hướng dẫn chấm cuộc thi giải toán trên máy tính casio môn hóa hoc lớp 12 trung học phổ thông

cuộc thi giải toán trên máy tính casio môn hóa hoc lớp 12 trung học phổ thông

GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TINH CASIO VA VINACAL

NAM HQC 2010-2011 Mén HOA HQC - Lop 12 Trung học phô thong

Thời gian 150 phút (không kẻ thời gian giao đẻ)

Neay thr 11/3/2011 Chủ ý Hướng dẫn chấm này gom 07 trang,

I0 bài, mỗi bài 5 điểm

HƯỚNG DAN CHAM

DE CHINH THUC

Bài 1 Hợp chất X được tạo thành từ các ion A”ˆ và BS (A B là kí hiệu các nguyên tô chưa biết) Tổng số hat proton notron, electron trong một phân từ X bằng 241 trong do số hạt mang điện nhiêu hơn số hạt không mang điện là 47 hạt Số khôi cua A lớn hơn số khối của B là 121 đơn vị

Tông số hạt proton, nơtron, electron trong A”” nhiều hơn trong BS la 141 hat Xac định công thức phân tư của X

HDG Công thức X có dạng AB; Do SỐ proton = sô electron nên

Số hat mang điện = 2p + 4p” và số hạt không mang điện = n + 2n

(2p + 4p`) - (n + 2n”) = 47 (2)

Số khỏi của A = p + n vả số khôi cua B = p` ~ nÌ

Tông số hat trong A?’ = 2p +n - 2 và tông số hạt trong BS 5 =2(2p'+n')+2

2p +n - 2-14] =2(2p' + n') +2 (4)

Giat hé (1), (2), (3), (4) cho p = 56 ung vor Ba (ban), p’ = 8 img vou O (ont)

=> Công thức M là BaO;

Bai 2 lot — 131 phong xa duge ding dum dang natn iodua dé điều trị ung thư tuyên giáp trang

Chất này phóng xa B voi chu ki ban huy la 8,05 ngay

a) Viét phuong trinh hoa hoe cua phan img phan ra hat nhan 1ot — 131

b) Néu mau ban dau chira 1.0 microgam tot ~ 131 thi trong mỗi phút bao nhiều hạt [3 được phỏng

ra”

HDG: a) ‘241 —+ {p+ '2ixe

b) Biết tạ tỉnh k theo : tị ¿2 = = => k~ 93 _ 0633 = — = 0,086 /ngay

t2 8, 05npay

Chuyên sang phút - Ey = = §,9783 x 10> / phit

24 bờ | a || 60 phút, Tộc độ phân huy (v) tỉnh theo v = kxN (k là hăng số phóng xạ

N là số nguyên tử có mãt)

Vi có 1.0 microgam L - 131 tức là I,0 x I0 ˆg nên sô mail [ - 131 có mặt là Đi 7

jig với số nguyên tử có mặt lả

10x10 9 4 15 '

N = aaa x 6,022 x 107” ~ 4.5969 x J@ˆ* (nguyên tư)

Tư đỏ ta có số nguyên tứ bị phân rã trong một phút là :

'5,9783 x 10 `

phút v=2,7482 x 1o!! nguyén tu/phut Hay nói khác di, trong mỗi phút có x 2,75 x ia!!! hat fi dugc phéng ra

Bài 3 Cor nguyén tu flo (SF) là một hình câu cỏ đường kinh 107 LŨ vá hat nhân cũng la môi

hinh cau co đường kinh I0ˆ!*m

a) Khối lượng cua l nguyên tử fTo tính theo gam là bao nhiều ?

b) T¡ khỏi của hạt nhân nguyễn từ [lo ”

e) Tính ti số thê tích của hạt nhân nguyên tử sơ với thê tích của toản nguyén tu flo”

HDG

a) *® Khối lượng cua Ì mol nguvén ur flo 'JF bang 19 g

Khối lượng cua l nguyên tư flo INF bảng -

———— ni — * 3.155 x IÚ ~”g/nguyên tư

6,022 « LO nguyén tu

Be iF

s Hoặc tính theo đơn vị khỏi lượng nguyễn tư (u) Lu= 1.6605 x 10 ˆ kg

I,6605 x I0 “”kg - Enea

b) T¡ khỏi của hạt nhân nguyên tư lo p = = (Với - m là khôi lượng nguyên tư cũng coi như khỏi lượng hại nhân V lả thê tích hạt nhân)

m=3.155x I0 “ (kg); V= +81 (mÌ)

3.155 x 1020 — = 60191 « 10! kg/m 2 er ee

45 | i074

Trị) hat nhân = 14,3

3 XR nguyên tử

Thể tích hạt nhân nhỏ hơn thể tỉch nguyên tử 10 lần

Bai 4 Trong phan tu amomac NH3, do dai liên kết / cua

các liên kết N - H bằng 100 pm Góc liên kết H - N- H

bảng 107” Tính khoảng cách giữa hai nguyên từ hiđro

(theo pm)

hai tam giác vuông NKH

Theo cách biểu diễn trên thì

107°

a = KNH = >

Khoảng cách d giữa hai nguyên từ H là :

d=2KH

Ta biết sina = _ KH = / sina

d= 2.Lsin| es

; | { 107° |

Thay s6 /= 100pm , sin 5 | = 0,8039

d =2 x 100 x 0,8039 = 160,7714

d=l6l pm Bài Ấ Có hai dung địch axit no đơn chức X và Y Trôn 2,00 lít X vor 1.00 lit ¥ thu duge 3.00 lit dung dich A, Dé trung hoa 15,00 ml A; can dung 25,00 ml dung dich NaOH (dung dịch B) va tao ra 1,91 gam mudi khan Trén 1,00 lit X với 2,00 lit ¥ thu duge 3.00 lit dung dich Ay Dé

trung hoa 15,00 ml A> can ding 20,00 ml dung dich B va tao ra 1,78 gam muéi khan Xac dinh

công thức của các axit X và Y biết răng sô nguyên từ cacbon trong mỗi phân tử không quả 4 HDG Phuong trinh phan img trung hòa

R-COOH + NaOH — R-COOH + H,O

Đặt nông đô mol cua X là x cua Y là v và của B là b(mol | ”)

, 25,00)

~ Trung hoa 3,0 lit dung dich A; can

15,00

«3.00 = 5,00 lit dung dich B

va tao ra : 5 «3000 = 382.00 gam mudi khan

Trén 2x mol X vai y mol Y khi trung hoa hén hgp can $b mol NaOH

Ta co: 2x + y= 5b (1)

~ Trung hoa 3,0 lit dung dich A» can q = x3.0 = 4,00 lít dung dịch B

vả tao ra «3000 = 356,00 gam muối khan

Trộn x mol X với 3v moi Y khi trung hỏa hến hợp cân 4b mol NaOH

Taco x + 2v = 4b (2)

Giai hé (1), (2) chox =2b v=b => x=2y

_“

2

4 Nhu vầy ty lệ mol 2axit trong A, là * = và trong Y lả

*Voib=1 tacd

—>R=1~HvaR’ =43 ~ C,H,

Công thức của hai axit là HCOOH và C;H:COOH

* Với b < Ì thi số nguyễn tử cacbon trong mỗi phân tử > 4 (trái gl)

* Với b > Ì thi số nguyên tử cacbon trong mỗi phân tử < 0 (không hợp ly}

‘ 5 a4 s Bai 6 Một kìm loại trong nhóm EVÀ có khôi lượng riêng 1a 11.35 g/cm , kết tính theo mạng lập phương tâm diện với đồ dải mỗi cạnh cua ô cơ sơ là 495A Tính khôi lượng nguyên từ và gọi tên kim loại đó

HDG: Thê tích cua 6 cơ sở của kim loại thuộc nhỏm IVA la

v= (4,95 x LO em)? = 121,2874 x 10ˆ'emỶ

Khoi lugng cua mat 6 co sd la

m=dv=1135 gem ~ 121.2874 10° cm =1376,61 x 107 Bg

(- Cac kim loa Ag, Au, Cu, Al, Ni két unh theo mang nay )

Méi 6 co so cua mang lap phuong tam dién có 8 định mỗi định chứa : nguyên tứ 6 mặt, mỗi

mat chura > nguyên tu

Tông số 8 dinh « nguyên tư mỗi định + 6 mặt + : nguyên tử mỗi mặt = 4 nguyên từ

Vậy khối lượng I nguyên tư kim loại là

1376.61« 10°74

4 Khoi lugng mol cua kim loại cân tìm

344,1529 x 10 “1g x 6,022 x 10” /mol = 207,28 (p/mol)

kim loại đó là chì (Pb)

Bai 7 Ngudi ta hoa tan 20 gam kali sunfat vao 150 cm nước rồi đem điện phân Sau khi điện

phân khôi lượng kali sunfat co trong dung dich la 15%

a) Viết các phương trình hoá học xây ra tại các điện cực

b) Tỉnh thẻ tich các khi thu được trên các điện cực ở nhiệt độ 20°C va ap suat la 101.325 Pa (tinh

theo dm’)

HDG: a) Trong dung dich dién phan co H2O va chu veu Ia cac ion KỶ và SO1 a

K2SO4 > 2K" + $03"

= 344,152 « 10-7 (gam)

2H20 (/) = 2Hz(k) + Os(k) b) Trong quá trỉnh điện phân dung dịch KaSO¿ chỉ cỏ nước lả bị phân huy, lượng K2SOx vẫn cỏn

nguyên trong dung dịch điện phân

Khôi lượng nước trong dung dịch :

- Trước điện phân : I50cm` x | g/cm` = 150 (gam)

a _ 20

- Sau dién phan MH,0 = Mung dich ~ MK SO, 0.15 —20 = 113,3 (gam)

Khối lượng nước bị phân huy trong điện phân -

150 - 113,3 = 36,7 hay =! = 2,04 (mol)

Vị 2HạO —› 2H¿ + Qạ

nên Ny, — 2,04 mol : No, = 1,02 mol

pV =nRT + V= eo

p Theo hé SI thi | atm = 101,325kPa

Vẹ (ở điều kiện chuẩn) = 22.4 dm’

R- PV _ I0I.32kPa x 22,4dm

v„ — Hy RT _ 2,04mol x 8,314kPadmÌ.mol Ì.K—” x 273K

Vo =—Vu = — = 24,5 (dm?)

Bai 8 Cho can bang hoa hoc

Nạ + 3Hạ => 2NH; voi AH = -92 KJ mol |

Nếu xuất phát tư hỗn hợp chứa Na và Hạ theo ti lệ số mol đúng bảng hệ số tì lượng tức tiệ| 3

thi khi đạt tới trang thải can bang (6 450ÌC : 300 atm) NH3 chiếm 369% thê tích

a) Tinh hang s6 céin bang Ky

b) Giữ nhiệt độ không đổi (450”C) cân tiến hành dưới áp suất bao nhiêu để khi đạt tới trang

thái cân bằng NHà chiêm 50% thé tích

c) Giữ áp suất không đổi (300 atm) cân tiên hành ở nhiệt độ nào để khi đạt tới trạng thải cân

bang NH chiém 50% thể tích

HDG: a) Goi x}, x2, x3 1a % thê tích (cũng là % số mol) Ta cỏ ở trạng thải cân bằng xạ = 0.36 -

xị = (1,16 ; xạ = 0,48 nên

xi i = 0,367 ——~ = 8,138.10~°

x¡x3.P° 0,160,48)300ˆ

b) Theo diéu kiện cân băng xạ = 0,5, xị = 0,125, xạ = 0.375

Gia tn K như trưởng hợp trước (8 14 10) do đó tả có -

` k= 8138307 = — 9

0,125.0,375°.P=

Rut ra P = 680 atm

0,57

— = 214.103

(,125.0, 375 300

c) Ö nhiệt đô khảo sát t : Ka =

Thay các giá trị tương ứng vào phuong trinh Van't Hoff

ty 214.10) _-92100/1 1Ì 8.138.103 8314 |723 T;,

Riit ra Tz = 652,8694K = 653K tire 380°C

Bai 9 Hin hop B gm C2H2, CsHe và C;H, Nếu đột cháy hoản toàn 24.80 gam hỗn hợp B rôi cho sản phâm cháy đi qua bình đựng H;SO; đặc, dư thi khối lượng bình tăng thêm 28,80 gam Nếu cho 1 1.20 lít hỗn hợp B phản ứng với 500 gam dung dich brom 25.6% mới nhạt màu brom,

sau đỏ phải suc thém 3.92 lít khí SOs nữa thi brom mới mắt màu hoàn toàn Tỉnh % khôi lượng

mỗi chất tronp hỗn hợp B (các thẻ tích khi déu do ở dkte)

HDG Ở đktc các thê tích khí 11.2 Lit và 3,92 lít lần lượt chứa 0.5U mol và 0,175 mol

Sô mol Br; = 0.8

Đặt số moi C;H;, C¿H, và CạH¿ trong 24,80 gam B lần lượt bing x, y, Z

- Phương trình hóa học của phan ứng chảy

C;H, + 20: —> 2CQ; + 3H:O

Đô tăng H;SO;¿ đặc là khối lương nước bị hấp thụ ~ 1.6 mol

~ €;H; và C¿H¿ làm nhat màu dung dịch brom

C;H; + 2Br; -> C;H;Hr:

CaHe + Bro — C3HeBr2

SO; + Bi; + 2HyO — H;SO; + 2HBr

$4 mol Br: da phan img von hidroceacbon = 0.8 — 0.175 = 0,625

~ Vì tông số mol các chất trong 24.80 gam B chưa biết nên ta lấp ty lê

2x+y 0,625

Giải hệ (l), (2), (3) cho x=04, y=02:z=02

mịc-¡¡, = 26 x 0,4 = 10.40 gam chiếm 41,94%

mẹ: ¡ị, = 42 x 0,2 = 8,40 gam chiếm 33,87%

mẹ: ¡¡, = 30 x 0.2 = 6,00 gam chiếm 24,19%

Bai 10 Cho 16,22 gam hén hop Al va Fe tac dung voi 200 ml dung dich CuSO Sau khi cac

phản ứng xảy ra hoan toan thu duoc chat rin A nang 18.335 gam và nước lọc B Thêm dung dịch

NH; dư vao nước lọc B rồi tách lấy kết tủa đun nĩng mạnh trong khơng khí đến khối lượng khơng đổi nhân được 9,02 gam chất rắn D Tinh % khối lương mỗi kìm loại trong hỗn hợp ban đầu và nơng độ mol của dung dich CuSO, di ding

HDG

2AI + 3Cu”” —› 2AIŸ” + 3Cu| (1)

Fe + Cu’ — Fe* + Cul (2)

SỐ moi kim loại nhỏ nhất = <= = 02896

=> số mol Cụu| > 0.2896 x64 = 18 537 gam > 18,335

hộc - Nêu kim loại phan ứng hết thi chất răn D nhận được gồm AlạO; + FezO; phải cĩ khơi

lượng lớn hơn khối lượng AI + Fe (12.55) Theo giả thiết, khơi lượng D = 9,02 gam < | 6,22

=> Cu”” phản ứng hết, kim loại cịn dư

Theo (1), (2) độ tăng khơi lượng

(190,5—54)x + (63 5—56)y = 18,335 — 16,22

=> 136,5x + 7,Sy = 2,115 (3)

Dung dịch nước lọc B chửa Al”ˆ và Fe",

Al’ + 3NH: + 3H;O — Al(OH) | (4)

Fe”” + 2NH: + 2H;O —+ Fe(OH); | (5)

4Fe(OH); ~ O; ifs 2Fe:Q: ~ 4HạO (7)

Theo (4), (5), (6), (7) số mol AlzO: = x vả FezO: = 0,5y

=> 102x + 80y = 9,02 (8)

Gia hé (3), (8) cho x = 0,01 y=0,1

Khối lượng AI = 0,01x2x27 = 0,54 gam ~ 333%

%Khér luong Fe = 100% - 3,33 = 96,67%

3x+y 0,13

Nong dé mol cua CuSO, = ong d6 mol cua CuSO, 02 =—— 0.2 = 0,65 M 6

_1, Các trị số nguyên tử khối:

— O=l6; H=l1‡C= 12; Br=80; F = 19;S= 32

Na = 23; K = 39; Mg = 24; Ba= 137; Fe = 56; Pb = 207; Cu = 63,5; Ag = 108;

2, Các biểu thức:

2 ,_ LUNG, yp Ke(T;) _ AH Lt)

3 Các hằng số: x = 3,14; R =Đ.314.1.KÌ.mol'; R=U0.08205 ; N.=6/022 10”

O

Lpm (picomet) = 10 '”m ; 1nm (nanomet) = 10 ”m; 1A = 10 “m; lu= 1,6605 «10 “kg