ĐỀ VÀ ĐA THI HSG GIẢI TOÁN HÓA ĐĂKLĂK 2011

Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp X.. Nếu cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư thì thu được 21,6 gam Ag không có khí thoát ra.. Tính áp suất riêng phần các khí lú

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH ĐẮK LẮK CẦM TAY NĂM 2010-2011

MÔN HOÁ HỌC LỚP 12 – THPT

ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao

đề)

Ngày thi: 22/2/2011

( Đề thi có 8 trang) (Thí sinh làm bài trực tiếp vào bản đề thi này)

ĐIỂM CỦA TOÀN BÀI THI

Các giám khảo (Họ, tên và chữ ký) (Do chủ tịchSỐ PHÁCH

Hội đồng thi ghi ) Bằng số Bằng chữ

Câu 1 (5 điểm)

Nung 93,9 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4 với Al trong môi trường không có không khí Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, ta được hỗn hợp Y Chia Y thành 2 phần:

- Phần 1 tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 0,672 lít khí H2

- Phần 2 tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 18,816 lít khí H2

Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp X Biết thể tích các khí đo ở đktc

Câu 2 (5 điểm)

Tính hằng số tốc độ phản ứng: H2 + I2 → 2HI ở 556 K và áp suất 1 atm, biết đường kính của phân

tử H2 bằng 2A , của phân tử I0 2 bằng 5A0 và năng lượng hoạt hóa của phản ứng bằng 170 kJ.mol-1

Câu 3 (5 điểm)

Hỗn hợp X gồm 2 chất hữu cơ A và B Trong phân tử mỗi chất chỉ có một nhóm chức –OH hoặc – CHO Nếu cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư thì thu được 21,6 gam Ag (không có khí thoát ra) Mặt khác nếu cho hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với H2 (t0, Ni xúc tác) thấy có 4,48 lít khí H2 (ở đktc) tham gia phản ứng, còn nếu đốt cháy hoàn toàn sản phẩm đó rồi cho toàn bộ sản phẩm đốt cháy hấp thụ vào 300 gam dung dịch KOH 28% thì sau thí nghiệm nồng độ của KOH còn lại

là 11,937% Biết X tác dụng với H2 ((t0, xúc tác) tạo ra Y, Y tác dụng với Na thu được 2,24 lít H2 (ở đktc)

Câu 4 (5 điểm)

Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được giá trị momen lưỡng cực của phân tử H2S là 1,09 D

và của liên kết S – H là 2,61.10–30 C.m Hãy xác định:

a Góc liên kết

b Độ ion của liên kết S - H, biết rằng độ dài liên kết S - H là 1,33 Å

Cho 1 D = 3,33 10–30C.m Giả sử  của cặp electron không chia của S là không đáng kể

2 / 8 HSH

Câu 5 (5 điểm)

Đối với 1 mol khí lý tưởng của phân tử có 2 nguyên tử hoặc phân tử có nhiều nguyên tử thẳng hàng nhiệt dung đẳng tích CV được tính theo phương trình:

CV =

2

2

5 ( / T) exp( / T)

R R

2 [exp( / T) 1]



Trong đó là nhiệt độ đặc trưng của phân tử

Tính nhiệt dung đẳng áp đối với 1 mol oxi ở 500 K, biết nhiệt độ đặc trưng của oxi là 2224 K

Câu 6 (5 điểm)

Ở 813 K áp suất phân ly của MgCO3 bằng 0,996.105 Pa, ở 843 K, áp suất này bằng 1,786.105 Pa Tại nhiệt độ nào thì áp suất phân ly bằng 1,013.105 Pa?

Câu 7 (5 điểm)

Cho phản ứng phân hủy Xiclobutan thành etilen C4H8  2 C2H4

Ở 4380C hằng số tốc độ của phản ứng là k = 2,48 10-4 s-1

Tìm thời gian để tỉ số mol 2 4

C H

C H đạt giá trị:

a Bằng 1; b Bằng 100

Câu 8 (5 điểm)

Ở 1020K, hai cân bằng sau cùng tồn tại trong một bình kín:

Cgr + CO2 (k) ⇌ 2CO(k) Kp = 4,00

Fe(tt) + CO2 (k) ⇌ FeO(tt) + CO(k) K’p = 1,25

a Tính áp suất riêng phần các khí lúc cân bằng

b Cho 1,00 mol Fe; 1,00 mol cacbon graphit; 1,20 mol CO2 vào bình kín chân không dung tích 20,0 lít ở 1020K Tính số mol các chất lúc cân bằng

4 / 8

Câu 9 (5 điểm)

Trộn 1,00 ml dung dịch MgCl2 0,0010 M với 1,00 ml dung dịch NH3 0,010M

Có kết tủa Mg(OH)2 không? Tính pH của dung dịch thu được

Cho T Mg OH( )2 1010,9

 ; pK a NH( 4 ) 9, 24; lg*MgOH 12,8;

Câu 10 (5 điểm)

Độ tan của Mg(OH)2 trong nước ở 18oC là 9.10-3 g/l còn ở 100oC là 4.10-2 g/l

a Tính tích số tan của Mg(OH)2 ở hai nhiệt độ và pH của các dung dịch bão hòa

b Tính các đại lượng ΔHHo, ΔHGo và ΔHSo của phản ứng hòa tan, coi ΔHHo và ΔHSo không thay đổi theo nhiệt độ

-HẾT -

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH ĐẮK LẮK CẦM TAY NĂM 2010-2011

MÔN HOÁ HỌC LỚP 12 – THPT

HƯỚNG DẪN CHẤM

ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian thi: 150 phút (không kể thời gian giao

đề)

( HD chấm có 8 trang) Ngày thi: 22/2/2011

Câu 1 (5 điểm)

Nung 93,9 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4 với Al trong môi trường không có không khí Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, ta được hỗn hợp Y Chia Y thành 2 phần:

- Phần 1 tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 0,672 lít khí H2

- Phần 2 tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 18,816 lít khí H2

Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp X Biết thể tích các khí đo ở đktc

8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe

8a/3 a 4a/3 3a

Số mol Al dư = b – 8a/3

Thí nghiệm 1:

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O

2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2

Số mol H2 = 0,672/22,4 = 0,03 mol → Số mol Al dư = 0,02 mol

Thí nghiệm 2:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Al + 3HCl → AlCl3 + 3/2 H2

0,02k 0,02k.3/2

(Số mol mỗi chất trong thí nghiệm 2 bằng k lần số mol mỗi chất tương

ứng trong thí nghiệm 1)

4 , 22

816 , 18 k 02 , 0 2

3 1 k

k a



Mặt khác ta có: 232a + 27b = 93,9 (2)

0,02

1 k

a 3

8 b







(3)

Giải hệ ta được k = 4; a = 0,3; b = 0,9

Khối lượng Fe3O4 = 232.0,03 = 6,96 gam

Khối lượng của Al = 27.0,9 = 24,3 gam

m Fe3O4 = 6,96 gam

mAl = 24,3 gam

2 đ

3 đ

Câu 2 (5 điểm)

Tính hằng số tốc độ phản ứng: H2 + I2 → 2HI ở 556 K và áp suất 1 atm, biết đường kính của phân

tử H2 bằng 2A , của phân tử I0 2 bằng 5A0 và năng lượng hoạt hóa của phản ứng bằng 170 kJ.mol-1

Biểu thức tính hằng số tốc độ phản ứng đối với trường hợp 2 phân tử

khác loại:

RT / E 2 / 1 B A

2

M

1 M

1 ( RT 8 [

d

.

N

.

P







8 / 8

Coi P = 1, thay các giá trị ta có:















2 / 1 3

2 10 10

254

1 2

1 ( 10 556 314 , 8 14 , 3 8 [ ) 2

10 5 10

2 (

10

.

023

,

6

k

) 556 314

,

8

/(

170000

e

 = 1,905.10-9 mol-1m3s-1 = 1,905.10-12 mol-1ls-1

1,905.10-12 mol-1ls-1

2 đ

3 đ

Câu 3 (5 điểm)

Hỗn hợp X gồm 2 chất hữu cơ A và B Trong phân tử mỗi chất chỉ có một nhóm chức –OH hoặc – CHO Nếu cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư thì thu được 21,6 gam Ag (không có khí thoát ra) Mặt khác nếu cho hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với H2 (t0, Ni xúc tác) thấy có 4,48 lít khí H2 (ở đktc) tham gia phản ứng, còn nếu đốt cháy hoàn toàn sản phẩm đó rồi cho toàn bộ sản phẩm đốt cháy hấp thụ vào 300 gam dung dịch KOH 28% thì sau thí nghiệm nồng độ của KOH còn lại

là 11,937% Biết X tác dụng với H2 ((t0, xúc tác) tạo ra Y, Y tác dụng với Na thu được 2,24 lít H2 (ở đktc)

Trường hợp 1: Hỗn hợp không có HCHO

RCHO → 2Ag

Số mol RCHO = ½ số mol Ag = 0 , 1

108

6 , 21 2

1



X sau khi cộng H2, mỗi chất có 1 nhóm –OH nên:

X + Na → ½ H2

Mặt khác: Số mol X = 2 số mol H2 = 0 , 2

4 , 22

24 , 2

 Số mol chất còn lại = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol

Giả thiết: 0,2 mol X + 0,2 mol H2  Trong X có một chất chứa nối C=C

Gọi CTPT 2 ancol sinh ra do cộng H2 là CnH n 1OH

 OH

H

Cn n1 → nCO2 + (n+1) H2O

0,2 0,2n 0,2(n+1)

CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O

0,2n 0,4n

 Khối lượng KOH dư = 84 – 56.0,4n = 84 – 22,4n gam

) 1 n ( 2 , 0 18 n 2 , 0 44 300

n 4 , 22 84











 n = 2

Gọi n (n≥2) là số nguyên tử C của ancol do anđehit tạo ra

m là số nguyên tử C của ancol còn lại

Vì số mol 2 ancol bằng nhau = 0,1 mol

 n + m = 4

 n = 2, m = 2 → loại (không có nối C=C)

 n = 3, m = 1 → CH2=CH-CHO và CH3OH

Trường hợp 2: Hỗn hợp có HCHO

N  Z→ loại

CH2=CH-CHO và CH3OH

2 đ

3 đ

Câu 4 (5 điểm)

H

 S

H

Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được giá trị momen lưỡng cực của phân tử H2S là 1,09 D

và của liên kết S – H là 2,61.10–30 C.m Hãy xác định:

a Góc liên kết

b Độ ion của liên kết S - H, biết rằng độ dài liên kết S - H là 1,33 Å

Cho 1 D = 3,33 10–30C.m Giả sử  của cặp electron không chia của S là không đáng kể

S

Giải: a) Phân tử H2S có cấu trúc góc nên:

2

H S



2= SH



2 + SH



2 + 2SH

 SH

 cos  = 2SH



2(1 + cos ) = 4SH



2.cos2 2

   H S2

= 2SH

 cos 2



Suy ra cos

2



= 2

2

H S SH







 =

30 30

1,09.3,33.10 2.2,61.10



 = 0,695   = 920 b) Độ ion của liên kết S - H :

(%) = /

/

t n

l t





 =

30

2,61.10 1,33.10 1,6.10



  100 = 12,265%

Vẽ hình

Biểu thức

 = 92 0

12,3%

1 đ

3 đ

1 đ

Câu 5 (5 điểm)

Đối với 1 mol khí lý tưởng của phân tử có 2 nguyên tử hoặc phân tử có nhiều nguyên tử thẳng hàng nhiệt dung đẳng tích CV được tính theo phương trình:

CV =

2

2

5 ( / T) exp( / T)

R R

2 [exp( / T) 1]



Trong đó là nhiệt độ đặc trưng của phân tử

Tính nhiệt dung đẳng áp đối với 1 mol oxi ở 500 K, biết nhiệt độ đặc trưng của oxi là 2224 K

Nhiệt dung đẳng áp CP được tính:

CP = CV + R

CP =

2

2

5 ( / T) exp( / T)

R R

2 [exp( / T) 1]



CP =

2

2

7 ( / T) exp( / T)

R R

2 [exp( / T) 1]



10 / 8 HSH

=

2

2

8,314 8,314

2224

500



 = 31,07 J/K

31,07 J/K

2 đ

3 đ

Câu 6 (5 điểm)

Ở 813 K áp suất phân ly của MgCO3 bằng 0,996.105 Pa, ở 843 K, áp suất này bằng 1,786.105 Pa Tại nhiệt độ nào thì áp suất phân ly bằng 1,013.105 Pa?

Chấp nhận ∆H không phụ thuộc vào nhiệt độ, ta có:

∆H =

2

1

T

T

K

RT T ln

K

T  T

=

5 5

1,786.10 8,314.813.843ln( )

0,996.10

843 813

= 110919,96 J Nhiệt độ T để áp suất phân ly bằng 1,013.105 Pa là:

1

1 RT ln(K / K )

T T







1

T 8,314.813ln(1, 013.10 / 0,996.10 )

1

2 đ

3 đ

Câu 7 (5 điểm)

Cho phản ứng phân hủy Xiclobutan thành etilen C4H8  2 C2H4

Ở 4380C hằng số tốc độ của phản ứng là k = 2,48 10-4 s-1

Tìm thời gian để tỉ số mol 2 4

C H

C H đạt giá trị:

a Bằng 1; b Bằng 100

Câu 1 : 1) C4H8  2 C2H4

1 – x 2x

 etylen

xiclobuta n =

2 1

x x



a 2

1

x

x

 =1;  x = 1

3  t = 1

k ln

1

1 x = 1

k ln

1 1 1 3

 = 1

k ln 1,5 =

0, 405

k

t = 0, 405 4

2, 48.10 =1633 s

b 2

1

x

x

 = 100 ; x = 0,98 ;

 t = 1

k ln

1 0,02=

ln 50

3,91

2, 48.10 = 15766 s

1633 s

15766 s

2 đ

2 đ

Câu 8 (5 điểm)

Ở 1020K, hai cân bằng sau cùng tồn tại trong một bình kín:

Cgr + CO2 (k) ⇌ 2CO(k) Kp = 4,00

Fe(tt) + CO2 (k) ⇌ FeO(tt) + CO(k) K’p = 1,25

a Tính áp suất riêng phần các khí lúc cân bằng

b Cho 1,00 mol Fe; 1,00 mol cacbon graphit; 1,20 mol CO2 vào bình kín chân không dung tích 20,0 lít ở 1020K Tính số mol các chất lúc cân bằng

a

2

2

4, 00

CO CO

P

P  ; 2 1, 25

CO CO

P

2

'

CO

K

P

4, 00

3, 20 atm

1, 25

CO

P

2 3, 20

2,56 atm

1, 25

CO

P

b Gọi x,y là số mol C, Fe phản ứng

Cgr + CO2 (k) ⇌ 2CO

Lúc cân bằng: 1-x 1,2- x- y 2x + y

Fe(tt) + CO2 (k) ⇌ FeO + CO

Lúc cân bằng: 1-y 1,2- x- y y 2x + y

Tổng số mol khí lúc cân bằng :

1,2- x- y + 2x + y = 1,2 + x

(3, 20 2,56).20,0

0, 082.1020

 x0,18mol

2 2,56.20, 0

0, 61

0, 082.1020

CO

3,20 2,56

1 đ

1 đ

1 đ

12 / 8

3, 20.20, 0

0, 77

0, 082.1020

CO

 n CO 2x + y  y0, 77 2.0,18 0, 41  mol

 n C 1, 00 0,18 0,82  mol

e 1, 00 0, 41 0,59

F

2 đ

Câu 9 (5 điểm)

Trộn 1,00 ml dung dịch MgCl2 0,0010 M với 1,00 ml dung dịch NH3 0,010M

Có kết tủa Mg(OH)2 không? Tính pH của dung dịch thu được

Cho T Mg OH( )2 1010,9

 ; pK a NH( 4 ) 9, 24; lg*MgOH 12,8;

2

4

0,0010

5, 0.10 2

Mg



3

3

0, 010

5, 0.10 2

NH

Cân bằng: NH3 + H2O  NH4+ + OH- K b = 10-4,76

C’ 5.10-3

C 5.10-3 – x x x

2

4,76

5.10

x

x



  x2 + 1,74.10-5x – 8,7.10-8 = 0

 x = [OH- ] = 2,86.10-4 M

Vì lg*MgOH 12,8 nhỏ nên bỏ qua sự tạo phức hiđroxo của ion

Mg2+

Xét tích số ion: 2

2

.

Mg OH

C  C  = 5.10-4 (2,86.10-4)2 = 10-10,39 > T Vậy Mg(OH)2 bắt đầu kết tủa theo phương trình phản ứng sau:

Mg2+ + 2NH3 + 2H2O  Mg(OH)2 + 2NH4+ K = 101,38

C: 5.10-4 5.10-3

[ ]: 5.10-4 – x 5.10-3 – 2x 2x

2

1,38

(2 )

10 (5.10 )(5.10 2 )

x

giải phương trình bậc 3 ta được x = 1,96.10-4

Vậy [NH4+] = 2x = 3,92.10-4 M; [NH3] = 4,61.10-3 M;

[Mg2+] = 3,04.10-4 M

Vì *MgOH 10 12,8



 nhỏ nên pH của hệ được quyết định bởi hệ đệm

NH4+ - NH3:

3

4

4, 61.10

3,92.10

pH





 [H+] = 10-10,31, [OH- ] = 10-3,6 9

[OH- ] = 10-3,69  Ca = 3,92.10-4 nên giá trị pH tính theo công thức trên

không thỏa mãn Để đánh giá chính xác pH của hệ, chúng ta tính theo

10-10,39 > T

1 đ

1 đ

1 đ

ĐLTDKL áp dụng cho cân bằng:

NH3 + H2O  NH4+ + OH- K b = 10-4,76

C 4,61.10-3 3,92.10-4

[ ] 4,61.10-3 – x 3,92.10-4 + x x

4

4,76 3

10

x x x











  [OH- ] = x = 10-3,84

 pH = 10,16

Câu 10 (5 điểm)

Độ tan của Mg(OH)2 trong nước ở 18oC là 9.10-3 g/l còn ở 100oC là 4.10-2 g/l

a Tính tích số tan của Mg(OH)2 ở hai nhiệt độ và pH của các dung dịch bão hòa

b Tính các đại lượng ΔHHo, ΔHGo và ΔHSo của phản ứng hòa tan, coi ΔHHo và ΔHSo không thay đổi theo nhiệt độ

a Mg(OH)2  Mg2+ + 2OH- T=[Mg2+][OH-]2 = 4s3

s s 2s

Ở 291K:

T291=4

3 3 9.10

58

 = 4 (1,552.10-4)3 = 1,495.10-11  [OH-] = 2.1,552.10-4 M

pH = 14 – pOH = 14 + lg(2.1,552.10-4) = 10,49

Ở 373K :

T373=4

2 3 4.10

58

 = 4 (6,897.10-4)3 = 1,312.10-9

pH = 14 – pOH = 14 + lg(2.6,897.10-4) = 11,14

b

ΔHHo = 2 1 373

.lnT

RT T

T  T T

=

9 11

8,314.373.291 1,312.10

ln

373 291 1, 495.10





 = 49243,8 J/mol

- Trước hết tính độ tan của Mg(OH)2 ở 298K:

298

291

o



T291=1,495.10-11 vào từ đó tính được T298 = 2,41.10-11,

Từ biểu thức:

298

o

G

 = -RTlnT298 = -8,314.298.ln2,41.10-11

= 60573,7J/mol = 60,5737 kJ/mol

298

o

G

 = ΔHHo - 298ΔHSo ,

ΔHSo =

298

  

= -38,02J/mol.K

pH= 10,49

pH =11,14

ΔHHo = 49243,8 J/mol

298

o G

60573,7J/mol

ΔHSo= -38,02J/mol.K

1 đ

1 đ

1 đ

1 đ

1 đ

14 / 8