Nguyên liệu dùng để sản xuất nhôm là quặng boxit chứa nhôm oxit.. Để điều chếNguyên liệu dùng để sản xuất nhôm là quặng boxit chứa nhôm oxit.. a Hãy nêu phương pháp tách nhôm oxit từ quặ
Trang 1SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO THÁI BÌNH
TRƯỜNG THPT CHUYÊN THÁI BÌNH
*****
ĐỀ ĐÓNG GÓP CHO KỲ THI C10
Môn Hoá học lớp 11
Năm học : 2017-2018
Thời gian làm bài: 180 phút (Đề gồm 02 trang)
Bài 1: (2 điểm) Tốc độ phản ứng- Cân bằng hoá học
Cân bằng của phản ứng khử CO2 bằng C: C + CO2 € 2CO xảy ra ở 1090K với hằng
số cân bằng KP = 10
a) Tìm hàm lượng khí CO trong hỗn hợp cân bằng, biết áp suất chung của hệ là 1,5atm
b) Để có hàm lượng CO bằng 50% về thể tích thì áp suất chung là bao nhiêu?
Bài 2: (2 điểm) Dung dịch điện li
Trị số pH của dung dịch bão hoà magie hidroxit trong nước tại 250C = 10,5
a) Tính độ tan của magie hidroxit trong nước theo mol/l và theo g/100 ml
b) Tính tích số tan của magie hidroxit
c) Tính độ tan của magie hidroxit trong dung dịch NaOH 0,01 M tại 250C
d) Trộn hỗn hợp gồm 10 gam magie hidroxit và 100 ml dung dịch HCl 0,10M
trong một thời gian tại 250C Tính pH của pha lỏng khi hệ đạt tới cân bằng hoá học
Bài 3: (2 điểm) Điện hoá học- Điện phân
Cho pin: Ag/AgNO3 0,001M, Na2S2O3 0,1M//HCl 0,05M / AgCl, Ag
với Epin =0,345V
a Viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt động
b Tính
3-2 3
0
[Ag(S O )] /Ag
c Tính TAgCl?
d Thêm một ít KCN vào dung dịch ở nửa trái của pin, Epin sẽ thay đổi như thế nào? Cho biết: Ag+ + 2
S O € [Ag(S2O3)]3- lgβ = 13,46
Ag+ + 2CN- € [Ag(CN)2]- lgβ = 21
+
0
Ag /Ag
E = 0,8V; RTln = 0,059lg
Bài 4: (2 điểm) Bài tập nhóm IVA, VA, IA, IIA, IIIA.
Nguyên liệu dùng để sản xuất nhôm là quặng boxit (chứa nhôm oxit) Để điều chếNguyên liệu dùng để sản xuất nhôm là quặng boxit (chứa nhôm oxit) Để điều chế
nhôm, đầu tiên nhôm oxit được tinh chế từ quặng boxit Sau đó tiến hành điện phân nóng chảy nhôm oxit khi có mặt cryolit Nhiệt độ của bình điện phân là 970°C, cường độ dòng điện là 130 kA, hiệu suất dòng là 95%, thế điện phân là 5,0 V
(a) Hãy nêu phương pháp tách nhôm oxit từ quặng boxit và viết các phương trình phản ứng xảy ra
(b) Hãy viết các bán phản ứng xảy ra ở anot và catot và phản ứng phụ xảy ra ở anot (bằng graphit)
(c) Hãy tính năng lượng điện (theo kWh) và khối lượng quặng boxit (chứa 60% Al2O3 theo khối lượng) cần dùng để điều chế 1 tấn nhôm (Gợi ý: A = UIt)
Cho các số liệu nhiệt động sau ở 970°C
Al(l) O2(k) Al2O3(r) ΔHsn,
kJ/mol
Trang 2Từ giá trị năng lượng tự do của phản ứng: 2Al2O3 (r) → 4Al (l) + 3O2 (k), người ta có thể tính được giá trị thế tối thiểu cần dùng để điện phân nhôm oxit
(d) Hãy tính giá trị thế tối thiểu cần dùng để điện phân nhôm oxit
Bài 5: (2 điểm) Phức chất - trắc quang
Cho dung dịch chứa ion phức [Cu(NH3)4]2+ 1M Ion phức này bị phân huỷ trong môi trường axit theo phản ứng:
[Cu(NH3)4]2+ + 4H+ € Cu2+ + 4NH4
+
Biết hằng số bền của phức [Cu(NH3)4]2+ là Kb=1012; hằng số axit của NH4
+là Ka=10-9,2 Tính pH của dung dịch khi 99,9% số ion phức bị phân huỷ
Bài 6: (2 điểm) Quan hệ giữa hiệu ứng cấu trúc và tính chất
1/ Gọi tên 5 hợp chất sau:
a)
b)
c)
d)
e)
2/ Có ba hợp chất: A, B và C
a) Hãy so sánh và giải thích tính axit của A và B.
b) Hãy so sánh nhiệt độ sôi và độ tan trong dung môi không phân cực của B và
C Giải thích?
c) Cho biết số đồng phân lập thể có thể có của A, B và C.
Bài 7: (2 điểm) Hidro cacbon.
Hiđrocacbon thiên nhiên A khi tác dụng với brom có chiếu sáng tạo thành sản phẩm hữu cơ B chứa 55,8 %C; 7,01 %H còn lại là Br chỉ chiếm một nguyên tử trong phân tử Cả A và B đều bền, không làm mất màu dung dịch KMnO4 và không quang hoạt
a Hãy xác định công thức phân tử của A và B
b Viết công thức cấu tạo và công thức lập thể của A và B
c Dự đoán trạng thái tồn tại (rắn hay lỏng) của A và khả năng thế Br và tách HBr ở
B
Bài 8: (2 điểm) Xác định cấu trúc của chất hữu cơ.
Ozon phân tecpen A có trong thành phần của tinh dầu hoa hồng thu được hỗn hợp sản phẩm gồm: HO-CH2-CH=O, (CH3)2C=O, CH3-CO-CH2-CH2-CH=O Lập luận xác định cấu tạo của A
Bài 9: (2 điểm) Cơ chế phản ứng
1 Phản ứng thế nguyên tử halogen trong dẫn xuất halogen bằng nhóm OH xảy
ra theo những cơ chế nào? Trình bày cơ chế tổng quát?
Trang 32 Các phản ứng sau đây xảy ra theo cơ chế nào? Giải thích? Phản ứng nào xảy
ra nhanh hơn trong từng cặp sau đây? Giải thích?
a (CH3)3CI + CH3OH → (CH3)3COCH3 + HI (1)
(CH3)3CCl + CH3OH → (CH3)3COCH3 + HCl (2)
b (CH3)3CBr + H2O → (CH3)3COH + HBr (3)
(CH3)3CBr + CH3OH → (CH3)3COCH3 + HBr (4)
c (CH3)3CCl (1M) + CH3O− (0,01M) CH → 3OH (CH3)3COCH3 + Cl− (5) (CH3)3CCl (1M) + CH3O−(0,001M) CH →3OH (CH3)3COCH3 + Cl− (6)
d (CH3)3CCl + H2O → (CH3)3COH + HCl (7)
(CH3)2 C=CHCl + H2O → (CH3)2C=CHOH + HCl (8)
Bài 10: (2 điểm) Sơ đồ biến hoá
Cho sơ đồ phản ứng:
CH3-CH=CH-COO-CH=CH-CH3 (A) dd Br /1:1 2 →B dd NaOH/ t C 0 →C + D
a Viết công thức cấu tạo và gọi tên A, B, C, D
b Cơ chế phản ứng từ A sang B và B sang C + D
c Số đồng phân của A, B, C, D
……… Hết ………
Trang 4SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO THÁI BÌNH
TRƯỜNG THPT CHUYÊN THÁI BÌNH
*****
HDC ĐỀ KỲ THI C10 Môn Hoá học lớp 11
Năm học : 2017-2018
Thời gian làm bài: 180 phút
Bài 1: (2 điểm) Tốc độ phản ứng- Cân bằng hoá học
Cân bằng của phản ứng khử CO2 bằng C: C + CO2 € 2CO xảy ra ở 1090K với hằng
số cân bằng KP = 10
a) Tìm hàm lượng khí CO trong hỗn hợp cân bằng, biết áp suất chung của hệ là 1,5atm
b) Để có hàm lượng CO bằng 50% về thể tích thì áp suất chung là bao nhiêu?
HƯỚNG DẪN CHẤM
a. a) C + CO2 € 2CO ∑n
[ ] (1 - x) 2x 1 + x (mol)
Phần mol 1
1
x x
− +
2 1
x x
+
Ta có : Kp = 2
2
CO CO
P
P =
2
2 1 1 1
x x x x
+
− +
1,5 = 10 → x = 0,79
Vậy hỗn hợp lúc cân bằng chứa 2 0,79 = 1,58 mol CO (88%) và 1 –
0,79 = 0,21 mol CO2 (12%)
1đ
b
b) Suy ra Kp = ( )2
0,5
Bài 2: (2 điểm) Dung dịch điện li
Trị số pH của dung dịch bão hoà magie hidroxit trong nước tại 250C = 10,5
a) Tính độ tan của magie hidroxit trong nước theo mol/l và theo g/100 ml
b) Tính tích số tan của magie hidroxit
c) Tính độ tan của magie hidroxit trong dung dịch NaOH 0,01 M tại 250C
d) Trộn hỗn hợp gồm 10 gam magie hidroxit và 100 ml dung dịch HCl 0,10M
trong một thời gian tại 250C Tính pH của pha lỏng khi hệ đạt tới cân bằng hoá học
HƯỚNG DẪN CHẤM
a. a) Mg(OH)2 ⇌ Mg2+ + 2 OH − với pOH = 3,5 → [OH −] = 3,2 10-4 M
Suy ra: [Mg2+] = [Mg(OH)2 điện ly] = Độ tan của Mg(OH)2 = 1,6 10-4
M và Độ tan của Mg(OH)2 = 9,2 10 -4 g/100 ml.
0.5đ
b
b) Tích số tan Ksp = [Mg2+].[ OH −]2 = 1,64 10-11 M 3 0.5đ
Trang 5c. c) Mg(OH)2 (r) ⇌ Mg2+(dd) + 2OH −(dd) Gọi x là độ tan
[ ] x x 0,01 + 2x
Ksp = [Mg2+].[ OH −]2 = x(0,01 + 2x) = 1,64 10-11
→ x = 1,64 10-7 M
Vậy độ tan trong dd NaOH = 1,64 10-7 M hay 9,5 10-7 g/100 ml
0.5 đ
d. d) số mol Mg(OH)2 = 0,1725 > 0,01 nên HCl bị trung hoà hết theo
phản ứng
Mg(OH)2 (r) + 2H+(dd) → Mg2+(dd) + 2H2O (l)
nếu coi thể tích không đổi = 100 ml thì nồng độ Mg2+ = 0,05 M
Khi đó: Mg(OH)2 (r) ⇌ Mg2+(dd) + 2 OH −(dd) Gọi y là độ tan
[ ] y y + 0,05 2y
( Coi y + 0,05 ≈ 0,05 )
Ksp = [Mg2+].[ OH −]2→ [OH −] = 11
2+
1,64 10
sp
+
10-5 M
→ pOH = 4,74 → pH = 9,26.
0.5 đ
Bài 3: (2 điểm) Điện hoá học- Điện phân
Cho pin: Ag/AgNO3 0,001M, Na2S2O3 0,1M//HCl 0,05M / AgCl, Ag
với Epin =0,345V
a Viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt động
b Tính
3-2 3
0
[Ag(S O )] /Ag
c Tính TAgCl?
d Thêm một ít KCN vào dung dịch ở nửa trái của pin, Epin sẽ thay đổi như thế nào? Cho biết: Ag+ + 2
S O € [Ag(S2O3)]3- lgβ = 13,46
Ag+ + 2CN- € [Ag(CN)2]- lgβ = 21
+
0
Ag /Ag
E = 0,8V; RTln = 0,059lg
HƯỚNG DẪN CHẤM
a. a Ag+ + 2
S O € [Ag(S2O3)]3- β = 1013,46
C 10-3 0,1
Do Epin>0, nên ta có pin với hai điện cực như sau:
(-) Ag /AgNO3 0,001M, Na2S2O3 0,1M // HCl 0,05M / AgCl, Ag (+)
Khi pin hoạt động:
Anot (-): Ag + 2
S O € [Ag(S2O3)]3- + e Catot (+): AgCl + e € Ag + Cl
-Phản ứng xảy ra trong pin: AgCl + 2
S O € [Ag(S2O3)]3- + Cl
-0.5 đ
Trang 6b. b Ag+ + e € Ag K1=100,0590,8
[Ag(S2O3)]3- € Ag+ + 2
S O ∆-1=10-13,46 [Ag(S2O3)]3- + e € Ag + 2
Suy ra E0 =
3-2 3
0 [Ag(S O )] /Ag
E = 5,86.10-3 V
0.5 đ
c
c Eanot=
3-2 3
[Ag(S O )] /Ag
3-2 3
0 [Ag(S O )] /Ag
3 2
10 0,059lg
0,098
−
= -0,052V Epin = Ecatot - Eanot= 0,345V
=> Ecatot= 0,293V = EAg+/Ag = E0Ag /Ag + + 0,059lg[Ag+] => [Ag+] = 10-8,59
M
TAgCl = [Ag+].[Cl-] = 0,05.10-8,59 = 1,29.10-10
0.5 đ
d d Thêm ít dung dịch KCN vào dung dịch ở nửa bên trái pin:
[Ag(S2O3)]3- € Ag+ + 2
S O ∆-1 = 10-13,46
Ag+ + 2CN- € [Ag(CN)2]-; ∆ = 1021
[Ag(S2O3)2]3- + 2CN- € [Ag(CN)2]- + 2
S O ; K= 10-13,46.1021 =
107,54
Do đó, phức [Ag(CN)2]- bền hơn [Ag(S2O3)2]3-
Vậy: Nồng độ Ag+ (hay nồng độ [Ag(S2O3)2]3-) giảm => Eanot giảm
Mà Ecatot không đổi => Epin = (Ecatot - Eanot) tăng
0.5 đ
Bài 4: (2 điểm) Bài tập nhóm IVA, VA, IA, IIA, IIIA.
Nguyên liệu dùng để sản xuất nhôm là quặng boxit (chứa nhôm oxit) Để điều chếNguyên liệu dùng để sản xuất nhôm là quặng boxit (chứa nhôm oxit) Để điều chế
nhôm, đầu tiên nhôm oxit được tinh chế từ quặng boxit Sau đó tiến hành điện phân nóng chảy nhôm oxit khi có mặt cryolit Nhiệt độ của bình điện phân là 970°C, cường độ dòng điện là 130 kA, hiệu suất dòng là 95%, thế điện phân là 5,0 V
(a) Hãy nêu phương pháp tách nhôm oxit từ quặng boxit và viết các phương trình phản ứng xảy ra
(b) Hãy viết các bán phản ứng xảy ra ở anot và catot và phản ứng phụ xảy ra ở anot (bằng graphit)
(c) Hãy tính năng lượng điện (theo kWh) và khối lượng quặng boxit (chứa 60% Al2O3 theo khối lượng) cần dùng để điều chế 1 tấn nhôm (Gợi ý: A = UIt)
Cho các số liệu nhiệt động sau ở 970°C
Al(l) O2(k) Al2O3(r) ΔHsn,
kJ/mol
S, J/
(K∙mol)
Từ giá trị năng lượng tự do của phản ứng: 2Al2O3 (r) → 4Al (l) + 3O2 (k), người ta có thể tính được giá trị thế tối thiểu cần dùng để điện phân nhôm oxit
(d) Hãy tính giá trị thế tối thiểu cần dùng để điện phân nhôm oxit
HƯỚNG DẪN CHẤM
Trang 7a. a Hòa tan quặng boxit bằng dung dịch kiềm đặc (35%), nóng:
Al2O3 + 2 NaOH + 3 H2O → 2 Na[Al(OH)4]
Lọc bỏ chất không tan (Fe2O3), sục khí CO2 vào phần dung dịch
Na[Al(OH)4] + CO2 → Al(OH)3 + NaHCO3 Lọc lấy kết tủa nhôm hidroxit và nung nóng thu được nhôm oxit:
2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O
0.5 đ
b b Anot (+) 2 O2- → O2 + 4e
O2 + 2 C → 2 CO Catot (-) Al3+ + 3e → Al
0.5 đ
c c nAl = 37,04 kmol
=> ne = 3nAl = 111,12 kmol
F
It
n e= ⋅
Ih
F n
3
3
10 68 , 8 95 , 0 10 130
96485 10
12 , 111
=
×
×
=
=
=> A = UIt = 5,0 × 130.103 × 8,68.104 = 5,642.1010 J =
15670 kWh
h
s kW
s J kWh
10 6 , 3 3600
10 1
tan 15 , 3 10
15 , 3 6
, 0
102 2
10 04 , 37
6
3
=
=
×
m boxit
0.5 đ
d d 2 Al2O3 (r) → 4 Al (l) + 3 O2 (k)
∆H0 = 3526 kJ/mol
∆S0 = 830 J/mol/K
=> ∆G0 = ∆H0 - T∆S0 = 3526.103 - 1243×830 = 2,49.106 J
= +nFE0
đp
=> E0 đp = 2,15 V;
0.5 đ
Bài 5: (2 điểm) Phức chất - trắc quang
Cho dung dịch chứa ion phức [Cu(NH3)4]2+ 1M Ion phức này bị phân huỷ trong môi trường axit theo phản ứng:
[Cu(NH3)4]2+ + 4H+ € Cu2+ + 4NH4
+
Biết hằng số bền của phức [Cu(NH3)4]2+ là Kb=1012; hằng số axit của NH4
+là Ka=10-9,2 Tính pH của dung dịch khi 99,9% số ion phức bị phân huỷ
HƯỚNG DẪN CHẤM
[Cu(NH3)4]2+ € Cu2+ + 4NH3 K,
b = 10-12 4NH3 + 4H+ € 4NH4
a = (Ka-1)4 = 1036,8 [Cu(NH3)4]2+ + 4H+ € Cu2+ + 4NH4
+ K= 1024,8 Khi phức bị phân huỷ 99,9% thì:
[Cu(NH3)4]2+ = 0,1%CM= 10-4M; [Cu2+] = 1M; [NH4
+] = 4M
24,8 4
3 4
[Cu ].[NH ]
[Cu(NH ) ].[H ] => [H+]=1,42.10-5M => pH = 4,85
2 đ
Trang 8Bài 6: (2 điểm) Quan hệ giữa hiệu ứng cấu trúc và tính chất
1/ Gọi tên 5 hợp chất sau:
a)
b)
c)
d)
e)
2/ Có ba hợp chất: A, B và C
a) Hãy so sánh và giải thích tính axit của A và B.
b) Hãy so sánh nhiệt độ sôi và độ tan trong dung môi không phân cực của B và
C Giải thích?
c) Cho biết số đồng phân lập thể có thể có của A, B và C.
HƯỚNG DẪN CHẤM
1.
a/
Pent-1-en-4-in (E)-hex-4-en-1-in (E)
-4-(pentan-3-yl)oct-5-en-2-in
(E)-dodeca-7-en-1,9-điin
(7E)-6-((Z)-pent-1-enyl)undeca-7-en-1,4-điin
Thiếu một chất trừ 0,125 điểm
0,50 đ
2a.
2b.
a/ Tính axit được đánh giá bởi sự dễ dàng phân li proton của nhóm
–OH Khả năng này thuận lợi khi có các hiệu ứng kéo electron (–I
hoặc –C) nằm kề nhóm –OH Ở A vừa có hiệu ứng liên hợp (–C) và
hiệu ứng cảm ứng (–I) ; ở B chỉ có hiệu ứng (–I)
→ Tính axit của (A) > (B)
b/ Liên kết hydro làm tăng điểm sôi Chất C có liên kết hydro nội
phân tử, B có liên kết hydro liên phân tử
→ nhiệt độ sôi của (C) bé hơn nhiệt độ sôi của (B) (C) có độ tan
0,25 0,25
Trang 9trong dung môi không phân cực lớn hơn (B)
c/ (A), (B) đều có 2 tâm bất đối, hai nhóm thế có thể nằm ở
2 phía khác nhau của vòng cyclohexene và chúng có thể tồn tại 4
đồng phân lập thể
(C) có 4 tâm bất đối có 16 đồng phân
0,25 0,25
0,25 0,25
Bài 7: (2 điểm) Hidro cacbon.
Hiđrocacbon thiên nhiên A khi tác dụng với brom có chiếu sáng tạo thành sản phẩm hữu cơ B chứa 55,8 %C; 7,01 %H còn lại là Br chỉ chiếm một nguyên tử trong phân tử Cả A và B đều bền, không làm mất màu dung dịch KMnO4 và không quang hoạt
a Hãy xác định công thức phân tử của A và B
b Viết công thức cấu tạo và công thức lập thể của A và B
c Dự đoán trạng thái tồn tại (rắn hay lỏng) của A và khả năng thế Br và tách HBr ở
B
HƯỚNG DẪN CHẤM
a Công thức đơn giản nhất của B:
=
= 4,65 : 7,01: 0,46 = 10 : 15 : 1
ta có công thức C10H15Br Vì trong phân tử chỉ có 1 nguyên tử brom nên
công thức phân tử của B cũng là công thức đơn giản nhất Công thức
phân tử của A là C10H16
0.5đ
b Theo các dữ kiện đầu bài, A và B đều không chứa liên kết bội, không
chứa vòng 3 hoặc 4 cạnh, không có tính quang hoạt Phản ứng brom hoá là phản ứng có tính chọn lọc cao (chỉ thế vào C bậc cao hơn) do đó các nguyên tử C bậc cao ở A và B chỉ chứa vòng no, bền, và có tính đối xứng cao Công thức cấu tạo và công thức lập thể của chúng:
Br
(A) (B)
;
1đ
c Thường thì hiđrocacbon C5-C16 ở trạng thái lỏng Nhưng A có cấu tạo
rất gọn gàng (4 "mặt ghế", kiểu dạng kim cương) nên sẽ sắp xếp được chặt khít vì thế có nhiệt độ nóng chảy cao: A ở trạng thái rắn B khó tham gia phản ứng thế Br theo SN1 vì không tạo được cacbocation phẳng, khó theo SN2 vì án ngữ không gian,
0.5đ
%C
12
37,1 80
7,01 1
55,8 12
%Br 80
%H 1
Trang 10khó tách HBr vì khó tạo ra các tiểu phân trung gian và anken
có cấu tạo phẳng
Bài 8: (2 điểm) Xác định cấu trúc của chất hữu cơ.
Ozon phân tecpen A có trong thành phần của tinh dầu hoa hồng thu được hỗn hợp sản phẩm gồm: HO-CH2-CH=O, (CH3)2C=O, CH3-CO-CH2-CH2-CH=O Lập luận xác định cấu tạo của A
HƯỚNG DẪN CHẤM
CH3
CH3
*
2đ
Bài 9: (2 điểm) Cơ chế phản ứng
1 Phản ứng thế nguyên tử halogen trong dẫn xuất halogen bằng nhóm OH xảy
ra theo những cơ chế nào? Trình bày cơ chế tổng quát?
2 Các phản ứng sau đây xảy ra theo cơ chế nào? Giải thích? Phản ứng nào xảy
ra nhanh hơn trong từng cặp sau đây? Giải thích?
a (CH3)3CI + CH3OH → (CH3)3COCH3 + HI (1)
(CH3)3CCl + CH3OH → (CH3)3COCH3 + HCl (2)
b (CH3)3CBr + H2O → (CH3)3COH + HBr (3)
(CH3)3CBr + CH3OH → (CH3)3COCH3 + HBr (4)
c (CH3)3CCl (1M) + CH3O− (0,01M) CH →3OH (CH3)3COCH3 + Cl− (5) (CH3)3CCl (1M) + CH3O−(0,001M) CH →3OH (CH3)3COCH3 + Cl− (6)
d (CH3)3CCl + H2O → (CH3)3COH + HCl (7)
(CH3)2 C=CHCl + H2O → (CH3)2C=CHOH + HCl (8)
1. Xảy ra theo cơ chế SN1
và SN2
− SN1
: 2 giai đoạn:
| |
−C−X − X→ − C+
| | | |
0,5
quyết định Vpứ