Dap An - NO

Có hai biến thiên bất thường xảy ra ở đây là: - Từ IIA qua IIIA, năng lượng I1 giảm do có sự chuyển từ cấu hình bền ns 2 qua cấu hình kém bền hơn ns 2 np 1electron p chịu ảnh hưởng chắn

Câu I (4 điểm)

1 Năng lượng ion hóa thứ nhất (I1 - kJ/mol) của các nguyên tố chu kỳ 2 có giá trị (không theo trật tự)

1402, 1314, 520, 899, 2081, 801, 1086, 1681 Gán các giá trị này cho các nguyên tố tương ứng Giải thích

2 Hoạt tính phóng xạ của đồng vị 210 Po

84 giảm đi 6,85 % sau 14 ngày Xác định hằng số tốc độ của quá trình phân rã, chu kỳ bán hủy và thời gian để cho nó bị phân rã 90 %

3 Mạng lưới tinh thể của KCl giống như mạng lưới tinh thể của NaCl Ở 18oC, khối lượng riêng của KCl bằng 1,9893 g/cm3, độ dài cạnh ô mạng cơ sở (xác định bằng thực nghiệm) là 6,29082 Å Dùng các giá trị của nguyên tử khối để xác định số Avogadro Cho biết K = 39,098; Cl = 35,453

1 Giá trị năng lượng ion hóa tương ứng với các nguyên tố:

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA

2s1 2s2 2p1 2p2 2p3 2p4 2p5 2p6

I1 (kJ/mol) 520 899 801 1086 1402 1314 1681 2081

Nhìn chung từ trái qua phải trong một chu kỳ năng lượng ion hóa I1 tăng dần, phù hợp với

sự biến thiên nhỏ dần của bán kính nguyên tử

Có hai biến thiên bất thường xảy ra ở đây là:

- Từ IIA qua IIIA, năng lượng I1 giảm do có sự chuyển từ cấu hình bền ns 2 qua cấu hình

kém bền hơn ns 2 np 1(electron p chịu ảnh hưởng chắn của các electron s nên liên kết với

hạt nhân kém bền chặt hơn)

- Từ VA qua VIA, năng lượng I1 giảm do có sự chuyển từ cấu hình bền ns 2 np 3 qua cấu

hình kém bền hơn ns 2 np 4 (trong p3 chỉ có các electron độc thân, p4 có một cặp ghép đôi,

xuất hiện lực đẩy giữa các electron)

1,00

100 ln

14

1 k kt m

m

ln

t

−

=

⇒

137 00507 , 0

693 , 0

100 ln

00507 , 0

1

−

3 Xét một ô mạng cơ sở:

Trong một ô mạng cơ sở có số ion K+ (hoặc Cl-) là: 8× 81

+ 6× 21

= 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: 1,5053.1023×4 = 6,0212.1023

Do đó, số Avogadro theo kết quả thực nghiệm trên là 6,0212.10 23

2,00

Câu II (4 điểm)

1 Tính nhiệt hình thành của ion clorua (Cl-) dựa trên các dữ liệu:

Nhiệt hình thành HCl (k): Ho 92,2

Nhiệt hình thành ion hidro (H+): Ho 0

2 =

HCl (k) + aq → H+ (aq) + Cl- (aq) H o 75 , 13

3 = −

2 Cân bằng: N2 (k) + 3H2 (k)  2NH3 (k)

sẽ chuyển dịch chiều nào khi (a) thêm Ar vào hỗn hợp cân bằng nhưng giữ cho thể tích không đổi; (b) thêm Ar vào hỗn hợp cân bằng nhưng giữ cho áp suất không đổi?

3 Cho cân bằng hóa học sau: N2O4 (k)⇌ 2NO2 (k) (1)

Thực nghiệm cho biết khối lượng mol phân tử trung bình của hai khí trên ở 35oC bằng 72,45 g/mol

và ở 45oC bằng 66,80 g/mol

(a) Tính độ phân li của N2O4 ở mỗi nhiệt độ trên?

(b) Tính hằng số cân bằng KP của (1) ở mỗi nhiệt độ trên? Biết P = 1 atm

(c) Cho biết theo chiều nghịch, phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt?

1 Từ giả thiết:

2

1

H2 (k) +

2

1

Cl2 (k) → HCl (k) Ho 92,2

2

1

H2 (k) + aq → H+ (aq) + e Ho 0

2 =

HCl (k) + aq → H+ (aq) + Cl- (aq) H o 75 , 13

3 = −

Lấy (1) - (2) + (3) ta có:

2

1

Cl2 (k) + aq + e → Cl- (aq) o

x

H

∆ kJ/mol

=

− +

−

−

=

∆ Hox ( 92 , 2 kJ / mol ) ( 0 kJ / mol ) ( 75 , 13 kJ / mol ) -167,33 kJ/mol

1,00

2 (a) Ta có:

2 n

2 3

H N

2 NH 3

H N

2 NH P

RT

V K RT

V n n

n P

P

P K

2 2 3

2 2











=













=

=

Vì V, KP và T = const nên const

n n

n

H N

2 NH n

2 2

3 =

= Như vậy có sự tăng áp suất của hệ nhưng không có sự chuyển dịch cân bằng

(b)

2 n

P

RT

V K











=

Với T, P và Kp = const, khi thêm Ar đã làm V tăng nên Kn phải giảm Sự thêm agon đã

làm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch (chiều làm phân li NH3)

1,00

2

3 Xét cân bằng: N2O4 (k) ⇌ 2NO2 (k) (1)

(a) Gọi a là số mol của N2O4 có trong 1 mol hỗn hợp ⇒ số mol NO2 trong 1 mol hỗn

hợp là (1 - a) mol

Ở 350 C có M= 72,45 g/mol = 92a + 46(1 - a)

⇒ a = 0,575 mol = nN2O4 và nNO2 = 0,425 mol

N2O4 (k)⇌ 2NO2 (k) Ban đầu x 0

Phản ứng 0,2125 0,425

Cân bằng x - 0,2125 0,425

x - 0,2125 = 0,575⇒ x = 0,7875 mol , vậy α= ×100 %=

7875 , 0

2125 , 0

26,98%

0,50

Ở 450 C có M= 66,80 g/mol = 92a + 46(1 - a)

⇒a = 0,4521mol = nN2O4 và nNO2 = 0,5479 mol

N2O4(k) ⇌ 2NO2(k)

Ban đầu x 0

Phản ứng 0,27395 0,5479

Cân bằng x - 0,27395 0,5479

x - 0,27395 = 0,4521⇒ x = 0,72605 mol , vậy α= ×100 %=

72605 , 0

27395 , 0

37,73%

0,50

n

n P

hh

NO

n

n P

hh

O N O

N2 4 = 2 4 và P = 1 atm

575 , 0

) 425 , 0 ( P

) P ( K

2 O

N

2 NO P

4 2

4521 , 0

) 5479 , 0 ( P

) P ( K

2 O

N

2 NO P

4 2

0,50

(c) Từ kết quả thực nghiệm ta thấy, khi nhiệt độ tăng từ 350C lên 450C thìα tăng Có

nghĩa khi nhiệt độ tăng cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận Vậy theo chiều thuận

phản ứng thu nhiệt, nên theo chiều nghịch phản ứng tỏa nhiệt.

0,50

Câu III (4 điểm)

1 Trộn 15,00 mL dung dịch CH3COONa 0,030 M với 30,00 mL dung dịch HCOONa 0,15 M Tính pH của dung dịch thu được Biết pKa (CH3COOH) = 4,76 và pKa (HCOOH) = 3,75

2 Tính nồng độ ion H+ đủ để làm giảm nồng độ Ag(NH3)2+ 0,10 M xuống còn 1,0.10-8 M Biết pKb

(NH3) = 4,76 và hằng số bền β [Ag(NH3)2+] = 7,24

3 Xét dung dịch CaCl2 0,01M (dung dịch A) Thêm 0,02 mol SO2 vào 1 lit dung dịch A Cần áp đặt pH bằng bao nhiêu để bắt đầu xuất hiện kết tủa CaSO3? Biết rằng với “axit sufurơ” pKa1 =

2, pKa2 = 7 và TCa SO 10 4

3

−

= (Giả thiết thể tích dung dịch không thay đổi.)

45

15 03 , 0

-3 CO O

45

30 15 , 0

C HCO O - = × = Các cân bằng:

H2O ⇌ H+ + OH- K w = 10-14 (1)

CH3COO- + H2O ⇌ CH3COOH + OH- K b = 10-9,24(2)

HCOO- + H2O ⇌ HCOOH + OH- K b’ = 10-10,25 (3)

' b 24 , 11 O

CO CH

-3

−

− ≈ × =

=

theo một cân bằng

Điều kiện proton: h = [H+] = [OH-] - [CH3COOH] - [HCOOH]

] O HCO [ ) K ( ] O CO CH [ K 1

K

-a

-3

1 a

w

−

+

Chấp nhận [CH3COO-]o = 0,010; [HCOO-]o = 0,10 và thay vào (4) để tính h1:

9 1

75 , 3 2 76 , 4

14

10 10 10 10 1

10

+ +

=

Từ giá trị h1 tính lại [CH3COO-]1 và [HCOO-]1 theo các biểu thức:

o

-3 9

76 , 4

76 , 4 1

10 96 , 2 10

10 010

, 0 ] O CO

CH

+

o -9

75 , 3

75 , 3 1

10 96 , 2 10

10 10

, 0 ] O

HCO

+

Kết quả lập lại Vậy h = 2,96.10-9 = 10-8,53⇒ pH = 8,5

2,00

2 Do [Ag(NH3)2+] = 1,0.10-8 M << 0,10 M, suy ra phức bị phân hủy hoàn toàn Hơn nữa

môi trường axit, nên có thể bỏ qua quá trình tạo phức hidroxo của Ag+ Phản ứng

phân hủy phức:

4

Ag(NH3)2+ + 2H+⇌ Ag+ + 2NH4+ K = 10-7,24.(109,24)2 = 1011,24

Co 0,1 C

Co - C – 0,2 0,1 0,2

Vì môi trường axit và K NH 10 9,24

4

−

=

+ nhỏ nên sự phân li của NH4+ có thể bỏ qua Xét cân bằng:

Ag+ + 2NH4+⇌ Ag(NH3)2+ + 2H+ K-1 = 10-11,24

C 0,1 0,2 C – 0,2

[] 0,1-10-8 0,2 - 2.10-8 10-8 C-0,2 + 2.10-8

M 2015 , 0 C 10

) 2

,

0

.(

1

,

0

10 )

2

,

0

C

2

8 2

=

⇒

=

1,00

3 SO2 + H2O  H+ + HSO3- K1 = 10-2 (1)

HSO3- H+ + SO32- K2 = 10-7 (2)

Để quan sát được sự bắt đầu kết tủa CaSO3 thì:

) M ( 01 , 0 ] Ca [

T

SO2 CaSO2

Nồng độ SO32- trong dung dịch không nhỏ nên trong dung dịch coi như không

tồn tại SO2

⇒ [HSO3-] = (0,02M) – (0,01M) = 0,01 (M)

] SO [

] HSO [ K ] H

2 3

3

−

− + = = , ⇒ pH = -lg[H+] = 7

Vậy cần áp đặt pH = 7 để quan sát được sự bắt đầu kết tủa của CaSO3

1,00

Câu IV (4 điểm)

1 Cho 6,000 g mẫu chất chứa Fe3O4, Fe2O3 và các tạp chất trơ Hòa tan mẫu vào lượng dư dung dịch KI trong môi trường axit (khử tất cả sắt thành Fe2+) tạo ra dung dịch A Pha loãng dung dịch A đến thể tích 50 mL Lượng I2 có trong 10 mL dung dịch A phản ứng vừa đủ với 5,500 mL dung dịch Na2S2O3

1,00M (sinh ra S4O62-) Lấy 25 mL mẫu dung dịch A khác, chiết tách I2, lượng Fe2+ trong dung dịch còn lại phản ứng vừa đủ với 3,20 mL dung dịch MnO4- 1,000M trong H2SO4

(a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra (dạng phương trình ion thu gọn)

(b) Tính phần trăm khối lượng Fe3O4 và Fe2O3 trong mẫu ban đầu

2 Tính nồng độ ban đầu của HSO4- (Ka = 10-2), biết giá trị sức điện động của pin:

PtI- 0,1 M; I3- 0,02 MMnO4- 0,05 M, Mn2+ 0,01 M, HSO4- C MPt

ở 25oC đo được bằng 0,824 V Cho EoMnO / Mn 2 1,51V

1 (a) Phương trình phản ứng:

Fe3O4 + 2I- + 8H+ → 3Fe2+ + I2 +4H2O (1)

Fe2O3 + 2I- + 6H+ → 2Fe2+ + I2 +3H2O (2)

2S2O32- + I2 → S4O62- + 2I- (3)

5Fe2+ + MnO4- + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (4)

(b) (3) ⇒ 0 , 0055 1 0 , 00275 mol

2

1 n

2

1

2

2 ( 3 ) = S O − = × = (4) ⇒ n n 5 0,0032 1 0,016mol

4

2 ( 4 ) MnO

Đặt số mol Fe3O4 và Fe2O3 lần lượt là x và y ta có:













=

=

⇒

=

×

=

+

=

×

= +

00925 , 0 y

0045 , 0 x 01375 , 0 5 00275 ,

0

y

x

032 , 0 2 016 , 0 y

x

% 4 , 17

% 100 000

, 6

232 0045 , 0 m

000 , 6

160 00925 , 0 m

2,00

2 Ở điện cực phải: MnO4- + 8H+ + 5e ⇌ Mn2+ + 4H2O

Ở điện cực trái: 3I-⇌ I3- + 2e

01 , 0

] H [ 05 , 0 lg 5

059 , 0 51 , 1 ]

Mn [

] H ][

MnO [ lg 5

059 , 0 E

E

8 2

8 4

o

Mn / MnO

4

+ +

+

−

+

= +

= − +

V 574 , 0 ) 1 , 0 (

02 , 0 lg 2

059 , 0 5355 , 0 ] I

] I lg 2

059 , 0 E

I 3

/

I

E

Δ = Ephải - Etrái⇔ 0,824 = 1,51 +

5

059 , 0

lg(5[H+]8) – 0,574, suy ra h = [H+] = 0,053 M

H2SO4-⇌ H+ + SO42- Ka = 10-2

[] C – h h h

K

h K h C

h

a

2 a

2

= +

⇒

=

− Thay h = 0,053; Ka = 1,0.10-2⇒ C 0 , 334 M

4

HSO − =

2,00

Câu V (4 điểm)

1 Trong công nghiệp, brom được điều chế từ nước biển theo quy trình như sau: Cho một lượng dung dịch H2SO4 vào một lượng nước biển, tiếp theo sục khí clo vào dung dịch mới thu được (1), sau đó dùng không khí lôi cuốn hơi brom vào dung dịch Na2CO3 tới bão hòa brom (2) Cuối cùng cho H2SO4

vào dung dịch đã bão hòa brom (3), thu hơi brom rồi hóa lỏng

6

(a) Hãy viết các phương trình hóa học chính xảy ra trong các quá trình (1), (2), (3).

(b) Nhận xét về mối quan hệ giữa phản ứng xảy ra ở (2) và (3)

2 Thực tế khoáng pirit có thể coi là hỗn hợp của FeS2 và FeS Khi xử lí một mẫu khoáng pirit bằng brom trong dung dịch KOH dư người ta thu được kết tủa đỏ nâu A và dung dịch B Nung kết tủa B đến khối lượng không đổi thu được 0,2g chất rắn Thêm lượng dư dung dịch BaCl2 vào dung dịch B thì thu được 1,1087g kết tủa trắng không tan trong axit

(a) Viết các phương trình phản ứng

(b) Xác định công thức tổng của pirit

(c) Tính khối lượng brom theo lí thuyết cần để oxi hóa mẫu khoáng

1 (a) Các phương trình phản ứng:

Cl2 + 2NaBr   → H + 2NaCl + Br2 (1)

3Br2 + 3Na2CO3→ 5NaBr + NaBrO3 + 3CO2 (2)

5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4→ 3Na2SO4 + 3Br2 + 3H2O (3)

1,50

(b) (2) và (3) là các phản ứng thuận và nghịch của cân bằng:

3Br2+ 6OH- OH 5Br- + BrO3- + 3H2O

-H +

0,50

2 (a) Phương trình phản ứng:

2FeS2 + 15Br2 + 38OH- → 2Fe(OH)3 + 4SO42- + 30Br- + 16H2O (1)

2FeS + 9Br2 + 22OH- → 2Fe(OH)3 + 2SO42- + 18Br- + 8H2O (2)

2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O (3)

Ba2+ + SO42- → BaSO4 (4)

(b) Công thức:

mol 10 5 , 2 160

2 , 0 2 n

n , mol 10 75 , 4 233

1087 ,1 n

O Fe Fe

3 SO

Ba

−

=

=

=

9 , 1 : 1 10 75 , 4 : 10 5 , 2 n

:

S

⇒ công thức FeS1,9

(c) Gọi số mol FeS2 và FeS lần lượt là x và y ta có:







=

=







⇒

=

+

=

+

−

−

−

−

3

3 3

3

10 25 , 0 y

10 25 , 2 x 10

75 , 4 y

x

10 5 , 2 y

x

g 88 , 2 160 10

25 , 0 2

9 10 25 , 2 2

15









 × + ×

2,00