Đề và đáp án Hóa đại cương 2

ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG II Đối tượng: K58 TÀI NĂNG HÓA HỌC Thời gian làm bài 90 phút.. Tính năng lượng kJ/mol của liên kết Cl – Cl.. Sục khí H2 S đến bão hòa vào dung dịch FeNO33 tr

ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG II Đối tượng: K58 TÀI NĂNG HÓA HỌC

Thời gian làm bài 90 phút.

Câu 1.

a Liên kết trong phân tử Cl2 bị phá vỡ dưới tác dụng của photon có bước sóng



 495 nm Tính năng lượng (kJ/mol) của liên kết Cl – Cl

b Ở 1227oC và áp suất chung 1atm, có 3,5% số phân tử clo bị phân li thành nguyên

tử Tính S ocủa phản ứng: Cl2(k) ⇌ 2Cl(k)

(giả thiết  H o và  S ocủa phản ứng đều không phụ thuộc nhiệt độ)

c Nếu giữ nguyên nhiệt độ, thì ở áp suất nào độ phân li của Cl2 bằng 1%?

Cho: h = 6,6261.10-34J.s; c = 3.108 m.s-1; NA= 6,022.1023 mol–1

Câu 2.

a Tính pH của dung dịch Fe(NO3)3 0,05 M

Cho: Fe3+ + H2O ⇌ FeOH2+ + H+ pKa = 2,17

b Sục khí H2 S đến bão hòa vào dung dịch Fe(NO3)3 trên Những kết tủa nào sẽ tách

ra từ dung dịch? Biết nồng độ H2S trong dung dịch bão hòa luôn bằng 0,1 M ở mọi giá trị pH

Cho: o

Fe /

Fe 3 2

E  = 0,77 V, o

S H /

S 2

E = 0,14 V; pKa 1 , ( H2S )= 7,0; pKa 2 , ( H2S )= 12,9; TFeS =

10 17 , 2

Câu 3

Một pin điện hóa ở 25oC gồm một điện cực hidro tiêu chuẩn và một điện cực là một thanh đồng nhúng vào dung dịch hỗn hợp của 40,0 ml dung dịch CuSO4 10 2M và 10,0 ml dung dịch NH3 0,5 M Giả thiết trong dung dịch chỉ tạo ra phức chất

[Cu(NH3)4]2+ với hằng số bền Kbền = 1013 , 2

a Viết kí hiệu pin và xác định sức điện động của pin Cho Eo

Cu /

Cu 2 = 0,34 V

b Tính o

Cu / ] ) NH ( Cu

4 3

c Viết phản ứng và tính hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin

d Hãy nhận xét về khả năng oxi hóa của Cu(II) trong nước và Cu(II) trong dung dịch amoniac

ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM Câu 1

a) Năng lượng liên kết: Cl Cl c A

E  h N



Cl Cl

10 95 , 4

10 10 0221 , 6 10 3 10 6261

,

6







= 241,79 kJ/mol

b) Cl2(k) ⇌ 2Cl(k)  H o= Ephân ly clo = 241,79 kJ.mol 1

t=0 1 0 (mol)

tcb 1-  2 nc = 1+

Nên: PCl = 2 Pc

1



  và PCl 2 = 2 Pc

1



   Kp =

2

2 Cl Cl

P

P = 4 22 Pc

1



 

Thay  = 0,035, Pc = 1 atm, ta có K1500 = 4,9.10 -3

0

1500

G

 = - RTlnKp = - 8,314 10-3 1500 ln(4,9.10-3) = 66,327 kJ

o

G

 - T S o → So =

T

= 241790 66327

1500



= 116,975 J.K -1

c) Kp=

2

c 2

4

.P 1



  →

2 c 2

4(0,01)

.P

1 (0,01) = 4,9.10-3

Pc = 12,249 atm

Câu 2

a) Tính pH của dung dịch Fe(NO3)3 0,05 M

Vì: pKa + lgCa = 2,17 + lg0,05 = 0,87

- 1 < pKa + lgCa < 2 Nên axit không mạnh không yếu

Fe3+ ⇌ FeOH2+ + H+ (1) pKa(1) = 2,17

tcb 0,05 – x x x

Ka(1) =

2 3

[H ][Fe(OH) ] [Fe ]

 05 , 0

2 = 10-2,17

x = 0,0153 → [H+] = 0,0153 M → pH= 1,82

b) Vì: o

Fe /

Fe 3 2

E   = 0,77 V > o

S H /

S 2

E = 0,14 V Nên có phản ứng: 2Fe3+ + H2S ⇌ 2Fe2+ + S + 2 H+ (2)

Với hằng số cân bằng: K2 = 0 , 059

) 14 , 0 77 , 0 ( 2

10

 = 1021,356

K3 rất lớn chứng tỏphản ứng (2) xảy ra hoàn toàn

Sau phản ứng (2), trong dung dịch có: Fe2+ 0,05 M, H+ 0,05 M, và H2S 0,1 M và S

Cần xét khả năng sau:

H2S ⇌ 2H+ + S2- (3) K3 = Ka(1)Ka(2) =10-19,9

S2- + Fe2+ ⇌ FeS (4) K4 =

FeS

1

T = 10 17,2

Fe2+ + H2S ⇌ FeS + 2H+ (5) = (3) + (4) K6 = [Fe[H][H] S]

2 2 2





Mặt khác: K5 = K3.K4 = 10-19,9 1017,2 = 10-2,7,

Hằng số K6 khá nhỏ, cần phải kiểm tra xem điềukiện kết tủa FeS có đủ không

Từ phương trình (5) thấy: [S2-] = 2

a (1) a (2) 2

[H S]

k k

[H ] = 10-19,9

2

0,1 (0,05) = 5,035.10-19M

C CFe 2  S 2  = 0,05 5,035.10-19 = 2,52.10-20 < TFeS

Không tạo thành kết tủa FeS nên trong dung dịch chỉ có kết tủa S Câu 3

a) [Cu2+]o =

-2

10 40

50 = 8.10

-3 M [NH3]o =

50

10 0,5

= 0,1 M

Cần tính nồng độ của Cu2+ tự do trong dung dịch phức chất:

Cu2+ + 4NH3 ⇌ [Cu(NH3)4]2+ Kbền =

2

3 4

3

[Cu(NH ) ] [Cu ][NH ]



 =1013,2

t=0 8.10-3 0,1 0

tcb 8.10-3 – x 0,1- 4x x coi x  8.10-3 vì Kbền rất lớn

[Cu2+] =

2

3 4 4 ben 3

[Cu(NH ) ]

K [NH ]

 = 13 , 2 4

3

) 068 , 0 ( 10

] 10 8

= 2,36.10-11 M

E[Cu(NH ) ]2 /Cu

4

3  = 0,34 +

2

059 , 0

lg(2,36.10-11) = 0,0265 V Vậy: điện cực đồng là (+), điện cực hidro tiêu chuẩn là (-)

E sdđ = 0,0265 V

Kí hiệu pin: (-) Pt ∣H + 1M, H2 1atm ║[Cu(NH3)4] 2+ 8.10 -3 M ∣Cu (+)

b) [Cu(NH3)4]2+ + 2e ⇌ Cu + 4NH3

2

3 4 [Cu ( NH ) ] / Cu

E  = 0,34 + 0,0592 lg[Cu2+]phức

= 0,34 +

2

059 , 0

lg

2

3 4 4 ben 3

[Cu(NH ) ]

K [NH ]



Điện cực tiêu chuẩn khi: [Cu(NH3)4]2+ = [NH3] = 1 M

Nên: 2

3 4

o [Cu ( NH ) ] / Cu

E  = 0,34 + 0,059

2 lg 13,2

1

10 = - 0,049 V

c) Cực dương: [Cu(NH3)4]2+ + 2e ⇌ Cu + 4NH3

Cực âm: H2 ⇌ 2H+ + 2e

Phản ứng chung: [Cu(NH3)4]2+ + H2 ⇌ Cu + 4NH3 + 2H+

Kc =

2 [ Cu ( NH ) ]3 4 / Cu H / H2

0,059 10

  

= 10-1,675 = 0,021

2

3 4

o [Cu ( NH ) ] / Cu

o [Cu / Cu

E 

Điều đó chứng tỏ Cu(II) trong nước oxi hóa mạnh hơn Cu(II) trong dung dịch amoniac

Sự tạo phức làm giảm khả năng oxi hóa của Cu2+

Dành cho sinh viên lớp môn học: (mã lớp môn học) CHEM 1095 1TNH

Thời gian làm bài: 90 phút (không kể thời gian phát đề)

Câu 1.

Cho: Cu(r) + 1

2 Cl2(k) ⇌ CuCl(r) (1)

o 1

G

 = -137,0.103 + 58,42T (J) Cu(r) + Cl2(k) ⇌ CuCl2(r) (2) Go2 = -175,7.103 + 148,02T (J)

1) Chứng minh CuCl(r) bền ở mọi nhiệt độ mà không bị phân hủy theo phản ứng (3) sau; 2CuCl(r) ⇌ Cu(r) + CuCl2(r) (3)

2) Cho một luồng khí clo áp suất không đổi (PCl2 ) và ở nhiệt độ không đổi (T) đi qua CuCl(r) Thiết lập phương trình G4= f(PCl2, T) của phản ứng (4) sau:

2CuCl(r) + Cl2(k) ⇌ 2CuCl2(r) (4)

3) Nếu cho dòng khí clo PCl2= 1atm = const đi qua CuCl(r) thì cần thực hiện phản

ứng (4) ở nhiệt độ nào để thu được CuCl2(r)

Câu 2.

1 Dung dịch A được điều chế bằng cách trộn 100 ml dung dịch HCOOH 0,4 M và

100 ml dung dịch NaOH 0,1M Tính pH của dung dịch A

2 Tính độ tan của CaF2 trong dung dịch A

3 Trong dung dịch hỗn hợp gồm Ca(NO3)2 0,3 M; HCl 0,8 M và NaF 0,1 M; có kết tủa CaF2 không?

4 Nồng độ HCl ban đầu ít nhất phải bằng bao nhiêu để trong dung dịch gồm Ca(NO3)2

0,3 M và NaF 0,1 M không có CaF2 kết tủa?

Cho: TCaF2= 3,4.10-11 ; K = 7,4.10HF -4 và KHCOOH= 1,8.10-4

Câu 3.

Để xác định số phối tử n và hằng số bền tổng cộng Kb của phức chất [Ag(NH3)n]+ , người

ta thiết lập một pin như sau:

Ag∣ AgNO3 1,0.10-3M, NH3 C1M ∥ NH3 C2M, AgNO3 1,0.10-3M ∣ Ag

1) C1 = 1,0 M, C2 = 0,2 M Esđ.đ = 84 mV Tính số phối tử n

2) C1 = 1,0 M, C2 = 0 Esđ.đ = 420 mV Tính hằng số bền tổng công Kb của ion phức

-Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm

ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM ĐỀ THI HÓA ĐẠI CƯƠNG K59 TN (ĐỀ SỐ 1)

Câu 1.(3,0 điểm)

1) Vì (3) = (2) -2.(1) Nên:

Go3Go2 2 G1o = 98300 + 31,16T > 0 ở mọi T nên phản ứng (3)

2CuCl(r) ⇌ Cu(r) + CuCl 2 (r) (3)

Không xảy ra ở mọi nhiệt độ.

2) Vì (4) = 2[(2) -.(1)] Nên:

Go4 2( Go2 2 G )1o = - 77400 + 179,2T

2

o

Cl

1

P

nên G 4 77400 179,2T 8,314Tln P  Cl 2

3) Khi áp suất clo bằng 1 atm,

o

4

77400

179,2

Để thu được CuCl 2(r) cần thực hiện phản ứng ở nhiệt độ thấp hơn 431,92K

Câu 2.(4,0 điểm)

1 HCOOH + NaOH = HOONa + H 2 O

Có: 0,04 0,01

Sau pư: 0,03 0 0,01 mol

Tổng thể tích dung dịch là 200 ml nên:

[HCOOH] = 0,15 M, [HCOONa] = 0,05 M

Dung dịch đêm axit: pH = pK a - lg a

m

C

C → pH = 3,74 –lg3 = 3,26

2 CaF 2 ⇌ Ca 2+ + 2F - TCaF2= 3,4.10-11

s 2s

H + + F - ⇌ HF K HF =

-[H ][F ] [HF] = 7,4.10

-4

2s = [F-] + [HF] = [F-]{1 + KHF+

CaF

T

s {1 +

HF +

K [H ] }

4s 3 = TCaF2{1 +KHF+

[H ] }

2 = 3,4.10 -11 ( 1+

4 3,27

7,4.10 10



 ) 2

s = 3,63.10 -4 mol/l

3 Trong dung dịch: HCl + NaF = HF + NaCl

Có: 0,8 0,1

Sau Pư: 0,7 0 0,1 0,1

Nghĩa là: [H + ] = 0,7M; [HF]= 0,1M

Vì môi trường axit có thể coi nồng độ điện ly của HF là không đáng kể và bằng nồng độ đầu của nó:

Nên: [F-] = K [HF]HF +

[H ] = 7,4.10-4

0,1 0,7 = 1,06 10-4

[Ca] [F - ] 2 = 0,3 (1,06 10 -4 ) 2 = 3.10 -9 > T CaF2  có kết tủa

4 Để không có kết tủa CaF 2

[F-] ≤ CaF 2

2+

T

[Ca ] =

11

3,4.10 0,3



= 1,06 5.10 -5

[H + ] = K [HF]HF

[F ] =

-4 -5

7,4.10 0,1 [1,06.10 ]  [H

+ ]= 6,98M

Vậy nồng độ ban đầu của HCl phải lớn hơn hoặc bằng: 6,98 +0,1 = 7,08 M.

Câu 3 (3,0 điểm)

1) Ag + + nNH 3 ⇌ [Ag(NH 3 ) n ] + K b =

+

3 2

3

[Ag(NH ) ] [Ag ][NH ]

t=0 10 -3 a

t cb x a- n.10 -3 10 -3 (Giả sử pư tạo phức là hoàn toàn)

* Điện cực bên trái: x 1 =

-3 -3 n b

10

K [1- n.10 ]

* Điện cực bên phải: x 2 =

-3 -3 n b

10

K [0,2- n.10 ]

Bên phải là cực dương, bên trái là cực âm.

E s.đ.đ = 0,059lg 2

1

x

x = = 0,084

0,059lg

3

3 n b

3

3 n b

10

K (0,2 n.10 )

10

K (1 n.10 )













= 0,084 Coi n.10 -3 << 0,2 ta có:

0,2 = 0,084 → n = 2,03 vậy n=2

2) E s.đ.đ = 0,059lg

3 3

3 2 b

10 10

K (1 2.10 )









= 0,42 ( coi 2.10 -3 << 1)

0,059lg

3 3 b

10 10 K



 = 0,42 → K b = 10 7,12 = 1.3 10 7.

Dành cho sinh viên lớp môn học: (mã lớp môn học) CHEM 1052 4TNH

Thời gian làm bài: 90 phút (không kể thời gian phát đề)

Câu 1.

Ngày nay trong công nghiệp, người ta sản xuất clo theo phản ứng:

O2(k) + 4HCl(k) ⇌ 2H2O(k) + 2Cl2(k)

Có:  H0298,pu  114,0kJ và S0298,pu 120,8J.K 1

a) Coi  H0pu và  S0pu không đổi theo nhiệt độ, hãy xác định biểu thức liên hệ giữa lnKp và nhiệt độ T của phản ứng

b) Cho 2,2 mol O2 và 2,5 mol HCl vào bình chân không ở nhiệt độ xác định Khi hệ đạt cân bằng, số mol O2 gấp đôi số mol HCl và áp suất chung của hệ bằng 1 atm Tính số mol Cl2 thu được, hằng số Kp và nhiệt độ T của phản ứng

c) Nếu giữ nguyên lượng chất ban đầu và áp suất chung bằng 1 atm, cần phải thực hiện phản ứng ở nhiệt độ nào để khi cân bằng độ chuyển hóa của HCl bằng 80%

Câu 2.

Ion Hg2+ tạo với ion I- kết tủa HgI2 (THgI2=10-28) và phức chất 2 

4

HgI (Kb=1030) Người

ta thêm dung dịch KI 1 M vào 10 ml dung dịch Hg2+ 0,01 M (bỏ qua sự pha loãng dung dịch)

a) Với thể tích dung dịch KI (V1) bằng bao nhiêu thì quan sát được kết tủa màu da cam của HgI2? Tính nồng độ của Hg2+, 2 

4

HgI , I- trong dung dịch khi đó

b) Với thể tích dung dịch KI (V2) bằng bao nhiêu thì kết tủa HgI2 biến mất? Tính nồng độ của Hg2+, 2 

4

HgI , I- trong dung dịch khi đó

Câu 3.

Cho đồng kim loại phản ứng với dung dịch HNO3 tạo thành hỗn hợp khí NO và NO2

Tỉ lệ số mol của 2 khí này phụ thuộc vào nồng độ HNO3 theo cân bằng:

2H+

(aq) + 2NO3(aq)



+ NO(k) ⇌ 3NO2 (k) + H2O(l)

Cho các thế khử chuẩn:

4H+

(aq) + NO3(aq)



+ 3e ⇌ NO(k) + 2H2O(l) 0

1

E  0,957V

2H+

(aq) + NO3(aq)



+ e ⇌ NO2 (k) + H2O(l) 0

2

E  0,775V

a) Tính hằng số cân bằng của phản ứng trên

b) Ở nồng độ nào của HNO3 khí NO2 chỉ chiếm 0,20% tỉ lệ mol trong hỗn hợp NO

và NO2 ở 25oC và 1 atm? Giả thiết rằng sự thay đổi nồng độ của HNO3 trong phản ứng là không đáng kể

-Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm

ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM ĐỀ THI HÓA ĐẠI CƯƠNG K60 TN (ĐỀ SỐ 1)

Câu 1.(4,0 điểm)

a) Từ biểu thức  G0T,pu  RT ln Kp

ta có: lnKp = Gopu Hopu Sopu

lnKp = 114000 120,8

8,314T 8,314

b) O2(k) + 4HCl(k) ⇌ 2H2O(k) + 2Cl2(k)

t=0 2,2 2,5 0 0

tcb 2,2 – 0,5x 2,5 – 2x x x nc = 4,7 - 0,5x

Theo đề bài: 2,2 – 0,5x = 2(2,5 -2x) → x = 0,8

Vậy: n clo = 0,8

Và: nc = 4,3 mol; noxi = 1,8 mol; nHCl = 0,9 mol

Cl H O

P  P = 0,8.1

4,3  0,186 atm

2

O

P = 1,8.1

4,3 0,419 atm

HCl

P = 0,9.1

4,3 0,209 atm

Kp = 2 2

2

H O Cl

O HCl

P P 0,419.0,209 = 1,496

Thay vào biểu thức: ln1,496 = 13711,8 14,53

T  → T = 918,2 K c) Độ chuyển hóa của HCl:

α = 2x

0,8 2,5  → x nCl 2 nH O 2 = 1,0 mol

nO2 2,2 0,5x 1,7mol  ; nHCl2,5 2x 0,5 mol 

O2(k) + 4HCl(k) ⇌ 2H2O(k) + 2Cl2(k)

t=0 2,2 2,5 0 0

tcb 1,7 0,5 1,0 1,0 nc = 4,2 mol

P  P = 1,0

.1 4,2  0,238 atm

2

O

P = 1,7

.1

4,2 0,404 atm

HCl

P = 0,5

.1 4,2 0,119 atm

Kp = 2 2

2

H O Cl

O HCl

P P 0,404.0,119 = 39,5

Thay vào biểu thức: ln39,5 = 13711,8 14,53

T  → T = 753,1K

Câu 2.(3,0 điểm)

a) Khi HgI2 bắt đầu kết tủa, có thể bỏ qua nồng độ phức chất và sự thay đổi thể tích của dung dịch;

nghĩa là: [Hg2+] = 10-2M và [I-] = 10 282

10



 = 10-13 M Thể tích dung dịch KI đã thêm:

[I-] = V 11 13

10 10



 V1 = 10-12 ml Khi đó nồng độ phức chất: [HgI ] = K [Hg ][I ]24 b 2+ - 4 10 M24

 Rất nhỏ nên việc bỏ qua là đúng

b) Khi kết tủa vừa biến mất, giả thiết tất cả Hg2+ đều tồn tại dưới dạng phức chất: [HgI ] = 10 M24  2

THgI 2 = [Hg2+][I-]2 = 10-28 Hay [Hg2+] = HgI 2

- 2

T [I ]

Đồng thời: Kkb =

2-4

[Hg ][I ] [HgI ]



Hay [Hg

2+] = kb 24

- 4

K [HgI ] [I ]



Nên: HgI 2

- 2

T [I ] =

2

kb 4

- 4

K [HgI ] [I ]



Từ đó suy ra: [I-]2 =

2

2

kb 4 HgI

K [HgI ] T

 [I-] = 10 1030-28 2

10

 

= 10 -2 M

Khi đó: [Hg2+] = HgI 2

- 2

T [I ] → [Hg2+] =

28 -2 2

10 [10 ]



Chứng tỏ giả thiết [HgI 4 ] 2- = 10 -2 M là đúng

Tổng nồng độ của I- thêm vào dung dịch là:

[I-]tổng = [I-] + 4[HgI4]2- = 5.10-2 M

Thể tích dung dịch KI 1M cần thêm vào là

5.10-2 = V 1102 V2 = 0,5 ml

Câu 3 (3,0 điểm)

1 2H+

(aq) + 2NO3(aq)

+ NO(k) ⇌ 3NO2 (k) + H2O(l) Gồm 2 cặp oxi hóa –khử: NO3

/NO2 NO3(aq)



đóng vai trò chất oxi hóa

NO2 /NO NO đóng vai trò chất khử

tính 0

3

E của căp NO2/NO theo cách cộng trừ 2 bán phản ứng đã cho để được bán phản ứng cần tìm:

4H+

(aq) + NO3(aq)

+ 3e ⇌ NO(k) + 2H2O(l) (1) 0

1

E  0,957V

2H+

(aq) + NO3(aq)



+ e ⇌ NO2 (k) + H2O(l) (2) 0

2

E  0,775V

2H+

(aq) + NO2+ 2e ⇌ NO(k) + H2O(l) (3) 0

3

E  ?

(3) = (1) – (2) nên 0

3

E = 3.0.957 1.0,775

2



= 1,048V

K = 102(0,775 1,048)0,059 10 9,254 5,57.10 10



2 2

3 NO

P K

[H ] [NO ] P

Vì: [HNO3] = [H+] = [NO3

] = x nên

3 4

(0,002) K

x 0,998

 = 5,57.10-10 x = [HNO 3 ] = 1,95 M

Môn thi: HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG 2

Dành cho sinh viên lớp môn học: (mã lớp môn học) CHE 1052 TNH

Thời gian làm bài: 90 phút (không kể thời gian phát đề)

Câu 1.

Khi nhiệt phân thạch cao ở 1400K xảy ra 2 cân bằng sau:

CaSO 4 (r) ⇌ CaO(r) + SO 3 (k) (1) K P (1) = 7.10 -6

SO 3 (k) ⇌ SO 2 (k) + 1

2O2(k) (2) KP(2) = 20,0

1) Tính áp suất riêng phần của các khí lúc cân bằng nếu lúc đầu chỉ có CaSO 4 trong bình chân không 2) Trong thực tế, người ta thường cho thêm SiO 2 vào CaSO 4 Khi đó cân bằng (1) được thay bằng cân bằng (3) sau:

CaSO 4 (r) + SiO 2 (r) ⇌ CaSiO 3 (r) + SO 3 (k) (3) K P (3) = 1,0 (ở 1400K)

a) Xác định hằng số cân bằng của phản ứng (4) dưới đây:

CaO(r) + SiO 2 (r) ⇌ CaSiO 3 (r) (4)