Tài liệu [hoahoc11]dethidenghi-olympic30thang4-lanthuxii-2006-thptchuyentranhungdao-binhthuan

SỞ GD & ĐT BÌNH THUẬN TRƯỜNG THPT CHUYÊN TRẦN HƯNG ĐẠO KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30-4-2006 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ 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) + O2 (k) = 2NO2 (k) theo những dữ kiện thực nghiệm sau : 2,8.10-6[NO] (mol/l) 1,0.10-41,0.10-4 1,0.10-4 2,0.10-4 [O2] (mol/l) 3,0.10-4 v (mol/l. s) 8,4.10-6 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 [O2 ]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 O2 : Ta có ; x y v2 k  NO  2  O2  2 k (1,0.10 4 ) x (3,0.10 4 ) y  3,0.10 4      v1 k  NO 1x  O2 1y k (1,0.10 4 ) x (1,0.10 4 ) y  1,0.10 4  Thay các giá trị tương ứng của v ta được : 8,4.10 6  3,0.10 4  2,8.10 6  1,0.10  4    y y → 3 = 3y → y = 1 *Theo NO : Tương tự như trên ta có : v3 k  NO  3  O2  3 k (2,0.10 4 ) x (3,0.10 4 ) y  2,0.10 4      v2 k  NO  2x  O2  2y k (1,0.10 4 ) x (3,0.10 4 ) y  1,0.10 4  thay các giá trị tương ứng của v ta được : x y 3,4.10 5  2,0.10 4  8,4.10 6  1,0.10 4 x x   → 4 = 22 → x = 2  Vậy bậc của phản ứng theo NO là 2, nhưng theo O2 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 [O2 ]. - 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 l2 / 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, CH3OH có thể tạo thành những hợp chất gì ? vì sao ? 2. Cho phản ứng : CH3 – CH = CH2 + Cl2  500c Biết tỷ lệ mol npropen : nCl = 1 : 1, hoàn thành phương trình phản ứng và viết cơ chế phản ứng . o 2 Đáp án : ( 5 điểm ) 1. Ta thu được hỗn hợp gồm : CH3 CH3 – CBr – CH3 , CH3 – C – CH3 CH3 OH CH3 CH3 CH3 – CCl – CH3 , và CH3 – C – O – CH3 CH3 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+ + BrNaCl → Na+ + ClNhư vậy trong dd có 4 tác nhân là Br-, Cl-, H2O và CH3OH có khả năng kết hợp với cation. δ+ δCH3 – C – CH2 + H+ → CH3 – C+ – CH3 CH3 CH3 Sau đó : CH3 CH3 CH3 – C+ + Br- → CH3 – C – Br CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 – C+ + Cl- → CH3 – C – Cl CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 – C+ + H2O → CH3 – C – OH + H+ CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 – C+ + CH3OH → CH3 – C – O – CH3 + H+ CH3 CH3 2. CH3 – CH = CH2 + Cl2 o  500 c  CH2Cl – CH = CH2 + HCl Phản ứng xảy ra theo cơ chế gốc tự do Ban đầu khơi mào : Cl – Cl → 2Cl Khi phát triển : CH3 – CH = CH2 + Cl• → •CH2 – CH = CH2 + HCl Cl2 + •CH2 – CH = CH2 → CH2Cl – CH = CH2 + Cl• (a) (b) (a), (b) lặp đi lặp lại nhiều lần cho đến khi tắt mạch 2Cl• → Cl2 • CH2 – CH = CH2 + Cl• → CH2Cl – CH = CH2 2•CH2 – CH = CH2 → CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH = CH2 -------------------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 H2 P = 1 atm HCl 0,02 M CH3COONa 0,04 M AgCl / Ag Cho E0 AgCl / Ag = 0,222 v KCH COOH = 1,8. 10-5 3 2. Tính độ tan của AgI trong dung dịch Fe2(SO4)3 0,05M trong môi trường H2SO4. Cho E0 I- / I2 = 0,54 v E0 Fe3+ / Fe2+ = 0,77 v T AgI = 10-16 _______________________________ Đáp án : ( 5điểm) 1. Phản ứng theo quy ước : 2  AgCl + 1e → Ag + ClH2 - 2e → 2 H+ -----------------------------------2AgCl + H2 → 2Ag + 2Cl- + 2H+ Trong dung dịch HCl = H+ + Cl0,02 0,02 0,02 CH3COONa = CH3COO- + Na+ 0,04 0,04 0,04 bđ pư [ ] CH3COO- + H+  CH3COOH 0,04 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 bđ [ ] CH3COOH  CH3COO- + H+ 0,02 0,02 0,02 – x 0,02 + x x K= 1,8.10-5 x 0,02  x  1,8.10  5 0,02  x x<< 0,02 x = 1,8.10-5 AgCl / Ag pin Pt / H+ = 0,02 M p = 1 atm Cl- = 0,02 M CH3COO- = 0,02M CH3COOH = 0,02M Ep = E0 AgCl / Ag + 0,059 lg 1 [Cl  ] 1 = 0,222 + 0,059 lg 0,02 = 0,322 v    2 H 0,059 Et = E H2 / 2H + lg 2 PH 2 0 + = 0,059 lg(1,8.10-5)2 2 = -0,28 v 2. 2x AgI  Ag+ + I2I- - 2e → I2 T = 10-16 K1 = 10  2 ( 0 , 54 ) 0 , 059 2x [ ] Fe3+ + 1e → Fe2+ K2 = 10 0 , 77 0 , 059 ______________________________________ 2AgI + 2Fe3+ → 2Ag+ + 2Fe2+ + I2 K = T2K1(K2)2 = 10-24,2 0,1 – 2x 2x 2x x 16 x 5 = 10-24,2 (0,1  2 x ) 2 x<< 0,1 16x5 = 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 : 200 1,2 2,4 g 100 - ( hay 2,4 0,06mol ) 40 Khối lượng sản phẩm khí : mkhí = mA - mchất 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 : mdd = 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 : a mdd 2,47 206,48  5,1g mmuối = 100 100 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 : mNa = 0,06 . 23 = 1,38g Khối lượng gốc axit của muối : mgốc 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 nx = nNa = 0,06 Hóa trị 2 Na2X n 0,06 nx = Na  = 0,03 2 2 3,72 Mx = 0,06 = 62 ứng với NO3 3,72 MM = 0,03 = 124 không có gốc axit Hóa trị 3 Na3X nx = n Na 0,06  = 0,02 3 3 3,72 Mx = 0,02 = 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 NO2 và O2 . 1 O2 = 2NaNO3 + H2O 2 2NO2 + 2NaOH + nNO 2 nNaOH (1) nO 2 Vậy nNO = nNaOH = 0,06 mol → mNO = 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 : 2 2 2M(NO3)2 = 2MO + 4NO2 + O2 (2) 4M(NO3)3 = 2M2O3 + 12NO2 + 3O2 (3) M(NO3)4 = MO2 + 4NO2 + O2 (4) ( một peroxit ) * Nếu muối A là muối nitrat gồm các tinh thể ngậm nước thì khi nhiệt phân ngoài NO2 và O2 thì còn có hơi nước thoát ra. Theo các phương trình phản ứng (2), (3), (4) thì tỷ lệ giữa NO2 và O2 là : nNO : nO = 4 : 1 2 2 Theo trên thì khí NO2 thoát ra có nNO = 0,06 mol. 2 Khí O2 thoát ra có : 1 0,06 nO2 = nNO2 = = 0,015 mol 4 4 mO = 0,015 32 = 0,48g Tổng số khối lượng NO2 và O2 : m(NO :O ) = 2,76 + 0,48 = 3,24g < 6,48g lượng khí thoát ra. Trong khí thoát ra ngoài NO2 và O2 còn có H2O : 2 2 2 mH O = mkhí - m(NO :O ) = 6,48 – 3,48 = 3,24g 2 2 2 3,24 →mH2O = = 0,18 mol. 18 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(NO3)3.nH2O. 4Fe(NO3)3.nH2O → 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2 + 4nH2O 12 mol 4n 0,06 mol 0,18 mol Vậy A có CTPT : Fe(NO3)3 . 9H2O . -----------------------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 2O3, Fe3O4 và FeO ) với số mol bằng nhau. Lấy m1 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 m2 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 Fe3O4, 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 m1, m2 và số mol HNO3 đã phản ứng. Đáp án : ( 5 điểm ) 1. Các phương trình phản ứng : t 3Fe2O3 + CO  2Fe3O4 + CO2↑ t Fe3O4 + CO  3FeO + CO2 ↑ t FeO + CO  Fe + CO2↑ Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3↓ + H2O Chất rắn còn lại tác dụng với HNO3 : o o o (1) (2) (3) (4) 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (5) 3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (6) Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (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 : nFe = 2x + 3x + x = 6x Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Fe, FeO, Fe3O4 trong hỗn hợp rắn. theo các phương trình (5), (6), (7), dựa vào số mol NO thoát ra, ta có pt : a+ 2,24 1 1 b+ c = 22,4 = 0,1 3 3 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 : nFe = a + b + 3c = 6x = 0,27 x = 0,045 Vậy khối kượng hỗn hợp A là : m1 = 160x + 232x + 72x = 20,88g Theo các pt (1), (2) và (3) : mA + mCO = mR + mCO hay 20,88 + 28y = 19,2 +44y y = 0,105 Vậy khối lượng kết tủa trắng : m2 = 0,105. 197 = 20,685g - Tổng số mol Fe(NO3)3 tạo thành ở các phản ứng (5), (6), (7) là : nFe(NO ) = 2x + 3x + x = 6x Số mol HNO3 tạo ra muối Fe(NO3)3 là : 6x.3 = 18x = 18. 0,045 = 0,81 mol Số mol HNO3 tạo ra 0,1 mol NO là 0,1 mol Vậy tổng số mol HNO3 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 2 3 3 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 : CmH2m 2≤m≤4 Phương trình phản ứng : CmH2m + Br2 → CmH2mBr2 - Trong 5,04 lít hỗn hợp khí X ( 5,04 : 22,4 = 0,225 mol ) chứa 0,075 mol anken bằng số mol brom = - 12 160 Trong 11,6g X chứa 0,1 mol anken = số mol brom = Suy ra số mol khí trong 11,6g hỗn hợp là : 0,225 0,1 0,075 = 0,3 mol 16 160 Đặt công thức tương đương của 2 ankan : C n H 2 n  2 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 n 2 4 3 2,5 (chọn) 4 2 Vậy công thức anken : C3H6 2 ankan : C2H6 và C3H8 Gọi x là số mol C2H6 , và y là số mol C3H8 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 : % C2H6 = % C3H8 = % C3H6 = 33,33 2. Đốt cháy hỗn hợp X, thu được khí CO2 và H2O. Số mol CO2 = 3.0,1 + 0,1.2 + 0,1.3 = 0,8 mol Số mol H2O = 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 nCO = 0,8 (mol) nNaOH = 0,6 (mol) Ta có nCO > nNaOH , suy ra muối tạo thành là NaHCO3 Ptpư : CO2 + NaOH = NaHCO3 0,6 0,6 0,6 (mol) Khối lượng NaHCO3 : mNaHCO = 0,6.84 = 50,4g 2 2 3 ------------------------------