Hãy viết biểu thức của định luật tốc độ phản ứng cho phản ứng trên và tính hằng số tốc độ phản ứng.. Xác định năng lượng hoạt hoá của phản ứng.. Cõu 4: 2,5 điểm Húa nguyờn tố Kim loại A
Trang 1TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XIII
TRƯỜNG PT VÙNG CAO VIỆT BẮC
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
-ĐỀ THI MÔN HÓA - KHỐI 11
Năm học 2016 - 2017
Thời gian làm bài: 180 phút
(Đề này có 04 trang, gồm 08 câu)
Câu 1: (2,5 điểm) Tốc độ phản ứng- cân bằng hóa học
Cho phản ứng: 2N2O5(k) → 4NO2(k) + O2(k)
Giá trị tốc độ đầu của N2O5 tại 250C được cho trong bảng dưới đây:
Tốc độ, mol.l-1.phút-1 3,42.10-4 7,98.10-4 1,48.10-3
1 Hãy viết biểu thức của định luật tốc độ phản ứng cho phản ứng trên và tính hằng số tốc độ
phản ứng Chỉ dẫn cách tính cụ thể
2 Tính thời gian cần để nồng độ N2O5 giảm từ 0,150M xuống còn 0,050M
3 Tốc độ đầu của phản ứng khi nồng độ N2O5 bằng 0,150M là 2,37.10-3 mol.l-1.phút-1 tại 400C Xác định năng lượng hoạt hoá của phản ứng
4 Cho biết cơ chế của phản ứng phân huỷ N2O5 theo sơ đồ sau:
N2O5 k1
NO2 + NO3
NO2 + NO3
' 1
k
N2O5
NO2 + NO3 2
k
NO2 + NO + O2
NO + N2O5 3
k
3NO2
Áp dụng nguyên lí nồng độ ổn định đối với NO3 và NO, hãy thiết lập biểu thức của tốc độ
2 5
d[N O ]
dt
Câu 2: (2,5 điểm) Nhiệt, cân bằng hóa học
Cho bảng số liệu sau: CH4 (k)
C(gr) + 2H2 (k)
0 298
298
298
a Tính Kp của phản ứng (1) ở 250C
b Xác định H0T và Kp ở 7270C, coi C0p
không phụ thuộc vào nhiệt độ
c So sánh giá trị Kp ở 7270C và 250C xem có phù hợp với nguyên lý Le Chatelier không? Giải thích
Trang 2Cõu 3: (2,5 điểm) Dung dịch điện li - phản ứng oxi húa khử - pin điện, điện phõn
1 Tớnh pH của dung dịch H3PO4 0,1M
2 Cần cho vào 100ml dung dịch H3PO4 0,1M bao nhiờu gam NaOH để thu được dung dịch cú
pH= 4,72
Cho: H3PO4 : pKa1 = 2,23 , pKa2 = 7,21 , pKa3 = 12,32
3 Xột khả năng phản ứng của Cl-, Br- với KMnO4.Biết E Br 2/2 Br −
; E Cl 2/2Cl −
0 =1, 359 V
; E MnO−4
/Mn 2+
a Ở pH=0
b Trong dung dịch axit axetic 1,00 M Biết CH3COOH cú Ka=10-4,76
Cõu 4: (2,5 điểm) Húa nguyờn tố
Kim loại A phản ứng với phi kim B tạo hợp chất C màu vàng cam Cho 0,1 mol hợp chất
C phản ứng với CO2 (d) tạo thành hợp chất D và 2,4 gam B Hòa tan hoàn toàn D vào nớc, dung dịch D phản ứng hết 100 ml dung dịch HCl 1 M giải phóng 1,12 l khí CO2 (đktc) Hãy xác định
A, B, C, D và viết các phơng trình phản ứng xảy ra Biết hợp chất C chứa 45,07 % B theo khối
l-ợng; hợp chất D không bị phân tích khi nóng chảy
Cõu 5: (2,5 điểm) Phức chất - trắc quang
Cấu hỡnh electron của nguyờn tố M ở trạng thỏi cơ bản chỉ ra rằng: M cú 4 lớp electron, số electron độc thõn của M là 3.
a Dựa vào cỏc dữ liệu trờn cho biết M cú thể là cỏc nguyờn tố nào.
b M tạo được ion phức cú cụng thức M(NH3)63+, phộp đo momen từ chỉ ra rằng ion này là nghịch từ
- Cho biết tờn gọi của M(NH3)6Cl3
- Cho biết trạng thỏi lai hoỏ của M trong ion phức trờn và chỉ ra dạng hỡnh học của ion
phức này
Cõu 6: ( 2,5 điểm) Đại cương húa hữu cơ
1 Sắp xếp (cú giải thớch) theo trỡnh tự tăng dần tớnh axit của cỏc chất trong từng dóy sau:
a Axit: benzoic, phenyletanoic, 3-phenylpropanoic, xiclohexyletanoic,
Trang 31-metylxiclohexan-cacboxylic
;
N
COOH
;
COOH
;
CH2COOH
2 Sắp xếp (có giải thích) theo trình tự tăng dần nhiệt độ nóng chảy của các chất sau:
S COOH
;
COOH
(B)
;
N COOH
Câu 7: ( 2,5 điểm) Hidrocacbon
Trộn hiđrocacbon khí A với oxi theo tỉ lệ thể tích A:O2 = 1:9 rồi cho vào bình kín thấy áp suất trong bình là 1 atm ở 00C Bật tia lửa điện để A cháy hết, hh sau pư có áp suất là 1,575 atm
ở 136,50C
a.Tìm công thức phân tử của A?
b Viết công thức cấu tạo có thể có của A biết tất cả các nguyên tử cacbon trong A đều có
cùng một dạng lai hóa?
c Chọn công thức cấu tạo của A ở trên để viết sơ đồ tổng hợp :
+ Chất B(Anthracen) có CTCT như sau:
+ bixiclo[ 4.1.0] heptan
+ Đietyl phtalat( DEF)
Câu 8: (2,5 điểm) Tổng hợp hữu cơ
Taxan là các đitecpen tự nhiên được tách ra từ cây thủy tùng ( Taxus) thường được sử
dụng trong hóa trị liệu Hợp chất K trong sơ đồ dưới đây mang bộ khung phân tử của các Taxan Hoàn thành sơ đồ tổng hợp và giải thích sự hình thành K từ H:
b.
Trang 4Hết
Người ra đề
Đoàn Minh Đức
(Điện thoại: 0975642818)
Trang 5TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XIII
TRƯỜNG PT VÙNG CAO VIỆT BẮC
HƯỚNG DẪN CHẤM
-HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HÓA - KHỐI 11
Năm học 2016 - 2017
(Đáp án gồm có 09 trang)
1.
Biểu thức của định luật tốc độ phản ứng cho phản ứng trên và tính hằng số tốc độ
phản ứng
v = k.[N2O5]x
Dựa vào số liệu cho suy ra x = 1 hay v = k.[N 2O5]
Tính k của các thí nghiệm suy ra k trung bình k = 2,28.10 -3 (phút -1 )
0,5
2.
Thời gian cần để nồng độ N2O5 giảm từ 0,150M xuống còn 0,050M
Áp dụng biểu thức của động học bậc nhất: kt =
0
3
2 5
2 5
[N ] 0,050
O
t O
T = 481 phút
0,5
3.
Tốc độ đầu của phản ứng khi nồng độ N2O5 bằng 0,150M là 2,37.10-3, mol.l-1.phút
-1 tại 400C Năng lượng hoạt hoá của phản ứng
Tại 400C có k2 = 2,37.10-3 : 0,150 = 1,58.10-2 (phút-1)
Áp dụng phương trình Arrhenus:
a 2
E
Thay các số liệu:
2
a 3
E
-2, 28.10 8,314 298 313
E a = 1,00.10 5 (J/mol)
0,75
4.
Thiết lập biểu thức của tốc độ phản ứng
2 5
d[N O ]
dt .
N2O5 NOk1 2 + NO3
NO2 + NO3
' 1
k
N2O5
NO2 + NO3
2
k
NO2 + NO + O2
NO + N2O5
3
k
3NO2
Áp dụng nguyên lí nồng độ ổn định đối với NO3 và NO:
0,75
Trang 6d[NO ]
dt = k1.[N2O5] - k1'.[NO
2].[NO3] – k2.[NO2].[NO3] = 0 (1) d[NO]
dt = k2.[NO2].[NO3] – k3.[NO].[N2O5] = 0 (2)
2 5
d[N O ]
dt = - (k1.[N2O5] + k3.[NO].[N2O5] ) + k1'.[NO
2].[NO3]
Từ (1) và (2) suy ra: k1.[N2O5] = (k1' + k
2).[NO2].[NO3]
k3.[NO].[N2O5] = k2.[NO2].[NO3]
3 2
'
[ ]
k k
NO
1 2 '
[ ]
k k NO
[NO2].[NO3] =
3 2
k
k [NO].
[N2O5]
2 5
d[N O ]
dt = - k1.[N2O5] - k3.[NO].[N2O5] + k1'.
3 2
k
k [NO].
[N2O5]
= k1.[N2O5].( -1 -
2 '
k
' 1 '
k
a
0
298
S
5,69 + 130,59.2 - 186,19 = 80,68 JK-1;
→ G0298 H0298 - T S0298 = 74,85.103 - 298.80,68 = 50,81.103 J
→ G0298 - RTlnKp → Kp = exp
3
50,81.10 8,314.298
=1,24.10-9
1,0
b
0
298
C
8,64 + 28,84.2 - 35,71 = 30,61 JK-1
T
298
= 74,85.103 + 30,61(T-298) = 65,73.103 + 30,61.T
→ H 10000 65,73.103 + 30,61.1000 = 96,34.103 J
0
0
2 P
1 65,73.103 + 30,61.T
1,0
Trang 7→ lnKP(T) = -14,96 - 7905,94.T-1 = 3,68lnT
→ KP(1000) = 12,9
c
→ Khi tăng nhiệt độ Kp tăng là phù hợp với nguyên lý Le Chatelier vì
phản ứng thu nhiệt, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. 0,5
1
H3PO4 H+ + H2PO4- (1) K1 = 10-2,23
H2PO4- H+ + HPO42- (2) K2 = 10-7,21 HPO42- H+ + PO43- (3) K3 = 10-12,32
H2O H+ + OH- (4) Kw
K3 << K2 << K1 chủ yếu xảy ra cân bằng (1)
H3PO4 H+ + H2PO4- K1 = 10-2,23 C(M) 0,1
[ ](M) 0,1 – x x x
= 10-2,23 x2 + 10-2,23 x – 10-3,23 = 0
x = 0,0215 (M) pH = 1,66
0,75
2
NaOH + H3PO4 = NaH2PO4 + H2O
NaOH + NaH2PO4 = Na2HPO4 + H2O NaOH + Na2HPO4 = Na3PO4 + H2O Trung hòa nấc 1:
pH1 = = = 4,72
trong dung dịch thu được có pH = 4,72 chỉ chứa NaH2PO4:
nH3PO4 = 0,1 x 0,1 = 0,01 (mol) nNaOH = 0,01 (mol)
mNaOH = 0,01 x 40 = 0,4(g)
0,75
3.
a Các cặp oxi hoá- khử:
Trang 8Br2 + 2e 2Br- E Br
2/2 Br −
(1)
2/2Cl −
0
=1,359 V
(2)
MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O E MnO−4
/Mn 2+
(3)
Từ (1) và (2) ta thấy thế của các cặp không phụ thuộc vào pH( trong môi
trường axit), tuy vậy thế của cặp MnO4-/Mn2+ lại phụ thuộc pH:
E=E0+0 , 0592
5 lg
[MnO−4]
[Mn 2+] .[H
+]8
→
E=E0 +0 , 0592
5 lg[H+]8+0 , 0592
5 lg
[MnO−4
]
[Mn 2+]
0 −0 , 095 pH +0 , 0118 lg[MnO−4
]
[Mn 2 +] (4)
Ở pH = 0
Ở điều kiện tiêu chuẩn E=E
0 =1 ,51 V >ECl
2/2Cl−
0
¿E Br
2/2 Br−
0
Vì vậy trước hết MnO4- oxi hoá Br- thành Br2 và sau đó Cl- thành Cl2
0,5
b Trong dung dịch CH3COOH 1,00M
CH3COOH H+ + CH3COO- Ka = 10-4,76
[H+] = x = √ Ka = 10-2,38 → pH = 2,38
Từ (4) rút ra: E = E0- 0,095pH = 1,51- 0,095.2,38 = 1,28V
Bởi vì E Br 2/2 Br−
0
¿E< E Cl
2/2 Cl −
0
, nên trong dung dịch CH3COOH 1M, MnO4 -chỉ oxi hoá được Br- thành Br2 mà không oxi hoá được Cl- thành Cl2
0,5
nHCl = 0,1 mol ; nCO2 = 0,05 mol
Dung dÞch D ph¶n øng hÕt 0,1 mol HCl gi¶i phãng khÝ CO2
Trang 9 2
H CO
n n
=
0, 1
0, 05 =
2 1
suy ra h¬p chÊt D lµ muèi cacbonat kim lo¹i h¬p chÊt D kh«ng bÞ ph©n tÝch
khi nãng
ch¶y, vËy D lµ cacbonat kim lo¹i kiÒm 2 H+ + CO32- = H2O + CO2
C + CO2 = D + B C lµ peroxit hay superoxit, B lµ oxi.
§Æt c«ng thøc ho¸ häc cña C lµ AxOy
Lîng oxi trong 0,1 mol C (AxOy ) lµ 16 x 0,05 + 2,4 = 3,2 (g);
mC =
3, 2.100
45, 07 = 7,1 gam
Mc = 7,1 : 0,1 = 71 (g/mol) mA trong C = 7,1 - 3,2 = 3,9 (g)
x : y = A
3, 9 3, 2 :
M 16 MA = 39 (g) VËy A lµ K ; B lµ O2 ; C lµ KO2 ; D lµ
K2CO3
C¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng: K + O2 KO2
4 KO2 + 2 CO2 2 K2CO3 + 3O2
K2CO3 + 2 HCl 2 KCl + H2O + CO2
1.
Vì có 4 lớp điện tử do vậy phân lớp cuối cùng trong phân bố điện tử chỉ có
thể là 4S, 3d, 4P
Vì có 3 điện tử độc thân do vậy, phân lớp cuối cùng chỉ có thể là 3d3 Cấu hình hoàn chỉnh 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d3 4S2 Nguyên tố 23V
3d7 Cấu hình hoàn chỉnh 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d7 4S2 Nguyên tố 27Co
3P3 Cấu hình hoàn chỉnh 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d10 4S2 4P3 Nguyên tố 33As
1,0
2.
Tạo phức với NH3 có công thức [M(NH3)6]3+ do vậy không thể là As Vì
phức nghịch từ do vậy không có điện tử độc thân M chỉ có thể là Coban
[CO]
Trang 10Tên gọi [CO(NH3)6]Cl3 : Hexa amin coban (III) Clorua:
CO3+: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d6
Vì NH3 là phối tử trường mạnh do vậy khi tạo phức có sự dồn 2 electron vào vậy:
NH3NH3NH3 NH3NH3NH3
Vậy Co lai hoá d2sp3 Hình dạng phân tử bát diện:
NH3
NH3
NH3
NH3
Co
H3N
H3N
1,5
a
+I1
+I2
H3C
-I1 < -I2 < -I3 +I1 < +I2
Các gốc hiđrocacbon có hiệu ứng +I lớn thì Ka giảm và -I lớn thì Ka tăng
0,75
b
(D)
<
<
<
-I1CH2COOH
-I2
-I3 N H
C O
O
-C3
(B)
-C4
-I4 N
COOH COOH
0,75
Trang 11Vì: - I1 < - I2 nên (C) có tính axit lớn hơn (D)
(A) và (B) có N nên tính axit lớn hơn (D) và (C)
(A) có liên kết hiđro nội phân tử làm giảm tính axit so với (B)
2 Tăng dần nhiệt độ nóng chảy của các chất:
S COOH
(A)
COOH
N
COOH
1,0
1.
Gọi CxHy là công thức của A ta có:
CxHy +(x+4
y
) O2 → xCO2 + 2
y
H2O
Mol: a a(x+4
y
) ax a2
y
+ Số mol khí trước pư = a + 9a = 10a mol
+ Số mol khí sau pư = ax + a2
y
+ 9a – a(x+4
y
) = 9a + a4
y
V bình kín =
n RT n RT
P P hay:
10 273 (9 0, 25 ).409,5
y = 6
+ Vì A là chất khí nên A có thể là: C2H6; C3H6 và C4H6
1,0
2.
Vì tất cả các nguyên tử C trong A đều có cùng một dạng lai hóa nên CTCT
của A:
CH3-CH3(sp3); (CH2)3(xiclopropan = sp3); CH2=CH-CH=CH2(sp2) và
CH2
CH
CH
CH2 (sp3)
0,5
3.
Ta chọn A là buta-1,3-đien để hoàn thành sơ đồ: buta-1,3-đien → butan →
Vì:
M C < MA (B) có thêm liên kết hiđro liên phân tử với N của phân tử khác
Trang 12CH2 C
H
C
H
CH2
CH2
CH2
Cho sp cuối cùng trong sơ đồ pư với H2/Ni, t0 thì thu được B
CH2=CHCH=CH2
CH2N2 Cu,t0
NBS
Br
Br
C6H4(CO)2O
+ CH2=CHCH=CH2
-HBr
-H2 +O2
+ C2H5OH
SP
Câu 8
DMF, H2O
A
TsOH
B
1) KOH, H2O,
2) H
C
DCC
CH2Cl2
E (C 12 H 16 O 5 )
O O
O
O
1) MeLi 2) CH2N2 3) KH
(F)
O CN
CN
CN
CN
O O
COOH
COOH
O O
O
O
O
ClCO2CH2C6H5 NaHCO3, CH2Cl2
G (C21H24O6)
hv
H
KOH EtOH
O O
O
O O
O O
O
O
O O
O
O O OH
H-OEt
- C6H5CH2OH O
O O
O K
2,5
Trang 13Người phản biện đáp án
Ngô Tuấn Vinh
(Điện thoại: 0988777827)