Liờn kết σ được hỡnh thành do sự xen phủ obitan lai húa sp của C với obitan 2p của O.. Đỏm mõy xen phủ của cỏc obitan sp – 2p lớn hơn so với mõy xen phủ của cỏc obitan 2p-2p, nờn liờn kế
Trang 1HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYấN VÙNG
DUYấN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
TRƯỜNG THPT CHUYấN HÙNG VƯƠNG
TỈNH PHÚ THỌ
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
ĐÁP ÁN MễN HểA HỌC KHỐI 10
NĂM 2015
Mụn: HOÁ HỌC
1 Do Li - 1e → Li+ có I1 = 5,390 eV nên
Li+ + 1e → Li E0 = - I1 = - 5,390eV
Li - 2e → Li2+ E2 = 81,009 eV
Li+ - e → Li2+ I2= E1 + E2 = 81,009 - 5,390 = 75,619 eV
Li2+ là hệ 1e một hạt nhân, nên năng lợng của electron đợc tính theo công thức
E3 (Li3+ ) = - 13,6 22
n
Z ⇒ E3 (Li3+ ) =-13,6 22
1
3 = -122,4 (eV)
Li 2+ - 1e → Li3+ I3 = - E3 = 122,4 eV
Li - 2e → Li2+ E2 = 81,009 eV
Li - 3e → Li3+ E = I3 + E2 = 203,41 eV
0,5
0,5
2 1 Mụ tả cấu tạo phõn tử CO và N2:
Phõn tử N2 Phõn tử CO Phõn tử N2 cú 1 liờn kết σ và 2 liờn kết π, đều được hỡnh thành do sự xen phủ 2 obitan 2p của nguyờn tử N
Ở phõn tử CO cũng cú 1 liờn kết σ và 2 liờn kết π Hai liờn kết π được hỡnh thành do sự xen phủ 2 obitan 2p (trong đú cú 1 liờn kết π cho ngược từ O
→ C làm giảm mật độ electron trờn O) Liờn kết σ được hỡnh thành do sự xen phủ obitan lai húa sp của C với obitan 2p của O Đỏm mõy xen phủ của cỏc obitan sp – 2p lớn hơn so với mõy xen phủ của cỏc obitan 2p-2p, nờn liờn kết σ trong CO bền hơn liờn kết σ trong N2 Vỡ vậy năng lượng liờn kết trong phõn tử CO lớn hơn năng lượng liờn kết trong N2
0,5
2 Phõn tử CO, N2 là 2 phõn tử đẳng electron, cấu trỳc phõn tử giống nhau (cựng cú độ bội liờn kết bằng 3), khối lượng phõn tử đều bằng 28, vỡ vậy chỳng cú tớnh chất vật lý giống nhau (là chất khớ khụng màu, khụng mựi, khú húa lỏng, khú húa rắn, ớt tan trong nước)
Phõn tử N2 cú cặp electron chưa tham gia liờn kết nằm trờn obitan 2s, cú mức năng lượng thấp nờn khỏ bền, ớt tham gia vào quỏ trỡnh tạo liờn kết
Phõn tử CO cú cặp electron chưa tham gia liờn kết nằm trờn obitan lai húa
0,5
π
π σ
π
π
p σ
Trang 2sp của nguyờn tử C, cú năng lượng cao hơn obitan 2s, đỏm mõy xen phủ lại lớn nờn thuận lợi cho quỏ trỡnh hỡnh thành liờn kết, nguyờn tử C trong phõn
tử CO dễ nhường e thể hiện tớnh khử hoặc dễ hỡnh thành liờn kết cho nhận
khi tham gia tạo phức với cỏc nguyờn tố kim loại chuyển tiếp
1 Cấu trỳc của tế bào đơn vị:
Mạng tinh thể ion: ion Mn+ (•)
ion O2- (O)
0,75
2
- Trong 1 tế bào mạng cú 4 ion kim loại X và 8 ion O2- nờn thành phần
hợp thức của oxit là XO2.
- Từ cụng thức của oxit suy ra số oxi hoỏ của X bằng 4.
- Cụng thức hoỏ học của silicỏt XSiO4.
0,5
3 Đặt d là khối lượng riờng của oxit XO2, ta cú:
d = N A V
MO MKl
)
(
) 2 (
Suy ra M(X) = ẳ ( d.N(A).a3 – 32 = 91,22 Nguyờn tố X là Ziconi
Zr)
0,75
1 a) 0,192ì 83ì 24ì3600ì4,6.1010 = 6,334.1016 phõn ró;
b) 88Ra 226 → 82Pb214 + 3 2He4
số nguyờn tử He sinh ra: 1,90.1017 nguyờn tử He
1,0
2 U238 tự phóng xạ tạo ra đồng vị bền 92Pbx cùng với ba loại hạt cơ bản:
2α4, -1βo và oγo
Theo định luật bảo toàn khối lợng: x = 238 − 4 ì 8 = 206 Vậy có 82Pb 206
Theo định luật bảo toàn điện tích :[ 92 – (82 + 2ì 8)] / (−1) = 6
Vậy có 6 hạt -1βo
Do đó phơng trình chung của quá trình này là:
92U238 82Pb206 + 8 He + 6β
1,0
a) ∆H0 = − 45,9 −20,4 − ( − 156,9 ) = 90,6 kJ 0,5
Trang 3∆S0 = 192,6 + 205,6 − 113,4 = 284,8 J/K
∆G0 = ∆H0 − T ∆S0 = 90600 − 298,15 × 284,8 = 5729,6 J
b) ∆G0 = − RT.ln K → 5729,6 = − 8,314 × 298 × ln K →
Kp = 0,099 atm2
0,5
c) Tương tự tại 350C, ∆G0 = ∆H0 − T ∆S0 = 2839 J/mol
Kp = 0,325 atm2
0,5
d) Do P (toàn phần) = P (NH3) + P (H2S) →
P (NH3) = P (H2S) = 0,5P (toàn phần)
Kp = [0,5P (toàn phần)]2 = 0,099 → P (toàn phần) = 0,63 atm
0,5
1 2 NO(k) + Br2 (hơi) → 2 NOBr (k) ; ∆H > 0 (1)
Phản ứng pha khí, có ∆n = -1 → đơn vị Kp là atm-1
0,5
2 Do phản ứng thu nhiệt nên có liên hệ:
Kp tại 00C < Kp tại 250C < Kp tại 350C (3)
Vậy : Kp tại 00C = 1 / 1,54 x Kp tại 250C = 116,6 / 1,54 = 75,71 (atm -1 )
Kp tại 350C = 1,54 x Kp tại 250C = 116,6 x 1,54 ≈ 179, 56 (atm -1 )
1,0
3 Xét sự chuyển dời cân bằng hoá học tại 25OC Xét theo nguyên lý chuyển dich cân bằng Lơsatơlie:
a Nếu tăng lượng NO, CBHH chuyển dời sang phải, →
b Nếu giảm lượng Br2, CBHH chuyển dời sang trái, ←
c Sự giảm nhiệt độ làm cho CBHH chuyển dời sang trái, để chống lại sự giảm nhiệt độ
d Thêm N2 là khí trơ
+ Nếu V = const: không ảnh hưởng tới CBHH vì N2 không gây ảnh hưởng nào liên hệ (theo định nghĩa áp suất riêng phần)
+ Nếu P = const ta xét liên hệ
Nếu chưa có N2: P = pNO + pBr2 + pNOBr (a)
Nếu có thêm N2: P = p’NO + p’Br2 + p’NOBr + pN2 (b)
Vì P = const nên p’i < pi
Nên CBHH chuyển dời sang trái, ←
0,5
MgCl2 → Mg2+ + 2Cl – và Mg2+ + 2OH – → Mg(OH)2 (1)
FeCl3 → Fe3+ + 3Cl – và Fe3+ + 3OH –→ Fe(OH)3 (2)
a) Mg(OH)2 ¬ → Mg2+ + 2OH− Ks = 10− 11 ⇒ [Mg2+][OH−]2 = 10− 11 Fe(OH)3 ¬ → Fe3+ + 3OH− Ks = 10− 39 ⇒ [Fe3+][OH−]3 = 10− 39
Để kết tủa Mg(OH)2 thì [OH−] ≥ 10 113
10
−
− = 10−4
Để kết tủa Fe(OH)3 thì [OH−] ≥ 3 39
3
10 10
−
− = 10− 12 ⇒ 10− 12 < 10− 4 ⇒
1,0
Trang 4Fe(OH)3 kết tủa trước
* Khi Mg(OH)2 bắt đầu kết tủa thì [OH−] trong dung dịch
= 10 113
10
−
− = 10− 4
[Fe3+] còn lại =Ks/[OH-] = 10-39/(10-4)3 = 10-27 M
b) Để tạo ↓ Mg(OH)2: [OH –] = 10-4→[H+] = 10-10 → pH = 10 (nếu
pH < 10 thì không ↓)
Để tạo ↓ Fe(OH)3 hoàn toàn: [Fe3+] < 10-6→[OH –]3 < 10-33 →[H+]
> 10-3→ pH > 3
Vậy để tách Fe3+ ra khỏi dd: 3 < pH < 10
1,0
1 1 Eo (pin) = E o
phải- Eo trái = 0,40 – (-0,44) = 0,84V
2 Phản ứng xảy ra ở hai nửa pin:
Trái: 2Fe → 2Fe2+ + 4e (nhân 2) Phải: O2 + 2H2O + 4e → 4OH -Toàn bộ phản ứng: 2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe2+ + 4OH
-3 K = [Fe2+][OH-]4/p(O2)
∆G = -nFEo (pin) = -RTlnK → K = 6,2.10 56 (M6bar-1)
4 Q = It = 10368C
n(e) = Q/F = 0,1075mol
→ m(Fe) = 3,00g
) (
Fe log 05916 , 0
2
4 2
2 )
( ) (
O p
OH n
E
pin pin
− +
−
=
pH = 9,00 → [H+] = 10-9M và [OH-] = 10-5M
E(pin) = 1,187 V
1,0
2 Cl2 + I2 + OH- → IO3- + Cl- + H2O
Sự khử: Cl2 + 2e → 2Cl- x 5
Sự oxi hóa: I2 + 12OH- → 2IO3- + 10e+ 6H2O
5Cl2 + I2 + 12OH- → 2IO3- + 10Cl- + 6H2O
b) NaClO + KI + H2O → NaCl + I2 + KOH
Sự khử: Cl+1 + 2e → Cl-
Sự oxi hóa: 2I- -2e → I2
1,0
Trang 5NaClO + 2KI + H2O → NaCl + I2 + 2KOH c) F2 + NaOH loãng, lạnh → OF2 + NaF + H2O
Sự khử: F2 + 2e → 2F-
Sự oxi hóa: 2OH- → OF2 + 2e+ H2O
2F2 + 2OH- → OF2 + 2F- + H2O
d) Na2SO3 + S → Na2S2O3
Sự oxi hóa: S - 2e → S+2
Sự khử: S+4 +2e → S+2
1 Kí hiệu của tế bào điện phân: Pt KClO3 (dd) Pt
Phản ứng chính: anot: ClO3- - 2e + H2O → ClO4 - + 2H+ catot: 2H2O + 2e → H 2 + 2OH-
ClO3- + H2O → ClO4- + H2 Phản ứng phụ: anot: H2O - 2e → 2H+ +
2
1 O2 catot: 2H2O + 2e → H 2 + 2OH- H2O →
2
1 O2 + H2
1,0
2 M KClO4 =
138,5 g/mol
mol 4 , 2 551 , 138
52 , 332 n
4
q = I.t = 2,4.F.100/60 = 8F = 772000 C Khí ở catot là hidro: nH 2
=
mol mol
F
F
4 /
2
8
=
VH2= nRT/P = 97,7 lít Khí ở anot là oxi: điện lượng tạo ra O2 = 8 F 0,4 = 3,2 F
nO2 = 3,2F/4F = 0,8 mol
VO 2= 19,55 lít
1,0
a) - Phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra:
4FeCO3 + O2 → 2Fe2O3 + 4CO2 (1)
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 (2)
+ Khí B gồm: CO2, SO2, O2, N2; chất rắn C gồm: Fe2O3, FeCO3, FeS2
+ C phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng:
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O (3)
FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + H2O + CO2 (4)
FeS2 + H2SO4 → FeSO4 + S↓ + H2S (5)
+ Khí D gồm: CO2 và H2S; các chất còn lại gồm:FeSO4, Fe2(SO4)3, H2SO4
dư và S, khi tác dụng với KOH dư:
2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O (6) 2KOH + FeSO4 → Fe(OH)2↓ + K2SO4 (7) 6KOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3↓ + 3K2SO4 (8) + Kết tủa E gồm Fe(OH)2, Fe(OH)3 và S, khi để ra không khí thì chỉ có
1,0
Trang 6phản ứng:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 (9) Vậy F gồm Fe(OH)3 và S
b) - Nhận xột: So sỏnh hệ số cỏc chất khớ trong (1) và (2) ta thấy: ỏp suất khớ sau phản ứng tăng lờn chứng tỏ lượng FeCO3 cú trong hỗn hợp A nhiều hơn FeS2
Gọi a là số mol của FeS2 ⇒ số mol của FeCO3 là 1,5a, ta cú:
116.1,5a + 120a = 88,2 ⇒ a = 0,3
+ Vậy trong A gồm : FeS2 (0,3 mol), FeCO3 (0,45 mol)
+ Nếu A chỏy hoàn toàn thỡ cần lượng O2 là : (0,45/4 + 11.0,3/4) = 1,03125 mol ⇒ số mol N2 là 4.1,03125 = 4,125 mol ; số mol khụng khớ là (1,03125 + 4,125) = 5,15625 mol
- Vỡ hai muối trong A cú khả năng như nhau trong cỏc phản ứng nờn gọi x
là số mol FeS2 tham gia phản ứng (1) thỡ số mol FeCO3 tham gia phản ứng (2) là 1,5x
+ Theo (1), (2) và theo đề cho ta cú : nB = (5,15625 + 0,375x)
+ Vỡ ỏp suất sau phản ứng tăng 1,45% so với ỏp suất trước khi nung, ta cú : (5,15625 + 0,375x) = 5,15625 101,45/100 ⇒ x = 0,2
- Theo cỏc phản ứng (1), (9) ta cú chất rắn F gồm : Fe(OH)3 (0,75 mol)
và S (0,1 mol) Vậy trong F cú %Fe(OH)3 = 96,17% ; %S = 3,83%
0,75
c) - B gồm: N2 (4,125 mol), O2 (0,40625 mol), CO2 (0,3 mol), SO2 (0,4 mol)
⇒ MB = 32
- Khớ D gồm CO2 (0,15 mol), H2S (0,1 mol) ⇒ MD = 40
Vậy dD/B = 1,25
0,25
Trớc hết ta phải xác định đựơc bậc của phản ứng
- Kí hiệu bậc riêng phần của phản ứng theo chất Hb là x, theo CO là y, ta
có phơng trình động học (định luật tốc độ) của phản ứng:
vp = k C x HbC y CO (1)
- Theo định nghĩa, ta có thể biểu thị tốc độ phản ứng trên theo tốc độ
phân huỷ Hb, nghĩa là vp = 1/4 vphân huỷ Hb (2)
Vậy ta có liên hệ: vp = 1/4 vphân huỷ Hb = k C x HbC y CO (3)
- Theo thứ tự trên xuống ta ghi số các số liệu thí nghiệm thu đợc là
Thí nghiệm
số Nồng độ (àmol l-1) Tốc độ phân huỷ Hb (àmol l-1 .s-1 )
1 2 3
1,50 2,50 2,50
2,50 2,50 4,00
1,05 1,75 2,80
Ta xét các tỉ số tốc độ phản ứng để xác định x và y trong phơng trình (3):
* v2/ v1 = ( 2,50 / 2,50 ) x ( 2,50 / 1,50 ) y = 1 ì ( 1,67)y
= 1,75 /1,05
( 1,67) y = 1,67 y = 1 .
* v3/ v2 = ( 4,00 / 2,50 ) x ( 2,50 / 2,50 ) y = 2,80 / 1,75 ;
( 1,60) x = 1,60 x = 1
Do đó phơng trình động học (định luật tốc độ) của phản ứng:
vp = k CHbCCO (4)
Để tính hằng số tốc độ phản ứng k , từ (4) ta có: 1,0
Trang 7k = vp / CHbCCO (5) Tính giá trị k trung bình từ 3 thí nghiệm ở bảng trên, hoặc lấy số liệu của 1 trong 3 thí nghiệm ở bảng trên, chẳng hạn lấy số liệu của thí nghiệm số 1
đa vào phơng trình (5), ta tính đợc k:
k = 0,07 (àmol l-1 .s-1)
Đa giỏ trị của k vừa tính đợc, nồng độ các chất mà đề bài đã cho vào
phơng trình (4) để tính vp:
vp = 0,07 ì 1,30 ì 3,20 = 0,2912 (àmol l-1 .s-1)
0,5
0,5
Người ra đề: Nguyễn Hồng Thư
ĐT: 0985340575