Số mật mã: Phần này là phách Số mật mã: ĐỀ VÀ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Bài 1: Cho biết axit photphorơ H 3 PO 3 là một axit 2 lần axit với các hằng số là K 1 = 1,6.10 -2 và K 2 = 7.10 -7 . 1, Tính pH của dung dòch thu được khi hòa tan 0,1 mol PCl 3 vào 1 lít nước. 2, Tính pH của dung dòch thu được khi hòa tan 0,1 mol PCl 3 vào 450 ml dung dòch NaOH 1M. (Coi thể tích dung dòch không đổi khi hòa tan PCl 3 ) ĐÁP ÁN (5 điểm) 1, PCl 3 + 3H 2 0 = H 3 PO 3 + 3HCl 0,5 mol 0,1 mol 0,3 mol H 3 PO 3 là axit yếu, HCl là axit mạnh và nồng độ lớn hơn gấp 3 lần, ta chỉ cần tính [H + ] theo HCl. Vậy [H + ] = 0,3 mol/l => pH = - log 0,3 = 0,52. 2, NaOH + HCl = NaCl + H 2 O 0,45 0,3 dư 0,15 mol NaOH + H 3 PO 3 = NaH 2 PO 3 + H 2 O 0,15 0,1 0,1 dư 0,05 mol NaOH + NaH 2 PO 3 = Na 2 HPO 3 + H 2 O 0,15 0,1 0,1 còn lại 0,05 mol 0,05 mol (1,5 đ) H 2 PO − 3 H+ + HPO − 2 3 K 2 = 7.10 -7 K 2 quá bé => [ ][ ] [ ] [ ] 7 32 2 3 2 10.7 −+ − −+ === H POH HPOH K => pH = - log (7.10 -7 ) = 6,15 Bài 2: 1, Trong quặng uran thiên nhiên có lẫn U 238 và U 235 theo tỷ lệ 140:1. Nếu giả thiết ở thời điểm tạo thành trái đất, hai đồng vò trên có cùng tỷ lệ như nhau trong quặng. Hãy tính tuổi của trái đất biết chu kỳ bán hủy của U 238 là 4,5.10 9 năm và của U 235 là 7,13.10 8 năm. 2, Cho phản ứng hạt nhân 3 1 T + X → 4 2 He + n + 1,76 MeV PHẦN NÀY LÀ PHÁCH → ← Xác đònh X và tính năng lượng tỏa ra từ phản ứng trên theo đơn vò (J) khi tổng hợp được 1 gam Hêli. ĐÁP ÁN - Đối với U 238 T t N N t o 693,0ln = (1) - Đối với U 235 '' 693,0ln T t N N t o = (2) Lấy (2) – (1) =>       −=− T T t N N N N t o t o 11 693,0lnln '' ⇔       −= T T t N N t t 11 693,0ln '' ⇔ 9 98 ' ' 10.04,6 10.5,4 1 10.13,7 1 693,0 1 140 ln 11 693,0 ln =         − =       − = T T N N t t t năm Vậy tuổi của trái đất gần bằng 6 tỉ năm. 2, 3 1 T + A Z X → 4 2 He + 1 0 n + 17,6 MeV * A = 4 + 1 – 3 = 2 Z = 2 – 1 = 1 * n He = 4 1 = 0,025mol => số nguyên tử = 0,25.6,023.10 23 = 1,506.10 23 nguyên tử. ∆E = 1,506.10 23 .17,6 = 2,65.10 24 (MeV) = 2,65.10 24 .10 6 .1,6.10 -19 = 4,24.10 11 (J). Bài 3: Bình kín có V = 0,5 lít chứa 0,5 mol H 2 và 0,5 mol N 2 (t 0 C) khi đạt đến trạng thái cân bằng có 0,2 mol NH 3 tạo thành. 1, Tính hằng số cân bằng Kc (ở t 0 C). 2, Tính hiệu suất tạo thành NH 3 . Muốn hiệu suất 90% cần phải thêm vào bình bao nhiêu mol N 2 ? 3, Nếu thêm vào bình 1 mol H 2 và 2 mol NH 3 thì cân bằng sẽ dòch chuyển về phía nào? Tại sao? 4, Nếu thêm vào bình 1 mol Hêli, cân bằng sẽ chuyển dòch về phía nào? Tại sao? PHẦN NÀY LÀ PHÁCH => X là 2 1 D ĐÁP ÁN CH 2 = 1M; CN 2 = 1M; [NH 3 ] = 0,4M a, 3H 2 + N 2 2NH 3 bđ 1 1 pứ 3x x 2x (1 – 3x) (1 - x) 2x [NH 3 ] = 2x = 0,4 => x = 0,2 => [H 2 ] = 0,4M; [N 2 ] = 0,8M. [ ] [ ][ ] ( ) ( ) 125,3 32,0 1 8.0.4,0 4,0 3 2 3 22 2 3 ==== HN NH K C b, 2 H n thiếu, tính hiệu suất theo số mol H 2 Hiệu suất = %60 1 100.2,0.3 1 100.3 == x Muốn tăng hiệu suất lên 90% ⇔ CH 2 tham gia là 0,9; CN 2 tham gia là 0,3; CNH 3 sinh ra là 0,6 Gọi a là nồng độ của N2 cần thêm vào, ta có: [H 2 ] =0,1; [NH 3 ] = 0,6 và [N 2 ] = 1 + a – 0,3 = 0,7 + a ( ) ( ) ( ) 5,114 7,0.1,0 6,0 125,3 3 2 =⇒ + == a a K Vậy số mol N 2 cần thêm vào = 114,5.0,5 = 57,25 mol c, Khi đạt cân bằng: Vt = Vn Khi thêm 1 mol H 2 ⇔ thêm CH 2 = 2M 2 mol NH 3 ⇔ thêm CNH 3 = 4M Vt = (2,4) 3 .0,8 Kt Vn = Kn(4,4) 2 ( ) ( ) 785,1 4,4 8,0.4,2 2 3 == Kn Kt Vn Vt > 1 Vt > Vn ⇒ Cân bằng sẽ dòch theo chiều thuận. d, Khi thêm Hêli vào bình, Hêli là khí trơ không tham gia phản ứng nhưng số mol khí trong bình tăng lên ⇒ áp suất tăng ⇒ Cân bằng sẽ dòch chuyển theo chiều giảm áp suất là chiều thuận. Chiều giảm số mol khí (4mol → 2mol) → ← PHAN NAỉY LAỉ PHACH Bài 4 ( 6 điểm) ở 100 0 C khối lợng phân tử trung bình của hỗn hợp M gồm một số hidrocacbon liên tiếp trong một dãy đồng đẳng là 64 đ.v.C. Khi làm lạnh đến nhiệt độ phòng một vài hidrocacbon của hỗn hợp đó hoá lỏng, hỗn hợp khí còn lại có khối lợng phân tử trung bình bằng 54 đ.v.C, phần lỏng có khối lợng phân tử trung bình bằng 74 đ.v.C. Tổng khối lợng phân tử của các chất đồng đẳng trong hỗn hợp M bằng 252 đ.v.C. Khối lợng phân tử của đồng đẳng nặng nhất bằng hai lần khối lợng phân tử của đồng đẳng nhẹ nhất. Xác định CTPT và tính tỉ lệ thể tích các chất trong hỗn hợp M. PHAN NAỉY LAỉ PHACH đáp án điểm Các khối lợng phân tử của hidrocacbon trong M tạo nên cấp số cộng M 1 , M 2 , . . . M n với công sai q = 14 Ta có tổng các số hạng S n = M 1 + M 2 + . . . + M n = 252 Số hạng tổng quát M n = M 1 + q (n-1) Số hạng M n = 2M 1 do đó 2M 1 = M 1 + 14(n-1) (1) Tổng n số hạng đầu tiên của cấp số cộng là: Từ (1) và (2) ta đợc M 1 = = 14 (n-1) n 2 - n -12 = 0 Giải phơng trình: n = - 3 (loại) n = 4 Ta đợc M 1 = 42 Gọi hidrocacbon là C x H y 12x + y = 42 x = 3 y = 6 Chất đầu dãy C 3 H 6 , chất cuối là C 6 H 12 Vậy trong M có các hidrocacbon C 3 H 6 , C 4 H 8 , C 5 H 10 , C 6 H 12 Khối lợng phân tử trung bình của M là: M = 42x + 56y + 70z + 84t = 64 (x+y+z+t) (*) Khi làm lạnh tới nhiệt độ phòng, C 5 H 10 và C 6 H 12 hoá lỏng M K = 42x + 56y = 54(x+y) y = 6x M L = 70z + 84t = 74(z+t) t = 0,4z Đa y = 6x và t = 0,4z vào (*) ta có: 54 (x+y) + 74 (z+t) = 64 (x + y + z + t) 10 (x+y) = 10 (z+t) (x+y) = (z+t) x + 6x = z + 0,4z z = 5x t = 2x Từ đó suy ra x : y : z : t = 1 : 6 : 5 : 2 S n = = (M 1 + M n )n 2 = 252 = 3nM 1 2 = 252 M 1 = 504 3n (2) 504 3n Hay VC 3 H 6 : VC 4 H 8 : VC 5 H 10 : VC 6 H 12 = 1 : 6 : 5 : 2 PHAN NAỉY LAỉ PHACH Bài 5 ( 5 điểm) Tiến hành hai phản ứng, trùng hợp Stiren C 6 H 5 CH=CH 2 (phản ứng 1) và trùng hợp Stiren với Butadien-1,3 thành cao su Buna-S (phản ứng 2). Sau phản ứng (1) lấy toàn bộ hỗn hợp thu đợc cho vào 100ml dung dịch Brom 0,15M, thêm KI d vào thấy tạo ra Iot tự do, lợng Iot này tác dụng vừa đủ với 40ml dung dịch Na 2 S 2 O 3 0,125M (cho Na 2 S 2 O 3 biến thành Na 2 S 4 O 6 ) Trong phản ứng trùng hợp Stiren với Butadien-1,3 có tạo ra một sản phẩm phụ A do phản ứng giữa một phân tử Stiren và một phân tử Butadien. A là chất lỏng có thể cộng một phân tử Brom, mặt khác 1 mol A có thể cộng 4 mol H 2 (Ni, t o ) sinh ra sản phẩm chứa hai vòng no C 6 H 11 -C 6 H 11 . 1. Viết các phơng trình phản ứng trùng hợp 2. Tính lợng Stiren không tham gia phản ứng (1) 3. Xác định CTPT, CTCT của A. PHẦN NÀY LÀ PHÁCH ®¸p ¸n ®iĨm 1/ n CH=CH 2 (-CH-CH2-)n (1) C 6 H 5 C 6 H 5 Polistiren nCH 2 =CH-CH=CH 2 + n CH=CH 2 (-CH 2 -CH=CH-CH 2 -CH-CH 2 -)n (2) C 6 H 5 C 6 H 5 Cao su Buna-S 2/ C 6 H 5 CH=CH 2 + Br 2 C 6 H 5 CHBr-CH 2 Br (3) Br 2 + 2KI 2KBr + I 2 (4) I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 2NaI + Na 2 S 4 O 6 (5) nI 2 = nNa 2 S 2 O 3 = nBr 2 d = 0,0025 mol nBr 2 ®· ph¶n øng = 0,0125 mol nC 6 H 5 CH=CH 2 = 0,0125 mol Khối lượng Stiren chưatrùng hợp 0,0125 x 104 = 1,3 gam 3/ Phân tử A gồm 2 vòng 6 cạnh nối nhau (Vì A tạora C 6 H 11 -C 6 H 11 ); trong đó có một vòng chứa một nối đôi (vì A cộng được một mol Br 2 ) và một vòng thơm vốn có ở Stiren (vì A cộng được bốn mol H2 ) và một vòng thơm vốn có ở Stiren (vì A cộng được bốn mol H 2 ), A phải do Butadien cộng vào nhánh vinyl của Stiren, vậy CTCT của A là: 2 1 PHAN NAỉY LAỉ PHACH Bài 6 ( 4 điểm) Cho 2,24 lít (đktc) một hỗn hợp khí A gồm etan, propan và propilen đi qua một số bình đựng nớc Brom mắc nối tiếp, để cho phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khí còn lại đợc đốt cháy hết, toàn bộ sản phẩm cháy cho vào bình B đựng 70ml dung dịch KOH 32% (d=1,3 g/ml). 1. Viết các phơng trình phản ứng và tính % thể tích các khí trong hỗn hợp A. Biết rằng khối lợng các bình Brom tăng 2,10 gam; bình B tăng 8,96 gam. 2. Tính nồng độ % các chất trong bình B sau khi các phản ứng kết thúc. (C 6 H 5 -C 6 H 9 ) PHAN NAỉY LAỉ PHACH đáp án 1/ n A = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol Qua các bình đựng nớc Brom: C 3 H 6 + Br 2 C 3 H 6 Br 2 mC 3 H 6 = 2,1 gam = 0,05 mol C 3 H 6 chiếm 50% V hỗn hợp A Khí còn lại C 2 H 6 , C 3 H 8 có số mol x, y C 2 H 6 + O 2 2CO 2 + 3H 2 O x 3,5x 2x 3x C 3 H 8 + 5O 2 3CO 2 + 4H 2 O y 5y 3y 4y Ta có x + y = 0,05 (2x + 3y) 44 + (3x+ 4y) 18 = 8,96 Suy ra nC 2 H 6 = x = 0,02 mol chiếm 20% nC 3 H 8 = y = 0,03 mol chiếm 30% 2/ Sản phẩm cháy vào bình B gồm CO 2 , H 2 O mCO 2 = (2x + 3y) 44 = 5,72 g mH 2 O = (3x + 4y) 18 = 3,24 g mddKOH = 70 x 1,3 = 91 g nKOH = = 0,52 mol nKOH d nhiều so với nCO 2 do đó tạo muối K 2 CO 3 CO 2 + 2KOH K 2 CO 3 + H 2 O nK 2 CO 3 = nCO 2 = 0,13 mol C% K 2 CO 3 = = 18% nKOH d = 0,52 - 0,26 = 0,26 C% KOH = = 14,6% 2 7 ---------------------------------*********------------------------- 32 . 91100 . 560,13 . 138 . 10091 + 5,72 + 3,24 56 . 0,26 . 100 91 + 3,24 + 5,72