b Aïp suất riêng phần của mỗi chất khi phản ứng cân bằng.. c Nếu hạ áp suất hệ xuống dưới 1 atm thì sự phân huỷ NOCl tăng hay giảm?. bTính hằng số cân bằng của phản ứng trên ì c Tính nồn
Trang 1Í ĐỀ DỰ THI OLYMPIC 30 - 4 LỚP 11
(Trường THPT chuyên Lê Quí Đôn Quảng Trị )
Câu I (4 điểm)
1) NOCl bị phân huỷ theo phản ứng : 2NOCl (K) ↔ 2NO (K) + Cl2 (K) Lúc đầu chỉ có NOCl khi cân bằng ở 5000K có 27% NOCl bị phân huỷ và áp suất tổng cộng của hệ là 1atm Hãy tính ở 5000K
a) KP và ∆G0 của phản ứng
b) Aïp suất riêng phần của mỗi chất khi phản ứng cân bằng c) Nếu hạ áp suất hệ xuống dưới 1 atm thì sự phân huỷ NOCl tăng hay giảm ? Vì sao ?
CaO, NH4Cl Lượng các chất trước và sau khi tách không thay đổi
Câu II (4điểm).
Một dung dịch chứa CuSO4 0,1M , NaCl 0,2 M , Cu dư , CuCl dư
a) Chứng minh rằng xảy ra phản ứng sau ở 250C Cu + Cu2+ + 2
Cl- ↔ 2CuCl
b)Tính hằng số cân bằng của phản ứng trên
ì c) Tính nồng độ cân bằng của Cu2+ , Cl-
Biết Tt CuCl = 10-7 E0 Cu2+/Cu+ = 0,15V E0 Cu+/Cu = 0,52V
Câu III (4điểm).
Cho một lượng nhỏ chất hữu cơ A (thể tích không đáng kể ) vào một bình kín dung tích không đổi chứa oxi vừa đủ để đốït cháy hết A Đốt hoàn toàn A , áp suất trong bình sau phản ứng gấp 24/11 áp suất trước phản ứng ( các áp suất đo cùng nhiệt độ 136,50C ) Sản phẩm thu được khí CO2 , hơi nước và đơn chất X có tỷ khối so với hiđro là 13,75 , trong đó VCO 2/ V H2O = 4/7
Xác định công thức phân tử , công thức cấu tạo của A Biết MA <
100 đvC và số mol oxi phản ứng bằng 1/2 tổng số mol CO2 và H2O tạo thành , A phản ứng với cả dung dịch NaOH và HCl Viết các phương trình phản ứng
Câu IV (4điểm).
Dung dịch X chứa CuSO4 , HCl , Fe2(SO4)3 Lấy 400 ml X đem điện phân diện cực trơ I = 7,72 Ampe Khi catot thu được 5,12 gam một kim loại duy nhất thì dừng lại Khi đó ở anot có 2,24 lit một chất khí duy nhất thoát ra (đktc) Dung dịch sau điện phân tác dụng vừa đủ với 1,25 lit dung dịch Ba(OH)2 0,2 M và đun nóng trong không khí cho phản ứng hoàn toàn thu được 56,76 gam kết tủa a) Tính thời gian điện phân
b) b) Tính nồng độ mol/l cácchất trong dung dịch X
Câu V (4điểm).
1) Trộn 10 cm3 một hidrocacbon A ở thể khí với một lượng khí oxi
dư rồi đốt cháy hoàn toàn
Sau khi làm lạnh rồi đưa sán phẩm cháy về nhiệt độ ban đầu thì thể tích giảm 30 cm3 so với trước thí nghiệm Nếu dẫn tiếp qua dung dịch KOH dư thí giảm tiếp thêm 40 cm3 nữa Xác định công thức phân tử , viết công thức cấu tạo các đồng phân cúa A
2) Nạp một hỗn hợp khí X gồm một hidrocacbon A và oxi dư theo
tỉ lệ thể tích 1: 4 vào khí nhiên kế Sau khi cho nổ và ngưng tụ hơi nước rồi đưa về nhiệt độ ban đầu thì thu được hỗn hợp khí Y có áp suất giảm còn một nửa so với áp suất của hỡn hợp X
a) Xác định công thức phân tử của X
Trang 2b ) Tính số mol hỗn hợp X đãî dùng để tạo 20 gam kết tủa khi cho sản phẩm cháy vào dung dịch có chứa 22,2 gam Ca(OH)2
ĐÁP ÁN Câu I (4điểm).
a) Giả sử ban đầu có 1 mol NOCl , số mol phân huỷ là 0,27 mol
2NOCl (K) 2NO (K) + Cl2 (K)
Cân bằng : 0,73 0,27 0,135
0,5
Kp = Kn(P/∑n) ∆n = 1,85.10-2.(1/1,135)1= 1,63.10-2 0,5
∆G0 = -8,314.500.ln1,63.10-2 = 17112,7j
b) Khi cân bằng tổng số mol của hỗn hợp bằng: 0,73 + 0,27 + 0,135 = 1,135 mol 0,5 PNOCl = 0,73/1,135 = 0,643 atm PNO = 0,27/1,135 = 0,238 atm
PCl2 = 0,135/1,135 = 0,119 atm
c) Nếu hạ áp suất dưới 1atm thì theo nguyên lí chuển dịch cân bằng thì cân bằng 0.5
chuyển dịch theo chiều thuận làm tăng sự phân huỷ của NOCl
2 đ
2)
NaCl NH3 + HCl lăm lạnh NH4Cl
CaCO3 t0 CaCO3 CaCO3 ↓
CaCl2 CaCl2 H2O CaCl2 CaCl2 CaCO3 ↓
CaO NaCl NaCl CO2 dư NaCl đun sôi NaCl
NH4Cl CaO Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 CaCl2
CaCO3 t 0 CaO CaCl2 (NH4)2CO3 dư CaCO3↓ HCl dư CaCl2 (cô cạn dung dịch )
NaCl NaCl NH3 , HCl , CO2 , H2O
NH4Cl t0
(NH4)2CO3 NaCl
Tách được mỗi chất mỗi chất 0,375 đ , tách được CaO 0,5 đ
2đ
Câu II (4điểm).
a) Cu2+ + e Cu+ E Cu2+/ Cu+ = 0,15 + 0,059lg[Cu2+]/ [Cu+]
[Cu+] = 10-7/[Cl-] =5.10-7M => E Cu2+/ Cu+ = 0,15 + 0,059lg0,1/5.10-7 = 0,463V 0,5
E Cu+/ Cu = 0,52 + 0,059lg[Cu+] = 0,52 + 0,059lg5.10-7 = 0,148V 0,5
E Cu2+/ Cu+ > E Cu+/ Cu => Cu2+ là chất oxihoá Cu là chất khử ,phản ứng trên xảy
ra theo chiều thuận
Trang 3b) Cu2+ + Cu 2Cu+ K1 = 10 - (0,52-0,15)/ 0,059
2Cu+ + 2Cl- 2CuCl2 K2 = (1/T)2 = 1014
Cu + Cu2+ + 2 Cl- 2CuCl K = K1.K2 = 5,35.107 1,0
c) Cu + Cu2+ + 2 Cl- 2CuCl
Ban đầu 0,1 0,2 Cân bằng 0,1 - x 0,2 - 2x 0,5
K = 1/ (0,1- x )(0,2-2x)2 = 5,35.10-7= 1/4(0,1- x )(0,1-x)2= 1/4(0,1-x)3= 5,35.107 1,0
=> 0,1 - x = [Cu2+]= 1,67.10-3 [Cl-] = 2.(0,1 - x) = 3,34.10-3 0,5
4đ
Câu III (4điểm).
A + O2 CO2 + H2O + X
A có C , H , X có thể có Oxi Giả sử có 4 mol CO2 và 7 mol H2O
Số mol Oxi trong CO2, H2O là 4 + 7/2 = 7,5 mol
Số mol O2 phản ứng = (4+7) / 2= 5,5 = > Số mol O2 trong A = 7,5 - 5,5 = 2 mol
Ps/Pt = 24/11 = ( 4+7+ nX) / 5,5 = > nX = 1 mol 0,5
M = ( 44.4 + 18.7 + MX ) / (4 +7+ 1) = 13,75.2 => MX = 28 => X là N2 1,0
nC = 4 nH = 14 nO = 4 nN = 2 Đặt công thức A là : CxHyOzNt
x : y : z : t = 4 : 14 : 4 : 2 = 2 : 7 : 2 : 1 => CT nguyên : (C2H7O2N)n 0,5
MA = 77.n < 100 => n = 1 CTPT của A là : C2H7O2N 0,5
CTCT CH3-COONH4 và HCOONH3-CH3 0,5
Phương trìn phản ứng:
CH3-COONH4 + NaOH → CH3-COONa + NH3 + H2O 0,25
CH3-COONH4 + HCl → CH3-COOH + NH4Cl 0,25
HCOONH3-CH3 + NaOH → H-COONa + CH3NH2 + H2O 0,25
HCOONH3-CH3 → H-COOH + CH3NH3Cl 0,25
4đ
Fe2(SO4)3 + 2HCl điệnphân 2FeSO4 + Cl2 + H2SO4 (1) 0,25
0,02 0,04 0,04 0,02 0,02
CuSO4 + 2HCl điệnphân Cu + Cl2 + H2SO4 (2) 0,25
Số mol Cu = 5,12/64 = 0,08 mol Số mol Cl2 = 2,24/22,4 = 0,1 mol
Trang 4Dung dịch sau điện phân gồm : FeSO4 , H2SO4 có thể có CuSO4 và HCl dư
H+ + OH - → H2O (3)
0,25 0,2 + y 0,2 + y
Fe2+ + 2OH - → Fe(OH)2 (4)
0,25
0,04 0,08 0,04
Cu2+ + 2OH - → Cu(OH)2 (5)
0,25
SO42- + Ba2+ → BaSO4 (6)
0,25 0,15 + x 0,15 + x
a) Khí thoát ra duy nhất là Cl2 ở phương trình 1 ,2 t = 0,1 2
96500/7,72 = 2500 (s) 0,5
Số mol Cu = 0,08 = số mol CuSO4(2) = Số mol Cl2(2) = Số mol
H2SO4(2).=> Số mol HCl(2) = 0,16 Số mol Cl2(1) = 0,1 - 0,008 = 0,02
= số mol H2SO4(1).=
Số mol Fe2(SO4)3 => Số mol HCl(1) = 0,04 mol 0,5 Xét phản ứng (6) nếu Ba2+ đủ thì : số mol BaSO4 = số mol Ba2+ = 0,25 mol khối lượng
BaSO4 = 0,25 233 = 58,25 gam > 56,76 gam Vậy Ba2+ dư 0,5
Đặt x , y là số mol của CuSO4 và HCl Dung dịch sau điện phân có : Số mol H+ = 0,2 + y số mol SO42-= 0,14 + x , số mol Cu2+= x , số mol
Fe2+= 0,04
Theo phương trình 3,4,5 Số mol OH - = 0,2 + y + 0,08 + 2x = 0,5 => 2x + y = 0,22
Khối lượng kết tủa = 98x + 233( 0,14 + x ) + 0,04.107 = 56,76 => x = 0,06 y = 0,1 0,5
CM HCl= (0,04 + 0,16 + 0,1) : 0,4 = 0,75 M CMCuSO4= (0,08 + 0,06 ) : 0,4 = 0,35M 0,5
CM fe2(SO4)3 = 0,02 : 0,4 = 0,05M 4đ
CâuV (4điểm)
1) Đặt công thức của A là CxHy , thể tích oxi ban đầu là V cm3 Vđ =
0,25
CxHy + ( x + y/4 ) O2 → xCO2 + y/2 H2O
Thể tích CO2= 10x = 40 => x = 4 0,25
Sau khi làm lạnh Vs = V - 10 ( x + y/4 ) + 40 = 10 + V - 30 => y = 8 CTPT C4H8 0,75
Các đông phân : CH2= CH- CH2-CH3(1); CH3- CH= CH-CH3 (2): CH2= C- CH3(3) 0,75
CH3 (4) (5) ngoài ra (2) còn có đồng phân Cis - Trans CH3 CH3 CH3 H
C = C C = C
Trang 5H H H CH3
2đ
2) a) Đặt công thức A là CxHy giả sử số mol ban đầu là 1 mol , số mol oxi là 4 mol
=> số mol X = 5mol
CxHy + ( x + y/4 ) O2 → xCO2 + y/2 H2O 0,25
1 ( x + y/4 ) x
Sau khi đốt cháy ,ngưng tụ hơi nước
Số mol khí sau phản ứng = 4 - (x+ y/4) + x = 4 - y/4
Vì nhiệt độ , thể tích không đổi nên : Px/Py = nx/ny => 2 = 5/ (4-y/4 )
Vì oxi dư => Số mol oxi phản ứng = x + 6/4 < 4 => x < 2,5 => x= 2
0,75 CTPT của A là C2H6 0,25
b) C2H6 + 3,5 O2 → 2CO2 + 3H2O (1)
a mol 2a mol CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (2)
2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 (3)
Số mol Ca(OH)2 = 0,3 mol Số mol CaCO3 = 0,2 mol
Trường hợp 1 : Không có phản ứng (3).
Số mol CO2 = 2a = 0,2 => Số mol C2H6 = 0,1 Số mol X = 0,1.5 = 0,5 mol 0,25
Trường hợp 2 : Có phản ứng (3).
Số mol Ca(OH)2 (3) = 0,3 - 0,2 = 0,1 => Số mol CO2 (2,3) = 0,3 = 3a => a= 0,15 mol 0,25
Số mol X = 0,15 5 = 0,75 mol