Thực tế khi điện phân ở một điện cực, ngoài nửa phản ứng tạo ra sản phẩm chính là KClO4 còn đồng thời xẩy ra nửa phản ứng phụ tạo thành một khí không màu.. Ở điện cực thứ hai chỉ xẩy ra [r]
Trang 1ĐỀ HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA 2007
-10m
9 0 Au là 196,97g/mol
1) Tính
2) Xác 23 3 A 0 A Avogadro
1) Xác
2) Hãy cho bit ki>u lai hoá c0a nguyên t9 photpho (P) và cNu trúc hình hOc c0a hai phân t9 axit trên
Câu 3: R/ dung ,3 có ba N HCl, BaCl2, FeCl3 cùng W 2/ 0,0150M XI khí CO2 vào dung
W 2/ CO2 trong dung ,3 bão hoà là 3.10-2M; > tích 0 dung d3ch không thay 2]i khi cho CO2
và NaOH vào; các h^ng s : pKa c0a H2CO3 là 6,35 và 10,33; pKs c0a Fe(OH)3 là 37,5 và c0a BaCO3 là 8,30; pKa c0a Fe3+ là 2,17
Tính pH c0a dung d3ch thu 2 !c
Câu 4:
HNO3 thu 2 ! 1lít dung ,3 B và C ! khí D W NO và N2O Thu khí D vào bình dung tích 3,20lít có M Ab N2 00C và 0,23atm thì 0C, áp AN = lên sau khi
4 còn duy
1
2 ! 332,52g KClO4
Câu 6:
1 Cho hai
(a) C(gr) + ½ O2 (k) CO (k)
(b) C(gr) + O2 (k) CO2 (k)
H0
T(a) (J/mol) = - 112298,8 + 5,94T H0
T(b) (J/mol) = - 393740,1 + 0,77T
S0
T(a) (J/K.mol) = 54,0 + 6,21lnT S0
T(b) (J/K.mol) = 1,54 - 0,77 lnT Hãy l)p các hàm n=ng l !ng t do Gibbs theo nhi t 2/ G0
T(a) = f(T), G0
T(b) = f(T)
và cho bit khi t=ng nhi t 2/ thì chúng bin 2]i nh th nào?
2 Trong
DeThi.edu.vn
Trang 20C
Câu 7:
Có ba ! N[ A, B và C
1) Hãy so sánh tính axit 0 A và B
2) Hãy so sánh nhi t 2/ sôi và 2/ tan trong dung môi không phân cc c0a B và C
3) Cho
CH3 A
B
C O
O
C
DeThi.edu.vn
Trang 3HƯỚNG DẪN
Câu 1: (2,0
3 và có
196,97g/mol
1) Tính
2) Xác 23 3 A 0 A Avogadro
Hướng dẫn giải:
a) B' hình ) * = a,
a = 4,070.10-10m
vuông:
½ (a¯2) = a/ ¯2 < a
4,070 X10-10m : ¯2 = 2,878.10-10m = 2r
r : bán kính nguyên 9 Au = 1,439.10-10m
m3
và có M 4 nguyên 9 Au
> tích 4 nguyên 9 Au là 4 nguyên 9 x 4/3 r3
= 4 (3,1416) (1,439 10-10)3
= 49, 927.10-30m3 / 2u khít = (49,927.10-30m3)/ (67,419.10-30 m3) = 0,74054 = 74,054%
./ = 100% -74,054% = 25,946%
b) Tính A Avogadro
* 1 mol Au = NA nguyên
1 nguyên
19,4 g/cm3 = 4 nguyên 9 x x
NA = 6,02386.1023
Câu 2: (2,5
Cho 0,1mol 3PO2 và H3PO3 tác
! < ! là 10,408g và 15,816g
1 Xác
2 Hãy cho bit ki>u lai hoá c0a nguyên t9 photpho (P) và cNu trúc hình hOc c0a hai phân t9 axit trên
Hướng dẫn giải:
1 Y 0,1 mol H3PO2
M = 10,408/ 0,1 mol = 104,08g/mol
KxH3-xPO2 có M = 39,09 x + 1, 008 (3-x) + 30,97 + 32 = 104,08
M = 38,08 x + 65,994 = 104, 08 x = 1
Công 2PO2 phân 9 axit có 1 nguyên 9 H có tính axit
Y 0,1 mol H3PO3 0,1 mol yH3-y PO3
M = 158,16g/mol
39,09 y + 1, 008 (3-y) + 30,97 + 48 = 158,16 38,08 y + 81,994 = 158, 16 38,08 y = 76,166 y = 2
Công 2HPO3 phân 9 axit có 2 nguyên 9 H axit
Các nguyên
3 4
ng.tu
97 , 196
A
N g
3
A.a N
97 , 196 4 mang
Vo
Au ngtu 4 khlg
ng.tu
97 , 196
A
N
g
3 3 6 3 30
m / cm 10 m 10 x 4191 , 67
1
O
O DeThi.edu.vn
Trang 4H3PO2 H3PO3
2 Trong 2 phân 9 nguyên 9 P 2d có lai hoá sp3
không
2d-Câu 3: (2,0
R/ dung ,3 có ba N HCl, BaCl2, FeCl3 cùng W 2/ 0,0150M XI khí CO2 vào dung ,3 này
dung ,3 bão hoà là 3.10-2M; > tích 0 dung d3ch không thay 2]i khi cho CO2 và NaOH vào; các h^ng s : pKa c0a H2CO3 là 6,35 và 10,33; pKs c0a Fe(OH)3 là 37,5 và c0a BaCO3 là 8,30; pKa c0a Fe3+ là 2,17
Tính pH c0a dung d3ch thu 2 !c
Hướng dẫn giải:
Khi cho khí CO2 vào C ! W H+ 0,0150M; Ba2+ 0,0150 M; Fe3+ 0,0150 M có các quá trình:
CO2 + H2O HCO3- + H+ Ka1 = 10-6,35
HCO3- CO32- + H+ Ka2 = 10-10,33
HCl H+ + Cl –
Fe3+ + H2O FeOH2+ + H+ Ka = 10-2,17
Dung ,3 có môi g axit ' (vì có HCl và Fe3+), 2 là không 2@ > (vì W 2/
CO32- vô cùng bé) nên không có 0 BaCO3 thành
Khi thêm NaOH Dc8 ra các c M [
- Trung hoà HCl: H+ + OH- H2O
0,015M 0,120M
- 0,105M
- 0 Fe(OH)3 : Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3
- 0,06 0,015
CO2 + 2OH- CO32- + H2O 3.10-2 0,06 M
- - 0,030
- 7 0 BaCO3:
Ba2+ + CO3
BaCO3 0,015 0,030
Thành < C ! 0 có:
Fe(OH)3 BaCO3 0,0150 mol 0,0150 mol Trong dung ,3 có:
CO32- 0,015M; Cl- ; Na+ ; H2O
Các cân ^ Dc8 ra:
H2O H+ + OH- 10-14 (1)
Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- Ks1 = 10-37,5 (2)
BaCO3 Ba2+ + CO
2-3 Ks2 = 10-8,30 (3)
CO32- + H2O HCO3- + OH- Kb1 = 10-14/10-10,33 = 10-3,67 (4)
So sánh cho N8 cân ^ (4) là cân ^ t8 23 pH 0 dung ,3 ( vì OH- do H2O
Fe(OH)3 tan ra là N bé), W 2/ CO32- do BaCO3 tan ra không 2@ > (vì có , CO32-Y dung
,3-Tính pH theo (4)
CO32- + H2O HCO3- + OH- 10-3,67
C : 0,015
DeThi.edu.vn
Trang 5[ ]: (0,015 –x) x x
x2/(0,015-x) = 10-3,67 x = [OH- ] = 1,69.10-3M pH = 11,23
+ [OH- ] = >> [H+ ] ( do 2 H2O
+ [Fe3+ ] = N } do 2 OH- do Fe(OH)3 tan ra không 2@
>-+ [Ba2+ ] = << 0,015 Vì )8 [CO32- ] do Ba CO3 tan
ra không
Câu 4 (1,5
3 thu
2 ! 1lít dung ,3 B và C ! khí D W NO và N2O Thu khí D vào bình dung tích 3,20lít có M Ab
bình
Hướng dẫn:
- F * trình hoà tan:
3M + 4n HNO3 3M (NO3)n + nNO + 2nH2O (1) 8M + 10n HNO3 8 M(NO3)n + nN2O + 5n H2O (2)
- Tính ] A mol C ! khí C:
Z 2 toàn / bình khí M C ! C và N2) d 00C thì áp AN khí là:
p ] =
pc = 1 atm - 0,23 atm = 0,77 atm
nc =
+ Tính
0,11 mol C NO : a mol
3,720 g N2O: b mol
a + b = 0,11 mol a = 0,08 mol NO
30 a + 44 b = 3,720g b = 0,03 mol N2O
+ X electron do NO3-) Y C ! A:
NO3- + 3e NO
0,24 mol 0,08 mol 0,24 + 0,24 = 0,48 mol electron 2NO3- + 8e N2O
0,24 mol 0,03 mol + X electron do A g [
2x + 2y + 3z = 0,48 (mol electron ) + Khi cho 7,539 A vào 1 lít dung ,3 KOH 2M
Zn + 2KOH K2ZnO2 + H2 2Al + 2KOH + 2H2O 2KAlO2 + 3H2
nAl< nZn <
atm K
K atm
00 , 1 45
, 300
15 , 273 1 , 1
mol K
mol K
atm L
L atm
11 , 0 15 , 273
08205 , 0
2 , 3 77 ,
mol mol
g
g
28 , 0 /
98 , 26
539 ,
mol g
g
12 , 0 /
38 , 65
539 ,
3 23 , 11
14
10 10
29 3
38
5 , 37
10 ) 10 (
7 3
3 , 8
10 2 , 4 ) 10 7 , 1 015 , 0 (
DeThi.edu.vn
Trang 6nKOH = 2 mol > 0,28 mol , KOH
+
y (65,38 – 2,016) + z (26,98 -3,024) = 5,718 +
24,30 x + 65,38 y + 26,98 z = 7,539 (g) x = 0,06 mol Mg
2x + 2y + 3z = 0,48 (mol e) y = 0,06 mol Zn
63,364 y + 23, 956 z = 5,718 (g) z = 0,08 mol Al
Thành
Mg : 0,06 mol x 24,30g/ mol = 1,458g 19,34 %
Zn : 0,06 mol x 65, 38 g/mol = 3,9228 52, 03 %
Al : 0,08 mol x 26,98 g/mol = 2,1584g 28,63 %
Câu5: (2,0
4 còn Ac e chính i 2' 60%
1
332,52g KClO4
Hướng dẫn giải:
Fc M chính: anot: ClO3- - 2e + H2O ClO4 - + 2H+
catot: 2H2O + 2e H2 + 2OH
ClO3- + H2O ClO4- + H2
Fc M I[ anot: H2O - 2e 2H+ + O2
catot: 2H2O + 2e H2 + 2OH
H2O O2 + H2
2 39,098 + 35,453 + 64,000 = 138,551
q = 771880 C
3 Khí catot là hydro: n =
V = Khí anot là oxy: nF 2 = 8 0,4 = 3,2 F
n =
V =
Câu 6: (2,0
1 Cho hai
(a) C(gr) + ½ O2 (k) CO (k)
2 1
2 1
4
KClO
M
mol 4 , 2 551 , 138
52 , 332 n
4
mol
c
C 771880 C)
96485 ( 8 F 8 60
100
2
mol / F 2
F 8
2
1
298 08205 , 0 4 P
nRT
2
mol / F 4
F 2 , 3
2
1
298 08205 , 0 8 , 0 P
DeThi.edu.vn
Trang 7(b) C(gr) + O2 (k) CO2 (k)
H0
T(a) (J/mol) = - 112298,8 + 5,94T H0
T(b) (J/mol) = - 393740,1 + 0,77T
S0
T(a) (J/K.mol) = 54,0 + 6,21lnT S0
T(b) (J/K.mol) = 1,54 - 0,77 lnT Hãy l)p các hàm n=ng l !ng t do Gibbs theo nhi t 2/ G0
T(a) = f(T), G0
T(b) = f(T) và cho
bit khi t=ng nhi t 2/ thì chúng bin 2]i nh th nào?
2 Trong
Hướng dẫn giải:
1) (a) G
G (- 112298,8 + 5,94 T) – T(54,0 + 6,21 lnT) -112298,8 – 48,06T - 6,21T lnT Khi = T G0
(b) ( - 393740,1 + 0,77 T ) – T (1,54 - 0,77 lnT)
( - 393740,1 - 0,77 T + 0,77 TlnT)
2 * Y các * trình (a), (b) tìm hàm Kp (c) 1673K cho c M (c):
(a) C (gr) + O2 (k) CO (k) x -1 (b) C (gr) + O2 (k) CO2 (k) x 1 (c) CO (k) + O2 (k) CO2 (k)
(c) = (b) - (a)
G [ -393740,1 – 0,77 T + 0,77 TlnT] - [-112298,8 -48,06T -6,21 TlnT]
lnKp,
Kp, 1673 (c) = 4083
* Xét các c M
(c) CO (k) + O2 (k) CO2 (k) x -1 (d) NiO (r) + CO (k) Ni (r) + CO2 (k) x 1 (1) NiO (r) Ni (r) + O2 (k)
h 1673K có Kp (d) =
p = (2,4247 10-2)2
P = 5,88 10-4 bar = 58, 8 Pa
Câu 7:
) ( )
( )
0
a S T a H
) (
0
a
T
G T0(b)
G T0(b)
0
T
2 1
2 1
) ( )
( )
0
a G b G
G T0(c)
T ln T 98 , 6 T 29 , 47 3 , 281441 )
c (
mol / J 115650 )
c (
G16730
313457 ,
8 1673 314 , 8
115650 RT
) c ( G )
c (
0
2 1
2 1
1
99
2
CO
CO
p p
2 / 1
O2
2
10 42247 , 2 024247 ,
0 4083
99 ) c ( Kp
) d (
2
) 1 (
2 p
O K
2
O
G T0(a)
DeThi.edu.vn
Trang 8Có ba ! N[ A, B và C
1 Hãy so sánh tính axit 0 A và B
2 Hãy so sánh nhi t 2/ sôi và 2/ tan trong dung môi không phân cc c0a B và C
3 Cho
Hướng dẫn giải:
Ba ! N A, B và C:
1 So sánh tính axit: ( 0,25 đ)
Tính axit
2 So sánh điểm sôi và độ tan ( 0,25 đ) Liên
không phân ( * (B)
3 Đồng phân lập thể ( 0,5đ)
A, B
(Không yêu cầu thí sinh vẽ cấu hình các đồng phân lập thể)
CH3 A
B
C O
O
C
C O
OH H
CH3
C
O
HO
H
H3C
C O
O H H
H3C
C H3
O C
H O H
DeThi.edu.vn
...3 Đồng phân lập thể ( 0,5đ)
A, B
(Khơng u cầu thí sinh vẽ cấu hình đồng phân lập thể)
CH3 A
B
C O
O
C