.c)

(2) Lớp thứ nhất giống kiểu A, các nguyên tử lớp thứ hai đặt khít vào khoảng trống các nguyên tử lớp thứ nhất (Kiểu b.c.c)

(3) Lớp thứ nhất giống kiểu B, các lớp tiếp theo trùng khít lớp thứ nhất (Kiểu h.p)

(4) Lớp thứ nhất giống kiểu B, lớp thứ hai đặt khít vào khoảng trống lớp thứ nhất, lớp thứ ba trùng lớp thứ nhất (Kiểu h.c.p)

a) Tính toán phần trăm thể tích bị chiếm bởi các nguyên tử trong các trường hợp từ (1) đến (4).

b) Trong trường hợp (4), có một cách sắp xếp khác của lớp thứ ba là không trùng với lớp thứ nhất thu

được mạng tinh thể kiểu f.c.c Hãy vẽ ô mang cơ sở kiểu f.c.c và tính phần trăm thể tích bị chiếm bởi các nguyên tử trong ô mạng cơ sở

2.3 Tính toán tỉ lệ bán kính nguyên tử tối đa (Rmax)có thể chui vào các lỗ trống của ô mạng nguyên tử với bán kính R trong các trường hợp sau:

a) Lỗ trống tứ diện trong kiểu mạng s.c

b) Lỗ trống bát diện trong kiểu mạng f.c.c

CÂU 3

Cacbon-14, một đồng vị phóng xạ của cacbon, thường được sử dụng trong việc xác định tuổi các mẫu vật khảo cổ, địa chất,… Chu kỳ bán rã của cacbon-14 là T1/2 = 5730 năm Cacbon-14 được tạo ra từ nitơ trong khí quyển dưới tác dụng của các tia vũ trụ Nó có thể tồn tại trong các sinh vật và thực vật thông qua quang hợp và chuỗi thức ăn Hàm lượng cacbon phóng xạ trong cơ sống gần như không đổi với hoạt động của cacbon-14 là 230 Bp trên mỗi kg cacbon Sau khi sinh vật chết đi, sự trao đổi cacbon dừng và và hàm lượng cacbon-14 bắt đầu giảm liên tục

3.1 Viết các phương trình của sự hình thành và phân rã cacbon-14.

3.2 Hoạt động của cacbon phóng xạ trong một mẫu vải từ kim tự tháp Ai Cập tương ứng với 480

phân rã/giờ trên mỗi gam cacbon Xác định tuổi của mẫu vải trên

Trong một kim tự tháp khác, một chất bột màu trắng đã được tìm thấy Phân tích cho thấy nó là phenoxymethylpenicillin (Penicililin V)

Phenoxymethylpenicillin thương mại được sản xuất bởi các vi sinh vật được nuôi cấy trong một môi trường chứa cacbohydrat (lactose, glucose, sucrose), khoáng muối và phenoxyaxetic Người ta quyết định xác định hàm lượng cacbon phóng xạ để ước tính tuổi của loại bột trên Tỉ lệ số nguyên tử 14C/12C được xác định từ các phép đo phổ là 6,0.10-13

3.3 Các nhà khảo cổ đã ước tỉnh tuổi của loại bột này từ quy luật phân rã phóng xạ Tuổi mẫu vật họ

thu được là gì?

3.4 Giải thích kết quả tính được trên có hợp lý không? Thực tế loại bột trên được tạo thành khi nào?

Biết rằng axit phenoxyaxetic (C6H5OCH2COOH) được tổng hợp từ dầu mỏ

CÂU 4.

Một phản ứng dùng để luyện kẽm theo phương pháp khô là:

ZnS(r) + 3/2O2(k) → ZnO(r) + SO2(k)

4.1 Tính ∆Ho của phản ứng ở nhiệt độ 298K và 1350K, coi nhiệt dung của các chất không phụ thuộc vào nhiệt độ ở miền nhiệt độ nghiên cứu

4.2 Giả thiết ZnS nguyên chất Lượng ZnS và không khí (20% O2 và 80% N2 theo thể tích) lấy đúng

tỉ lệ hợp thức bắt đầu ở 298K sẽ đạt đến nhiệt độ nào khi chỉ hấp thụ lượng nhiệt tỏa ra do phản ứng ở điều kiện chuẩm tại 1350K (lượng nhiệt này chỉ dùng để nâng nhiệt độ các chất đầu)

Hỏi phản ứng có duy trì được không, nghĩa là không cần cung cấp nhiệt từ bên ngoài, biết rằng phản ứng trên chỉ xảy ra ở nhiệt độ không thấp hơn 1350K?

tối thiểu phải là bao nhiêu để phản ứng có thể tự duy trì được?

Cho biết entanpi tạo thành chuẩn của các chất ở 25 o C (kJ.mol -1 )

Hợp chất: ZnO(r) ZnS(r) SO2(k)

∆Ho

f -347,98 -202,92 -296,90

Nhiệt dung mol đẳng áp của các chất (J.K -1 mol -1 ):

Hợp chất ZnS(r) ZnO(r) SO2(k) O2(k) N2(k) SiO2(r)

Co 58,05 51,64 51,10 34,24 30,65 72,65

Biết M ZnS = 97,42g.mol -1 ; M SiO2 = 60,10g.mol -1

CÂU 5.

Khi nung nóng đến nhiệt độ cao, PCl5 bị phân li theo phương trình: PCl5 (k) ⇌ PCl3 (k) + Cl2 (k)

5.1 Cho m gam PCl5 vào một bình dung tích V, đun nóng bình đến nhiệt độ T (K) để xảy ra phản ứng phân li PCl5 Sau khi đạt tới cân bằng áp suất khí trong bình bằng p Hãy thiết lập biểu thức của KP theo độ phân li α và áp suất p Thiết lập biểu thức của KC theo α, m, V.

5.2 Trong thí nghiệm 1 thực hiện ở nhiệt độ T1 người ta cho 83,300 gam PCl5 vào bình dung tích V1 Sau khi đạt tới cân bằng đo được p bằng 2,700 atm Hỗn hợp khí trong bình có tỉ khối so với hiđro bằng 68,862 Tính α và KP

5.3 Trong thí nghiệm 2 giữ nguyên lượng PCl5 và nhiệt độ như ở thí nghiệm 1 nhưng thay dung tích

là V2 thì đo được áp suất cân bằng là 0,500 atm Tính tỉ số V2/V1

5.4 Trong thí nghiệm 3 giữ nguyên lượng PCl5 và dung tích bình V1 như ở thí nghiệm 1 nhưng hạ nhiệt độ của bình đến T3 = 0,9 T1 thì đo được áp suất cân bằng là 1,944 atm.Tính KP và α Từ đó cho biết phản ứng phân li PCl5 thu nhiệt hay phát nhiệt Cho: Cl = 35,453 ; P : 30,974 ; H = 1,008 ; Các khí đều là khí

lí tưởng

CÂU 6.

Vào năm 1824 nhà hóa học Đức Friedrich Wohler đã lật đổ thuyết “lực sống” Thuyết này cho rằng con người không thể tổng hợp được chất hữu cơ từ chất vô cơ mà không có sự trợ giúp của thần nhưng Wohler đã làm được Ông đã điều chế ure từ amonixianat bằng cách nhiệt phân:

NH4OCN → H2NCONH2 Hơn 150 năm sau phản ứng đã được nghiên cứu cẩn thận hơn bằng các phương pháp động học Các

dữ kiện cho dưới đây sẽ cho biết thời gian phản ứng Thí nghiệm bắt đầu từ lúc hòa tan 30,0g amonixianat trong 1,00 lít nước

6.1 Tính nồng độ của amonixianat ở từng thời điểm trên

6.2 Chứng mịnh phản ứng là bậc 2 và tính hằng số tốc độ k.

6.3 Khối lượng của amonixianat còn lại là bao nhiêu sau 30 phút.

Enzym là những protein có hoạt tính xúc tác rất cao Bảng dưới đây cho biết tốc độ hình thành oxy khi tiến hành thí nghiệm chuyển hóa các nồng độ khác nhau của chất phản ứng bởi enzym:

[S] (mol/L 5.0·10-2 1.7·10-2 1.0·10-2 5.0·10-3 3.0·10-3

v (dm3/min) 1.66·10-5 1.24·10-5 9.52·10-6 6.25·10-6 4.26·10-6

6.4 Sử dụng phương pháp Lineweaver và Burke để chứng minh qúa trình trên phụ thuộc tuyến tính

vào phương trình Michaelis – Menten

6.5 Vẽ đồ thị 1/v phụ thuộc vào 1/[S].

6.6 Tính hằng số Michaelis – Menten của phản ứng:

CÂU 7.

1 Dung dịch A gồm Ba(NO3)2 0,060 M và AgNO3 0,012 M

a) Thêm từng giọt K2CrO4 vào dung dịch A cho đến dư Có hiện tương gì xảy ra?

b) Thêm 50,0 ml K2CrO4 0,270 M vào 100,0 ml dung dịch A

Tính nồng độ các ion trong hỗn hợp thu được

2 Trình bày sơ đồ nhận biết và phương trình ion của các phản ứng đã xảy ra khi nhận biết các cation

trong dung dịch X gồm Ba2+, Fe2+, Pb2+, Cr3+, NO3-

Cho: BaCrO4 ↓ + H2O ⇌ Ba2+ + HCrO4- + OH - ; K = 10-17,43

Ag2CrO4 + H2O ⇌ 2Ag+ + HCrO4- + OH - ; K = 10-19,50 ; pKa của HCrO4- bằng 6,50

CÂU 8.

8.1 Cho biết các thế điện cực chuẩn: Eo(Cu2+/Cu) = 0,34V; Eo(Cu2+/Cu+) = 0,15V; Eo(I2/2I-) = 0,54V

a) Hỏi tại sao người ta có thể định lượng Cu2+ trong dung dịch nước thông qua dung dịch KI? Cho biết thêm rằng dung dịch bão hoà của CuI trong nước ở nhiệt độ thường (25oC) có nồng độ là 10-6M

b) Sử dụng tính toán để xác định xem Cu có tác dụng được với HI để giải phóng khí H2 hay không?

c) Muối Cu2SO4 có bền trong nước hay không? Giải thích

8.2 Cho dòng điện 0,5A đi qua dung dịch muối của một axit hữu cơ trong 2 giờ Kết quả sau quá

trình điện phân là trên catot tạo ra 3,865 gam một kim loại và trên anot có khí etan và khí cacbonic thoát ra

a) Cho biết muối của kim loại nào bị điện phân? Biết rằng 5,18 gam của kim loại đó đẩy được 1,59

gam Cu từ dung dịch đồng sunfat

b) Cho biết muối của axit hữu cơ nào bị điện phân?

c) Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên các điện cực.

CÂU 9.

Một cô nghiên cứu sinh nhận một lô hàng gồm các halognua kim loại kiềm nhưng các bình đều mất nhãn trừ một bình chứa kali bromua Phòng thí nghiệm nơi cô làm việc không hề có bất kỳ loại phổ kế nào vì vậy cô dùng cột trao đổi ion để nhận biết các mẫu halogenua kim loại kiềm đã mất nhãn Loại nhựa cô chọn

là loại nhựa polystiren mạng lưới kiểu axit mạnh, chứa các nhóm axit sunfonic (-SO3H) nên chỉ các proton có thể trao đổi Cô phân tích cả sáu mẫu kim loại kiềm (và cả KBr để kiểm chứng phương pháp) theo cách sau:

Cô cân 5,00 ±0,01g mỗi mẫu, rồi hoà tan với nước cất trong ống đong 100mL Cho 40mL mỗi dung dịch qua cột; dung dịch rửa được thu vào ống đong có thể tích 250mL, rửa cột hai lần với nước cất; dung dịch rửa này được thêm nước để được 250mL Trước khi mẫu kế tiếp được cho vào cột, cô tái tạo proton cho nhựa trong cột bằng cách rửa với lượng cần thiết HCl 1M rồi với nước cất Cô chuẩn độ các mẫu 50mL của mỗi dung dịch rửa, làm ba lần với dung dịch NaOH (nồng độ lý thuyết 3,26.10-2M) dùng chất chỉ thị là phenolphtalein thu được các kết qủa sau:

Mẫu thí nghiệm Thể tích chuẩn độ trung bình

Để phân tích các kết qủa này ta có thể giả thiết rằng:

*Mỗi mẫu thử đạt >99% tinh khiết

*Mỗi bình đều đậy chặt, không bị nhiễm nước và không khí

*Không có trường hợp hai bình chứa cùng một kim loại kiềm halogenua; lô hóa chất chỉ gồm florua, clorua, bromua và iodua, không có hợp chất của atatin

9.1 Hãy cho biết lý do vì sao phải tiến hành các thủ tục đã nêu trên? Viết phương trình phản ứng hoá

học của bất kỳ phản ứng nào đã xảy ra

9.2 Mẫu thử nào có thể chắc chắn được nhận biết từ sự phân tích này? Mẫu thử nào có thể giới hạn

kết qủa chỉ còn hai hoặc ba khả năng?

9.3 Dùng các dụng cụ có trong phòng thí nghiệm: kính thủy tinh, giấy qùy, dung dịch natri pesunfat

(Na2S2O8) trong môi trường axit và một lọ chứa dung dịch hồ tinh bột – cô đã có thể nhận biết được cả sáu

mẫu thử Không cần biết kết qủa thí nghiệm của cô với các hóa chất nêu trên, hãy giải thích làm thế nào với

các vật liệu trên là đủ để nhận biết được tất cả các mẫu thử chưa nhận biết được ở câu 9.2.

9.4 Tính chất nào của kim loại kiềm halogenua ngăn cản không thể nhận biết rõ ràng một số mẫu

nhận biết bằng kỹ thuật trao đổi ion dùng ở đây? Liệu một hiệu ứng như thế có phải là trở ngại đáng kể trong một nỗ lực tương tự để nhận biết một số halogenua của kim loại kiềm thổ MX2 chẳng hạn?

CÂU 10.

10.1 So sánh nhiệt độ sôi của các chất sau và giải thích ngắn gọn:

10.2 Benzene và ethylbenzene có giá trị nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy như sau (không theo thứ

tự):

Nhiệt độ sôi: 80oC và 136oC, nhiệt độ nóng chảy: -95oC và 5oC Hãy sắp xếp nhiệt độ sôi và nhiệt nóng chảy tương ứng với mỗi chất và giải thích ngắn gọn

10.3 Cho giá trị moment lưỡng cực của hai hợp chất sau: CH3F (1,84D) và CD3F (1,85D) Từ dữ kiện thực nghiệm trên, hãy so sánh độ âm điện của hydrogen và deuterium? Đề xuất phương án giải thích nguyên nhân sự chênh lệch độ âm điện giữa hydrogen và deuterium

10.4 So sánh độ dài liên kết CO trong các phân tử sau và giải thích ngắn gọn:

Chú ý: phân tử B3 có 2 liên kết C-O

10.5 So sánh tính acid của các nguyên tử hydrogen (được in đậm) sau đây và giải thích ngắn gọn:

10.6 So sánh tính acid của các nguyên tử hydrogen (được in đậm) trong phân tử hydrocarbon sau đây

và giải thích ngắn gọn:

**********HẾT**********

HƯỚNG DẪN CHẤM

Câ

m

a) Dùng ô lượng tử biểu diễn cấu hình :

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑

b) (1) là cấu hình e của nguyên tử vì cấu hình d bán bão hoà nên thuộc kim loại chuyển tiếp

(theo HTTH các nguyên tố) Thuộc kim loại chuyển tiếp thì ion không thể là anion; nêu là cation, số e = 24 thì Z có thể là 25, 26, 27 Không có cấu hình cation nào ứng với các số

liệu này Vậy Z chỉ có thể là 24

(Nguyên tố Ga có cấu hình [ar] 3d104s24p1, ion Ga2+ có cấu hình [ar] 3d104s1 bền nên không thể căn cứ vào lớp ngoài cùng 4s1 để suy ra nguyên tố)

c) Z = 24 → nguyên tố Cr, Kim loại (chuyển tiếp) Dạng đơn chất có tính khử Cr + 2HCl

→ CrCl2 + H2↑

1.2

a) Theo đầu bài, n phải bằng 1 nên ta tính E1 Do đó công thức là E1 = −13,6 Z2 (ev) (2’)

Thứ tự theo trị số Z: Z = 6 → C5+ : (E1) C5+ = −13,6 x 62 = −489,6 eV

Z = 7 → N6+ : (E1) N6+ = −13,6 x 72 = −666,4 eV

Z = 8 → O7+ : (E1) O7+ = −13,6 x 82 = −870,4 eV

b) Quy luật liên hệ E1với Z : Z càng tăng E1 càng âm (càng thấp) Qui luật này phản ánh tác

dụng lực hút hạt nhân tới e được xét: Z càng lớn lực hút càng mạnh → năng lượng càng thấp → hệ càng bền, bền nhất là O7+

c) Trị năng lượng đó có liên hệ với năng lượng ion hoá, cụ thể:

C5+ : I6 = −(E1, C5+)= + 489, 6 eV N6+ : I7 = −(E1, N6+)= + 666, 4 eV O7+ : I8 = −(E1,

O7+)= + 870,4 eV

1.3

Phân tử thẳng có 3 nguyên tố được giải thích về hình dạng : Nguyên tố trung tâm có lai hoá

sp (là lai hoá thẳng)

BeH2, cấu hình electron của nguyên tử : H 1s1; Be : 1s22s2 Vậy Be là nguyên tử trung tâm

có lai hoá sp:

↑↓ ↑↓ → ↑↓ ↑ ↑

lai hoá sp

2 obitan lai hoá sp cùng trên trục Z, mỗi obitan đã xen phủ với 1 obitan 1s của H tạo ra liên

kết σ Vậy BeH2→ H−Be−H (2 obitan p thuần khiết của Be không tham gia liên kết)

CO2, cấu hình electron : C 1s22s22p2; O 1s22s22p4 Vậy C là nguyên tử trung tâm lai hóa sp

↑↓ ↑↓ ↑ ↑ → ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑

lai hoá sp

2 obitan lai hoá sp của C xen phủ với 2 obitan pz của 2 O tạo ra 2 liên kết σ 2 obitan p thuần khiết của C xen phủ với obitan nguyên chất tương ứng của oxi tạo ra 2 liên kết π (x↔x ; y ↔y) nên 2 liên kết π này ở trong 2 mặt phẳng vuông góc với nhau và đều chứa 2

liên kết σ

Vậy CO2 : O= C = O

Kiểu A

Kiểu B

2 2 2 2

4 4

R P R R P

R

2.2

a)

(1) Kiểu mạng lập phương đơn giản

 độ chặt khít 52,36%

(2) Kiểu lập phương tâm khối

 Độ chặt khít 68,02%

(3) Kiểu lăng trụ hình thoi

 Độ chặt khít 60,46%

(4) Kiểu lục phương chặt khít

 Độ chặt khít 74,05%

b) Sắp xếp gói gém chặt khít nhất theo kiểu ABCABC

 Kiểu mạng lập phương tâm diện

 Độ chặt khít 74,05%

0,5

0,5

2.3

Kiểu mạng s.c

max

max

2

3 1 0,732

s c

s c

R R

=

Kiểu mạng fcc

max

.

max

4 2

2 1 0,414

f c c

f c c

R a

R R

=

0,5

3

3.2

0

0

H =230Bq/kg

480.1000

3600

H 5730 t=4507

→

→

Tuổi mẫu vật 4507 năm

0,5

14

14

12

12 230

.12.10 1,2.10 ln2

5730.365.24.60.60

A

A

m C

C C

Dựa vào tỉ lệ 14C/12C  Tuổi mẫu bột là 5730 năm

0,5

3.4

Do trong Penicillin V, có 8 nguyên tử C (trong tổng số 16 nguyên tử C) là tổn hợp từ

hidrocacbon (không phải sinh vật sống) nên coi như không chứa đồng vị 14-C Vì vậy thực

tế thì tỉ lệ 14-C/12-C ban đầu chính là 6,0.10-13 Vậy Penicillin V mới được hình thành 0,5

∆Ho

298 = -347,98 – 296,90 + 202,92 = -441,96kJ

∆Co = 51,64 + 51,10 – 58,05 – 3/2.34,24 = -6,67J.K-1

H1350 = -448976,84J

JK C

C C

C

T o

o N p

o O p

o ZnS p

o P

1829 0

31 , 293

31 , 293 6

2 3

298 1350

1 )

( )

( )

=

⇒

= +

∆

= +

+

=

∫

4.3

Gọi x là số mol SiO2 có trong 1 mol ZnS

) ( )

( )

( )

C

SiO p

o N p

o O p

o ZnS p

o p

+

298

1350

298

84 , 1 0

65 , 72 31

, 293 84

,

⇒ %ZnS = 47%

5 5.1 Thiết lập biểu thức cho Kp, Kc

PCl5 (k) ⇌ PCl3 (k) + Cl2 (k)

ban đầu a mol

cân bằng a – x x x (mol)

Tổng số mol khí lúc cân bằng : a + x = n

α =

x a

; Khối lượng mol: PCl5

M

= 30,974 + 5 x 35,453 = 208,239 (g/mol);

3 PCl M

=30,974+3x35,453 =137,333 (g/mol); Cl2

M

= 70,906 (g/mol);

gam 208,239 gam/mol

m

= a mol PCl5 ban đầu

*Áp suất riêng phần lúc cân bằng của mỗi khí:

5

PCl P

=

p

a x

a x

− +

trong đó P Cl3

P

= 2 Cl P

= +

a x

;

Kp =

×

5

Cl PCl PCl

P P P

=

 × 

 + ÷

 + ÷

2

-

a x

a x

= ( + ) × ×

2 2 2

x p

a x

+

 

 − ÷

 

a x

a x ×

1

p

0,25

0,5

Kp =

×

2

x p

a x a x

= −

2

2 2

x

a x ×

p ; Kp =

×

−

2 2

2 2

2 2

x

a p

a x

a a

=

α

α ×

−

2 2

* [PCl5] =

α

− (1 )

a V

; [PCl3] = [Cl2] =

α

a V

Kc =

[ 3] [ ]2

5

Cl [ ]

PCl

PCl

=

( ) α 2 2

a

V × (1 − α)

V a

=

α α

−

2 (1 )

a V

=

α α

−

2

208,239 (1 )

m V

Hoặc: Kp = Kc (RT)∆ V ∆Vkhí = 1

Kp = Kc (RT) pV = nRT = (a + x) RT → RT = +

pV

a x

= (1+α)

pV a

Kp = Kc +

pV

a x

→

α

α ×

−

2

= Kc +

pV

a x

; Thay x = aα→

α

α ×

−

2 2

= Kc (1+α)

pV a

→ Kc =

α

+

×

−

2 2

(1 ) 1

a V

Kc = ( αα) αα

+

× +

2(1 )

1 (1- )

a

V

=

α α

−

2 (1 )

a V

=

α α

−

2 208,239 V (1 )

m

* Quan hệ Kp và Kc Từ cách 1 : Kc = Kp

1

RT

Thay RT =

pV a(1+α)

→ Kc = Kp

a(1 ) pV

α +

×

=

2

a(1 )

α

+

×

−

=

2

a V(1 )

α α

−

0,5

5.2

Thí nghiệm 1 : 5

PCl

n

ban đầu = a =

83,30 g 208,239 g/mol

= 0,400 mol

M của hỗn hợp cân bằng: 68,826 ×

2,016 = 138,753 g/mol

Tổng số mol khí lúc cân bằng: n1 = a (l + α1) =

83,30 g

138, 753 g/mol

= 0,600 mol

n1 = a (1 + α1) = 0,4.(1 + α1) = 0,600 → α1 = 0,500

* Tìm Kp tại nhiệt độ T1 : Kp =

2 2 1

α

α ×

−

p =

2 2

(0,5)

1 (0,5) ×

−

2,70 = 0,900

0,25

5.3 Thí nghiệm 2: - Giữ nguyên nhiệt độ → Kp không đổi

- Giữ nguyên số mol PCl5 ban đầu: a = 0,400mol

- Áp suất cân bằng P2 = 0,500 atm

0,25

Ta có

2 2 2 2 1

α

α ×

−

p2 = Kp =

2 2 2 2 1

α

α ×

− 0,500 = 0,900 →α2 = 0,64286 → α2 = 0,802 Tổng số mol khí lúc cân bằng: n2 = 0,4 (1+ α2) ≈ 0,721 (mol)

* Thể tích bình trong TN 2: V2 =

2 1 2

n RT p

so với V1 =

1 1 1

n RT p

;

2 1

V V =

2 1

1 2

n ×p

= 0,721 2,700

0,600 0,500×

= 6,486 (lần)

5.4

Thí nghiệm 3: - Thay đổi nhiệt độ → Kp thay đổi

- Giữ nguyên số mol PCl5 ban đầu a = 0,400 mol và V1

- Áp suất cân bằng P3 thay đổi do: nhiệt độ giảm (T3 = 0,9 T1), tổng số mol

khí thay đổi (n3≠ n1)

P3 = 1,944 atm ; Tính α3 : n3 = a (1+ α3) = 0,400 ×

(1+ α3) ; p3V1 = n3RT3 = 0,9

n3RT1 ; P1V1 = n1RT1

P 0,9 n

P = n

→

3

0, 400 (1 ) 0,9 1,944

2, 700 0,600

α

× + ×

=

→ α3 = 0,200 → n3 = 0,48 mol

* KP (T3 ) =

2 3 3 2 3

p 1

α

α ×

−

=

2 2

(0, 200)

1 (0, 200) ×

−

1,944 = 0,081

* Khi hạ nhiệt độ, Kp giảm → cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch

Chiều nghịch là chiều phát nhiệt → Chiều thuận là chiều thu nhiệt

0,25

6

6.1

Kết qủa tính nồng độ amonixianat được cho ở bảng dưới:c0 = 30/60 = 0.500 mol/L ;

60

m 30

t

−

=

0,25

6.2

Giả sử phản ứng là bậc 2:

Biểu thức cho phản ứng bậc 2: = ⋅ − = ⋅ 0− t 

t 0 0

c c t

1 c

1 c

1 t

1 k

Giá trị trung bình của k cho phản ứng bậc 2:

k(tb) = 0.0455 l/mol·min

0,5

6.3 Khối lượng của amonixianat sau 30 phút được tính theo công thức:

t k c

1 c

1

0 t

⋅ +

=

⇒ ct-1=2+30·0.0455 = 3.365

0,25