TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN DU – ĐĂL LAWK Câu 1: (4 điểm) Cho phân tử XeF2, XeF4, XeOF4 a Viết công thức cấu tạo Li – uy (Lewis) cho phân tử b Dự đốn cấu trúc hình học phân tử c Hãy cho biết kiểu lai hóa nguyên tử trung tâm phân tử Cho kim loại A tồn dạng lập phương tâm khối lập phương tâm diện Khi A tồn dạng lập phương tâm khối khối lượng riêng A 15g/cm3 Hãy tính khối lượng riêng A dạng lập phương tâm diện Cho bán kính A loại tinh thể Một chuổi phân hủy phóng xạ tự nhiên bắt đầu với kết thúc đồng vị bền 238 206 U Pb 92 82 a Tính số phân hủy α ᵦ xảy toàn chuổi b Tính lượng giải phóng tồn chuỗi c Trong mẫu đá chứa 13,33µg 3,09µg Tính tuổi mẫu đá, biết t1/2=4,51.109 năm 238 206 92 U 82 Pb Biết: He  4,0026u, 206 82 Pb  205,9744u, 238 92 U  238, 0508u, 1u = 931,5 MeV/c2 Câu 2: (4 điểm) Tính nhiệt tạo thành FeCl2 (rắn) biết: Fe(r) + 2HCl (dd) → FeCl2 (dd) + H2 (k) ∆ H1 = -21,00 Kcal FeCl2 (r) + H2O → FeCl2 (dd) ∆ H2 = -19,5 Kcal HCl (k) + H2O → HCl (dd) ∆ H3 = -17,5 Kcal H2 (k) + Cl2 (k) → 2HCl (k) ∆ H4 = -44,48 Kcal Ký hiệu (r): rắn; (k): Khí; (dd): dung dịch Trong bình kín nhiệt độ T, áp suất atm có cân sau: (1) AB(k ) � A(k)  B(k) Giả thiết khí khí lí tưởng a Thiết lập biểu thức liên hệ sô cân băng Kp với độ chuyển hóa α áp suất chung P b Xác định Kp, KC, Kx ∆G0 phản ứng (1) 3500C biết α = 0,98 c Xác định ∆H, ∆S phản ứng (1) 3500C Cho biết 4000C có Kp= 54,4 d Độ phân li α thay đổi P từ atm giảm 0,8 atm? Sự thay đổi có phù hợp với ngun lí chuyển dịch cân Lơsatơlie không? Câu 3: (4 điểm) Một dung dịch X gồm hỗn hợp HNO3 0,001M H3PO4 0,001M a Tính pH dung dịch X b Thêm 50 ml dung dịch NaOH 0,002M vào 50ml dung dịch X thu dung dịch Y Tính pH dung dịch Y Biết số axit H3PO4 là: pK a1  2,15; pKa  7, 21; pK a3  12,32; Dung dịch X gồm Na2S 0,010M, KI 0,060M, Na2SO4 0,050M a tính pH dung dịch X b Thêm dần Pb(NO3)2 vào dung dịch X nồng độ 0,090M thu kết tủa A dung dịch B - Cho biết thành phần hóa học kết tủa A dung dịch B - Tính nồng độ ion dung dịch B (không kể thủy phân ion, coi thể tích dung dịch khơng thay đổi thêm Pb(NO3)2 Cho pK axit: H2S Tính số tan: pK a1  7, 00; pK a  12,90; HSO4 pK  2, 00; PbS  1026 ; PbSO4  107,8 ; PbI2  107,6 Câu 4: (4 điểm) Cho giản đồ thể khử chuẩn Mn môi trường axit: ? 2,27V 0.95V ? Mn 4 �� � MnO42 ��� � MnO2 ��� � Mn 3 �� � Mn 2 +1,7v a Tính khử chuẩn cặp: +1,23v MnO4 / MnO24 Mn 3 / Mn  b Hãy cho biết tiểu phân không bền với dị phân Hãy tính số cân phản ứng dị phân 2.a Hãy biểu diễn sơ đồ pin, tính sức điện động pin viết phương trình phản ứng xảy pin (khi hoạt động) tạo thành từ cặp điện cực điều kiện tiêu chuẩn Fe3 / Fe2 Cu 2 / Cu b Tính nồng độ ion lại dung dịch pin ngừng hoạt động Giả sử nồng dộ ban đầu ion có dung dịch làm điện cực pin 0,010M (Bỏ qua trình thủy phân ion) Cho 250C RT E 0Fe3 / Fe2  0, 771V, E Cu  0,337V,  0, 059 2 /Cu F Câu 5: (4 điểm) X hợp chất tạo kim loại M lưu huỳnh Hòa tan hồn tồn 24 gam X dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thu dung dịch A 33,6 lít khí E (ở đktc) Cho dung dịch NaOH dư vào A thấy tạo thành 21,4 gam kết tủa Xác định công thức phân tử X? (Cho S = 32; O = 16; H= 1; Cu= 64; Al = 27, Fe = 56; Ag = 108; Mg = 24; Cb = 112) Chất lõng A suốt, khơng màu; phần khối lượng, A có chứa 8,3% hiđro; 59,0% oxi lại clo; đun nóng A đến 1100C thấy tách khí X đồng thời khối lượng giảm 16,8% chất lỏng A trở thành chất lỏng B Khi làm lạnh A 00C, đầu tách tinh thể Y không chứa clo, làm lạnh chậm nhiệt độ thấp tách tinh thể Z chứa 65% clo khối lượng Khi làm nóng chảy tinh thể Z có khí X Cho biết cơng thức thành phần khối lượng A, B, X, Y, Z TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN DU – ĐĂK LĂK Câu 1: (4 điểm) 1.a Công thức cấu tạo Li-uy (Lewis): gg X egg F F F | g g g Xe g | F gg F F O �g g F Xe F F F b Cấu trúc hình học: XeF2: Thẳng XeF4: vng phẳng c Kiểu lai hóa nguyên tử trung tâm Xe: XeF2: sp3d XeF4: sp3d2 Một ô mạng lập phương tâm khối: - Cạnh a1 = XeOF4: tháp vuông XeOF4: sp3d2 4r / - Khối lượng riêng d1 = 15g/cm3 - Số dơn vị nguyên tử: n1 = 8.1/8 + =2  Một ô mạng lập phương tâm diện: - Cạnh a2 = 2r /  Do đó: Khối lượng riêng d2 (g/cm3) Số đơn vị nguyên tử: n2 = 8.1/8 + 6.1/2 =4 d = nM/(NA V); V = a3 d1 : d  (n1.a 23 ) : (n a13 )  [2.(2r / 2)3 ] :[4.(4r / 2)3 ]  0,919 � d 16,32g / cm3 3.a – Gọi x, y số phân hủy α β toàn chuỗi - Ta có phản ứng tổng quát: 238 92 U � 206 82 Pb  x He  y 1e - Áp dụng định luật bảo tồn điện tích bảo tồn số khối ta có: 4.x  206  238 � �x  �� � 2.x – y  82  93 �y  � Vậy có phân tử α phân hủy β toàn chuỗi b 238 92 U � 206 82 Pb  82 He  61 e Năng lượng giải phóng tồn chuổi   W  m 238 U  m 206 Pb  8m He c2 92 82 = (238,0508 – 205,9744 – 8.4,0026).931,5 = 51,7914 MeV c Tính tuổi mẫu đá: 238 92 U � 206 82 Pb  x He  y 1e - Từ phương trình ta có tỉ lệ: m 238 U M 238 U � m 238 U � m 238 U Ta có: phản ứng  ban đầu m 206 Pb M 206 Pb M 238 U   m 206 Pb M 206 Pb 3, 09 238,0508  3,57 g 205,9744 = 13,33 + 3,57 = 16,90 μg N m ln  ln  k.t N m điểm xét) (m0: khối lượng 238 92 thời điểm ban đầu, m: khối lượng U 238 92 thời U (năm) t1/2 m0 4,51.109 16,90 �t  ln  � t  1,544.109 ln m ln 13,33 Câu 2: (4 điểm) Fe(r) + 2HCl (dd) → FeCl2 (dd) + H2 (k) ∆ H1 = -21,00 Kcal FeCl2 (r) → FeCl2 (dd) - ∆ H2 = +19,5 Kcal H2 (k) + Cl2 (k) → 2HCl (k) ∆ H4 = -44,48 Kcal 2HCl (k) → 2HCl (dd) -2∆ H3 = -35 Kcal ∆H ޮ Fe  r    Cl  k  FeCl2  r  Cộng theo vế ta được: ∆H = -21 + 19,5 - 44,48 – 35 = -80,98 Kcal 2.a Gọi a số mol AB thời điểm ban đầu (1) AB(k) � A(k)  B(k) Kp Ban đầu: a 0 Cân bằng: a(1-α) αa αa Từ (2), ta có: + Tổng số mol cân hóa học a(1-α) + Hằng số cân P P K P : K P  A B PAB Trong Pi = xi.P (Pi áp suất riêng phần, P áp suất toàn phần hệ, xi phần mol), Thay Pi vào (1), ta được: (I) a a P P 2 a(1   ) a (1   ) KP   P a(1   )   P a(1   ) b Thay α = 0,98; P = atm ta KP = 48,51 với ∆n = + – = n n KC  K P / ( RT ) ; K x  K P / P Thay số thu KC = 0,9496; Kx = 24,255 G   RT ln K P  20106,101 (J/ mol) c Theo phương trình Van-Hop, ta có ln K P (T1 ) K P (T2 )  H 1 (  ), R T1 T2 Thay số ta H  7989, 245(J/ mol) nên ∆S = 45,097(J.mol-1.K-1) Mặt khác ta có, G  H  T S d Khi P = 0,8 atm, theo công thức (I), KP không thay đổi, α = 0,992, phù hợp với nguyên lí chuyển dịch cân Lơsatơlie Câu 3: (4 điểm) 1.a Tính pH dung dịch X HNO3 �� � H 0,001M  NO3 0,001M    2 H3PO4 � H  H PO  H PO � H  HPO   HPO � H  PO  H 2O � H  OH 3  (1) Kal= 10-2,15 (2) Ka2= 10-7,21 (3) Ka3= 10-12,32 (4) Kw= 10-14 Do Ka1 >> Ka2 >> Ka3 Kw nên cân (1) chủ yếu (1) Kal= 10-2,15 H3 PO4 � H  H2 PO4 Co: 0,001M 0,001M [ ]: 0,001-x 0,001 + x x Theo ĐLTDKL ta có: x(0, 001  x)  10 2,15 0, 001  x � x  7,975.104 � [H ]= 0,001 + 7,975.104  1,7975.103 M Vậy pH dung dịch X = 2,75 b Tính pH dung dịch Y Tính lại nồng độ: C NaOH  0, 001M; C HNO3  5.10 4 M; C H3PO4  5.104 M Pư: NaOH  HNO3 �� � NaNO3  H 2O 5.10-4 5.10-4 NaOH  H3PO4 �� � NaH PO4  H 2O 5.10-4 5.10-4 5.10-4 DD Y: NaH PO4 : 5.10-4 M NaH PO4 � Na   H PO4   H PO � H  HPO  H PO  H  �  H 2O � H  OH Ka2= 10-7,21 2 (Ka)-1 = 102,15 H3PO4 Kw= 10-14  Điều kiện proton mức không: H PO , H2O  � H � OH � HPO24 � � � � � � � � �  H3 PO4  � H PO4 � � � (K ) 1.h.[H PO ] h  K w / h  Ka a1 h K [H PO ]+K w � h  ( a 2 1 )  (K a1 ) [H PO4 ] Coi gần đúng:  [H PO ] Ka2 = CH PO  [H PO ] = 5.10-4 M >> Kw pH dd Y = 5,27 7,21 4 14 10 5.10  10  5,367.106 �  102.15.5.104 2.a Tính pH dung dịch Na2S → Na+ + S20,01 0,01 + KI → K + I 0,06 0,06 Na2SO4 → 2Na+ + SO420,05 0,05 -1,1 Kb(1)=10 (1) 2   S  H2O � HS  OH �h  SO 2   H 2O � HSO  OH Kb(2)=10-12  (2) Kb(1) >> Kb(2) nên cân (1) định pH dung dịch: K = 10-1,1 2   S  H 2O � HS  OH [] (0,01-x) x x x2  101,1 � x  0, 0794x  103,1  � x  8,94.103 0, 01  x → [OH-] = 8,94.10-3 → pH = 11,95 b Pb2  0,09 S2 � PbS � 0,01 Pb2  SO42 � PbSO4 � 0,08 0,05 Pb2  2I  � PbI2  K   10 1 S 7,8  K   10 1 S 7,6 0,03 0,06 Thành phần hỗn hợp: ↓A: PbS, PbSO4, PbI2 Dung dịch B: K+ 0,06M Na+ 0,12M Ngoài có ion kết tủa tan Pb2 ; SO42 ; S2 Độ tan PbI2: 107,6 /  102,7 PbSO4 : S  107,84  103,9 PbS : S  1026  1013 Bởi độ tan PbI2 lớn nên cân chủ yếu dung dịch cân tan PbI2 Ks 2  PbI2 �� Pb  2I Do [Pb2+] = 10-47 = 2.10-3M [I-] = 4.10-3M 107,8 2 � � SO �  5.105,8  7,9.106 M  [Pb 2 ] 3 � 2.10 10 26 2 24 � � S   [Pb 2 ] � � 2.103  5.10 Có nồng độ SO42-, S2- bé so với nồng độ Pb2+, nồng độ Pb2+ PbS PbSO4 tan không đáng kể nên cách giải gần hồn tồn xác Câu 4: (4 điểm) 1.a Mỗi cặp oxi hóa khử tính Thế khử chuẩn cặp:  2 MnO4 / MnO4 Mn 3 / Mn  MnO24  4H   2e � MnO2  2H 2O (1) MnO4  4H  3e � MnO2  2H 2O (2) Lấy (2) trừ (1) ta có: MnO4  e � MnO42 (3) G30  G 02  G10 FE30  3FE 02  (2FE10 ) E30  0,56V MnO2  e  4H  � Mn 3  2H 2O (4) MnO2  e  4H  � Mn 2  2H 2O (5) Lấy (5) trừ (4) ta có: Mn 3  1e � Mn 2 (6) G 06  G50  G04 FE 06  2FE 50  (FE04 ) E 06  1,5V b MnO24 Mn 3 không bền với dị phân MnO24  4H  2e � MnO2  2H 2O E10  2, 27V - MnO24 � MnO4  2e 3MnO24  4H � 2MnO4  MnO2  2H2 O (7) G 07  G10  G30  2FE 07  3, 42F  lgK  nên phản ứng (7) tự diễn biến K7 = 9,25.1057 2E  57,966 0, 059 Mn 3  e � E30  0,56V Mn 2 E 06  1,51V Mn 3  2H 2O � MnO  4H   e E 04  0,95V 2Mn 3  2H 2O � MnO  4H   Mn 2 (8) G80  G 06  G 04  FE80  0,56F  nên phản ứng (8) tự diễn biến 2.a Sơ đồ pin: (-) Cu| Cu2+ (1M) || Fe3+(1M), Fe2+(1M) |Pt (+) Sức điện động chuẩn pin: E 0Pin  E 0Fe3 /Fe2  E 0Cu2 /Cu  0, 434V Phản ứng xảy pin hoạt động: 2Fe 3  Cu � 2Fe 2  Cu K = 1014,66 2 b K lớn nên xem phản ứng xảy hoàn toàn 2Fe3  Cu � 2Fe2  C0 0,01 C Xét cân bằng: C0 0,01 0,02 2Fe2  Cu 2 � 2Fe3  0,02 0,015 Cu 2 0,01 0,015 Cu K 1  1014,66 CB 0,02-2x 0,015-x 2x  2x    0,02  2x   0, 015  x  1 K CB  K  10 14,66   2x  0,022.0, 015 (do KCB bé nên giả thiết x Kw pH dd Y = 5,27 7,21 4  14 10 5 .10  10  5,367 .10 6 �  102 .15.5 .10 4 2.a Tính pH dung dịch Na2S... ta có: MnO 4  e � MnO42 (3) G30  G 02  G10 FE30  3FE 02  (2FE10 ) E30  0,56V MnO2  e  4H  � Mn 3  2H 2O (4) MnO2  e  4H  � Mn 2  2H 2O (5) Lấy (5) trừ (4) ta có: Mn 3