Đề thi đại cương chuyên hóa lần 1

b Hai chất X và Y cũng thuộc trong dãy các bohiđrua với các tính chất được cho như sau: Hợp chất ở 25Trạng thái o C, 1atm Phần trăm khối lượng của nguyên tố bo Khối lượng mol g/mol Xác

BÀI KIỂM TRA SỐ 1

Cho: 1 Ci = 3,7.1010 Bq; 1 Bq = 1 phân rã/s; 1 eV = 1,602.10–19 J; 1 atm = 101325 Pa = 760 mmHg;

NA = 6,022.1023 mol–1

Câu 1: Nguyên tố R thuộc nhóm A và tạo được hợp chất với hiđro có dạng là RH3 Electron cuối cùng trong nguyên tử R có tổng số lượng tử chính và số lượng tử từ bằng 3 Xác định nguyên tố R

Câu 2: Cho các phân tử và ion sau: NO, C2 và CN– Dựa vào thuyết MO:

a) Viết cấu hình electron của các phân tử và ion trên

b) Vẽ giản đồ năng lượng của ion CN–

c) Xác định từ tính của hai phân tử NO và C2

d) So sánh năng lượng liên kết trong hai phân tử NO và C2

Câu 3: Hóa học về các hợp chất bohiđrua được phát triển đầu tiên bởi Alfred Stock (1876 – 1946) Hơn 20 loại phân tử bohiđrua trung hòa với công thức chung BxHy đã được tìm thấy; trong đó, công thức đơn giản nhất là B2H6 (điboran)

a) Vẽ cấu trúc hình học và giải thích sự hình thành liên kết hóa học trong điboran

b) Hai chất X và Y cũng thuộc trong dãy các bohiđrua với các tính chất được cho như sau:

Hợp chất (ở 25Trạng thái o

C, 1atm)

Phần trăm khối lượng của nguyên tố bo

Khối lượng mol (g/mol)

Xác định công thức hóa học của X và Y Cho B = 10,81; H = 1,00

có chứa hai dạng nguyên tử bo khác nhau, một nguyên tử có dạng hình học tứ diện và một nguyên tử

có dạng tam giác phẳng Biết tỉ lệ dạng tứ diện và dạng tam giác phẳng tương ứng là 1 : 3 Ngoài ra, trong phân tử trên còn có một liên kết ba CO Vẽ cấu trúc hình học của B4CCl6O

d) Tính năng lượng của liên kết B–B dựa vào các dữ kiện sau:

H 403 kJ / mol; H 489 kJ / mol; E  443 kJ / mol; E  242 kJ / mol

Câu 4: Cho các cân bằng hóa học sau:

CuBr2 (r) CuBr (r) + 1

2Br2 (k) Khi đạt cân bằng, áp suất của Br2 ở 450K là 5,1 mmHg và ở 550K là 510 mmHg

vào nhiệt độ

- Tính số mol của các chất trong bình khi đạt cân bằng

- Để CuBr2 phân hủy hết thì dung tích bình phải bằng bao nhiêu?

Câu 5: Khi các nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt và vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng thì con người đang tìm ra những nguồn năng lượng sạch mới Một trong số đó là năng lượng Mặt Trời Hiện nay, Ninh Thuận là tỉnh đang được đầu tư mạnh về mảng điện Mặt Trời Toàn

bộ năng lượng do Mặt Trời phát ra là từ phản ứng nhiệt hạch của hiđro diễn ra như sau:

41 H

1  4 He

2 + 20 e

1

Biết Mặt Trời có đường kính là 1,392.106 km, khối lượng riêng trung bình là 1,408 g/cm3, công suất phát năng lượng là 3,846.1026 J/s và chứa 73,46% hiđro về khối lượng

a) Tính khối lượng của Mặt Trời (theo gam)

2 theo phản ứng nhiệt hạch trên Biết khối lượng của 1H

1 , 4He

2 và 0e

1 là 1,00783u; 4,002604u; 0,0005486u

c) Tính độ hụt khối lượng của Mặt Trời (theo gam) trong 1 giây do phản ứng nhiệt hạch của hiđro d) Tính khối lượng hiđro (theo gam) tham gia phản ứng nhiệt hạch trong 1 giây

e) Tính tuổi thọ trung bình của Mặt Trời (theo năm)

Trời chiếu vuông góc trên 1 m2 bề mặt Trái Đất

Câu 6: Cho kim loại M tác dụng với khí H2, thu được hợp chất hiđrua MHn Hòa tan hết 1 gam MHn trong nước dư ở 25oC và áp suất 99,5 kPa, thu được 3,134 lít khí H2

a) Xác định kim loại M

lần lượt là 0,68 Å và 1,36 Å Tính khối lượng riêng của MHn

Cho: H = 1,00; Li = 6,94; Na = 22,99; Al = 26,98; K = 39,10; Ca = 40,08

Câu 7: Hòa tan 0,835 gam hỗn hợp X gồm NaHSO3 và Na2SO3 trong dung dịch H2SO4 loãng (dư, đun

nóng), thu được khí Y Hấp thụ toàn bộ Y vào 200 ml dung dịch Br2, thu được 200 ml dung dịch Z Thêm dung dịch KI dư vào 50 ml dung dịch Z, lượng I3

sinh ra tác dụng vừa đủ với 12,5 ml dung dịch Na2S2O3 0,025M Mặt khác, nếu sục khí N2 để đuổi hết Br2 dư trong 25 ml dung dịch Z, thu được dung dịch T Để trung hòa T cần vừa đủ 37,5 ml dung dịch NaOH 0,1M

a) Tính nồng độ mol của dung dịch Br2 ban đầu

b) Tính phần trăm khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp X

Câu 8: Thả 1 gam nước đá ở 0oC vào 10 gam nước lỏng ở 50oC Cho nhiệt dung riêng đẳng áp của nước đá là 37,66 J.mol–1.K–1 và của nước lỏng là 75,31 J.mol–1.K–1; nhiệt nóng chảy của nước đá là 6,009 kJ.mol–1 Giả sự hệ đang xét là hệ cô lập (không trao đổi năng lượng với môi trường)

a) Tính nhiệt độ (theo thang Kelvin) của hệ khi đạt cân bằng (làm tròn kết quả về số nguyên)

b) Tính biến thiên entropi của quá trình trên

Br2 + M k

k 1 2 2Br + M

Br + CH4 3

4

k

k CH3 + HBr

Br2 + CH3 k 5

CH3Br + Br Trong đó, M là một phân tử khí trơ có khả năng trao đổi năng lượng với Br2 khi va chạm nhưng không bị biến đổi về bản chất Hãy chứng minh phương trình động học của phản ứng (*) có dạng là:

k [CH ][Br ]

v k

k

k [Br ]

 

  

  

1 1

2 2

3

4 2

5 2

1

Câu 10: Đồng vị 32P phân rã – với chu kì bán hủy là 14,2 ngày được ứng dụng nhiều trong y học, nông nghiệp, sinh học và hóa phân tích Người ta lấy 10 L dung dịch chứa DNA và tiến hành đánh dấu bằng đồng vị 32P theo sơ đồ sau:

Ban đầu, hoạt độ phóng xạ riêng của [32P]ATP là 10 Ci/mmol Sau 37 ngày (tính từ ngày bắt đầu đánh dấu DNA), dung dịch [32P]DNA phát ra 40000 hạt /giây Tính nồng độ (theo M) của dung dịch DNA trên

-HẾT -

BÀI KIỂM TRA SỐ 1

Cho: 1 Ci = 3,7.1010 Bq; 1 Bq = 1 phân rã/s; 1 eV = 1,602.10–19 J; 1 atm = 101325 Pa = 760 mmHg;

NA = 6,022.1023 mol–1

Câu 1: Nguyên tố R thuộc nhóm A và tạo được hợp chất với hiđro có dạng là RH3 Electron cuối cùng trong nguyên tử R có tổng số lượng tử chính và số lượng tử từ bằng 3 Xác định nguyên tố R

Hướng dẫn giải

R tạo được hợp chất với hiđro có dạng là RH3 nên R thuộc nhóm IIIA hoặc VA

 ml = –1  n = 3 – (–1) = 4  Cấu hình electron của R là [Ar]3d104s24p1  R là gali (Ga)

 ml = 1  n = 3 – 1 = 2  Cấu hình electron của R là [He]2s22p3  R là nitơ (N)

Câu 2: Cho các phân tử và ion sau: NO, C2 và CN– Dựa vào thuyết MO:

a) Viết cấu hình electron của các phân tử và ion trên

Hướng dẫn giải a) Cấu hình electron phân tử:

NO:         s s2 *2( x2 y2) (z2 *x1 y)

; C2:     s s2 *2( 2x y2)

; CN–:      s s2 *2( x2 2y) z2

d) Bậc liên kết của NO và C2 lần lượt là 2,5 và 2 nên năng lượng liên kết của NO cao hơn C2

Câu 3: Hóa học về các hợp chất bohiđrua được phát triển đầu tiên bởi Alfred Stock (1876 – 1946) Hơn 20 loại phân tử bohiđrua trung hòa với công thức chung BxHy đã được tìm thấy; trong đó, công thức đơn giản nhất là B2H6 (điboran)

a) Vẽ cấu trúc hình học và giải thích sự hình thành liên kết hóa học trong điboran

b) Hai chất X và Y cũng thuộc trong dãy các bohiđrua với các tính chất được cho như sau:

Hợp chất Trạng thái

(ở 25oC, 1atm)

Phần trăm khối lượng của nguyên tố bo

Khối lượng mol (g/mol)

Xác định công thức hóa học của X và Y Cho B = 10,81; H = 1,00

có chứa hai dạng nguyên tử bo khác nhau, một nguyên tử có dạng hình học tứ diện và một nguyên tử

có dạng tam giác phẳng Biết tỉ lệ dạng tứ diện và dạng tam giác phẳng tương ứng là 1 : 3 Ngoài ra, trong phân tử trên còn có một liên kết ba CO Vẽ cấu trúc hình học của B4CCl6O

d) Tính năng lượng của liên kết B–B dựa vào các dữ kiện sau:

H 403 kJ / mol; H 489 kJ / mol; E  443 kJ / mol; E  242 kJ / mol

Hướng dẫn giải a) B2H6 gồm hai tứ diện lệch BH4 nối với nhau qua một cạnh chung H–H

Mỗi nguyên tử B lai hóa tạo ra ba AO-sp3 và dùng hai trong số đó xen phủ trục với hai AO-1s của hai nguyên tử Ha và Hb

Các liên kết B–Hc–B và B–Hd–B gọi là liên kết ba tâm – 2 electron được hình thành bằng sự xen

phủ của hai AO-sp3 còn lại (một AO có electron độc thân và một AO không có electron) với AO-1s của nguyên tử Hc (hoặc Hd)

b) Công thức hóa học của X và Y lần lượt là B5H11 và B10H14

d)

2x BCl3  B 3Cl2

2

o

H kJ / mol

 1 403

B Cl2 B Cl2 4

BCl3  B Cl2 4  Cl2

o

B Cl B B B Cl Cl Cl B B

  6  4   6 443 4 443 242 317  327

Câu 4: Cho các cân bằng hóa học sau:

CuBr2 (r) CuBr (r) + 1

2Br2 (k) Khi đạt cân bằng, áp suất của Br2 ở 450K là 5,1 mmHg và ở 550K là 510 mmHg

vào nhiệt độ

- Tính số mol của các chất trong bình khi đạt cân bằng

- Để CuBr2 phân hủy hết thì dung tích bình phải bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn giải a) Ở 450K:

/

p Br ,

K p    , atm

2

1 2

1

5 1

0 082 760

Ở 550K:

/

p Br

K p    , atm

2

1 2

2

510

0 819 760

o

o

47355 529

0 082 8 314 450 550

o

  8 314 450 0 0829357 126 1

  47355 529 9357 126  1 1

84 441 450

b) CuBr2 (r) CuBr (r) + 1

2 Br2 (k) Kp2 = 0,819 Ban đầu: 0,2

Cân bằng: 0,2 – x x 0,5x

,

,

510

2 24 760

0 082 550

Khi CuBr2 phân hủy hết thì nBr  , ,  , mol V , ,  ,

2

0 1 0 082 550

510 760

lít

Câu 5: Khi các nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt và vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng thì con người đang tìm ra những nguồn năng lượng sạch mới Một trong số đó là năng lượng Mặt Trời Hiện nay, Ninh Thuận là tỉnh đang được đầu tư mạnh về mảng điện Mặt Trời Toàn

bộ năng lượng do Mặt Trời phát ra là từ phản ứng nhiệt hạch của hiđro diễn ra như sau:

41 H

1  4 He

2 + 20 e

1

Biết Mặt Trời có đường kính là 1,392.106 km, khối lượng riêng trung bình là 1,408 g/cm3, công suất

b) Tính năng lượng tỏa ra (theo J) khi tạo thành 1 hạt nhân 4He

2 theo phản ứng nhiệt hạch trên Biết khối lượng của 1H

1 , 4He

2 và 0e

1 là 1,00783u; 4,002604u; 0,0005486u

c) Tính độ hụt khối lượng của Mặt Trời (theo gam) trong 1 giây do phản ứng nhiệt hạch của hiđro d) Tính khối lượng hiđro (theo gam) tham gia phản ứng nhiệt hạch trong 1 giây

e) Tính tuổi thọ trung bình của Mặt Trời (theo năm)

Trời chiếu vuông góc trên 1 m2 bề mặt Trái Đất

Hướng dẫn giải a) VMT ,  , .   , . cm mMT , . ,  , . gam

3

b)  m 4 1 00783 , ( ,4 002604 2 0 0005486 , )0 0276, u

  0 0276 1 6605 10 27 3 108 24 125 10 12

,





  26 27 3 12

12

3 846 10

0 0276 1 6605 10 10 4 273 10

4 125 10

, 

1

26

38 12

3 846 10

H

3 729 10 1 00783 1 6605 10 10 6 24 10

e) m H (MT) , . . ,  , gam

1

1 987 10 1 46 10

100 ,

,

  33  18  10

14

1 46 10

2 34 10 7 42 10

, ( , )

11 2

3 846 10

1368 222

4 3 14 1 496 10

Câu 6: Cho kim loại M tác dụng với khí H2, thu được hợp chất hiđrua MHn Hòa tan hết 1 gam MHn trong nước dư ở 25oC và áp suất 99,5 kPa, thu được 3,134 lít khí H2

a) Xác định kim loại M

lần lượt là 0,68 Å và 1,36 Å Tính khối lượng riêng của MHn

Cho: H = 1,00; Li = 6,94; Na = 22,99; Al = 26,98; K = 39,10; Ca = 40,08

Hướng dẫn giải

n

, ,

,

,

n

2

3 5

99 5 10

3 134

1

0 126

0 082 298

Nếu n = 1 thì MM = 6,937  M là Li

Nếu n = 2 thì MM = 13,874  Loại

Nếu n = 3 thì MM = 20,811  Loại

Vậy kim loại M là Li

b) Trong một ÔMCS có 4 phân tử LiH

Li H

a2(r r ) 2 0 68 1 36( ,  , )4 08 Å , D ( , , ) , g / cm

, ( ,  )



23 8 3

4 6 94 1 00

0 78

6 022 10 4 08 10

Câu 7: Hòa tan 0,835 gam hỗn hợp X gồm NaHSO3 và Na2SO3 trong dung dịch H2SO4 loãng (dư, đun

nóng), thu được khí Y Hấp thụ toàn bộ Y vào 200 ml dung dịch Br2, thu được 200 ml dung dịch Z Thêm dung dịch KI dư vào 50 ml dung dịch Z, lượng I3 sinh ra tác dụng vừa đủ với 12,5 ml dung dịch Na2S2O3 0,025M Mặt khác, nếu sục khí N2 để đuổi hết Br2 dư trong 25 ml dung dịch Z, thu được dung dịch T Để trung hòa T cần vừa đủ 37,5 ml dung dịch NaOH 0,1M

b) Tính phần trăm khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp X

Hướng dẫn giải

Các phương trình phản ứng xảy ra:



3 HSO + H+  SO2 + H2O

x x



2 3

SO + 2H+  SO2 + H2O

y y

SO2 + Br2 + 2H2O  4H+ + SO + 2Br24 –

x + y x + y 4(x + y)

Br2 + 3I–  

3

I + 2Br–



3

I + 2 2 

2 3

S O  2 

4 6

S O + 3I–

H+ + OH–  H2O

  2  

200

4 3 125 10 6 25 10

Br dö ( ml Z) I S O

H ( ml Z) OH







3 3

a)



3

0 2

,

Câu 8: Thả 1 gam nước đá ở 0oC vào 10 gam nước lỏng ở 50oC Cho nhiệt dung riêng đẳng áp của nước đá là 37,66 J.mol–1.K–1 và của nước lỏng là 75,31 J.mol–1.K–1; nhiệt nóng chảy của nước đá là 6,009 kJ.mol–1 Giả sự hệ đang xét là hệ cô lập (không trao đổi năng lượng với môi trường)

a) Tính nhiệt độ (theo thang Kelvin) của hệ khi đạt cân bằng (làm tròn kết quả về số nguyên)

b) Tính biến thiên entropi của quá trình trên

Hướng dẫn giải

Quá trình trong hệ diễn ra như sau: H O(r)K HS1H O(l) KHS2H O(l)TcbHS2H O(l) K

a) Vì hệ cô lập nên Qthu = Qtỏa    H1 H2 H3

 1 6009 1 75 31 273 10 75 31 323  311

b)        S S S S  , ln  , ln   , J.K 1

1 2 3

Câu 9: Cho phản ứng giữa metan và brom ở pha khí: CH4  Br2 CH Br HBr3  (*)

Cơ chế của phản ứng trên được cho như sau:

Br2 + M kk1

2 2Br + M

Br + CH4 3

4

k

k CH3 + HBr

Br2 + CH3 k 5

CH3Br + Br Trong đó, M là một phân tử khí trơ có khả năng trao đổi năng lượng với Br2 khi va chạm nhưng không bị biến đổi về bản chất Hãy chứng minh phương trình động học của phản ứng (*) có dạng là:

 

  

  

1 1

2 2

3

4 2

5 2

1

k [CH ][Br ]

v k

k

k [Br ]

Hướng dẫn giải

Áp dụng nguyên lí nồng độ ổn định cho các tiểu phân Br và CH3:

d[Br] k [Br ][M] k [Br] [M] k [Br][CH ] k [CH ][HBr] k [Br ][CH ]

3

d[CH ] k [Br][CH ] k [CH ][HBr] k [Br ][CH ]

Lấy (1) + (2) [Br] k [Br ]

k

1 1 2

2 2

(3)

Thay (3) vào (2)

 

 

 

 



1

1 2

2 3

k

k k [CH ][Br ] [CH ]

k [HBr] k [Br ] (4)

Phương trình động học của phản ứng (*) có dạng là:  3 

5 2 3

d[CH Br]

Thay (4) vào (5):



4

5 2

1

k

k [Br ]

Câu 10: Đồng vị 32P phân rã – với chu kì bán hủy là 14,2 ngày được ứng dụng nhiều trong y học, nông nghiệp, sinh học và hóa phân tích Người ta lấy 10 L dung dịch chứa DNA và tiến hành đánh dấu bằng đồng vị 32P theo sơ đồ sau:

Ban đầu, hoạt độ phóng xạ riêng của [32P]ATP là 10 Ci/mmol Sau 37 ngày (tính từ ngày bắt đầu đánh dấu DNA), dung dịch [32P]DNA phát ra 40000 hạt /giây Tính nồng độ (theo M) của dung dịch DNA trên

Hướng dẫn giải

ln

,

 2 0 0488

–1

o

A Ae  e0 0488 37 , Bq

Cứ 10–3 mol [32P]ATP thì có hoạt độ phóng xạ là 3,7.1011 Bq

[ P]ATP [ P]ADN ,

,

11

243344 821

3 7 10

ADN ,



  11 5  

6

6 577 10

6 577 10 65 77 10

-HẾT -