Vì sự phân li của axit cacbonic hỗn hợp H2O+CO2 không đáng kể trong môi trường axit, do đó có thể coi [CO2] ≈ 0,010 M và khả năng chỉ xuất hiện kết tủa oxalat nếu có... → khả năng oxi hó[r]
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO K Ỳ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA
ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC
Ngày thi th ứ nhất: 11/01/2011
(G
Câu 1
a) Công các ch XFm:
X là Cl có ClF; ClF3; ClF5 (a); X là Br có BrF; BrF3; BrF5 (b);
X là I có IF; IF3; IF5; IF7 (c)
1
(2,0
điểm)
b) Các trên *+u có liên k/t 0 hóa tr1, m3- liên / *4c t5o thành do 2 electron có spin *;- song song < 2 nguyên > góp chung
* F (Z = 9; n = 2) có 4 AO hóa tr12 vì DF= , hình G có 1 electron *0 thân:
* Cl (Z = 17; n = 3), Br (Z = 35; 9n = 4), I (Z = 53; n = 5) -; nhau *+, có 9 AO hóa tr1, có thI có:
1 electron *0 thân:
6J 3 electron *0c thân:
5 electron *0 thân:
7 electron *0 thân:
- H ClF7 không t
nguyên > flo :R phá DS liên / trong phân >( H BrF7 t4Tng tO ClF7
cht BrF7 hiU nay 4 *i+, ch/ *4c)
- L ch IF7 t
*P= < các DN nguyên t> flo không phá DS *4c các liên / trong phân t>(
a) W4Tng trình X 5 nhân *i+, / 32
P: 16 32S + 0 1n → 15 32P + 1 1p
-và phân rã phóng \5 < 32
2
(1,5
điểm)
A 5.10-1]Ci 1 ⎛ 1 ⎞t/t1/2
b)
A = 2]Ci = 4 = ⎜ 2 ⎟ → t/t1/2 = 2 → t = 2.t1/2 VF= _- gian *[ l4u -` là 2
chu kì bán ,a(
T
_- gian * l4 32
P c<a md, I e G còn 5- 1/4 so vVi lúc *c, → *0 -X 65 *0 phóng \5 trong md, I là: 3 20 mCi =15 mCi = 15.10-3.3,7.1010 Bq = 15.3,7.107 Bq
4 Y; 5 nhân *[ %-/ *i- phóng \5 là:
A A.t 15.3,7.107 .14,28.24.3600
= = 9,9.1014 nguyên >
14
K;- l4ng 32
P *[ phân rã là: m = 32.9,9.10 = 5,3.10-8 (g) = 5,3.10-2 (μg)
Trang 2điểm)
WX là %F 1 nên: [X] = [X]0.e (1) → v = k[X] = k.[X]0.e
→ lnv = ln(k[X]0) - kt (2) Hay: lnv = lnv0 - kt (3) (v0 là t;c *0 *c, < pX
→ lgv = lgv0 – kt/2,303
k = v0 = 4.10-4/2.10-2 = 2.10-2(phút-1) → lgv = -3,4 - 8,7.10-3
t [X]0
(t: phút; v: mol.L-1.phút-1)
(Nh`ng %-I, thc trong * lgv là hàm < m0 %-/ :; *0 lFp t *+, coi là *g(
2
(0,75
điểm)
s;- DV- phXn ng %F 1:
t = 1/2 ln2 = 0,693 = 34, 7 (phút)
k 2.10-2 (phút)−1
3
(1,75
điểm)
PX ng 2NO (k) + 2H2 (k) → N2 (k) + 2H2O (k) tuân theo quy luF *0
t thOc -Um: v = k[NO]2
[H2]
CT / 1:
2NO (k) ⎯k⎯1 → N2O2 (k) (nhanh) (1)
N2O2 (k) + H2 (k) ⎯k
⎯2 → 2HON (k) (nhanh) (2) HON (k) + H2 (k) ⎯k
⎯3 → H2O (k) +HN (k) Fm) (3)
HN (k) + HON (k) ⎯k
⎯4 → N2 (k) + H2O (k) (nhanh) (4)
∗ C nhFn c *g n giai *65 h,=/ *1nh ; *0 X ng là giai *65
F (
* Trong T ch/ *[ cho, giai *65 3 chFm, h,=/ *1nh ; *0 phX ng, nên:
v = k3.[HON][H2] (5) Khi
= k1[NO]2 – k2[H2][N2O2] = 0 (6) w [N2O2] = 1 (7)
d[HON]
= 2k [H ][N O ] - k [HON][H ] – k [HON][HN] = 02 2 2 2 3 2 4 (8) dt
d[HN]
= k [HON][H ] – k [HON][HN] = 03 2 4 (9) dt
L= (8) trv (9) và %-/ *i- *T -Xn, ta có: [HON] = k 2 [N2O2 ]
(10)
k3
k [NO]2 Thay (7) vào (10) rút ra: [HON] = 1 (11)
2k3[H2 ]
k [NO]2 Thay (11) vào (5) thu *4 v = 1 = k[NO]2 K/ h,X này không phù hp
2 DV- *- ,F ; *0 thOc -Um CT ch/ 1 là không có khX nyng
CT / 2:
⎯5 → N2O + H2O Fm) (13)
N2O + H2 ⎯⎯k6
→ N2 + H2O (nhanh) (14)
T; *0 X ng *4 h,=/ *1nh bzi (13), nên: v = k5[N2O2].[H2] (15)
DOa vào cân %nng 2 NO N2O2, rút ra: [N2O2] = Kcb.[NO]2 (16)
Thay (16) vào (15) thu *4 v = Kcb.k5[NO]2.[H2] = k[NO]2.[H2]
K/ ,Fn: CT / 2 cho phép rút ra biI, thc c<a *1nh luFt t; *0 thOc ngh-Um CT
/ này là có X y(
Trang 3Câu 3
1
(0,75
điểm)
N2 + 3H2 U 2NH3 (1)
~ 298K, H0
= - 91,8 kJ.mol-1; S0
= -198,1 J.mol-1.K-1;
G0
= H0
– 298 S0
= -32,8 (kJ.mol-1);
G0
= -R.T.lnK → lnK = - G0
(R.T)-1 = 13,24 → K = 5,62.105
a) Tính nng :; cân %nng K < X ng z T = 773 K:
~ 773K: G0
(773 K) = H0 - T S0 - 91,8 + 773.198,1.10-3
= 61,3 (kJ.mol-1)
→ lnK = - 61,3.103
.(8,314.773)-1 = - 9,54 → K = e-9,54
= 7,2.10-5
2
(1,5
điểm)
b) ~ 298 K, hn :; cân %n K >> 1 WX ng (1) 7- ra 4u tiên theo chi+, ,F(
~ 773 K, hnng :; cân bnng K << 1 WX ng (1) 7- ra 4u tiên theo chi+, ngh1ch
J dù z nh-U *0 cao (773K), phXn ng (1) di ra 4u tiên theo chi+u ngh1ch,
nh4ng ; *0 X ng V2 còn ; *0 X ng z 298 K quá N( sI tyng ; *0 phX
ng, làm U nhanh *5 */ cân bnng, ng4_- ta bu0 X- ti/ hành X ng z nhiU *0 cao
sI y -U, sut ti amoniac trong công -Up:
- WX ng (1) -X :; mol khí sI cân %n c,=I d1ch theo -+, ,F2 y -U, :, i hp amoniac c thOc -U pX ng z áp :, cao
- H-U, :, 56 thành amoniac là cOc *5- khi tG U < khí H2 và khí N2 *4 = *úng
%n G U các hU :; < chúng z trong ph4T trình X ng, ngha là H2 : N2 là 3 : 1
3
(0,5
điểm)
Tính bi/n thiên entanpi phân li liên k/t H0
c<a m0t liên k/t N-H trong phân t> amoniac:
b
N2 + 3H2 w 2NH3 2H1 = 2.(-45,9) kJ.mol-1 (1)
N2 w 2 Ni H2 = 945 kJ.mol-1 (2) 3H2 w 6 Hi 3H3 = 3.436 kJ.mol-1 (3)
v (1), (2), (3), ta có: 2 Ni + 6 Hi w 2NH3 6 H0
(N-H)
6 H0
= -2.45,9 – 945 – 3.436 = - 2344,8 (kJ.mol-1) w H0
= 390,8 kJ.mol-1
4
(0,75
điểm)
Tính bi/n thiên entanpi hình thành tiêu chuPn H0 fc<a g;c NH2:
N2 + 3H2 w 2NH3 8H1 = 2.(-45,9) kJ.mol-1 (1)
H2 w 2 Hi H3 = 436 kJ.mol-1 (3) 2NH3 w 2 iNH + 2 Hi 8H2 4 = 2.380 kJ.mol-1 (4)
v (1), (3), (4), có: N2 + 2H2 w 2 iNH 2 H0
2 H0
= - 2.45,9 – 436 + 2.380 = 232,2 (kJ/mol) w H0
= 116,1 kJ/mol
Câu 4
1
(1,0
điểm)
Sau khi 0n: CMnO- = 0,0040 M; CH
2 C2O4 = 0,050 M ; C
H+ = 0,20 M 4
WX 2× MnO- 4 + 8H+ + 5e U Mn2+ + 4H2O
5× H2C2O4 U 2CO2 + 2H+ + 2e
2 MnO- + 5H2C2O4 + 6H+ ⎯⎯→ 2Mn2+
+ 10CO2 + 8H2O K = 10337,84
0,0040 0,050 0,20
Trang 4H2C2O4 U H+ 0,020 – x 0,094+x
H2C2O4 U H+ 0,010 – y 0,114+y
2 4
4
U
2 4
4
'
CH
2 C2O4 = 0,020 M; C
H+ = 0,094 M; CCO
2 = 0,010 M; C
Mn 2+ = 0,0020 M; C
Ca 2+ = 0,010 M; C
Ba 2+ = 0,050 M
Vì sO phân li c<a axit cacbonic (h3n hp H2O+CO2) không *áng kI trong môi tr4_ng axit, do *ó có thI coi [CO2] 0,010 M và X nyng G \, -U / < oxalat (n/, có) Xét th O / <a:
-6,75
- sI có / t<a CaC2O4: C
C2O2- (1)≥ 2 4
'
Ca 2+
K
0,01
-6,8
- sI có / t<a BaC2O4: C
C2O2- ( 2)≥ 2 4
'
Ba 2+
0,05
Vì C' 2- < C 2- w CaC2O4 :R / < tr4V( Do K K nên
+
C'
HC O -x
Ka1
C'
= 10−1,25
w C' = x = 7,15.10-3M; C' = 0,1012 M w C'
= K
C O
HC2O
-C' = 10
-5,42
M
HC2O4
H -7,42
2 4
H+ -8,75
C 2+ C 2- = 0,01.10
Ca C2O4 =10 > 10 = Ks(CaC
2 O4 ) w có CaC2O4 ./ < theo
X ng: Ca2+ + H2C2O4 ⎯⎯→ CaC2O4 + 2H+
K = 103,23
sánh giá X y / t< BaC2O4 v l4 74 H2C2O4:
T4T tO:
C'
'
+
HC O -y
Ka1
'
= 10−1,25
-5,83
w C - = y = 3,24.10
H + = 0,117 M w C 2- = 10 M
C2O4
C 2+ C 2- = 0,05.10
Ba C2O4 =10 < 10 = Ks(BaC
2 O4 ) w không có BaC2O4 ./ <(
Khi * C'
= Ks(CaC2 O4 )
= 10−8,75
= 10−2,92 (M)
' Ka1.Ka2 .[CO2 ] 10 0, 01 -17 K-I tra: CCO2- =
3 [H+ ]2 = (0,117)2 = 1,53.10 (M)
w C 2+ C 2- < Ks(CaCO ) ; C 2+ C 2- < Ks(BaCO ) w không có CaCO3 và BaCO3 tách ra
Trang 5Câu 5
a) Tính E0 - và E0 -
2-MnO4 , H2O/MnO2 MnO4/MnO4
MnO4- + 8H+ + 5e U Mn2+ + 4H2O K = 101 5.1,51 / 0,0592
Mn2+ + 2H2O U MnO2 + 4H+
MnO2 + 2H2O U MnO42- + 4H+ + 2e K-1 3 = 10−2.2,26 / 0,0592
(E0 - 2- ) / 0,0592
MnO- 4 + e U MnO2-4 K = 10 4 MnO4 /MnO4
K = K K-1.K-1 w E0
= 5.1,51 – 2.(1,23+2,26) = 0,57 (V)
4 1 2 3 MnO- 4/MnO2-4
MnO4- + 8H+ + 5e U Mn2+ + 4H2O K = 101 5.1,51 / 0,0592
Mn2+ + 2H2O U MnO2 + 4H+
4× H2O U OH- + H+ Kw = 10−14
MnO- + 2H O + 3e U MnO + 4OH
-K = 10 MnO- 4/MnO2
K = K K-1.K 4 w E0
= 5.1, 51 − 2.1, 23 − 14.4.0, 0592 = 0,59 (V)
5 1 2 w MnO- 4, H O/MnO2 2 3
1
(2,25
điểm)
b) E0MnO- + 2+ > E0 - > E0 - 2- w .X nyng oxi hóa <
4 , H /Mn MnO4 , H2O/MnO2 MnO4/MnO4
MnO- 4m5 trong môi tr4_ng axit và =/, trong môi tr4_ng %T2 %z- vì:
- + 8
E = E° + 0,0592 lg [MnO4 ][H ]
MnO- 4, H+/Mn2+ MnO4- , H+/Mn 2+ 5 [Mn2+]
do * khi pH y2 [H+
] -Xm, tính oxi hóa c< MnO- 4-Xm
2
(0,75
điểm)
Các phXn minh t X nyng oxi hóa < ion pemanganat phb ,0 vào pH
< môi tr4_ng:
MnO- + 5Fe2+ + 8H+ w Mn2+
+ 5Fe3+ + 4H2O
4
D
2 MnO- + 3 Mn 2+ + 2H2O ⎯t⎯→ 5MnO2 + 4H+
4
2 MnO- + SO2- + 2OH- w 2 MnO2-
+ SO2- + H2O
Câu 6
1
(2,25
điểm)
Cr2O3 + 3Na2O2 + H2O ⎯t
⎯→ 2 CrOD 2 4− + 2OH- + 6Na+ (1) D
2Na2O2 + 2H2O ⎯t
⎯→ O2 + 4OH-
+ 4Na+ (2)
2 CrO42 − + 2H+ w Cr O2 72 − + H2O (4)
Fe2O3 + 6H+ w 2Fe3+
+ 3H2O (5)
Cr O2 − + 9I- + 4 H+ w 2 Cr3+
+ 3 I- + 7H2O (6)
2Fe3+ + 3I- w 2Fe2+
2 S O2 32− + I-3 w S O4 62 − + 3I- (8)
Trang 62 7
3
2 7
2 3
2 3
2 −
điểm) v (1), (4) và (5) w trong 10,00 mL dung d1ch A :; mol < Cr2 O7
:; mol < Fe3+
là n = 0,2y
Fe
là nCr 2- = 0,1x;
2 O7
Tr4_ng hp NaF không có mJt trong dung d1ch A, cX Cr O2 − và Fe3+ *+u b1 kh> bzi I
- Theo (6) và (7) ta có: n -I
3 (1)= 3 nCr 2- + 0,5 n
2 O7
-3
Fe3+ = 3.0,1x + 0,5.0,2y = 0,3x + 0,1y
v (8): nS
2 O2- (1)= 2 n
-I3 (1)w 0,40.10,50.10 = 2.(0,1y + 0,3x) (10)
Tr4_ng hp NaF có mJ trong dung d1ch A, G có Cr O2 − %1 >
n
-I3 ( 2)= 3 n = 0,3x w 0,40.7,50.10-3
S2O2- ( 2)= 2 n
-I3 ( 2)= 0,6x (11)
v (11) và (10) w x = 0,005 (mol) và y = 0,006 (mol)
nCr = 2 nCr O = 2.0,005 = 0,01 (mol) w %Cr trong md, là: 52.0, 01
1, 98 .100 = 26,26%
n Fe = 2 n Fe O = 2.0,006 = 0,012 (mol) w %Fe trong md, là: 56.0, 012
1, 98 .100 = 33,94%.