Các ion Cl - xếp theo kiểu lập phương tâm mặt, các cation Cu+ nhỏ hơn chiếm hết 0.5... Tinh thể CuCl gồm hai mạng lập phương tâm mặt lồng vào nhau... + Quan niệm gần đúng rằng có cân bằn
Trang 1TRƯỜNG THPT CHUYÊN
Câu 1: (2 điểm)
Gọi PX, NX lần lượt là số proton và nơtron của X
PY, NY lần lượt là số proton và nơtron của Y
Ta có: PX + nPY = 100 (1)
NX + nNY = 106 (2)
Từ (1) v à (2): (PX+NX) + n(PY+NY) = 206 AX+nAY = 206 (3)
Mặt khác: AX / (AX+nAY) = 15,0486/100 (4)
Từ (3), (4): AX = PX+NX = 31 (5)
Trong X có: 2PX - NX = 14 (6)
T ừ (5), (6): PX = 15; NX = 16 AX = 31
X là photpho 15P có cấu hình e là : 1s22s22p63s23p3 nên e cuối cùng có bộ bốn số
lượng tử là:
n =3, l=1, m = +1, s = +1/2
Thay PX = 15; NX = 16 vào (1), (2) ta có nPY = 85; nNY = 90
nên: 18PY – 17NY = 0 (7)
Mặt khác trong Y có: 2PY – NY = 16 (8)
Từ (7), (8): PY = 17; NY = 18 AY = 35 và n = 5
Vậy: Y là Clo 17Cl có cấu hình e là 1s2 2s22p63s23p5,
nên e cuối cùng có bộ bốn số lượng tử là: n = 3; l =1; m = 0, s = -1/2
1,0
b Cl
A: PCl5; B: PCl3 Cl
Cấu tạo của A: Cl P
- PCl5 có cấu trúc lưỡng tháp tam giác
- Nguyên tử P ở trạng thái lai hoá sp3d
Cl Cl
Cấu tạo của B:
- PCl3 có cấu trúc tháp tam giác P
- Nguyên tử P ở trạng thái lai hoá sp3
Cl Cl Cl
0.25
0.25
c
3 PCl5 + P2O5 = POCl3
PCl5 + 4H2O = H3PO4 + 5 HCl
2PCl3 + O2 = POCl3
PCl3 + 3H2O = H3PO3 + 3 HCl
0.5
Câu 2 Tinh thể (2 điểm)
1
a Các ion Cl - xếp theo kiểu lập phương tâm mặt, các cation Cu+ nhỏ hơn chiếm hết
0.5
Trang 2số hốc bát diện Tinh thể CuCl gồm hai mạng lập phương tâm mặt lồng vào nhau Số
phối trí của Cu+ và Cl- đều bằng 6
Số ion Cl- trong một ô cơ sở: 8.1/8 + 6.1/2 = 4
Số ion Cu+ trong một ô cơ sở: 12.1/4 + 1.1 = 4; Số phân tử CuCl trong một ô cơ sở là 4
b Khối lượng riêng củaCuCl là:
D = (n.M) / (NA.a3) a = 5,42.10-8 cm ( a là cạnh của hình lập phương)
Có: 2.(r Cu+ + rCl-) = a = 5,42.10-8 cm rCu+ = 0,87.10-8 cm
0.5
2 Xét một ô mạng cơ sở
Trong một ô mạng cơ sở có số ion K+ (hoặc Cl-) là: 8
8
1
+ 6 2
1
= 4 Như vậy, trong một ô mạng cơ sở có 4 phân tử KCl
Xét 1 mol tinh thể KCl, khi đó: Khối lượng KCl là: 39,098 + 35,453 = 74,551 (g)
Thể tích tinh thể KCl là: 74,551 : 1,9893 = 37,476 (cm3)
Thể tích một ô mạng cơ sở là: (6,29082.10-8)3 = 2,4896.10-22 (cm3)
Số ô mạng cơ sở là: 37,476 : (2,4896.10-22) = 1,5053.1023
Số phân tử KCl có trong 1 mol tinh thể KCl là: 1,5053.10234 = 6,0212.1023
Do đó, số Avogadro theo kết quả thực nghiệm trên là 6,0212.1023
0.25
0.25
0.25
0.25
Câu 3 Phản ứng hạt nhân.(2 điểm)
1
- t = 48 h = 2 ngày đêm
- Áp dụng biểu thức tốc độ của phản ứng một chiều bậc một cho phản ứng
phóng xạ, ta có: = 0,693/t1/2;
Với t1/2 = 2,7 ngày đêm, = 0,257 (ngày đêm)-1
Từ pt động học p.ư một chiều bậc nhất, ta có:=(1/t) ln N0/N
Vậy: N/N0 = e-t = e-0,257 x 2 = 0,598
Như vậy, sau 48 giờ độ phóng xạ của mẫu ban đầu còn là:
0,598 x 4 = 2,392(mCi)
Do đó số gam dung môi trơ cần dùng là: (2,392 : 0,5) – 1,0 = 3,784 (g)
0,5
0,5
a)
222
86Rn 21884Po + 42He
218
84Po 21482Pb + 42He
214
82Pb 21483Bi +
-214
83Bi 21484Po +
-214
84Po 21082Pb +
3,7.104 Bq = 1Ci , 240 min = 4 h
b) A 1 = A01e-t = 1Ci.e-ln2.4/24.3,82 = 0,97 Ci
c) t = 240 min > 10 t1/2(Po), hệ đã đạt được cân bằng phóng xạ và
0.25
0.25
Trang 3+ Quan niệm gần đúng rằng có cân bằng thế kỉ (1<<2) nên:
A2 = A1 = 0,97 Ci
+ Thật ra cân bằng là tạm thời nên
A1/A2 = 1 – t1/2(2)/t1/2(1) A2 = A1/[1 – 3,1/(3,82.24.60)] = 0,9702 Ci
d) A = A1 + A2 + > A01
0,25
0,25
Câu 4 Nhiệt hóa học.(2 điểm)
Đối với phản ứng : NH4Cl(r) NH3(k) + HCl(k)
)
3 HCl k
P k
Gọi T là nhiệt độ phải tìm thì với áp suất phân li là 1 atm, ta có áp suất riêng phần cân
bằng của NH3 và HCl là :
)
3 k
NH
P = P HCl ( k)= 0,5 atm
Do đó : KT = 0,5.0,5=0,25 (atm)2
Ở 250C :
0 298
G
0 298
G
= -95,3 – 16,6 + 203,9 = 92kJ
Từ công thức 0
G
= -RTlnK, ta có :
92000 = -8,314.298.lnK298
lnK298 = -37,133
Mặt khác xem như trong khoảng nhiệt độ đang xét 0
298
H
0 298
H
= - 92,3 - 46,2 + 315,4 = 176,9 (kJ) = 176 900 (J)
Mối liên quan giữa 2 nhiệt độ đang xét :
298
1 (
0
H
K
K T
0.5
0.5
0.5
0.5
Câu 5 Cân bằng hóa học pha khí.(2 điểm)
a C(r) + CO2(k) 2CO(k) (1) KP1 = 4
P
P K
2
CO
2 CO 1
25 , 1 P
P
K
2
CO
CO
2
P không phụ thuộc vào trạng thái đầu của hệ
b Gọi x, y là lần lượt là lượng C và Fe đã phản ứng ở thời điểm cân bằng (cho tới lúc
đạt cân bằng)
(1) [ ]
C
1 - x
CO2
1,2 - x - y
2CO 2x + y (2)
[ ]
Fe 1- y
CO2 1,2 - x - y
CO 2x + y
FeO
y Tại thời điểm cân bằng: nkhí = 2x + y + 1,2 - x - y = 1,2 + x
0.5
0.5
0.5
Trang 4 PtV = (1,2 + x)RT
RT
V P x 2 ,
1 t
RT
V P y x
2 CO
Pt = 5,76, PCO = 3,20 x = 0,18; y = 0,405
Thành phần của hệ ở trạng thái cân bằng:
nC = 0,82 mol; nFe = 0,595 mol; nFeO = 0,405 mol; nCO = 0,765 mol; nCO2 = 0,615
mol
0,5
Câu 6 Cân bằng trong dung dịch điện ly (2 điểm)
1 Để tách hết Fe3+ ở dạng kết thì : không có Mg(OH) 2 và Fe 3+ 10 -6
Tách hết Fe 3+ : Fe3+ 10-6 và Ks
3
) OH (
Fe = Fe3+.OH-3 = 3,162.10-8 Fe3+ =
3
38
OH
10 162 , 3
10-6 OH- 6
38
10
10 162 , 3
= 3,162.10 11
H 11
14
10 162 , 3
10
= 0,32.10 3 pH 3,5 Không có Mg(OH) 2: Mg2+.OH-2
1,12.10 11
10
10 12 , 1
= 3,35.10 4
H
14
10 35 , 3
10
pH 10,5 Vậy: 3,5 pH 10,5
0.5
0.5
2 Khi chuẩn độ dung dịch A bằng HCl, có thể xảy ra các quá trình sau:
S2- + H+ HS- 1012,9
HS- + H+ H2S 107,02
CH3COO- + H+ CH3COOH 104,76
Tại pH = 4,00:
[HS ] 10 [S ] 10
>>1 [HS-] >> [S2-];
4,00 2
[H S] 10 [HS ] 10
>> 1
[H2S] >> [HS-];
4,00 3
3
[CH COOH] 10 [CH COO ] 10
100,761
0,76 3
[CH COOH]+[CH COO ]1 10 0,8519
Như vậy khi chuẩn độ đến pH = 4,00 thì ion S2- bị trung hòa hoàn toàn thành H2S
và 85,19% CH3COO- đã tham gia phản ứng:
0,10 19,40 = 20,00.(2.0,0442 + 0,8519.C2)
-3
CH COO
C = C2 = 0,010 (M)
0.25
0.25
0.25 0.25 Câu 7 Phản ứng oxi hóa- khử Điện hóa (2 điểm)
1 Sn2+ + 2 Fe3+ Sn4+ + 2 Fe2+
CMcb 0,05-x 0,05-2x x 2x
lgK = 2.(0,77 – 0,15)/ 0,059 = 21 => K = 1021
K rất lớn và nồng độ Fe3+cho phản ứng nhỏ hơn nhiều so với Sn2+ => phản ứng
gần như hoàn toàn 2x0,05
[Fe2+] = 0,05 M; [Sn4+] = 0,025 M; [Sn2+] = 0,025 M; [Fe3+] = M
0.25
0.25
Trang 5K = 2
2
0, 025 0, 05
0, 025. => 1.1021 = 0, 00252
=> = [Fe3+] = 1,58.10-12 M Khi cõn bằng Ecb = 0,77 + 0,059 lg
12
1,58.10
0, 05
= 0,15 + 0, 059
2 lg0, 025
0, 025 = 0,15 V
0.25
0.25
2
Ag + Fe3+ Ag+ + Fe2+
CMcb 0,05 - x x x
lgK = 0, 77 0,80
0, 059
= -0,51 => K = 0,31
Ta cú:
2
x
0, 05x= 0,31 => x = [Ag+] = [Fe2+] = 4,38.10-2 M
[Fe3+] = 6 10-3 M
Ecb = 0,77 + 0,059 lg
3 2
6.10
4, 38.10
= 0,80 + 0,059 lg 4,38.10-2 = 0,72 V
0.5
0.5
Cõu 8 Nhúm Halogen (2 điểm)
1
Gọi cụng thức muối halozen: MR
Theo đầu bài khớ X cú mựi đặc biệt, phản ứng với Pb(NO3)2 tạo kết tủa đen, khớ X
sinh ra do phản ứng của H2SO4 đặc Vậy X là H2S Cỏc phương trỡnh phản ứng:
8MR + 5H2SO4 = 4M2SO4 + 4R2 + H2S + 4H2O (1)
0,8 0,5 0,4 0,4 0,1
H2S + Pb(NO3)2 = PbS + 2HNO3 (2)
0,1 0,1
BaCl2 + M2SO4 = 2MCl2 + BaSO4 (3)
Theo (2): nH2S = nPbS = 23,9: 239 = 0,1(mol)
theo (1): nM2SO4 = 4nH2S = 0,4(mol) = nR2
nH2SO4(pư) = 5nH2S = 0,5(mol)
Khối lượng R2 = 171,2 - 69,6 = 101,6 (g)
Theo (3): nBaSO4 = (1,674 69,6): 233 = 0,5(mol)
Vậy số mol H2SO4 dư: 0,5- 0,4= 0,1(mol)
Nồng độ mol/l của axit là: (0,5+ 0,1): 0,2= 3(M)
Khối lượng m(g)= mM+ mR (với mM= 69,6- 0,4 96= 31,2 gam )
m(g)= 31,2+ (171,2- 69,6)= 132,8(g)
2) Xác định kim loại kiềm và halogen
+ Tỡm Halogen: 101,6 : 0,4 = 2 MR MR = 127 (Iot)
+ Tỡm kim loại: 0,8.(M + 127) = 132,8 MM =39 (Kali)
0.25
0,25
0,25
0.25 0,25 0,25
0.25 0.25 Cõu 9 Nhúm O-S (2 điểm)
3,2
32
Trang 61
- SnS2 là sunfua axit nên tác dụng với (NH4)2S là sunfua bazơ:
SnS2 + (NH4)2S → (NH4)2SnS3 (*)
- SnS là sunfua bazơ nên không tác dụng với (NH4)2S (sunfua bazơ) Tuy nhiên, đối
với dung dịch (NH4)2S2 phản ứng có thể xảy ra vì, trước hết (NH4)2S2 oxi hoá SnS:
SnS + (NH4)2S2 → (NH4)2S + SnS2
sau đó SnS2 tạo thành sẽ phản ứng với (NH4)2S như phản ứng (*)
0.25
0.25
2
3
3
b
Trong 25 ml: 2
4
3
n 5n 5x3, 2x1x10
→ trong 10ml n Fe 2 = 6,4x10-3(mol)
Từ (3) và (4): n Fe 2 = 2
2 3
S O
n = 5,5x1x10-3 = 5,5x10-3(mol)
Từ (3): n Fe 3 =n Fe 2 =5,5x10-3(mol) =2(
3 4
Fe O
2 3
Fe O
n )
Có thể xem Fe3O4 như hỗn hợp Fe2O3.FeO
FeO
n =
3 4
Fe O
n = 6,4x10-3 – 5,5x10-3 = 9x10-4(mol)
2 3
Fe O
n = Fe 3
1
n
2 n Fe O 3 4=1,85x10-3(mol)
Trong 50 ml : nFe O3 4=4,5x10-3(mol) → mFe O3 4=1,044 gam
→ % khối lượng Fe3O4 = 1,044/6 x 100% = 17,4%
2 3
Fe O
n = 9,25x10-3(mol) →mFe O2 3=1,48 gam
→ % khối lượng Fe2O3 = 1,48/6 x 100% = 24,67%
0.5
0,5
0,5 Câu 10 Động học (2 điểm)
Đáp án
2 / 1
3000
693 , 0 t
693 , 0
b) Phản ứng bậc 1 nên từ a a/2 cần t1/2; từ a/2 a/4 cần t1/2 t = 2t1/2 = 2000
giây
2
/
1
1000
693 , 0 t
693
,
0
10 31 , 2
10 93 , 6 k
k k
k
4 4
27 37 27
10
0,5 0.5
0.5
Trang 7d)
300
1 310
1 R
E k
k
27
300
1 310
1 : k
k ln R
27 37
300
1 310
1 : 10 31 , 2
10 93 , 6 ln 314
,
4
84944,92 J/mol 84,945 kJ/mol
0.5 0.25
Nguyễn Thị Hoa, Số điện thoại : 0962402565