SỞ GD & ĐT BÌNH THUẬN KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30-4-2006 TRƯỜNG THPT CHUYÊN ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ TRẦN HƯNG ĐẠO MÔN : HÓA HỌC KHỐI: 11 Giáo viên :Trần Thị Hiệp Câu 1: Xác định bậc, biểu thức tốc độ và hằng số tốc độ của phản ứng 2NO (k) + O 2 (k) = 2NO 2 (k) theo những dữ kiện thực nghiệm sau : [NO] (mol/l) [O 2 ] (mol/l) v (mol/l. s) 1,0.10 -4 1,0.10 -4 2,8.10 -6 1,0.10 -4 3,0.10 -4 8,4.10 -6 2,0.10 -4 3,0.10 -4 3,4.10 -5 Đáp án : Biểu thức tốc độ phản ứng tổng quát của phản ứng đã cho có dạng : v = k[NO] x [O 2 ] y - Xác định bậc phản ứng : Trước hết xác định bậc phản ứng theo các chất phản ứng dựa trên nguyên tắc xét sự biến đổi nồng độ của chất khảo sát trong sự cố định nộng độ của các chất còn lại. *Theo O 2 : Ta có ; [ ] [ ] [ ] [ ] y yx yx yx yx k k ONOk ONOk v v         === − − −− −− 4 4 44 44 1 2 1 2 2 2 1 2 10.0,1 10.0,3 )10.0,1()10.0,1( )10.0,3()10.0,1( Thay các giá trị tương ứng của v ta được : y         = − − − − 4 4 6 6 10.0,1 10.0,3 10.8,2 10.4,8 → 3 = 3 y → y = 1 *Theo NO : Tương tự như trên ta có : [ ] [ ] [ ] [ ] x yx yx yx yx k k ONOk ONOk v v         === − − −− −− 4 4 44 44 2 2 2 3 2 3 2 3 10.0,1 10.0,2 )10.0,3()10.0,1( )10.0,3()10.0,2( thay các giá trị tương ứng của v ta được : x         = − − − − 4 4 6 5 10.0,1 10.0,2 10.4,8 10.4,3 → 4 = 2 2 → x = 2 Vậy bậc của phản ứng theo NO là 2, nhưng theo O 2 là 1 và bậc tổng cộng của phản ứng là 3. - Từ đây ta có biểu thức tốc độ phản ứng : v = k[NO] 2 [O 2 ]. - Tính hằng số tốc độ phản ứng ; Ta có 2,8.10 -6 mol/l.s = k(1,0.10 -4 mol/l) 2 (1,0.10 -4 mol/l) k = 2,8.10 -6 l 2 / mol.s -------------------------- SỞ GD & ĐT BÌNH THUẬN TRƯỜNG THPT CHUYÊN ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ TRẦN HƯNG ĐẠO MÔN : HÓA HỌC KHỐI: 11 Giáo viên :Trần Thị Hiệp Câu 2: 1. Khi cho iso-butilen vào dung dịch HBr có hòa tan NaCl, CH 3 OH có thể tạo thành những hợp chất gì ? vì sao ? 2. Cho phản ứng : CH 3 – CH = CH 2 + Cl 2  → c o 500 Biết tỷ lệ mol n propen : n Cl 2 = 1 : 1, hoàn thành phương trình phản ứng và viết cơ chế phản ứng . Đáp án : ( 5 điểm ) 1. Ta thu được hỗn hợp gồm : CH 3 ‌ CH 3 – CBr – CH 3 , CH 3 – C – CH 3 ‌ ‌ CH 3 OH CH 3 CH 3 ‌ ‌ CH 3 – CCl – CH 3 , và CH 3 – C – O – CH 3 ‌ CH 3 Dựa vào cơ chế phản ứng để giải thích sự tạo thành 4 sản phẩm trên: Trong dung dịch có các quá trình phân ly thành ion : HBr → H + + Br - NaCl → Na + + Cl - Như vậy trong dd có 4 tác nhân là Br - , Cl - , H 2 O và CH 3 OH có khả năng kết hợp với cation. δ + δ - CH 3 – C – CH 2 + H + → CH 3 – C + – CH 3 ‌ ‌ CH 3 CH 3 Sau đó : CH 3 CH 3 ‌ ‌ CH 3 – C + + Br - → CH 3 – C – Br ‌ ‌ CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 ‌ ‌ CH 3 – C + + Cl - → CH 3 – C – Cl ‌ ‌ CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 ‌ ‌ CH 3 – C + + H 2 O → CH 3 – C – OH + H + ‌ ‌ CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 ‌ ‌ CH 3 – C + + CH 3 OH → CH 3 – C – O – CH 3 + H + ‌ ‌ CH 3 CH 3 2. CH 3 – CH = CH 2 + Cl 2  → c o 500 CH 2 Cl – CH = CH 2 + HCl Phản ứng xảy ra theo cơ chế gốc tự do Ban đầu khơi mào : Cl – Cl → 2Cl Khi phát triển : CH 3 – CH = CH 2 + Cl • → • CH 2 – CH = CH 2 + HCl (a) Cl 2 + • CH 2 – CH = CH 2 → CH 2 Cl – CH = CH 2 + Cl • (b) (a), (b) lặp đi lặp lại nhiều lần cho đến khi tắt mạch 2Cl • → Cl 2 • CH 2 – CH = CH 2 + Cl • → CH 2 Cl – CH = CH 2 2 • CH 2 – CH = CH 2 → CH 2 = CH – CH 2 – CH 2 – CH = CH 2 -------------------- SỞ GD & ĐT BÌNH THUẬN TRƯỜNG THPT CHUYÊN ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ TRẦN HƯNG ĐẠO MÔN : HÓA HỌC KHỐI: 11 Giáo viên :Trần Thị Hiệp Câu 3 : 1. Tính sức điện động của pin : Pt H 2 HCl 0,02 M AgCl / Ag P = 1 atm CH 3 COONa 0,04 M Cho E 0 AgCl / Ag = 0,222 v K CH 3 COOH = 1,8. 10 -5 2. Tính độ tan của AgI trong dung dịch Fe 2 (SO 4 ) 3 0,05M trong môi trường H 2 SO 4 . Cho E 0 I - / I 2 = 0,54 v E 0 Fe 3+ / Fe 2+ = 0,77 v T AgI = 10 -16 _______________________________ Đáp án : ( 5điểm) 1. Phản ứng theo quy ước : 2 × AgCl + 1e → Ag + Cl - H 2 - 2e → 2 H + ------------------------------------ 2AgCl + H 2 → 2Ag + 2Cl - + 2H + Trong dung dịch HCl = H + + Cl - 0,02 0,02 0,02 CH 3 COONa = CH 3 COO - + Na + 0,04 0,04 0,04 CH 3 COO - + H +  CH 3 COOH bđ 0,04 0,02 pư 0,02 0,02 0,02 [ ] 0,02 0,02 CH 3 COOH  CH 3 COO - + H + K= 1,8.10 -5 bđ 0,02 0,02 [ ] 0,02 – x 0,02 + x x ( ) 5 10.8,1 02,0 02,0 − = − + x xx x<< 0,02 x = 1,8.10 -5 pin Pt / Cl - = 0,02 M p = 1 atm H + = 0,02 M AgCl / Ag CH 3 COO - = 0,02M CH 3 COOH = 0,02M Ep = E 0 AgCl / Ag + 0,059 lg ][ 1 − Cl = 0,222 + 0,059 lg 02,0 1 = 0,322 v Et = E 0 H 2 / 2H + + 2 059,0 lg [ ] 2 2 H P H + = 2 059,0 lg(1,8.10 -5 ) 2 = -0,28 v 2. 2 x AgI  Ag + + I - T = 10 -16 2I - - 2e → I 2 K 1 = 10 059,0 )54,0(2 − 2 x Fe 3+ + 1e → Fe 2+ K 2 = 10 059,0 77,0 ______________________________________ 2AgI + 2Fe 3+ → 2Ag + + 2Fe 2+ + I 2 K = T 2 K1(K2) 2 = 10 -24,2 [ ] 0,1 – 2x 2x 2x x 2 5 )21,0( 16 x x − = 10 -24,2 x<< 0,1 16x 5 = 10 -26,2 x = 3,31.10 -6 Độ tan S = [Ag + ] = 2x = 6,62.10 -6 _________________ SỞ GD & ĐT BÌNH THUẬN TRƯỜNG THPT CHUYÊN ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ TRẦN HƯNG ĐẠO MÔN : HÓA HỌC KHỐI: 11 Giáo viên :Trần Thị Hiệp Câu 4 : Nung 8,08 gam một muối A, thu được các sản phẩm khí và 1,6 gam một hợp chất rắn không tan trong nước. nếu cho sản phẩm khí đi qua 200 gam dung dịch natri hiđrôxit nồng độ 1,2% ở điều kiện xác định thì tác dụng vừa đủ và được một dung dịch gồm một muối có nồng độ 2,47%. Viết công thức phân tử của muối A nếu khi nung số oxi hóa của kim loại không biến đổi. Đáp án : ( 5 điểm ) Công thức phân tử của muối A : - Khối lượng NaOH : g4,2 100 2,1200 = × ( hay mol06,0 40 4,2 = ) - Khối lượng sản phẩm khí : m khí = m A - m chất rắn = 8,08 – 1,6 = 6,48 g - Khi sản phẩm khí qua dung dịch NaOH thì NaOH hấp thụ khí và làm cho khối lượng dung dịch thành : m dd = 200 + 6,48 = 206,48 g Vì dung dịch sau phản ứng có nồng độ 2,47%, nên khối lượng muối trong dung dịch là : m muối = g ma dd 1,5 100 48,20647,2 100 = × = × Sản phẩm khi tác dụng vừa đủ với NaOH tạo nên muối do đó lượng Na có trong NaOH đều chuyển vào muối. Khối lượng Na có trong muối : m Na = 0,06 . 23 = 1,38g Khối lượng gốc axit của muối : m gốc axit = 5,1 – 1,38 = 3,72g Gốc axit Muối Na Số mol gốc X Khối lượng mol phân tử gốc X Hóa trị 1 NaX n x = n Na = 0,06 M x = 06,0 72,3 = 62 ứng với NO 3 Hóa trị 2 Na 2 X n x = 2 06,0 2 = Na n = 0,03 M M = 03,0 72,3 = 124 không có gốc axit Hóa trị 3 Na 3 X n x = 3 06,0 3 = Na n = 0,02 M x = 02,0 72,3 = 186 không có gốc axit Vậy muối A là muối nitrat. Muối nitrat A không thể là muối nitrat của kim loại kiềm vì chất rắn tạo thành do sự nhiệt phân tan trong nước và chất khí có tác dụng với dung dịch NaOH tạo 1 muối. Do đó khí tạo thành có NO 2 và O 2 . 2NO 2 + 2NaOH + 2 1 O 2 = 2NaNO 3 + H 2 O (1) n NO 2 n NaOH n O 2 Vậy n NO 2 = n NaOH = 0,06 mol → m NO 2 = 46 × 0,06 = 2,76 g Gọi M là kim loại trong muối A có hóa trị lần lượt là 2, 3, 4. Vì khi nung A số oxy hóa của kim loại không thay đổi nên các muối nitrat này khi nung không cho kim loại đơn chất có số oxy hóa bằng 0. phương trình phản ứng nhiệt phân các muối nitrat như sau : 2M(NO 3 ) 2 = 2MO + 4NO 2 + O 2 (2) 4M(NO 3 ) 3 = 2M 2 O 3 + 12NO 2 + 3O 2 (3) M(NO 3 ) 4 = MO 2 + 4NO 2 + O 2 (4) ( một peroxit ) * Nếu muối A là muối nitrat gồm các tinh thể ngậm nước thì khi nhiệt phân ngoài NO 2 và O 2 thì còn có hơi nước thoát ra. Theo các phương trình phản ứng (2), (3), (4) thì tỷ lệ giữa NO 2 và O 2 là : n NO 2 : n O 2 = 4 : 1 Theo trên thì khí NO 2 thoát ra có n NO 2 = 0,06 mol. Khí O 2 thoát ra có : n O 2 = 4 1 n NO 2 = 4 06,0 = 0,015 mol m O 2 = 0,015 × 32 = 0,48g Tổng số khối lượng NO 2 và O 2 : m (NO 2 :O 2 ) = 2,76 + 0,48 = 3,24g < 6,48g lượng khí thoát ra. Trong khí thoát ra ngoài NO 2 và O 2 còn có H 2 O : m H 2 O = m khí - m (NO 2 :O 2 ) = 6,48 – 3,48 = 3,24g →m H 2 O = 18 24,3 = 0,18 mol. Vậy muối nitrat là muối kết tinh có ngậm nước. - Nếu kim loại M hóa trị 2 : M = 37,33 (loại) - Nếu kim loại M hóa trị 3 : M = 56 (Fe) - Nếu kim loại M hóa trị 4 : M = 74,67 (loại) *Đặt công thức phân tử muối A ban đầu Fe(NO 3 ) 3 .nH 2 O. 4Fe(NO 3 ) 3 .nH 2 O → 2Fe 2 O 3 + 12NO 2 + 3O 2 + 4nH 2 O 12 mol 4n 0,06 mol 0,18 mol Vậy A có CTPT : Fe(NO 3 ) 3 . 9H 2 O . ------------------------ SỞ GD & ĐT BÌNH THUẬN TRƯỜNG THPT CHUYÊN ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ TRẦN HƯNG ĐẠO MÔN : HÓA HỌC KHỐI: 11 Giáo viên :Trần Thị Hiệp Câu 5: Cho hỗn hợp A gồm 3 ôxít của sắt ( Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 và FeO ) với số mol bằng nhau. Lấy m 1 gam A cho vào một ống sứ chịu nhiệt, nung nóng nó rồi cho một luồng khí CO đi qua ống, CO phản ứng hết, toàn bộ khí CO 2 ra khỏi ống được hấp thụ hết vào bình đựng lượng dư dung dịch Ba(OH) 2 , thu được m 2 gam kết tủa trắng. Chất rắn còn lại trong ống sứ sau phản ứng có khối lượng là 19,20 gam gồm Fe, FeO và Fe 3 O 4 , cho hỗn hợp này vào tác dụng hết với dung dịch HNO 3 , đun nóng được 2,24 lít khí NO duy nhất ( đktc ). 1. Viết phương trình phản ứng xảy ra. 2. Tính khối lượng m 1 , m 2 và số mol HNO 3 đã phản ứng. Đáp án : ( 5 điểm ) 1. Các phương trình phản ứng : 3Fe 2 O 3 + CO  → o t 2Fe 3 O 4 + CO 2 ↑ (1) Fe 3 O 4 + CO  → o t 3FeO + CO 2 ↑ (2) FeO + CO  → o t Fe + CO 2 ↑ (3) Ba(OH) 2 + CO 2 → BaCO 3 ↓ + H 2 O (4) Chất rắn còn lại tác dụng với HNO 3 : 3Fe 3 O 4 + 28HNO 3 → 9Fe(NO 3 ) 3 + NO + 14H 2 O (5) 3FeO + 10HNO 3 → 3Fe(NO 3 ) 3 + NO + 5H 2 O (6) Fe + 4HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O (7) 2. Gọi x là số mol của mỗi oxit trong hỗn hợp A, gọi y là số mol CO tham gia 3 phản ứng (1), (2), (3). Ta có số mol của Fe trong hỗn hợp A là : n Fe = 2x + 3x + x = 6x Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Fe, FeO, Fe 3 O 4 trong hỗn hợp rắn. theo các phương trình (5), (6), (7), dựa vào số mol NO thoát ra, ta có pt : a + 3 1 b + 3 1 c = 4,22 24,2 = 0,1 hay 3a + b + c = 0,3 (a) Dựa vào khối lượng hỗn hợp rắn ta có pt : 56a + 72b + 232c = 19,2 hay 7a + 9b + 29c = 2,4 (b) Cộng theo vế (a) và (b) : 10a + 10b + 30c = 2,7 hay a + b + 3c = 0,27 Theo định luật BTNT ta có số mol Fe trong hỗn hợp A bằng số mol Fe trong hỗn hợp rắn : n Fe = a + b + 3c = 6x = 0,27 x = 0,045 Vậy khối kượng hỗn hợp A là : m 1 = 160x + 232x + 72x = 20,88g Theo các pt (1), (2) và (3) : m A + m CO = m R + m CO 2 hay 20,88 + 28y = 19,2 +44y y = 0,105 Vậy khối lượng kết tủa trắng : m 2 = 0,105. 197 = 20,685g - Tổng số mol Fe(NO 3 ) 3 tạo thành ở các phản ứng (5), (6), (7) là : n Fe(NO 3 ) 3 = 2x + 3x + x = 6x Số mol HNO 3 tạo ra muối Fe(NO 3 ) 3 là : 6x.3 = 18x = 18. 0,045 = 0,81 mol Số mol HNO 3 tạo ra 0,1 mol NO là 0,1 mol Vậy tổng số mol HNO 3 cần là : 0,81 + 0,1 = 0,91 mol ------------------------------- SỞ GD & ĐT BÌNH THUẬN TRƯỜNG THPT CHUYÊN ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ TRẦN HƯNG ĐẠO MÔN : HÓA HỌC KHỐI: 11 Giáo viên :Trần Thị Hiệp Câu 6: Một hỗn hợp khí X, gồm hai ankan A, B kề nhau trong dãy đồng đẳng và một anken C có thể tích bằng 5,04 lít ( đo ở đktc ) sục qua bình đựng nước brom thì phản ứng vừa đủ với 12,0g brom. 1. Xác định công thức phân tử và thành phần phần trăm các chất A, B và C có trong hỗn hợp khí X, biết rằng 11,6g hỗn hợp khí X làm mất màu vừa đủ 16,0g brom. 2. Đốt cháy hoàn toàn 11,6g hỗn hợp khí X, sản phẩm thu được sau phản ứngđược dẫn hết vào bình Y chứa 2 lít dung dịch NaOH 0,3M. Hỏi: - Khối lượng bình Y tăng lên hay giảm xuống? Bao nhiêu gam? - Tính khối lượng những chất có trong bình Y Cho : C = 12; H = 1; O = 16; Na = 23; Br = 80. Đáp án : ( 5 điểm ) 1. Đặt công thức anken : C m H 2m 2 ≤ m ≤ 4 Phương trình phản ứng : C m H 2m + Br 2 → C m H 2m Br 2 - Trong 5,04 lít hỗn hợp khí X ( 5,04 : 22,4 = 0,225 mol ) chứa 0,075 mol anken bằng số mol brom = 160 12 - Trong 11,6g X chứa 0,1 mol anken = số mol brom = 160 16 Suy ra số mol khí trong 11,6g hỗn hợp là : 0,1 075,0 225,0 × = 0,3 mol Đặt công thức tương đương của 2 ankan : 22 H C + n n Số mol anken : 0,1 mol Số mol 2 ankan : 0,2 mol Ta có pt : 0,1. 14m + 0,2( 14 n + 2 ) = 11,6 hay 2 n + m = 8 m 2 3 4 n 4 2,5 2 (chọn) Vậy công thức anken : C 3 H 6 2 ankan : C 2 H 6 và C 3 H 8 Gọi x là số mol C 2 H 6 , và y là số mol C 3 H 8 ta có hệ pt : x + y = 0,2 30x + 44y = 7,4 Suy ra x = 0,1 và y = 0,1 Thành phần % thể tích các khí trong hỗn hợp X : % C 2 H 6 = % C 3 H 8 = % C 3 H 6 = 33,33 2. Đốt cháy hỗn hợp X, thu được khí CO 2 và H 2 O. Số mol CO 2 = 3.0,1 + 0,1.2 + 0,1.3 = 0,8 mol Số mol H 2 O = 0,1.3 + 0,1.3 + 0,1.4 = 1,0 mol Khí được hấp thu bởi dd NaOH, nên khối lượng bình Y tăng lên là : 0,8.44 + 1,0.18 = 53,2g n CO 2 = 0,8 (mol) n NaOH = 0,6 (mol) Ta có n CO 2 > n NaOH , suy ra muối tạo thành là NaHCO 3 Ptpư : CO 2 + NaOH = NaHCO 3 0,6 0,6 0,6 (mol) Khối lượng NaHCO 3 : m NaHCO 3 = 0,6.84 = 50,4g ------------------------------ . 0,1 = 0,91 mol -- -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- SỞ GD & ĐT BÌNH THUẬN TRƯỜNG THPT CHUYÊN ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ TRẦN HƯNG ĐẠO MÔN : HÓA HỌC KHỐI: 11 Giáo viên. 0,6 0,6 (mol) Khối lượng NaHCO 3 : m NaHCO 3 = 0,6.84 = 50,4g -- -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -