DAK LAK - NGUYEN DU - HOA 11

Cho dòng điện 5A đi qua dung dịch muối của axit hữu cơ trong thời gian 19 phút 18 giây.. Kết quả sau quá trình điện phân là trên catot tạo ra 6,21 g một kim loại và trên anot có khí etan

Câu: 1 ( 4điểm)

1.1 Xác định năng lượng ion hoá thứ nhất của nguyên tử silic (Z = 14) ở trạng thái cơ bản Cho: E(n,l) = - 13,6 [Z*(n,l)/n*] 2 ; với Z*:điện tích hiệu dụng ; n*: số lượng tử biểu kiến

1.2 Cho dòng điện 5A đi qua dung dịch muối của axit hữu cơ trong thời gian 19 phút 18 giây Kết quả sau quá trình điện phân là trên catot tạo ra 6,21 g một kim loại và trên anot có khí etan

và khí cacbonic thoát ra

1.2.1 Xác định công thức của muối đã bị điện phân?

1.2.2 Viết phương trình phản ứng xảy ra trên các điện cực?

1.2.3 Tính thể tích khí etan thoát ra ở (đktc)?

Câu: 2 (4điểm)

Kim loại A phản ứng với phi kim B tạo hợp chất C Cho 0,1 mol hợp chất C phản ứng với CO2

dư tạo thành hợp chất D và 2,4g B Hoà tan hoàn toàn D vào nước, dung dịch D phản ứng vừa

đủ 100ml dung dịch HCl 1M giải phóng 1,12 lít khí CO2 (đktc) Hãy xác định A, B, C, D và viết phương trình phản ứng xảy ra Biết hợp chất C chứa 45,07% B theo khối lượng ; hợp chất

D không bị phân tích khi nóng chảy

Câu: 3 (4điểm)

Ở 8200C cho Kp các cân bằng sau:

(1) CaCO3 CaO + CO2 Kp = 0,2

(2) MgCO3 MgO + CO2 Kp = 0,4

Người ta đưa 1mol CaO; 1mol MgO và 3mol CO2 vào một xilanh có thể tích rất lớn, ban đầu là chân không và giữ ở 8200C Nhờ một pittong nén từ từ thể tích trong xilanh Xác định thể tích của CO2 khi bắt đầu và chấm dứt mỗi cân bằng?

Câu: 4 ( 4điểm)

Dung dịch A là dung dịch CaCl2 trong nước có nồng độ 1,780g/l Dung dịch B là dung dịch Na2CO3 trong nước có nồng độ 1,700g/l

(Cho: pKa1(H2CO3) = 6,37 ; pKa2(H2CO3) = 10,33 )

4.1 Hãy tính giá trị pH của dung dịch B

4.2 Trộn 100ml dung dịch A với 100ml dung dịch B tạo ra dung dịch C Dung dịch C được chỉnh đến pH = 10 Hãy tính toán để kết luận có kết tủa nào tạo thành?

(Cho T Ca(OH)2 = 6,46.10-6 mol3.l-3 ; T CaCO3 = 3,31.10-9mol2.l-2 )

Câu:5 ( 4điểm)

5.1 3-Metylbuten-1 tác dụng với axit bromhidric tạo ra 6 sản phẩm trong đó có A là 2-brom-3-metylbutan và B là 2-brom-2-metylbutan Bằng cơ chế phản ứng hãy giải thích sự tạo thành 2 sản phẩm A, B?

5.2 Viết các phương trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hoá sau ( các chất từ A, B, …G2 ) là các hợp chất hữu cơ viết dưới dạng cấu tạo

E1 + E2

C6H5CH3 → A → B → C → D 

G1 + G2 5.3 Một hợp chất hữu cơ A chỉ chứa một nguyên tử oxi trong phân tử Phân tử A có chứa 79,59%C ; 12,25%H ; còn lại là oxi Ozon phân A thu được HOCH2CH=O ; CH3CH2CH2COCH3 và CH3CH2COCH2CH2CH=O Nếu cho A tác dụng với brom theo tỉ lệ mol

Cl 2 (1 mol )

as

Mg 1) etilen oxit H 2 SO 4

15 0 C

(1 mol) (1 mol)

Fe

1:1 rồi mới ozon phân sản phẩm chính sinh ra, thì thu được hai sản phẩm hữu cơ trong đó có một xeton Đun nóng A với dung dịch axit dễ dàng thu được sản phẩm B có cùng phân tử như

A, song khi ozon phân B chỉ cho một sản phẩm hữu cơ duy nhất

5.3.1 Xác định công thức cấu tạo và gọi tên A?

5.3.2 Tìm công thức cấu tạo của B và viết cơ chế của phản ứng chuyển hoá A thành B?

ĐÁP ÁN:

Câu1: (4điểm)

1.1(1điểm)

Ở trạng thái cơ bản cấu hình e của:

Si(Z = 14) là: 1s22s22p63s23p2

Của ion Si+ là: 1s22s22p63s23p1

Với σ3s = σ3p = (2.1)+(8.0,85)+(3.0,35) = 9,85

Điện tích hiệu dụng tác dụng lên các electron này là: Z* 3s = Z * 3p = 14-9,85 = 4,15

⇒ E3s = E3p = -13,6(4,15/3)2 = -26,02 eV

Trong ion Si+:

Với σ3s = σ3p = (2.1)+(8.0,85)+(2.0,35) = 9,5

Z* 3s = Z * 3p = 14 -9,5 = 4,5

⇒ E3s = E3p = -13,6(4,5/3)2 = -30,6 eV

⇒ EI = E(Si+)- E(Si) = 3.(-30,6)-4.(-26,02) = 12,3 eV (1điểm)

1.2.(3 điểm)

1.2.1(1điểm)

Số mol e trao đổi = It:F = 5.(19.60+18):96500 = 0,06mol

Ở catot xảy ra quá trình sau: Mn+ + ne → M0 (0,5điểm)

0,06mol 0,06/n mol

M = 6,21.n:0,06 = 103,5.n

n = 1 ⇒ M = 103,5 (loại)

n = 2 ⇒ M = 207 (Pb)

Vậy công thức phân tử của muối bị điện phân là (CH3COO)2Pb

1.2.2.(1,5 điểm) Phương trình phản ứng xảy ra trên các điện cực:

Catot: Pb2+, H+(H2O)

Pb2+ + 2e → Pb

Anot: CH3COO-, OH-(H2O)

2CH3COO- - 2e → 2CH3COO•

2 CH3COO- - 2e → CH3CH3 + 2CO2

ptđp: (CH3COO)2Pb → Pb + CH3CH3 + 2CO2

1.2.3 (0,5điểm)

Theo ptđp ta có: Số mol Pb = Số mol CH3CH3 = ½ Số mol e = 0,06:2 = 0,03 mol

Vậy thể tích etan thu được là : 0,03.22,4 = 0,672 lít (0,5điểm)

Br

-Câu 2: (4điểm)

Số mol HCl = 0,1.1 = 0,1mol

Số mol H+ : Số mol CO2 = 2:1 ⇒ Hợp chất D là muối CO32-

Mặt khác D không bị phân tích khi nóng chảy ⇒ D cacbonat kim loại kiềm

2H+ + CO32- = H2O + CO2

C + CO2 = D + B ⇒ C peoxit hoặc supeoxit (1điểm)

B là oxi

Đặt công thức hoá học của C là MxOy

Lượng oxi có trong 0,1mol C(MxOy) là : 16.0,05+2,4 = 3,2 g

Khối lượng của 0,1mol C là = 3,2.100:45,07 = 7,1g (1điểm)

⇒ Mc = 7,1:0,1 = 71 g/mol

⇒ Khối lượng của kim loại M trong MxOy = 7,1- 3,2 = 3,9 g

Ta có: x : y = 3,9/ M : 3,2/ 16 ⇒ M = 39

Vậy: A là Kali ( K )

C là KO2

D là K2CO3

Các phương trình:

4KO2 + 2CO2 → 2K2CO3 + 3O2

K2CO3 + 2HCl → 2KCl + CO2 + H2O

Câu 3: (4điểm)

Khi P(CO2 ) < 0,2 atm ⇒ không có phản ứng xảy ra

Khi P(CO2 ) = 0,2 atm

V1 = n.RT/P = 3.22,4.(273+820):273.0,2 = 1345,23 lít (0,5điểm)

Khi P(CO2 ) = 0,2 atm, cân bằng sau xảy ra: CaO + CO2 CaCO3 (1)

Khi V giảm, P(CO2 ) không thay đổi, do CO2 tham gia vào cân bằng (1), đến khi CaO hết 1 mol thì CO2 tiêu thụ hết 1mol ⇒ CO2 còn 2 mol

Khi 0,2 atm < P (CO2 ) < 0,4 atm không có phản ứng hoá học xảy ra

Khi P ( CO2 ) = 0,4 atm

Khi P ( CO2 ) = 0,4 atm cân bằng sau xảy ra: MgO + CO2 MgCO3 (2)

Khi V giảm , P (CO2 ) không thay đổi do CO2 tham gia vào cân bằng (2) đến khi MgO tiêu thụ hết 1mol, CO2 tiêu thụ hết 1mol ⇒ CO2 còn lại 1mol

Vậy : 896,82 lít < V < 1345,23 lít ⇒ cân bằng (1) xảy ra

448,41 lít < V < 896,82 lít ⇒ không có phản ứng xảy ra (1điểm) 224,20 lít < V < 448,41 lít ⇒ cân bằng (2) xảy ra

Câu 4 (4điểm)

4.1 (2điểm)

[HCO3-] [OH-]

Kb2 = Kb2 = 10-14:10-10,35 = 2,14.10-4

[CO32-] Kb1 =2,34.10-8

Vì: Kb2 >> Kb1 do đó ta chỉ xét sự proton hoá một nấc của CO32- (1điểm)

CO32- + H2O HCO3- + OH- Kb2

[ ] C0 – x mol/l x mol/l x mol/l

C0(Na2CO3) = 1,700 g.l-1 : 106 g.mol-1 = 0,016 mol.l-1

⇒ x2 : (0,016 – x) = 2,14.10-4 ⇒ x = 1,75.10-3 ⇒ pH = 11,3 (1điểm)

4.2 (2điểm)

Sau khi trộn dung dịch A với dung dịch B ta có:

C0 (Na2CO3) = 1,700 g.l-1 : 2.106 g.mol-1 = 0,008 mol.l-1

C0 (CaCl2) = 1,780 g.l-1 : 2.111 g.mol-1 = 0,008 mol.l-1

Ta có : [OH-]2 [Ca2+] = (10-4)2.8.10-3 = 8.10-11 mol3l-3 < 6,46.10-6 mol3l-3

Vậy không có kết tủa Ca(OH)2 xuất hiện (1điểm)

Ta có :

[HCO3-] [OH-]

Kb2 = ⇒ [HCO3-] = Kb2 [CO32-] : [OH-]

[CO32-] = 2,14 [CO32-]

[HCO3-] + [CO32-] = C0 (Na2CO3) = 0,008 mol.l-1

⇒ [CO32-] = 2,55.10-3 mol.l-1

⇒ [Ca2+] = 8.10-3 mol.l-1

⇒ [Ca2+] [CO32-] = 8.10-3 2,55.10-3 = 2,04.10-5 mol2l-2 > 3,31.10-9 mol2l-2

Câu 5:(4 điểm)

5.1 (1điểm) →(CH3)2CHCH2+CH2 (I)

(CH3)2CHCH=CH2 (0,5điểm) →(CH3)2CH +CHCH3 (II) →

(CH3)2 +CH CHCH3 (III) (II) → (CH3)2CHCHBrCH3 (A)

5.2 (1 điểm)

C6H5CH2CH2CH2OH → + H2O

+ Br2 → + HBr

+ Br2 → + HBr

5.3(2điểm)

5.3.1(1,5điểm)

Ta có: C : H : O = 79,59/12 : 12,25/1 : 8,16/16 = 13: 24: 1

Vậy công thức phân tử của A là C13H24O (0,5điểm)

Từ sản phẩm ozon phân ta tìm ra 2 công thức cấu tạo có thể có :

H+

Ch.vi

Br

-as Ete khan 1) oxit etilen 2) H3O+ H2SO4, 150C

as

Fe

Fe

Br

Br

Br

Br

-as

Br

CH3CH2CH2C(CH3)=CHCH2CH2C(CH2CH3)=CHCH2OH (A1)

CH3CH2CH2C(CH3)=C(CH2CH3)CH2CH2CH=CHCH2OH (A2) (0,5điểm)

Từ phản ứng brom hoá rồi ozon phân suy ra (A1) phù hợp

Vì:

(A1) → CH3CH2CH2C(CH3)BrCHBrCH2CH2C(CH2CH3)=CHCH2OH → Xeton + HOCH2CH=O

(A2) →CH3CH2CH2C(CH3)BrC(CH2CH3)BrCH2CH2CH=CHCH2OH →

Tên của A: 3-etyl-7-metyldeca-2,6-dien-1-ol (0,5 điểm) 5.3.2(0,5điểm)

B phải là hợp chất mạch vòng có chứa 1 nối đôi , B sinh ra từ A do phản ứng đóng vòng

+

+ (A)

→ (0,5điểm)

(B)

-o0o -Người biên soạn: Nguyễn Trí OH

H+, t0C

- H2O

H2O

- H+

CH2OH

CH2

Br2

1:1

Br2

1:1

Ozon phân

Ozon phân