SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN ĐỀ XUẤT ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI - ĐBBB NĂM 2014 Đề thi môn Hóa học lớp 10 ---------------------- MA TRẬN ĐỀ THI CHỌN HSG MIỀN DUYÊN HẢI & ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ CÂU NỘI DUNG ĐIỂM 1 Nguyên tử 2,0 2 Phân tử và Bảng tuần hoàn 2,0 3 Tinh thể 2,0 4 Động học 2,0 5 Nhiệt hoá học 2,0 6 Nhiệt động hoá học 2,0 7 Phản ứng oxi hoá – khử 2,0 8 Dung dịch điện li 2,0 9 Hoá học Halogen 2,0 10 Hoá học Oxi – lưu huỳnh 2,0 (Đề thi có 03 trang - Hướng dẫn giải có 10 trang) TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN HÀ NỘI ĐỀ THI ĐỀ XUẤT (Đề thi có 03 trang) THI CHỌN HSG DUYÊN HẢI & ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC 2013 - 2014 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC 10 Thời gian làm bài: 180 phút Câu 1. NGUYÊN TỬ Viết cấu hình electron của Na (Z = 11) và Mg (Z = 12) ở trạng thái cơ bản? Xác định năng lượng orbital của các electron hoá trị và từ đó suy ra năng lượng ion hoá thứ nhất và thứ hai của hai nguyên tử này. So sánh những giá trị thu được và giải thích sự khác nhau. Câu 2. PHÂN TỬ VÀ BẢNG TUẦN HOÀN Ái lực electron là gì? Vì sao ái lực electron (E1) thường có trị số dương còn E2 luôn âm? a) Vì sao F là phi kim mạnh hơn Cl nhưng E1(F) = 3,45 eV < E1(Cl) = 3,61 eV Li là kim loại yếu hơn Na nhưng E1(Li) = 0,58 eV < E1(Na) = 0,78 eV b) Cho ái lực electron E1(Oxi) = 141 kJ.mol-1 và E2(Oxi) = - 851 kJ.mol-1. Hãy tính năng lượng tổng cộng của 2 electron. So sánh với sự tồn tại của ion O2-. c) Ái lực electron của phân tử O2 = 0,8 eV; năng lượng ion hoá = 12,2 eV. Trong các biến đổi hoá học, phân tử O2 có thể kết hợp hoặc mất electron tạo các ion phân tử kiểu O ; O và O. Hãy so sánh độ bội liên kết, khoảng cách giữa các nguyên tử, năng lượng liên kết trung bình và tính chất từ của O2, O ; O và O. Giải thích; nêu một số hợp chất chứa các ion phân tử trên và phản ứng điều chế chúng. Câu 3. TINH THỂ Iođua kali và iođua thali có các cấu trúc mạng lập phương, trong đó số phối trí của các ion K+ và Tl+ tương ứng là 6 và 8, bán kính ion K+ = 133 pm và Tl+ = 147 pm. a) Tính giá trị gần đúng bán kính ion I - trong iođua kali (aKI = 706 pm) b) Xác định giá trị gần đúng thông số a (aTl) của iođua thali c) Khảo sát bằng tinh thể học phóng xạ các đơn tinh thể iođua thali cho biết khoảng cách mạng lưới tương ứng với mặt phẳng nguyên tử chứa hai cạnh đối của ô mạng là 297 pm. Tính giá trị chính xác của thông số aTl. d) Tính khối lượng riêng (theo kg/m3) và độ chặt khít của hai loại iođua này. Câu 4. ĐỘNG HỌC 1. Thực nghiệm hoá học có phương pháp đo độ nở của dung dịch để nghiên cứu động học của phản ứng. Độ nở đó tỉ lệ thuận với nồng độ chất phản ứng có mặt trong dung dịch. Thực nghiệm thu được số liệu sau đây tại 200C cho phản ứng trong dung dịch nước (có pH thích hợp) : CH2 – CH2 + H2O CH2 – CH2 O OH OH t (phút) 0 30 60 135 300 ¥ Độ nở 18,48 18,05 17,62 16,71 15,22 12,29 a) Xác định bậc của phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ thí nghiệm. b) Bậc phản ứng xác định được là bậc của nồng độ chất nào? Tại sao? 2. Nitrosyl clorua là một chất rất độc, khi đun nóng sẽ phân hủy thành nitơoxit và clo a) Hãy viết và cân bằng phương trình hóa học cho phản ứng phân hủy b) Ở nhiệt độ -33,5oC, người ta cho 2,00 gam nitrosyl clorua vào một bình chân không có thể tích 2,00 lít không đổi ở mội nhiệt độ. - Hãy tính áp suất trong bình bằng atm ở 600 K khi không để ý đến sự phân hủy nhiệt - Hãy tính áp suất trong bình bằng atm ở 600 K khi có tính đến sự phân hủy nhiệt Cho Kp ở 600 K = 0,278 atm Câu 5. NHIỆT HOÁ HỌC 1. Trong 1 nhiệt lượng kế chứa 1,792 lít (đktc) hỗn hợp CH4, CO và O2. Bật tia lửa điện để đốt hoàn toàn CH4 và CO, lượng nhiệt toả ra lúc đó là 13,638 KJ. Nếu thêm tiếp 1 lượng dư hiđro vào nhiệt lượng kế rồi lại đốt tiếp thì lượng nhiệt thoát ra thêm 9,672 KJ. Cho biết nhiệt tạo thành của CH4, CO, CO2, H2O tương ứng bằng 74,8 ; 110,5 ; 393,5 ; 241,8 (KJ.mol-1). Hãy tính % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp đầu. 2. Hợp chất Q có PTK = 122,0 chứa các nguyên tố C, H, O. Dùng lượng O2 dư để đốt cháy hết một mẩu rắn Q nặng 0,6 gam trong một nhiệt lượng kế ban đầu chứa 710,0 gam nước tại 25oC. Sau phản ứng nhiệt độ lên tới 27,25oC và có 1,5144 gam CO2(k) và 0,2656 gam H2O(l) tạo ra. a) Hãy xác định công thức phân tử và viết PTHH cho phản ứng đốt cháy Q với trạng thái vật chất đúng. Cho: Sinh nhiệt chuẩn của CO2(k) và H2O(l) ở 25oC tương ứng là -393,51 kJ.mol-1 và -285,83 kJ.mol-1. Nhiệt dung riêng của H2O(l) là 75,312 J.mol-1.K-1 và biến thiên nội năng của phản ứng trên (DUo) là -3079 kJ.mol-1. b) Hãy tính nhiệt dung của nhiệt lượng kế đó (không kể nước) c) Tính Sinh nhiệt chuẩn (DH) của Q. Câu 6. CHIỀU VÀ GIỚI HẠN TỰ DIỄN BIẾN CỦA QUÁ TRÌNH Cho phản ứng: CH3OH (h) + O2 ® CO2 (k) + 2H2O (h) và các số liệu sau: DS = - 93,615 J.K-1 CO2 (k) H2O (h) O2 (k) CH3OH (h) DH (kJ.mol-1) -393,51 - 241,83 - - 201,17 C (J.K-1.mol-1) 37,129 33,572 29,372 49,371 Tính DHo và DGo của phản ứng ở 227oC, cho rằng các dữ kiện trên không đổi trong nhiệt độ xét. Câu 7. PHẢN ỨNG OXI HOÁ – KHỬ 1. Cho E0 = 1,23 V và E= 0,401 V a) Hãy viết các phản ứng xảy ra. b) Nếu P luôn luôn bằng 1atm (t0 = 250C) thì thế của các phản ứng trên sẽ bằng bao nhiêu khi pH = 3 và pH = 10 2. Cho phản ứng oxi hoá khử sau: 2Cu2+ + 4I- 2CuI (r) + I2 (aq) với: E = 0,153V và E = 0,535V a) CuI khó tan trong nước với Ksp = 1,1´10-12. Hãy tính E0 của của cân bằng: CuI (r) Cu+ + I-. b) Tính E0 và hằng số cân bằng của sự khử Cu2+ bằng I- ? So sánh trị số thế điện cực và dựa vào trị số tính được cho biết phản ứng có khả năng tự xảy ra không? Giải thích Câu 8. DUNG DỊCH 1. Một dung dịch được điều chế bằng cách hoà tan tan 2,50 gam mẫu của một chất chưa biết vào 34,0 gam benzen (C6H6) có nhiệt độ sôi cao hơn benzen tinh khiết là 1,38oC. Tính khối lượng mol của hợp chất chưa biết. Cho hằng số nghiệm sôi của benzen Ks = 2,53oC.m-1. 2. Cho một mẫu axit fomic (Co = 0,100 mol/L; Ka = 1,77´10-4 mol/L). a) Hãy tính độ pH của mẫu này. b) Người ta cho vào mẫu này một lượng axit sunfuric có cùng thể tích. Qua đó, độ pH đã thay đổi một trị bằng 0,334 so với độ pH tính được ở (a). Hãy tính nồng độ mà axit sunfuric cần phải có. . Hằng số axit đối với bước phân ly thứ 2 của axit sunfuric là Ka2 = 1,2´10-2 mol/L. Giả thiết rằng thể tích các chất thay đổi không đáng kể khi pha trộn. Câu 9. HOÁ HỌC HALOGEN 1. Khi điện phân dung dịch muối NaCl để sản xuất Clo ở anot có thể có các quá trình : oxi hoá Cl – thành Cl2 ; oxi hoá H2O thành O2 ; oxihoá anot cacbon thành CO2. a) Hãy viết các quá trình đó (tại anot cacbon) . b) Cần thiết lập pH của dung dịch bằng bao nhiêu để cho khi điện phân không có oxi thoát ra ở anot nếu thế anot bằng 1,21 V. Cho E = l,23V (khi tính coi P = P = 1 và CO2 sinh ra không đáng kể) . 2. Cho 7,9 gam KMnO4 vào dung dịch chứa 0,15 mol KCl và 0,2 mol H2SO4 (phản ứng hoàn toàn) thu được khí clo. Dẫn toàn bộ khí clo thu được đi từ từ qua ống đựng 12,675 gam kim loại R (hóa trị không đổi), nung nóng. Kết thúc phản ứng, chia chất rắn thu được thành 2 phần: Phần I: có khối lượng 6 gam được cho vào dung dịch HCl (dư), thu được 0,896 lít H2 (đktc). Phần II: cho vào dung dịch AgNO3 (dư) thu được m gam kết tủa. a) Xác định kim loại R. b) Tính m. Câu 10. HOÁ HỌC OXI – LƯU HUỲNH 1. Hỗn hợp gồm FeCl3, MgCl2, CuCl2 hòa tan trong nước được dung dịch X. Cho X tác dụng với dung dịch Na2S dư tách ra kết tủa Y. Nếu cho một lượng dư H2S tác dụng với X tách ra kết tủa Z. Nêu thành phần hoá học của Y và Z. Giải thích bằng phương trình hoá học. 2. Khi hoà tan một hỗn hợp gồm FeS và Fe trong dung dịch HCl, thu được một sản phẩm khí có tỉ khối hơi đối với không khí là 0,90. Đốt cháy 2,24 lít sản phẩm khí đó trong dư khí O2. Thu sản phẩm khí của phản ứng cháy đó vào một lượng dư dung dịch FeCl3 rồi cô dung dịch này đến cạn khô, thêm dư H2SO4 đặc và đun nóng cho đến khi không còn khí bay ra. Để nguội bình phản ứng, thêm một lượng dư dung dịch HNO3 loãng và đun nhẹ . a) Xác định thành phần phần trăm về khối lượng của hỗn hợp FeS và Fe ban đầu . b) Tính thể tích của khí thoát ra khi thêm dung dịch HNO3 loãng và đun nhẹ . (các thể tích khí đều được lấy ở điều kiện tiêu chuẩn) . ----------HẾT----------- Cho: Các trị số NTK của K = 39; Tl = 204; Zn = 65; Fe = 56; Mn = 55; Ag = 108 ; Cl = 35,5; I = 127; S = 32; O = 16; N = 14; C = 12 ; H = 1. NA = 6,022´1023 ; hằng số khí R = 0,082 l.atm/K.mol và R = 8,314 J/mol.K ; 1pm = 10-12m SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN ĐÁP ÁN ĐỀ XUẤT ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI - ĐBBB NĂM 2014 Môn Hóa học – Lớp 10 Câu 1. NGUYÊN TỬ Viết cấu hình electron của Na (Z = 11) và Mg (Z = 12) ở trạng thái cơ bản? Xác định năng lượng orbital của các electron hoá trị và từ đó suy ra năng lượng ion hoá thứ nhất và thứ hai của hai nguyên tử này. So sánh những giá trị thu được và giải thích sự khác nhau. HDG: * Ở trạng thái cơ bản, cấu hình e của 11Na là: 1s22s22p63s1 hay [10Ne]3s1 và của 12Mg là: 1s22s22p63s2 hay [10Ne]3s2 * Năng lượng orbital của electron hoá trị đối với Na: s3s = 2 + (8´0,85) = 8,8 Þ Z= 11 - 8,8 = 2,2 Þ E3s = - 13,6´= - 7,3 eV Năng lượng ion hoá thứ nhất: Na ® Na+ + e I1 = E(Na+) - E(Na) = 0´E3s - 1´E3s = - (- 7,3) = 7,3 eV. Năng lượng ion hoá thứ hai: Na+ ® Na2+ + e Trong Na+: 1s22s22p6 s2s = s2p = (2´0,85) + (7´0,35) = 4,15 Þ Z= Z= 11 - 4,15 = 6,85 Þ E2s =E2p = - 13,6´= - 159,5 eV Trong Na2+: 1s22s22p5 s2s = s2p = (2´0,85) + (6´0,35) = 3,8 Þ Z= Z= 11 - 3,8 = 7,2 Þ E2p = - 13,6´= - 176,2 eV I2 = 7´E(Na2+) - 8´E(Na+) = 7´(- 176,2) - 8´(- 159,5) = 42,6 eV * Năng lượng orbital của electron hoá trị đối với Mg: s3s = 2 + (8´0,85) + 0,35 = 9,15 Þ Z= 12 - 9,15 = 2,85 Þ E3s(Mg) = - 13,6´= - 12,3 eV Năng lượng ion hoá thứ nhất: Mg ® Mg+ + e Trong Mg+: 1s22s22p63s1 s3s = 2 + (8´0,85) = 8,8 Þ Z= 12 - 8,8 = 3,2 Þ E3s(Mg+) = - 13,6´= - 15,5 eV I1 = 1´E3s(Mg+) - 2´E3s(Mg) = (- 15,5) - 2´(-12,3) = 9,1 eV. Năng lượng ion hoá thứ hai: Mg+ ® Mg2+ + e Trong Mg2+: 1s22s22p6 I2 = E(Mg2+) - E(Mg+) = 0´E3s - 1´E3s = - (- 15,5) = 15,5 eV. * So sánh: Với Na (I2 » 6I1) còn với Mg (I2 » 1,5I1) * Giải thích: Cấu hình Na+ bão hoà, bền nên sự tách e ® Na2+ cần tiêu tốn năng lượng lớn Cấu hình Mg2+ bão hoà, bền nên sự tách e để Mg+ ® Mg2+ thuận lợi hơn. Câu 2. PHÂN TỬ VÀ BẢNG TUẦN HOÀN Ái lực electron là gì? Vì sao ái lực electron (E1) thường có trị số dương còn E2 luôn âm? a) Vì sao F là phi kim mạnh hơn Cl nhưng E1(F) = 3,45 eV < E1(Cl) = 3,61 eV Li là kim loại yếu hơn Na nhưng E1(Li) = 0,58 eV < E1(Na) = 0,78 eV b) Cho ái lực electron E1(Oxi) = 141 kJ.mol-1 và E2(Oxi) = - 851 kJ.mol-1. Hãy tính năng lượng tổng cộng của 2 electron. So sánh với sự tồn tại của ion O2-. c) Ái lực electron của phân tử O2 = 0,8 eV; năng lượng ion hoá = 12,2 eV. Trong các biến đổi hoá học, phân tử O2 có thể kết hợp hoặc mất electron tạo các ion phân tử kiểu O ; O và O. Hãy so sánh độ bội liên kết, khoảng cách giữa các nguyên tử, năng lượng liên kết trung bình và tính chất từ của O2, O ; O và O. Giải thích; nêu một số hợp chất chứa các ion phân tử trên và phản ứng điều chế chúng. 1. Ái lực electron (Eae) của nguyên tử M là năng lượng cần oxi hoá một anion M- thành nguyên tử M (ở thể khí): M-(k) ® M(k) + Eae1 = -A1. A1 là năng lượng gắn kết electron thứ nhất: M(k) + ® M-(k) A1. Quá trình gắn một vào nguyên tử là quá trình toả nhiệt nên A1 có trị số âm, còn Eae1 có trị số dương. Quá trình gắn một tiếp theo vào ion âm cần tiêu tốn một năng lượng Þ A2 có trị số dương, còn Eae2 có trị số âm. a) Do kích thước nhỏ của F, Li nên thêm vào sẽ chịu tương tác đẩy mạnh hơn của những có sẵn Þ E1 nhỏ b) O(k) + ® O-(k) A1 = -141 kJ.mol-1 O- (k) + ® O2-(k) A2 = +851 kJ.mol-1 O(k) + 2 ® O2-(k) Atc = +710 kJ.mol-1 Sự hình thành một mol O2- cần cung cấp một năng lượng = 710 kJ. Tuy vậy, ion O2- vẫn dễ tồn tại trong nhiều tinh thể oxit kim loại do năng lượng toả ra khi hình thành mạng lưới tinh thể đã bù trừ cho năng lượng cần tiêu tốn trên. c) Độ bội liên kết giảm theo: O - O2 - O- O. Việc tách electron ra khỏi obitan phân tử (OP) pplk của O2 tương ứng với sự tăng độ bội liên kết hình thức trong O, còn việc thêm electron trên OP plk trái lại sẽ làm giảm độ bội liên kết trong các ion O- O. Khoảng cách giữa các nguyên tử O tăng do độ bội liên kết giảm Þ năng lượng liên kết trung bình giảm. GIẢI THÍCH: * Nhận thêm electron, O2 tạo thành ion peoxit bậc cao O. Các dẫn xuất O được biết đến như KO2Một electron không ghép đôi trong O gây nên tính thuận từ của các peoxit bậc cao. Các peoxit bậc cao tạo thành khi cho các đơn chất tác dụng trực tiếp với nhau: K + O2 ® KO2. * Khi kết hợp thêm 2 electron, phân tử O2 biến thành ion peoxit O, trong đó các nguyên tử liên kết với nhau bằng một liên kết hai electron và vì thế ion Ocó tính nghịch từ. Các dẫn xuất O được biết đến như Na2O2, BaO2tạo thành khi oxi hoá kim loại Ba + O2 ® BaO2 Câu 3. TINH THỂ Iođua kali và iođua thali có các cấu trúc mạng lập phương, trong đó số phối trí của các ion K+ và Tl+ tương ứng là 6 và 8, bán kính ion K+ = 133 pm và Tl+ = 147 pm. a) Tính giá trị gần đúng bán kính ion I - trong iođua kali (aKI = 706 pm) b) Xác định giá trị gần đúng thông số a (aTl) của iođua thali c) Khảo sát bằng tinh thể học phóng xạ các đơn tinh thể iođua thali cho biết khoảng cách mạng lưới tương ứng với mặt phẳng nguyên tử chứa hai cạnh đối của ô mạng là 297 pm. Tính giá trị chính xác của thông số aTl. d) Tính khối lượng riêng (theo kg/m3) và độ chặt khít của hai loại iođua này. HDG: a) Cấu trúc kết tinh các halogenua kiềm MX kiểu lập phương đơn giản (như CsCl) hay lập phương tâm diện (như NaCl). Số phối trí cation M+/M+ là 6 trong CsCl và 12 trong NaCl và số phối trí M+/X- là 8 trong CsCl và 6 trong NaCl. Do đó các giá trị đã cho là 6 và 8 là của trường hợp K+/I- và Tl+/I- Þ cấu trúc kiểu CsCl cho TlI và kiểu NaCl cho KI. Trong cấu trúc kiểu CsCl: các ion I- tạo một mạng lập phương đơn giản tương ứng với sự có mặt một ion I- trong mỗi ô mạng. Các ion Tl+ chiếm mọi lỗ lập phương C với cùng số lượng bằng nhau để thoả mãn điều kiện trung hoà điện. Các ion Tl+ tạo tập hợp thứ hai, lập phương đơn giản P lệch với tập hợp của I- bằng phép tịnh tiến một nửa đường chéo của lập phương (hình vẽ dưới) Þ như vậy là có 1 mắt TlI trong ô mạng. Trong cấu trúc kiểu NaCl: các ion I- tạo một mạng lập phương tâm diện tương ứng với sự có mặt 4 ion I- trong mỗi ô mạng. Các ion K+ chiếm mọi lỗ bát diện với cùng số lượng bằng nhau để thoả mãn điều kiện trung hoà điện. Các ion K+ tạo tập hợp thứ hai, lập phương tâm diện F lệch với tập hợp của I- bằng phép tịnh tiến một nửa cạnh của lập phương (hình vẽ dưới) Þ như vậy là có 4 mắt KI trong ô mạng. Trong KI, các ion tiếp xúc trên các cạnh nên: a(KI) = 2(R+ R) Þ R= a(KI) - R = - 133 = 220 pm b) Các ion Tl+ và I- tiếp xúc trên đường chéo chính của lập phương: AD2 = a2 + a2 = 2a2 Þ BD2 =AD2 + a2 = 3a2 Þ BD = 2(R+ R) = a a(Tl) = ´(R+ R) = ´(147 + 220) = 424 pm c) Khoảng cách mạng lưới là khoảng cách giữa gốc và mặt phẳng ABCD trong hình vẽ sau: Khoảng cách mạng là d = EF = = a Þ a = = = 420 pm d) * Với KI: Khối lượng riêng = = = 3,1334´103 kg/m3. Độ chặt khít = = = 0,619 * Với TlI: Khối lượng riêng = = = 7,4189´103 kg/m3. Độ chặt khít = = = 0,782 Câu 4. ĐỘNG HỌC 1. Thực nghiệm hoá học có phương pháp đo độ nở của dung dịch để nghiên cứu động học của phản ứng. Độ nở đó tỉ lệ thuận với nồng độ chất phản ứng có mặt trong dung dịch. Thực nghiệm thu được số liệu sau đây tại 200C cho phản ứng trong dung dịch nước (có pH thích hợp) : CH2 – CH2 + H2O CH2 – CH2 O OH OH t (phút) 0 30 60 135 300 ¥ Độ nở 18,48 18,05 17,62 16,71 15,22 12,29 a) Xác định bậc của phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ thí nghiệm. b) Bậc phản ứng xác định được là bậc của nồng độ chất nào? Tại sao? HDG: a) Giả sử phản ứng có bậc động học bằng 1 Þ phương trình động học có dạng t = ln Þ k = ln ® ở thời điểm 30’: k2 = ln = 2,4´10–3 phút–1. Tương tự, ở thời điểm 60’: k3 = 2,493´10–3 phút–1. ở thời điểm 135’: k4 = 2,495´10–3 phút–1. ở thời điểm 300’: k5 = 2,493´10–3 phút–1. Trị số k ở các thời điểm xấp xỉ nhau Þ phản ứng là một chiều bậc nhất = k´C (mol.l –1. s –1 ) = = 2,47´10–3 phút –1. b) Nồng độ của H2O rất lớn (do phản ứng không làm thay đổi nồng độ H+ và OH – ) và bị biến đổi không đáng kể sau phản ứng Þ bậc phản ứng là bậc của nồng độ etylenoxit. Mặt khác, cơ chế phản ứng: có giai đoạn (1) là giai đoạn chậm, quyết định tốc độ phản ứng (không có mặt của H2O) 2. Nitrosyl clorua là một chất rất độc, khi đun nóng sẽ phân hủy thành nitơoxit và clo a) Hãy viết và cân bằng phương trình hóa học cho phản ứng phân hủy b) Ở nhiệt độ -33,5oC, người ta cho 2,00 gam nitrosyl clorua vào một bình chân không có thể tích 2,00 lít không đổi ở mội nhiệt độ. - Hãy tính áp suất trong bình bằng atm ở 600 K khi không để ý đến sự phân hủy nhiệt - Hãy tính áp suất trong bình bằng atm ở 600 K khi có tính đến sự phân hủy nhiệt Cho N =14; O =16 ; Cl = 35,5; hằng số khí = 0,082 l.atm/K.mol; Kp ở 600 K = 0,278 atm HDG: a) 2NOCl 2NO + Cl2 b) Khối lượng mol của NOCl = 65,5 g/mol nên số mol = 2/65,5 * Khi không có sự phân hủy nhiệt: p = = 0,751 (atm) * Khi phân hủy nhiệt: 2NOCl → 2NO + Cl2 [ ] - 2a 2a a Khi cân bằng: p(NO) = ; p(Cl2) = ; p(NOCl) = (- 2a)´ ; Kp = Þ = 0,278 Þ ()2 - a3 = 0 Þ 0,0113´ ()2 - a3 = 0 Þ 1,729´10-4 - 3,4578´10-4a + 0,0113a2 - a3 = 0 Þ a » 0,0575 Vậy, áp suất trong bình = p(NO) + p(Cl2) + p(NOCl) tại cân bằng = [2a + a + (- 2a)]´ = [(2´0,0575) +0,0575 +(- 2´0,0575)´= 2,1656 (atm) Câu 5. NHIỆT HOÁ HỌC 1. Trong 1 nhiệt lượng kế chứa 1,792 lít (đktc) hỗn hợp CH4, CO và O2. Bật tia lửa điện để đốt hoàn toàn CH4 và CO, lượng nhiệt toả ra lúc đó là 13,638 kJ. Nếu thêm tiếp 1 lượng dư hiđro vào nhiệt lượng kế rồi lại đốt tiếp thì lượng nhiệt thoát ra thêm 9,672 kJ. Cho biết nhiệt tạo thành của CH4, CO, CO2, H2O tương ứng bằng 74,8 ; 110,5 ; 393,5 ; 241,8 (kJ.mol-1). Hãy tính % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp đầu. 2. Hợp chất Q có PTK = 122,0 chứa các nguyên tố C, H, O. Dùng lượng O2 dư để đốt cháy hết một mẩu rắn Q nặng 0,6 gam trong một nhiệt lượng kế ban đầu chứa 710,0 gam nước tại 25oC. Sau phản ứng nhiệt độ lên tới 27,25oC và có 1,5144 gam CO2(k) và 0,2656 gam H2O(l) tạo ra. a) Hãy xác định công thức phân tử và viết PTHH cho phản ứng đốt cháy Q với trạng thái vật chất đúng. Cho: Sinh nhiệt chuẩn của CO2(k) và H2O(l) ở 25oC tương ứng là -393,51 kJ.mol-1 và -285,83 kJ.mol-1. Nhiệt dung riêng của H2O(l) là 75,312 J.mol-1.K-1 và biến thiên nội năng của phản ứng trên (DUo) là -3079 kJ.mol-1. b) Hãy tính nhiệt dung của nhiệt lượng kế đó (không kể nước) c) Tính Sinh nhiệt chuẩn (DH) của Q. HDG: số mol hỗn hợp = 0,08 1. Phản ứng cháy: CH4 + 2O2 ® CO2 + 2H2O DH1 = - 802,3 kJ/mol CO + 1/2O2 ® CO2 DH2 = - 283,0 kJ/mol H2 + 1/2O2 ® H2O DH3 = - 241,8 kJ/mol Đặt số mol CH4 là x và CO là y. Lượng nhiệt toả ra từ lần cháy đầu: 802,3x + 283,0y = 13,638 (I) Lượng O2 dư tính theo H2 = ´ = 0,02 mol Þ (0,08 - x - y) - (2x+ ) = 0,02 hay x+ = 0,02 (II) Kết hợp (I) với (II) cho: x = 0,01 chiếm 12,5% và y = 0,02 chiếm 25%; còn O2 ~ 62,5% 2. a) Số mol C = = 0,0344 ; H = = 0,0295 và O == 0,00984 C : H : O = 0,0344 : 0,0295 : 0,00984 = 7 : 6 : 2 Với PTK = 122,0 Þ công thức phân tử của Q là C7H6O2. PTHH cho phản ứng đốt cháy Q với trạng thái vật chất đúng C7H6O2 (r) + O2 (k) ® 7CO2 (k) + 3H2O (l) b) n(Q) = = 4,919´10-3 mol qV = nDUo = 4,919´10-3´(-3079) = -15,14 kJ Tổng nhiệt dung = - = - = 6,730 kJ.K-1 hay 6730 J.K-1. Nhiệt dung của H2O = ´75,312 = 2971 J.K-1. Vậy nhiệt dung của nhiệt lượng kế = 6730 – 2971 = 3759 J.K-1. c) Theo PT cháy: Dn(k) = 7 - = -0,5 mol DHo cháy = DUo + Dn(k)RT = -3079 + (-0,5)´(8,314´298´10-3) = -3080 kJ.mol-1. Do DHo cháy = 7DH(CO2(k)) + 3DH(H2O(l)) - DH(Q(r)) nên DH(Q(r)) = 7(-393,51) + 3(-285,83) - (-3080) = -532 kJ.mol-1. Câu 6. CHIỀU VÀ GIỚI HẠN TỰ DI
Tài liệu đính kèm: