Thêm dần NaOH vào (thể tích thay đổi không đáng kể để pH của dung dịch tăng lên... Xác định tên kim loại B.[r]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẬU GIANG
TRƯỜNG THPT CHUYÊN VỊ THANH
KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30 - 4 LẦN THỨ 16
ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: HÓA HỌC LỚP : 11
Câu hỏi 1: ( 4 điểm)
1 (3 điểm)
Cho cân bằng hoá học :
N2 + 3 H2 2 NH3 với H = 92 kJ/ mol Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N2 và H2 theo tỉ lệ số mol đúng bằng hệ số tỉ lượng tức tỉ lệ 1 : 3 thì khi đạt tới trạng thái cân bằng (4500C, 300 atm) NH3 chiếm 36% thể tích
a Tính hằng số cân bằng KP
b Giữ nhiệt độ không đổi (4500C) cần tiến hành dưới áp suất bao nhiêu để khi đạt tới trạng thái cân bằng NH3 chiếm 50% thể tích
c Giữ áp suất không đổi (300 atm, cần tiến hành ở nhiệt độ nào để khi đạt tới trạng thái cân bằng
NH3 chiếm 50% thể tích Biết: ln ( 1 1)
1 2 2
1
T T R
H K
K
2 ( 1 điểm)
Ở 180C, khối lượng riêng của KCl bằng 1,9893 g/cm3, độ dài cạnh ô mạng cơ sở (xác định bằng thực nghiệm) là 6,29082A Dùng những giá trị của các nguyên tử lượng để tính số Avogadro.( K=39,098; Cl=35,453 )
Đáp án câu 1:
1 a
N2 + 3 H2 2 NH3
Ban đầu 1 3
Phản ứng x 3x
Cân bằng 1x 33x 2x
2x
.100 36 x 0,529
4 2x
Tổng số mol lúc cân bằng: 2,942 mol
3
NH
2.0,529
2,942
1 0,529
2,942
2
H
3 3.0,529
2,942
3
2
P
P P
1 đ
b
N2 + 3 H2 2 NH3
Ban đầu 1 3
Phản ứng x 3x
Cân bằng 1x 33x 2x
Số phách
Số phách
Trang 22x 2
.100 50 x
Tổng số mol lúc cân bằng: 8/3 mol
3
P
P P
c
N2 + 3 H2 2 NH3
Ban đầu 1 3
Phản ứng x 3x
Cân bằng 1x 33x 2x
.100 50 x
Tổng số mol lúc cân bằng: 8/3 mol
3
2
1 x 27P
P P
Ta có
5 1
2 4
1 đ
Trang 3Câu hỏi 2: ( 4 điểm)
Cho Fe3 e Fe2 Eo 0, 77V
3
38 Fe(OH)
T 3,8.10
2
16 Fe(OH)
T 4,8.10
Có một dung dịch chứa đồng thời Fe3 ,Fe2
đều có nồng độ 1M ở pH = 0 Thêm dần NaOH vào (thể tích thay đổi không đáng kể để pH của dung dịch tăng lên Thí nghiệm được tiến hành ở nhiệt độ không đổi 25oC
a Xác định sự phụ thuộc của thế của cặp Fe3 2
Fe
vào pH của dung dịch
b Vẽ đồ thị E = f(pH)
Đáp án câu 2:
Nếu xuất phát từ dung dịch chứa đồng thời Fe3 ,Fe2
đều có nồng độ 1M ở pH = 0 rồi nâng dần pH lên thì lần lượt có kết tủa Fe OH( )3rồi đến kết tủa Fe OH( )2 do
3
38 ( ) 3,8.10
Fe OH
< T Fe OH( )2 4,8.1016
3
( )
3
( )
1
3 Fe OH
2
( )
2
( )
1
2 Fe OH
0 3
3
3
pH
(0,25 đ)
- Trong khoảng 0 pH 1,53 thế của cặp Fe3 2
Fe
không phụ thuộc vào pH của dung dịch
0,77
o
- Trong khoảng 1,53 pH 6,34 , Fe3
giảm nên E giảm
3
3
0,059 lg Fe OH lg
o
T
OH
1,438 0,177 pOH
3
2
1,04 0,177
Fe
Fe
Trang 4- Trong khoảng 6,34 pH 14 , cả Fe3
và Fe2
cùng giảm nên E giảm
3
2
( ) ( )
1 0,059 lg Fe OH
o
T
38
3,8.10 1
3
2
0,292 0,059
Fe
Fe
biểu diễn đồ thị E = f(pH)
3
2
Fe
Fe
E
0,77
6,34 14
-0,534
(1 đ đ)
Trang 5Câu hỏi 3: ( 4 điểm)
Đốt cháy hoàn toàn a gam kim loại B (trong dãy điện hóa) trong bình kín đựng khí clo (dư), thu được 32,5 gam muối và nhận thấy thể tích khí clo giảm 6,72 lít (đktc) Xác định tên kim loại B
Thêm vào a gam lượng kim loại B nói trên một lượng kim loại A tạo thành hỗn hợp X Cho X phản ứng vừa đủ với dung dịch HNO3 đặc, nóng thu được khí màu nâu duy nhất có thể tích 20,16 lít (đktc) và dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu được 69,7 gam muối Nếu cho 100
ml dung dịch NaOH 9 M vào dung dịch Y thì thu được kết tủa cực đại Nung kết tủa này thu được chất rắn C Mặt khác nếu cho dung dịch NaOH 1 M vào hỗn hợp X thì có khí H2 thoát
ra, đến khi phản ứng kết thúc thì thể tích dung dịch NaOH cần dùng là 100 ml và khối lượng
X chỉ còn 11,2 gam
1 Tính khối lượng chất rắn C
2 Xác định A
3 Tính khối lượng hỗn hợp X
Đáp án câu 3:
Đặt n là hóa trị của B, M là nguyên tử lượng của B
B + n/2Cl2 → BCln
Số mol Cl2 tham gia phản ứng = 6,72/22,4 = 0,3 mol
mmuối = 0,6/n (M + 35,5n) = 32,5
→ M = 11,2n/0,6
→ n = 3 ; M = 56 là nghiệm phù hợp
Hỗn hợp X chứa: Fe (0,2 mol) ; A (x mol)
m là hóa trị của A
Số mol NO2 = 20,16/22,4 = 0,9 mol
Ta có:
Fe → Fe3+ + 3e
0,2 0,2 0,6 mol
A → Am+ + me
x x mx mol
NO3- + 2H+ + e → NO2 + H2O
0,9 0,9 mol
→ 0,6 + mx = 0,9 → mx = 0,3
Dung dịch Y chứa: Fe(NO3)3 = 0,2 mol ; A(NO3)m = x mol
→ 242.0,2 + (A + 62m).x = 69,7
→ Ax = 2,7
Trang 6Dung dịch Y + dung dịch NaOH với nNaOH = 0,9 mol
Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3
0,2 0,6 0,2
Am+ + mOH- → A(OH)m
x mx x
Vì mx = 0,3 mol nên tổng số mol NaOH tham gia phản ứng (0,6 + mx) bằng số mol NaOH đã dùng 0,9 mol → Kết tủa cực đại gồm:
Fe(OH)3 : 0,2 mol
A(OH)m : x mol
Khi nung:
2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O
0,2 0,1 mol
2A(OH)m → A2Om + mH2O
x 0,5x
Chất rắn C chứa: Fe2O3 0,1 mol ; A2Om 0,5x mol
mC = 160.0,1 + (2A +16m)0,5x = 16 + Ax + 8mx = 16 + 2,7 + 8.0,3 = 21,1 g 1,5đ Xác định A
nNaOH = 0,1 mol
Hỗn hợp X phản ứng với NaOH giải phóng khí H2 → xảy ra phản ứng:
A + (4 - m)NaOH + (m - 2)H2O → Na4 – mAO2 + m/2H2
x 0,1 mol
Khi phản ứng kết thúc mX = 11,2 g = mFe → A phản ứng hết
Trang 7Câu hỏi 4: ( 4 điểm)
1 Khi clo hoá iso pentan ở 100oC có chiếu sáng thu được các sản phẩm monoclo với tỷ lệ phần trăm như sau:
a Dùng công thức cấu tạo viết phương trình phản ứng và so sánh khả năng phản ứng thế của các nguyên tử H ở cacbon bậc 1, bậc 2, bậc 3
b Nếu thay thế clo bằng brom thì tỷ lệ phần trăm trên tăng hay giảm? Giải thích?
c Dự đoán tỷ lệ phần trăm sản phẩm monoclo hoá iso butan
2 Cho xúc hợp etyl oxalat và etyl axetat với sự hiện diện của natri etylat tạo thành A (C8H12O5) Dưới ảnh hưởng của nhiệt, A khử cacbon oxit thành B (C7H12O4) Tác dụng của 1,2-dibromo etan trên B, với sự hiện diện của natri etylat cho chất C (C16H26O8) Thủy phân C tiếp theo với sự đun nóng hợp chất tạo thành cho một axit D (C6H10O4), và nhiệt phân muối canxi của D cho xiclopentanon Viết các phương trình hóa học để thực hiện những biến đổi trên
Đáp án câu 4:
1.a
(0, (1 đ)
* Khả năng thế tương đối của các nguyên tử H gắn vào C có bậc khác nhau là:
CH3 - CH - CH2 - CH3
CH3
Cl2, as (100oC)
CH3 - C - CH2 - CH3
CH3 Cl
CH3 - CH - CH - CH3
CH3 Cl
CH3 - CH - CH - CH2Cl
CH3 ClCH2 - CH - CH - CH3
CH3
Trang 89 liên kết C – H bậc 1 1
36,6
4,067 9
r
2 liên kết C – H bậc 2 2 35 17,5
2
r
1 liên kết C – H bậc 3 3
28,4
28,4 2
r
Ta có : r1 : r2 : r 3 4,067 : 17,5 : 28,4 1 : 4,3 : 6,98
b khi chuyển từ clo sang brom thì sản phẩm thế bậc 3 tăng lên, sản phẩm thế bậc thấp giảm nguyên nhân là do hoạt động hoá học của brom kém hơn clo nên khi tham gia phản ứng thế
c
(0,5 đ) 1.6,98
(9.1) (1.6,98)
i i
i
n r
A
n r
2 Mỗi giai đoạn : 0,2x10
CH 3 COOC 2 H 5 C H ONa2 5 CH 2 COOC 2 H 5
CH3 - CH - CH3
CH3
Cl2, as (100oC)
CH3 - C - CH3
CH3 Cl
CH3 - CH - CH2Cl
CH3
(A)
(B)
Trang 9CH2COOC2H5 +
C
C O
O
C 2 H 5
C 2 H 5
O
O
C
C
CH2COOC2H5
O
O
-CO
C
O
CH2COOC2H5
C2H5
O
(A)
(B)
C2H5ONa
CH(COOC 2 H 5 ) 2
CH2Br-CH2Br BrCH2CH2CH(COOC2H5)2
CH(COOC2H5)
(C2H5OOC)2CHCH2CH2CH(COOC2H5)2 (C)
H2O, H +
(HOOC) 2 CHCH 2 CH 2 CH(COOH) 2 -CO2 HOOCCH
2 CH2CH2CH2COOH (D) Ca(OH)2
OOCCH2CH2CH2CH2COO Ca
t 0
O
Trang 10Câu hỏi 5: ( 4 điểm)
1 2,5 điểm Khi có mặt enzim aconitaza, axit aconitic bị hidrat hóa tạo thành axit A không quang
hoạt và axit B quang hoạt theo một cân bằng:
COOH
CH2COOH
HOOC
H
Axit aconitic 4%
a Viết công thức cấu tạo của A và B, ghi tên đầy đủ của chúng và của axit aconitic theo danh pháp
IUPAC Axit A có pKa: 3,1 ; 4,8 ; 6,4 Ghi các giá trị pKa bên cạnh nhóm chức thích hợp
b Viết sơ đồ điều chế A từ axeton và các chất vô cơ cần thiết.
2 1,5 điểm Cho biết những phản ứng cần thiết để thực hiện những biến đổi sau :
Đáp án câu 5:
5.1
a)
Xác định đúng A, B: 0,25
Ghi đúng mỗi giá trị Ka : 0,25x3
Gọi đúng tên A, B: 0,25
Điều chê: mỗi giai đoạn: 0,25x4
(B)
(A)
COOH
CH2COOH
HOOC
H Axit (Z)-3-cacboxipentendioc
HOOC CH CH CH2COOH
COOH OH
H2O HOOC-CH2 C
(3,1)
CH2COOH COOH
OH
Axit-3-cacboxi-2-hidroxipentadioic Axit-3-cacboxi-3-hidroxipentadioic
H2O
b)
CH3
CH3
C O Cl2
CH3COOH
CH2Cl
CH2Cl
C O
CH2CN
H3O+
C CN
CH2COOH
CH2COOH
CH2CN
CH2Cl
C CN HO
CH2Cl
CH3
CH3 O
CH3
CH3 CHO O
Trang 115.2
Giai đo n 1: 0,5ạ
Các giai đo n còn l i: 0,25 x4ạ ạ
CH3
CH3
O
CH3
CH3CHO
O
O3 H2O
Zn
CHO O
CH3
CH3 H
OH- O CHCHO CH3 CH3 O CH3 CH3CHO O O H2O CH3 CH3CHO O
OH H+, t0