Hoàn thành các phương trình phản ứng sau.. Viết các phương trình phản ứng dưới dạng công thức cấu tạo thu gọn điều chế D DT 4,4 điclo điphenyltriclometyl metan t ừ C2H2 ,Cl2, H2O, các c
Trang 1SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC
ĐỀ THI DỰ BỊ
KỲ THI CHỌN HSG KHỐI 12 THPT NĂM HỌC 2008
-2009
ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên)
Thời gian 180 phút kể thời gian giao đề
Câu I 1 Hoàn thành các phương trình phản ứng sau.
a RCH2-NO2 + NaOH →
b R-CO-NH2 + NaOCl →
c As2S3 + HNO3 + H2O → NO + … +
d Ure + BrO- + OH- → N2 + …
e Ure + BrO- → N2 + …
2 Viết các phương trình phản ứng dưới dạng công thức cấu tạo thu gọn điều chế D DT
(4,4 điclo điphenyltriclometyl metan) t ừ C2H2 ,Cl2, H2O, các chất xúc tác , phương tiện và các chất vô cơ khác nếu cần đều có đủ
CâuII 1 Viết công thức cấu tạo một hidrocacbon đơn giản nhất vừa có đồng phân hình học vừa
có đồng phân quang học Gọi tên các đồng phân đó theo danh pháp Z–E và R-S
2 Thêm dung dịch NH3 tới dư vào dung dịch chứa 0,5 mol AgNO3 ta được dung dịch A Cho từ từ 3 gam khí X vào dung dịch A tới phản ứng hoàn toàn được dung dịch B và chất rắn C Thêm từ từ dung dịch HI tới dư vào dung dịch B thu được 23,5 gam kết tủa màu vàng và V lít khí Y (đktc) thoát ra Biện luận để tìm công thức cấu tạo của X, khối lượng chất rắn C, và thể tích V của khí Y
Câu III Hỗn hợp A gồm 0,56 gam Fe và 16 gam Fe2O3 Trộn A với m (mol) bột Al rồi nung ở nhiệt độ cao ( không có không khí) thu được hỗn hợp D.Nếu D tan trong dung dịch H2SO4 loãng
dư thì thu được a lít khí, nhưng cho D tác dụng với NaOH dư thì thể tích khí thu được là 0,25a lít trong cùng điều kiện
a.Viết các phương trình phản ứng
b Hỏi khối lượng của nhôm có giá trị trong khoảng nào nếu phản ứng nhiệt nhôm chỉ tạo ra Fe
CâuIV Tại sao Ag tan được trong không khí có lẫn NH4NO3 và NH3 Cho E0( Ag+/ Ag) = 0,8 V
E0( O2/ H2O)= 1,23V
CâuV Bằng tính toán cụ thể hãy giải thích H2 và O2 tác dụng với nhau tạo thành H2O mà không tạo thành H2O2,mặc dù ∆G0 tạo thành của H2O, H2O2 đều nhỏ không ( ∆G0 < 0 )
CâuVI Cation Fe3+ là axit phản ứng theo phương trình
Fe3+ + 2H2O ‡ ˆ ˆˆ ˆ † Fe (OH) 2+ + H3O+ Ka của Fe3+ là 10- 2,2
1.Hỏi ở nồng độ nào của FeCl3 thì có kết tủa của Fe(OH)3 ?
2 Tính PH của dung dịch đó , biết tích số tan Tt Fe(OH)3 = 10- 38
Câu VII Cho suất điện động của pin sau ở 250C bằng 0,303 V
Pt, H2| NH4+0,1M ||H3O+ 1M | H2,Pt
Áp suất của H2 ở 2 điện cực đều bằng 1 atm Xác định Ka của NH4
- Hết -
Trang 2SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC HƯỚNG DẪN CHẤM
MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên)
I
2,5d
1 a RCH2NO2 + NaOH → RCH=NO2Na + H2O
b RCONH2 + NaOCl→ RNH2 + CO2 + NaCl
c 3As2S3 + 28 HNO3 + 4H2O → 28NO + 6H3 AsO3 + 9H2SO4
d (NH2)2CO + 3BrO- → N2 + CO2+ 3Br - + 2H2O
e NH2)2CO + 3BrO- + 2OH- → N2 + CO32- + 3Br - + 2H2O
1,25đ
2
600 0 C 3C2H2 ( C ) Fe,t0
C6H6 + Cl2 C6H5 Cl + HCl HgSO 4
C2H2 + H2O t 0 = 80 0 c CH3CH=O Ni,t0
CH3CH=O + H2 CH3CH2OH
CH3CH2OH + 4Cl2 CCl3-CH=O + 5HCl
C6H5Cl + CCl3-CH=O + C6H5Cl Cl-C6H4- CH- C6H4-Cl + H2O
CCl3
( D D T)
1,25đ
II
2,d
1
2 CTCT của hidro cacbon là:
Có 4 đồng phân là:
H3C
H
H
C*
C2H5
CH3
H (E) (S)-4-metyl hex-2-en
H
CH3
H
C*
C2H5
CH3
H
(Z) (S)-4-metyl hex-2-en
H C C
H
C*
H5C2
H3C H
(Z) (R)-4-metyl hex-2-en
C C
H
H
C*
H5C2
H
(E) (R)-4-metyl hex-2-en
0,5đ
0,5đ
Trang 32 Phản ứng giữa AgNO3 và NH3
AgNO3 + 2NH3 → Ag (NH3)2 NO3 ( Dung dịch A) Khi cho khí X vào dung dịch A mà tạo ra kết tủa ( Chất rắn ) thì khí X hoặc là ankin hoặc là Anđêhít ( VD CH≡ CH hoÆc là HCH=O) Nhưng nếu là ankin thì khi cho HI vào dung dịch B sẽ không cho khí thoát ra Vậy Xchỉ có là anđêhít HCH=O khi tham gia phản ứng tráng gương tạo ra muối NH4)2CO3 và khi tác dụng với HI mới thoát khí
Các phương trình phản ứng
HCH=O + 4 Ag (NH3)2 NO3 +2H2O→ ( NH4 )2CO3 + 4NH4NO3 +2NH3+4Ag (1)
Khi cho HI vào dung dịch B có phản ứng (NH4)2CO3 + 2HI → 2 NH4I + CO2↑ + H2O (2)
NH3 + HI → NH4I (3) AgNO3 ( dư) + HI → AgI↓( màu vàng) + HNO3 (4)
Ta có số mol của AgI = 23,5 : 235 = 0,1 mol
Số mol của Ag↓ = 0,5 - 0,1 = 0,4 mol ( phù hợp với dự đoán X là HCH=O
Số mol của HCH=O : 3 : 30 = 0,1 mol Như vậy từ phản ứng (1) 0,1 mol HCH=O sẽ cho 0,4 mol Ag ↓ là đúng
Và theo các phản ứng (1), (2) số mol CO2= số mol (NH4)2CO3 = số mol HCH=O
= 0,1mol Do đó V(CO2) = 0,1 x 22,4 = 2,24 lít
1d
III
2,0d
Số mol Fe 0,56 : 56 = 0,01 mol
Số mol Fe2O3 16 : 160 = 0,1 mol Phản ứng nhiệt nhôm Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3
lúc đầu 0,1(mol ) m(mol) 0,01(mol) 0(mol) p.ứ (mol) a 2a1 2a1 a1
sau p.ứ 0,1-a1 m-2a1 0,01+ 2a1 a1
Hỗn hợp D sau phản ứng
Al m- 2a1
Fe2O3 0,1-a1
Al2O3 a1
Fe 0,01+ 2a1
D tác dụng với H2SO4 dư
Fe2O3 + 3 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3 H2O
2 Al + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2 ↑
m - 2a1 1,5 ( m- 2a1)
Al2O3 + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2O
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 ↑
0,01+2a1 0,01+ 2a1
Do vậy tổng số mol H2 thu được 1,5 ( m- 2a1) + (0,01+ 2a1)
D tác dụng với NaOH dư ta có
Al2O3 + 2 NaOH → 2 NaAl O2 + H2O
Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 1,5 H2↑
m- 2a1 1,5 ( m - 2a1)
Số mol H2 thoát ra bằng 1,5 ( m - 2a1)
Vì tỷ lệ thể tích cũng chính là tỷ lệ về số mol nên ta có (0,01 + 2a1) + 1,5 ( m- 2a1) a
= = 4 ( *) 1,5 ( m - 2a1) 0,25 a
Biến đổi và rút gọn (*) trở thành 11a1 = 4,5 m - 0,01
Trang 4(4,5m - 0,01)
a1= 11
Vỡ 0 < a1 < 0,1 tức là (4,5m - 0,01)
0 < < 0,1 11
hay là 2,22 10 -3 (mol)< m < 0,2467 mol
Và khối lượng Al nằm trong giới hạn 27x 2,22.10-3 ( = 0,06 gam) < m ( Al) < 0,2467 x 27 = 6,661 gam
( Điều cần phải tỡm)
Ghi Chú: Viết đúng các phơng trình phản ứng cho 0,5 đ Biện luận và tính toán đúng ra khoảng giới hạn của nhôm 1,5 đ
IV
1d
Ta cú 4Ag - 4e ˆ ˆ †‡ ˆ ˆ 4 Ag+
O2 + 4e + 4H+ ˆ ˆ †‡ ˆ ˆ 2H2O K = 104(1, 23 0,8) 1029,15
0,059
Ag+ + NH3 ˆ ˆ †‡ ˆ ˆ [ ]+
3
Ag(NH ) K1 = 10 3,92
3
Ag(NH ) + NH3 ˆ ˆ †‡ ˆ ˆ [ ]+
3 2
Ag(NH ) K2 = 10 3,32
NH4+ ˆ ˆ †‡ ˆ ˆ H+ + NH3 K3= 10 - 9,24
Tổ hợp lại ta cú phương trỡnh 4Ag + O2 + 4NH4+ + 4 NH3 ˆ ˆ †‡ ˆ ˆ [ ]+
3 2
Ag(NH ) + 2H2O Với K' tổ hợp = K ( K1.K2) 4 K3 = 10 29,15 (10 3,92 10 3,32)4 (10-9,24 ) 4 = 10 1,15
K' tổ hợp rất lớn nờn Ag tan hoàn toàn
V
1d
Cỏc phản ứng tạo ra H2O và H2O2
H2 + O2 → H2O2 (1) 2H2 + O2 → 2H2O (2 ) Cỏc phản ứng này đều là cỏc phản ứng toả nhiệt và toả nhiệt rất lớn là phản ứng (2)
Mặt khỏc H2O2 rất kộm bền đối với nhiệt nờn rất dễ bị phõn tớch thành oxi nguyờn tử theo phương trỡnh H2O2 H2O + O
O nguyờn tử hoạt động rất mạnh nờn phản ứng ngay với H2 tạo ra H2O
Do đú H2O2 + H2 2 H2O mạnh hơn cả phản ứng 2 H2 + O2 2H2O Nờn O2 + H2 chỉ tạo ra H2O
VI
1,5d
Gọi nồng độ ban đầu của FeCl3 là c ( mol/l) ta cú
Fe3+ + 2H2O Fe ( OH )2+ + H3O+ ( 1 ) Ban đầu C 0 0
Cõn bằng C-x x x
x2
Ka = ⇒ Fe3+ = C- x = x2 Ka-1 (2)
C - x Khi bắt đầu kết tủa Fe (OH)3 thỡ Fe 3+ = 10 -38/ [OH- ] 3 ( 3)
10 -14 3 Mặt khỏc [ OH- ]3 = X = 10 -42 / x3 (4) Thay (4) vào (3) ta được [ Fe 3+ ] = 104.x3 (5)
Trang 5So sỏnh 2 và 5 ta cú 104.x3 = x2 Ka-1 = x2.10 2,2
Ta tỡm được x = [ H3O+ ] = 10 -1,8 M nờn PH = 1,8
Từ (5) [ Fe3+ ] = 104 x3 = 104 ( 10-1,8) 3 = 10 - 1,4 M Theo (2 ) C = [ Fe3+ ] + x = 10-1,4 + 10-1,8 = 5,56 10 -2M
VII
0,5d
Suất điện động của pin E pin = E0 (H3O+ / H2/) - E( H3O+/ H2) = 0,303 V E(H3O+/ H2 ) = 0,00 - 0,303 = -0,303 V
E(H3O+/ H2 ) = 0,00 + 0,059 lg [H3O+] pH2 = 1atm lg[H3O+] = -0,303 / 0,059 [ H3O+ ] = 7,3 10-6 M MôI trờng là axit nên coi sự điện li của H2O là không đáng kể so với NH4+
Từ đó ta có NH4+ + H2O NH3 + H3O +
Cân bằng 0,1- x x x
X = [ H3O+] = 7,318 10 -10 << 0,1
Nên Ka =
6 2
10
(7,318.10 )
5,36.10 0,1
−
−
=