Liờn kết được hỡnh thành do sự xen phủ obitan lai húa sp của C với obitan 2p của O.. Vỡ vậy năng lượng liờn kết trong phõn tử CO lớn hơn năng lượng liờn kết trong N2.. Phõn tử CO, N2 l
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
1 = - 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 lượng của electron được tính theo công thức
E3 (Li3+ ) = - 13,6 2
2
n
Z
E3 (Li3+ ) =-13,6 2
2 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 và 2 liờn kết , đều được hỡnh thành do sự xen phủ 2 obitan 2p của nguyờn tử N
Ở phõn tử CO cũng cú 1 liờn kết và 2 liờn kết Hai liờn kết được hỡnh thành do sự xen phủ 2 obitan 2p (trong đú cú 1 liờn kết cho ngược từ O
C làm giảm mật độ electron trờn O) Liờn kết 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 trong CO bền hơn liờn kết 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
0,5
π
π
σ
π
π
σ
Trang 2Phõn tử CO cú cặp electron chưa tham gia liờn kết nằm trờn obitan lai húa
sp 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 =
V A N
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) 0,192 83 2436004,6.1010 = 6,334.1016 phõn ró;
b) 88Ra226 82Pb214 + 3 2He4
số nguyờn tử He sinh ra: 1,90.1017 nguyờn tử He
1,0
2 U
238
tự phóng xạ tạo ra đồng vị bền 92Pbx cùng với ba loại hạt cơ bản:
2 4, -1o và oo
Theo định luật bảo toàn khối lượng: x = 238 4 8 = 206 Vậy có
82Pb206
Theo định luật bảo toàn điện tích :[ 92 – (82 + 2 8)] / (1) = 6
Vậy có 6 hạt -1o
Do đó phương trình chung của quá trình này là:
92U238 82Pb206 + 8 He + 6
1,0
Trang 34 2,0
a) H0 = 45,9 20,4 ( 156,9 ) = 90,6 kJ
S0 = 192,6 + 205,6 113,4 = 284,8 J/K
G0 = H0 T S0 = 90600 298,15 284,8 = 5729,6 J
0,5
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 25
O
C 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 Mg 2+ + 2OH Ks = 1011 [Mg2+][OH]2 =
1011
Fe(OH)3 Fe 3+ + 3OH Ks = 1039 [Fe3+][OH]3 = 1039
1,0
Trang 4Để kết tủa Mg(OH)2 thì [OH]
11 3
10 10
= 104
Để kết tủa Fe(OH)3 thì [OH]
39 3 3
10 10
= 1012 1012 < 104 Fe(OH)3 kết tủa trước
* Khi Mg(OH)2 bắt đầu kết tủa thì [OH] trong dung dịch
=
11 3
10 10
= 104
[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) = Eophải- Eotrái = 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 = 6,2.1056 (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
E pin o 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
1,0
Trang 5b) NaClO + KI + H2O→ NaCl + I2 + KOH
Sự khử: Cl+1 + 2e → Cl-
Sự oxi hóa: 2I- -2e → I2
NaClO + 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 H2 + 2OH
ClO3- + H2O ClO4- + H2 Phản ứng phụ: anot: H2O - 2e 2H+ +
2
1
O2 catot: 2H2O + 2e H2 + 2OH
H2O
2
1
O2 + H2
1,0
2 M KClO4 138,5 g/mol
mol 4 , 2 551 , 138
52 , 332 n
4 KClO
q = I.t = 2,4.F.100/60 = 8F = 772000 C Khí ở catot là hidro: n
2
mol F
F
4 /
2
8
V 2
H = nRT/P = 97,7 lít Khí ở anot là oxi: điện lượng tạo ra O2 = 8 F 0,4 = 3,2 F
n 2
O = 3,2F/4F = 0,8 mol V
2
O = 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)
1,0
Trang 6FeS2 + H2SO4 → FeSO4 + S↓ + H2S (5)
+ Khớ D gồm: CO2 và H2S; cỏc chất cũn lại gồm:FeSO4, Fe2(SO4)3, H2SO4
dư và S, khi tỏc 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 khụng khớ thỡ chỉ cú phản 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
Trước 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 phương trình động học (định luật tốc độ) của phản ứng:
vpư = 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 vpư = 1/4 vphân huỷ Hb (2)
Vậy ta có liên hệ: vpư = 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 được là
Thí nghiệm
số Nồng độ (mol l
-1 ) Tốc độ phân huỷ Hb
(mol 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 phương trình (3):
Trang 7* v2/ v1 = ( 2,50 / 2,50 ) x
( 2,50 / 1,50 ) y
= 1 (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 phương trình động học (định luật tốc độ) của phản ứng:
vpư = k CHbCCO (4)
Để tính hằng số tốc độ phản ứng k , từ (4) ta có:
k = vpư / 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
đưa vào phương trình (5), ta tính được k:
k = 0,07 (mol l-1
.s-1 )
Đưa giỏ trị của k vừa tính được, nồng độ các chất mà đề bài đã cho vào
phương trình (4) để tính vpư:
vpư = 0,07 1,30 3,20 = 0,2912 (mol l-1 .s-1)
1,0
0,5
0,5
Người ra đề: Nguyễn Hồng Thư
ĐT: 0985340575