De thi HSG duyen hai – DBBB 2014 – mon hoa 11

Sau phản ứng người ta nhúng một điện cực Ag vào dung dịch B vừa thu được và ghép thành pin có cầu muối tiếp xúc hai dung dịch với một điện cực có Ag nhúng vào dung dịch X gam AgNO3 0,010

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI

TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN

ĐỀ XUẤT ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYấN HẢI - ĐBBB NĂM 2014

Đề thi mụn Húa học lớp 11

-Cõu I CẤU TẠO NGUYấN TỬ VÀ HẠT NHÂN

1/ Cỏc cation 2+ (đi–cation) hai nguyờn tử bền vững cú cụng thức XHe2+ thường chỉ cú khi năng lượng ion húa thứ hai (I2) của X nhỏ hơn năng lượng ion húa thứ nhất của He Khụng cần dựa vào bảng trị số cỏc mức năng lượng ion húa, hóy:

a) Xỏc định nguyờn tố X cú số hiệu nguyờn tử từ 1 đến 18 là phự hợp nhất với tiờu chuẩn trờn? Tại sao? b) Xỏc định nguyờn tố ngay sỏt với nguyờn tố X trong bảng hệ thống tuần hoàn tỡm được ở (a) là thớch hợp nhất, là khú thớch hợp nhất để tạo được đi–cation với He

2/ Trong một mẫu đỏ người ta tỡm thấy cỏc tỉ lệ sau đõy:

238 92 206 82

8,17

n Pb = và

206 82 204 82

( ) ( )

n Pb

n Pb = 75,41 Trong đú n là số mol nguyờn tử của cỏc đồng vị tương ứng ghi trong dấu ngoặc

Người ta cho rằng khi mẫu đỏ này hỡnh thành đó cú chứa sẵn Pb tự nhiờn Chỡ tự nhiờn bao gồm 4 đồng

vị bền với thành phần đồng vị cho trong bảng dưới đõy:

Phần trăm khối lượng 1,4 24,1 22,1 52,4

Hóy tớnh tuổi của mẫu khoỏng vật Cho chu kỡ bỏn hủy của 238U là 4,47.109 năm Chấp nhận rằng trong suốt thời gian mẫu đỏ tồn tại, 238U và cỏc đồng vị bền của chỡ hoàn toàn khụng bị rửa trụi bởi nước mưa

Cõu II LIấN KẾT HểA HỌC, CẤU TRÚC PHÂN TỬ - TINH THỂ

1/ Thực nghiệm cho biết cả ba hợp chất CHBr3, SiHBr3, CH(CH3)3 đều cú cấu tạo tứ diện Cú ba trị số gúc liờn kết tại tõm là 110o; 111o; 112o(khụng kể tới H khi xột cỏc gúc này) Độ õm điện của H là 2,20;

CH3 là 2,27; Csp3 là 2,47; Si là 2,24; Br là 2,50 Dựa vào mụ hỡnh sự đẩy giữa cỏc cặp e húa trị (VSEPR)

và độ õm điện, hóy cho biết trị số gúc của mỗi hợp chất và giải thớch

2/ Tinh thể kim cương cú cấu trỳc lập phương tõm diện, ngoài ra cỏc nguyờn tử cacbon cũn chiếm một

nửa số lỗ trống tứ diện, ở 293K kim cương cú khối lượng riờng D = 3,514 g/cm3, C =12; NA =6,022.1023 Hóy tớnh bỏn kớnh của nguyờn tử cacbon kim cương và độ đặc khớt của tinh thể

Cõu III NHIỆT ĐỘNG HỌC – ĐỘNG HỌC – CÂN BẰNG HểA HỌC

Cho phản ứng: A + B → C + D diễn ra trong dung dịch ở 25oC

Người ta tiến hành hai thớ nghiệm với cỏc nồng độ chất A, B khỏc nhau và đo nồng độ cũn lại của chất A sau cỏc khoảng thời gian khỏc nhau, thu được cỏc giỏ trị sau:

Thớ nghiệm 1: C0

A = 1,27.10-2 M; C0

B = 3,8 M Thớ nghiệm 2: C0

A = 2,71.10-2 M; C0

B = 5,2 M t(s) 1000 3000 10000 20000 t(s) 2000 10000 20000 30000

CA (M) 0,0122 0,0113 0,0089 0,0069 CA (M) 0,0230 0,0143 0,0097 0,0074 1/ Tớnh tốc độ của phản ứng khi CA = 3,62.10-2 mol.l-1 và CB = 4,95 mol.l-1

2/ Tớnh thời gian phản ứng để nồng độ chấtA giảm đi một nửa?

Cõu IV CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH

1/ Tính thể tích KOH 1,8M cần để:

a) Trung hoà hoàn toàn 50,00 ml dung dịch H3PO4 0,60M Tính pH tại thời điểm

đó

b) Trung hoà 25,00 ml dung dịch H3PO4 trên đến pH1 = 4,68 và đến pH2 = 7,21 Cho hằng số phân li axit của H3PO4 là K1 = 10- 2,15; K2 =10- 7,21; K3 = 10- 12,32

2/ a) Tớnh pH của dung dịch Na2A 0,022 M

b) Tớnh độ điện li của ion A2- trong dung dịch Na2A 0,022 M khi cú mặt NH4HSO4 0,001 M

Cho: pKa(HSO )4- = 2,00; pKa(NH ) + = 9,24; pKa1(H A)2 = 5,30; pKa2(H A)2 = 12,60.

Câu V PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ, THẾ ĐIỆN CỰC, PIN ĐIỆN, ĐIỆN PHÂN

Dung dịch A gồm AgNO3 0,050 M và Pb(NO3)2 0,100 M

1 Tính pH của dung dịch A.

2 Thêm 10,00 ml KI 0,250 M và HNO3 0,200 M vào 10,00 ml dung dịch A Sau phản ứng người ta nhúng một điện cực Ag vào dung dịch B vừa thu được và ghép thành pin (có cầu muối tiếp xúc hai dung dịch) với một điện cực có Ag nhúng vào dung dịch X gam AgNO3 0,010 M và KSCN 0,040 M

a) Viết sơ đồ pin

b) Tính sức điện động Epin tại 250C

c) Viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt động

d) Tính hằng số cân bằng của phản ứng trên

Cho biết: Ag+ + H2O AgOH + H+ (1) ; K1= 10 –11,70

Pb2+ + H2O PbOH+ + H+ (2) ; K2= 10 –7,80

Cho pKs: AgI là 16,0; PbI2 là 7,86; AgSCN là 12,0

; RT ln = 0,0592 lg

F

= 0 ,799 V

EAg0 +

/Ag

3 Epin sẽ thay đổi ra sao nếu:

a) Thêm một lượng nhỏ NaOH vào dung dịch B?

b) Thêm một lượng nhỏ Fe(NO3)3 vào dung dịch X?

Câu VI ĐỒNG PHÂN LẬP THỂ DANH PHÁP

1 Hợp chất A có công thức:

Hãy gọi tên A và cho biết A có bao nhiêu dạng cấu trúc không gian tương đối bền, các dạng đó khác nhau về

các yếu tố lập thể nào? Hãy viết công thức cấu trúc của hai dạng tiêu biểu, có ghi đầy đủ các ký hiệu lập thể thích hợp

2.Streptimidon là một loại kháng sinh có công thức sau:

H

NH

H

CHH33C H

OH H O

O

O H

(a) Mô tả các trung tâm lập thể của streptimidon bằng kí hiệu E, Z và R, S

(b) Streptimidon có bao nhiêu đồng phân lập thể, trong đó có bao nhiêu đồng phân enan và bao nhiêu

đồng phân dia?

Câu VII CƠ CHẾ PHẢN ỨNG

1 Viết cơ chế phản ứng sau:

O

2 Xitral (C10H16O) là một monotecpen-anđehit có trong tinh dầu chanh Oxi hóa xitral bằng KMnO4 thu được axit oxalic, axeton và axit levulinic (hay axit 4-oxopentanoic) Từ xitral người ta điều chế β-ionon

để điều chế vitamin A

a Xác định cấu tạo và viết tên hệ thống của xitral

b Đun nóng Xitral với axeton/ Ba(OH)2 được X Tiếp tục đun nóng X với H2SO4 loãng được β-Ionon

Vitamin A

β-Ionon Viết sơ đồ tạo β-Ionon từ Xitral

c Biết β-Ionon có lẫn một lượng đáng kể chất đồng phân cấu tạo là α – Ionon Viết cơ chế tạo

β-Ionon và α – Ionon Cho biết vì sao β-Ionon là sản phẩm chính

Câu VIII XÁC ĐỊNH CTCT CHẤT HỮU CƠ

1 Trong quá trình tổng hợp chất hữu cơ X (C20H21NO4), người ta clometyl hóa 1,2-đimethoxybenzen bằng fomalđehit và axit clohiđric để được chất hữu cơ Y, sau đó cho chất Y tác dụng với natri xyanua để được chất hữu cơ Z Sản phẩm Z một phần được thủy phân thu được chất hữu cơ M, phần khác được hiđro hóa có xúc tác niken - Raney để được chất hữu cơ N Hai chất M và N cho ngưng tụ với nhau ở khoảng nhiệt độ 1700C đến 1800C cho amit P, chất này được đóng vòng bằng POCl3 cho chất hữu cơ Q, tiếp đó đề hiđro hóa có xúc tác niken-Raney trong đecalin ở 1800C cho chất hữu cơ X Xác định công thức cấu tạo của X, Y, Z, M, N, P và Q

2 Hiđrocacbon A (C12H20)có một số tính chất sau: Tác dụng với lượng dư H2 (bột Ni, 1200C) cho sản phẩm C12H26; Tác dụng với Br2/CCl4 cho sản phẩm C12H20Br6; Tác dụng với O3 rồi Zn/H2O hoặc

H2O2/H2O đều cho sản phẩm duy nhất B (C6H10O) B cho phản ứng iođofom và có thể tạo ra 5 gốc hóa trị

I Xác định công thức cấu tạo của A, B và viết các phương trình hóa học

Câu IX TỔNG HỢP HỮU CƠ

1.Từ các hợp chất hữu cơ có từ 2 nguyên tử C trở xuống, xiclohexan, và các chất vô cơ cần thiết, hãy điều chế:

2 Trong phòng thí nghiệm có các chất hữu cơ là 4- metylpiriđin , benzen, metanol và các chất vô cơ cần thiết, hãy viết sơ đồ phản ứng tổng hợp chất X có công thức cấu tạo sau đây:

CH 3 C

H 3

N CH 2 -CH 3

Cho piriđin có công thức là :

N

Câu X BÀI TOÁN PHI KIM

1/ Nung 109,6 gam Bari kim loại với một lượng vừa đủ NH4NO3 trong một bình kín, thu được hỗn hợp sản phẩm chỉ chứa 3 hợp chất của Bari (hỗn hợp A) Hòa tan hỗn hợp A trong một lượng nước dư, thu được hỗn hợp khí B và dung dịch C

a Giải thích và viết phương trình phản ứng xảy ra

b Cho khí B vào bình kín dung tích không đổi, khi áp suất ổn định (đạt tới trạng thái cân bằng) thấy áp suất tăng 10% so với áp suất ban đầu Tính % thể tích các khí ở trạng thái cân bằng

2/ Cho một chất rắn màu đen tím X1 vào nước được dung dịch huyền phù Cho dung dịch huyền phù này vào dung dịch không màu X2 (dạng bão hòa) được một chất rắn màu vàng X3 và một dung dịch không

màu chỉ chứa một chất tan X4 Chất X3 tan được trong dung dịch Na2SO3 và trong dung dịch Na2S Cho một đơn chất màu trắng X5 vào dung dịch X4 (đặc) thấy tạo được một chất kết tủa màu vàng X6 Kết tủa này không tan trong nước nóng, nhưng tan được trong dung dịch X4 Xác định công thức hóa học của các chất X1, X2, X3, X4, X5, X6 và viết các phương trình hóa học cho các quá trình biến đổi trên

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI

TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN

ĐÁP ÁN

ĐỀ XUẤT ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI - ĐBBB NĂM 2014

Môn Hóa học – Lớp 11

Câu I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ HẠT NHÂN

1/ Các cation 2+ (đi–cation) hai nguyên tử bền vững có công thức XHe2+ thường chỉ có khi năng lượng ion hóa thứ hai (I2) của X nhỏ hơn năng lượng ion hóa thứ nhất của He Không cần dựa vào bảng trị số các mức năng lượng ion hóa, hãy:

a) Xác định nguyên tố X có số hiệu nguyên tử từ 1 đến 18 là phù hợp nhất với tiêu chuẩn trên? Tại sao? b) Xác định nguyên tố ngay sát với nguyên tố X trong bảng hệ thống tuần hoàn tìm được ở (a) là thích hợp nhất, là khó thích hợp nhất để tạo được đi–cation với He

2/ Trong một mẫu đá người ta tìm thấy các tỉ lệ sau đây:

238 92 206 82

8,17

n Pb = và

206 82 204 82

( ) ( )

n Pb

n Pb = 75,41 Trong đó n là số mol nguyên tử của các đồng vị tương ứng ghi trong dấu ngoặc

Người ta cho rằng khi mẫu đá này hình thành đã có chứa sẵn Pb tự nhiên Chì tự nhiên bao gồm 4 đồng

vị bền với thành phần đồng vị cho trong bảng dưới đây:

Phần trăm khối lượng 1,4 24,1 22,1 52,4

Hãy tính tuổi của mẫu khoáng vật Cho chu kì bán hủy của 238U là 4,47.109 năm Chấp nhận rằng trong suốt thời gian mẫu đá tồn tại, 238U và các đồng vị bền của chì hoàn toàn không bị rửa trôi bởi nước mưa

Hướng dẫn chấm

1/ a Nguyên tố dễ tạo với He cation 2+ có công thức XHe2+ nhất là nguyên tố có giá trị năng lượng

ion hóa thứ hai nhỏ nhất I2 có giá trị lớn hay bé phụ thuộc vào các yếu tố như: Cấu trúc electron

của X+, bán kính của X+ và điện tích hạt nhân

Nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 1 đến 18, có I2 nhỏ nhất là Mg Vì các nguyên tố nhóm IIA ( Be,

Mg) có cấu trúc X+: 1s2 2s1 và 1s22s22p63s1 là các cấu trúc kém bền vững nhất Bán kính ion của

Mg+ lớn hơn bán kính ion của Be+ cho nên nguyên tố Mg dế tạo nhất

b Cũng lập luận tương tự ở trên thì nguyên tố ngay sát với Mg thích hợp nhất để tạo đi – cation

với He là nguyên tố Ca, nguyên tố khó thích hợp nhất là Na

0.5

0.5

2/ Trong mẫu đá

238 92 206 82

8,17

n Pb = → nếu có 1 mol 238U trong mẫu sẽ có:

1/8,17 = 0,1224 mol 206Pb

Cùng với (0,1224/75,41) mol 204Pb

Tỉ số mol của 206Pb và 204Pb trong chì tự nhiên là:

n(206Pb)/n(204Pb) = (24,1/206)/(1,4/204)= 17,0

(0,1224/75,41) mol 204Pb sẽ tương ứng với số mol 206Pb vốn có trong chì tự nhiên là:

(0,1224/75,41).17,0 = 0,0276 mol 206Pb

Như vậy số mol 206Pb sinh ra do sự phân rã 238U trong mẫu là:

0,1224 mol - 0,0276 mol = 0,0948 mol

Nếu hiện nay còn 1 mol 238U thì số mol 238U khi mẫu đá mới hình thành là 1 mol + 0,0948 mol

0.5

0.25

= 1,0948 mol

Theo phương trình N0 = N.eλt = N.e(0,693/t1/2)t ta có:

1,0948/1 = e(0,693/t1/2)t

Hay: ln1.0948 = (0,693/4,47.10-9)t

→ t = (ln1.0948)/(0,693/4,47.10-9) = 5,84.108 năm

0.25

Câu II LIÊN KẾT HÓA HỌC, CẤU TRÚC PHÂN TỬ - TINH THỂ

1/ Thực nghiệm cho biết cả ba hợp chất CHBr3, SiHBr3, CH(CH3)3 đều có cấu tạo tứ diện Có ba trị số góc liên kết tại tâm là 110o; 111o; 112o(không kể tới H khi xét các góc này) Độ âm điện của H là 2,20;

CH3 là 2,27; Csp3 là 2,47; Si là 2,24; Br là 2,50 Dựa vào mô hình sự đẩy giữa các cặp e hóa trị (VSEPR)

và độ âm điện, hãy cho biết trị số góc của mỗi hợp chất và giải thích

2/ Tinh thể kim cương có cấu trúc lập phương tâm diện, ngoài ra các nguyên tử cacbon còn chiếm một

nửa số lỗ trống tứ diện, ở 293K kim cương có khối lượng riêng

D = 3,514 g/cm3, C =12; NA =6,022.1023

Hãy tính bán kính của nguyên tử cacbon kim cương và độ đặc khít của tinh thể

Hướng dẫn chấm

1/ Cấu tạo không gian của các phân tử được biểu diễn như sau:

Si

H

Br

C H

C

H

Br

CH3

CH3 H3C

SiHBr3 (1) CHBr3 (2) CH(CH3)3 (3)

- Khi so sánh 2 góc Br – A – Br ở (1) và (2), độ âm điện C lớn hơn Si, bán kính Si lớn hơn

C, cặp e liên kết ở gần C hơn nên đẩy mạnh hơn góc Br – C – Br có trị số lớn hơn góc

Br – Si – Br

- Khi so sánh 2 góc Br – C – Br và H3C – C – CH3 ở (2) và (3), độ âm điện của Br lớn hơn

của CH3, cặp e liên kết của (2) ở xa C hơn của (3) do đó góc ở (3) lớn hơn ở (2)

- Từ hai so sánh trên thấy rằng trị số các góc tăng dần theo thứ tự sau:

Góc ở (1) < Góc ở (2) < Góc ở (3)

1100 1110 1120

0,75đ

2/ Mô tả tinh thể

Một ô mạng cơ sở có mặt 8 nguyên tử ở 8 đỉnh, 6 nguyên tử ở 6 mặt, 4 nguyên tử ở 4 hốc tứ

diện Số nguyên tử nguyên vẹn có trong 1 ô mạng là 8

Vng.tu = 4πR3/3

D = 8.123

N a =3,516g/cm

3; a = 0,357nm

Mặt khác 2R = 3

4

a

từ đó R = 0,0772 nm

0.5

0.25

0.5

a = 3,55 A Liªn kÕt C-C dµi 1,54 A

Độ đặc khớt = Ngtử =

3

8.V

.100% 33,75%

a

Cõu III NHIỆT ĐỘNG HỌC – ĐỘNG HỌC – CÂN BẰNG HểA HỌC

Cho phản ứng: A + B → C + D diễn ra trong dung dịch ở 25oC

Người ta tiến hành hai thớ nghiệm với cỏc nồng độ chất A, B khỏc nhau và đo nồng độ cũn lại của chất A sau cỏc khoảng thời gian khỏc nhau, thu được cỏc giỏ trị sau:

Thớ nghiệm 1: C0

A = 1,27.10-2 M; C0

B = 3,8 M Thớ nghiệm 2: C0

A = 2,71.10-2 M; C0

B = 5,2 M t(s) 1000 3000 10000 20000 t(s) 2000 10000 20000 30000

CA (M) 0,0122 0,0113 0,0089 0,0069 CA (M) 0,0230 0,0143 0,0097 0,0074 1/ Tớnh tốc độ của phản ứng khi CA = 3,62.10-2 mol.l-1 và CB = 4,95 mol.l-1

2/ Tớnh thời gian phản ứng để nồng độ chấtA giảm đi một nửa?

Hướng dẫn chấm

1/ Giả sử phương trỡnh động học của phản ứng cú dạng v = k [A]α[B]β

Vỡ [B]0 >> [A]0 nờn v = k’ [A]α ; k’ = k [B]0

Cho α cỏc giỏ trị 0, 1, 2 và tớnh k’ theo cỏc cụng thức sau:

α = 0 k’ = A A

t([ ]o [ ])

α = 1 k’ =

A

A t

o

] [

] [ ln 1

α = 2 k =

t

1

ì [[A A]] .[[A A]]

o

o −

Đối với dung dịch 1:

α = 0 k1’ = k [B]0,TN1β= 5.10-7; 4,66.10-7; 3,8.10-7; 2,9.10-7; (l.mol-1.s-1);

α = 1 k1’ = k [B]0,TN1β =4,02.10-5; 3,89.10-5; 3,55.10-5; 3,05.10-5; (l.mol-1.s-1);

α = 2 k’

1 = k [B]0,TN1β = 3,23.10-3 ; 3,25.10-3 ; 3,36.10-3 ; 3,35.10-3 ; (l.mol-1.s-1);

Kết quả tớnh cho thấy chỉ ở trường hợp α = 2, k’ mới cú giỏ trị coi như khụng đổi

k’

1 (trung bỡnh) = 3,30.10-3 l mol-1.s-1

Đối với dung dịch 2 ta chỉ cần tớnh cho trường hợp α = 2

k’

2 = k[B]0,TN2β = 3,28.10-3; 3,30.10-3; 3,30.10-3; 3,37.10-3; (l.mol-1.s-1);

k’

2 (trung bỡnh) = 3,31.10-3 l.mol-1 s-1

k’

1 ≈ k’

2 ; k’ (trung bỡnh) = 3,305.10-3 l.mol-1 s-1 Vậy α = 2

]

[

]

[

2 ,

0

1 ,

0

'

2

'

1 = ββ =

TN

TN

B

B

k

k

Vỡ [B]0,TN1 ≠ [B]0,TN2 nờn β = 0 và k = k’ (trung bỡnh)

v = k [A]2 = 3,305.10-3 l mol-1 s-1ì (3,62.10 -2 mol.l-1) 2

v = 4,33.10¯ 6 mol.l-1.s-1

A

k o 3,305.10 3,62.10 8358

1 ]

.[

1

2

= − −

0.25

0.5

0.5

0.5

0.25 Cõu IV CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH

1/ Tính thể tích KOH 1,8M cần để:

a) Trung hoà hoàn toàn 50,00 ml dung dịch H3PO4 0,60M Tính pH tại thời điểm

đó

b) Trung hoà 25,00 ml dung dịch H3PO4 trên đến pH1 = 4,68 và đến pH2 = 7,21 Cho hằng số phân li axit của H3PO4 là K1 = 10- 2,15; K2 =10- 7,21; K3 = 10- 12,32

2/

a) Tớnh pH của dung dịch Na2A 0,022 M

b) Tớnh độ điện li của ion A2- trong dung dịch Na2A 0,022 M khi cú mặt NH4HSO4 0,001 M

Cho: pKa(HSO )4- = 2,00; pKa(NH ) + = 9,24; pKa1(H A)2 = 5,30; pKa2(H A)2 = 12,60.

1/ a) n H 3 PO 4= 0,050 0,60 = 0,03 mol

3KOH + H3PO4→ K3PO4 + 3H2O 0,09 0,03 0,03

nKOH = 0,09 mol → Vdd KOH = 01,,098 = 0,05 (l) hay 50,00ml

4

3 PO

K

n = 0,03mol → CM K3PO4 = 0,050,+030,05= 0,03M

TPGH: PO43-: 0,3M; H2O

Cân bằng: H2O ⇌ H+ + OH- Kw = 10-14

PO43- + HOH ⇌ HPO42- + OH- Kb1 = 10-1,68

HPO42- + HOH ⇌ H2PO4- + OH- Kb2 = 10-6,79

H2PO4- + HOH ⇌ H3PO4 + OH- Kb = 10-11,85

So sánh: Kb1 >> Kb2 >> Kb3 >> Kw⇒ Tính theo cân bằng (2)

PO43- + HOH ⇌ HPO42- + OH

-C 0,3 0 0 [ ] 0,3-x x x

x 0,3

x 2

− = 10-1,68 ⇒ x = 0,069 [H+] =

069 , 0

10−14 = 1,45.10-13

pH ≈ 12,84

b Nhận thấy pH1 =

2

21 , 7 15 , 2 2

pK

pK1+ 2 = + = 4,68

⇒ Thành phần của hệ là muối H2PO4

-KOH + H3PO4→ KH2PO4 + H2O 0,015 0,015

nKOH = 0,015 mol

Vdd KOH =

8 , 1

015 , 0

= 0,0083 (l) hay 8,30ml Với pH2 = 7,21 ta thấy pH2 = pK2

⇒Thành phần của hệ sau trung hoà là một hệ đệm gồm H2PO4- và HPO42-

pH2 = 7,21 = pKa2 + lg

] PO [H

] [HPO

4 2

2 4

−

−

⇒ [HPO42-] = [H2PO4-] ⇒ − = −

4 2

2 H PO HPO n n

3KOH + 2H3PO4 → KH2PO4 + K2HPO4 + 3H2O 0,0225 0,015

nKOH = 0,0225 mol

Vdd KOH = 0,02251,8 = 0,0125 (l) hay 12,50ml

0.25

0.25

0.25

2 a) A2- + H2O ⇌HA- + OH- Kb1 = 10-1,4 (1)

HA- + H2O ⇌ H2S + OH- Kb2 = 10-8,7 (2)

H2O ⇌ H+ + OH- Kw = 10-14

(3)

Vỡ Kb1.C >> Kb2.C >> Kw → pH của hệ được tớnh theo cõn bằng (1):

A2- + H2O ⇌ HA- + OH- Kb1 = 10-1,4

C 0,022

0.25

[ ] 0,022 - x x x

[OH-] = x = 0,0158 (M) → pH = 12,20 b) Khi có mặt NH4HSO4 0,0010 M:

NH4HSO4 → NH4+ + HSO4− 0,001 0,001 Phản ứng: HSO4− + A2- →ƒ

HA- + SO24− K1 = 1010,6

0,001 0,022

- 0,021 0,001 0,001

NH4+ + A2- →ƒ

HA- + NH3 K2 = 103,36

0,001 0,021 0,001

- 0,020 0,002 0,001

Hệ thu được gồm: A2- 0,020 M; HA- 0,002 M; 2

4

SO −0,001 M; NH3 0,001 M

Các quá trình xảy ra:

A2- + H2O ⇌ HA- + OH- Kb1 = 10-1,4 (4)

NH3 + H2O ⇌NH4+ + OH- K'b = 10-4,76 (5)

HA- + H2O ⇌ H2A + OH- Kb2 = 10-8,7 (6) 2

4

SO −+ H2O ⇌ HSO4− + OH- Kb = 10-12 (7)

HA- ⇌ H+ + A2- Ka2 = 10-12,6 (8)

So sánh các cân bằng từ (4) đến (7), ta có: Kb1.CA2 ->> K'b.CNH3>> Kb2.CHA->> Kb.CSO2

-→ (4) chiếm ưu thế và như vậy (4) và (8) quyết định thành phần cân bằng của hệ:

A2- + H2O ⇌ HA- + OH- Kb1 = 10-1,4

C 0,02 0,002 [] 0,02 - x 0,002 + x x

→x = 0,0142 →[HA-] = 0,0162 (M)

→ 2

A

-[HA ] 0,0162

α = =

0,022 0,022 = 0,7364 hay αA2-= 73,64 %.

-HSO NH

-[OH ] + C + C 0,0142 + 0,001 + 0,001

=

0,022 = 0,022 = 0,7364)

0.25

0.25

Câu V PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ, THẾ ĐIỆN CỰC, PIN ĐIỆN, ĐIỆN PHÂN

Dung dịch A gồm AgNO3 0,050 M và Pb(NO3)2 0,100 M

1 Tính pH của dung dịch A.

2 Thêm 10,00 ml KI 0,250 M và HNO3 0,200 M vào 10,00 ml dung dịch A Sau phản ứng người ta nhúng một điện cực Ag vào dung dịch B vừa thu được và ghép thành pin (có cầu muối tiếp xúc hai dung dịch) với một điện cực có Ag nhúng vào dung dịch X gåm AgNO3 0,010 M và KSCN 0,040 M

a) Viết sơ đồ pin

b) Tính sức điện động Epin tại 250C

c) Viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt động

d) Tính hằng số cân bằng của phản ứng trên

Cho biết: Ag+ + H2O AgOH + H+ (1) ; K1= 10 –11,70

Pb2+ + H2O PbOH+ + H+ (2) ; K2= 10 –7,80

Cho pKs : AgI là 16,0; PbI2 là 7,86; AgSCN là 12,0

; RT ln = 0,0592 lg

F

= 0 ,799 V

EAg0 +

/Ag

3 Epin sẽ thay đổi ra sao nếu:

a) Thêm một lượng nhỏ NaOH vào dung dịch B?

b) Thêm một lượng nhỏ Fe(NO3)3 vào dung dịch X?

1 Ag+ + H2O ⇌ AgOH + H+ ; K1 = 10-11,7 (1)

Pb2+ + H2O ⇌ PbOH+ + H+ ; K2 = 10-7,8 (2)

Do K2 >> K1 nên tính pH theo (2)

Pb2+ + H2O ⇌ PbOH + H+ ; K2 = 10-7,8 (2)

C 0,10

[ ] 0,10 − x x x

8 , 7

2

10

x

1

,

0

x = −

− x = 10-4,4 = [H+] ; pH = 4,40

2.a) Dung dịch B: Thêm KI : CAg+ = 0,025 M; CPb2+ = 0,050

CI- = 0,125M ; CH+ = 0,10M

Ag+ + I− AgI ↓

0,025 0,125

- 0,10

Pb2+ + 2 I− PbI2↓

0,05 0,10

-Trong dung dịch có đồng thời 2 kết tủa AgI ↓ và PbI2↓

AgI ↓ ⇌ Ag+ + I− ; Ks1 = 1.10-16 (3) PbI2↓ ⇌ Pb2+ + 2 I− ; Ks2 = 1.10-7,86 (4)

Ks1 << Ks2, vậy trong dung dịch cân bằng (4) là chủ yếu Sự tạo phức hiđroxo của Pb2+ là không đáng kể vì có H+ dư:

Pb2+ + H2O ⇌ PbOH + H+ ; K2 = 10-7,8

− +

+

<<

→

=

1

8 , 7

10

10 Pb

PbOH

Trong dung dịch PbI2↓ ⇌ Pb2+ + 2 I− Ks2 = 1.10-7,86

x 2 x

(2x)2x = 10-7,86 x = 1,51.10-3M 2x = [I−] = 2,302 10-3M

10 02 , 3

10 1 I

K

3

16 1

−

−

−

E của cực Ag trong dung dịch A: Ag+ + e ⇌ Ag

[ ]

V 001 , 0 E

10 31 , 3 lg 0592 , 0 799 , 0 Ag lg 0592 , 0 E

E

1

14 0

Ag Ag 1

=

+

= +

+

Dung dịch X: Ag+ + SCN− ⇌ AgSCN↓ ; 1012,0

0,010 0,040

- 0,030 0,010 AgSCN↓ ⇌ Ag+ + SCN− ; 10-12,0

0,030

x (0,030 + x) x0,030 + x) = 10-12

2

12

10 33 , 3 10 x

10 x

Ag+ = = −− = −

0,25

0.5

0.25

[ ]

V 179 , 0 E

10 33 , 3 lg 0592 , 0 799 , 0 Ag lg 0,0592 0,799

E

2

11 2

=

+

= +

V× E2 > E1 , ta có pin gồm cực Ag trong X là cực + , cực Ag trong B là cực –

Sơ đồ pin:

AgI↓ AgSCN↓ PbI2↓ SCN− 0,03 M

b) Epin = 0,179 – 0,001 = 0,178V

c) Phương trình phản ứng: Ag + I– ⇌ AgI↓ + e

AgSCN + e ⇌ Ag↓ + SCN–

AgSCN + I– ⇌ Ag↓ + SCN–

d) K = = = 104

3 a) Khi thêm lượng nhỏ NaOH vào dung dịch B, có thể xảy ra 3 trường hợp:

- Lượng NaOH quá ít không đủ để trung hòa HNO3: Sự tạo phức hiđroxo của Pb2+ vẫn

không đáng kể, do đó Epin không thay đổi

- Lượng NaOH đủ để trung hòa HNO3: Có sự tạo phức hiđroxo của Pb2+ do đó [Pb2+] giảm,

Nồng độ I – sẽ tăng lên, do đó nồng độ Ag+ giảm xuống, E1 giảm ; vậy E pin tăng

- Lượng NaOH đủ dư để trung hòa hết HNO3 và hòa tan PbI2 tạo thành PbO2, do đó [Pb2+]

giảm và E pin tăng PbI2 + 4 OH– PbO2 + 2 H2O + 2 I–

b) Thêm ít Fe3+ vào dung dịch X: Fe3+ + SCN– FeSCN2+

Nồng độ ion SCN– giảm, do đó nồng độ ion Ag+ tăng, E2 tăng E pin tăng

0.5

0.25

0.5

Câu VI.ĐỒNG PHÂN LẬP THỂ DANH PHÁP

1 Hợp chất A có công thức:

Hãy gọi tên A và cho biết A có bao nhiêu dạng cấu trúc không gian tương đối bền, các dạng đó khác nhau về

các yếu tố lập thể nào? Hãy viết công thức cấu trúc của hai dạng tiêu biểu, có ghi đầy đủ các ký hiệu lập thể thích hợp

2.Streptimidon là một loại kháng sinh có công thức sau:

H

NH

H

CHH33C H

OH H O

O

O H

(c) Mô tả các trung tâm lập thể của streptimidon bằng kí hiệu E, Z và R, S

(d) Streptimidon có bao nhiêu đồng phân lập thể, trong đó có bao nhiêu đồng phân enan và bao nhiêu

đồng phân dia?

Hướng dẫn chấm

O

Ks

AgSCN

Ks

AgI

10–12

10–16