Đang tải... (xem toàn văn)
Chấp nhận khí nit[ là khí lí tưởng trong các quá trình trên và nhiệt dung đẳng áp của nó có giá trị không đổi trong điều kiện kháo sát và bằng Cp = 6,960 cal/K.mol HDG a.Xét quá trình đẳ[r]
SỞ GD ĐT BẮC GIANG TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC GIANG ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HSG VÙNG DUYÊN HẢI BẮC BỘ MƠN: HỐ HỌC LỚP 11 Thời gian làm 180 phút ĐỀ GIỚI THIỆU Câu 1(3,0 điểm) Tại 25oC phản ứng 2A (k) 4B (k) + C (k) có só tốc độ k = 1,8.10-5 s-1 Phản ứng xảy bình kín thể tích 20,0 lít khơng đổi Ban đầu lượng chất A cho vừa đầy bình Tại thời điểm khảo sát, áp suất riêng khí A 0,070 atm (Giả thiết khí khí lý tưởng) Tính tốc độ: a) tiêu thụ A ; b) hình thành B; C (theo mol/l.s) Tính số phân tử A bị phân tích sau 10 giây Khi nâng nhiệt độ phản ứng từ 25 0C đến 350C tốc độ ban đầu phản ứng tăng 2,5 lần Hãy xác định lượng hoạt hóa phản ứng Cho biết số Avogađro = 6,023.1023 Biết t0(C) = T(K) + 273,15; R = 8,314 J/mol.K Câu 2: (4,0 điểm) Cr(OH)3 Cho OH ¿3 ¿ 2− CrO /Cr ¿ ; E¿ E0MnO / MnO(OH ) =+ ,695 V ; CrO2- + H+ + H2O − K = 1,0.10-14 a) Hãy thiết lập sơ đồ pin hình thành hai cặp oxi hóa - khử CrO42-/ CrO2- MnO4-/ MnO(OH)2 b) Tính số cân phản ứng xảy pin c) Tính Epin biết nồng độ ion CrO42- 0,010M; CrO2- 0,030M; MnO4- 0,2M d) Tính thành phần hệ pin phóng điện hồn tồn e) Mơ tả chiều chuyển động electron, cation, anion pin Câu (3,0 điểm) Cho 100 gam nitơ t=00C atm Tính nhiệt Q, biến thiên nội ∆U cơng W q trình sau tiến hành thuận nghịch nhiệt động a.Nếu đẳng tích tới áp suất p= 1,5 at b.Giãn đẳng áp tới thể tích gấp đơi lúc đầu Chấp nhận khí nit[ khí lí tưởng q trình nhiệt dung đẳng áp có giá trị khơng đổi điều kiện kháo sát Cp = 6,960 cal/K.mol Câu (3,0 điểm) Viết chế chuyển hóa sau: Câu (2,0 điểm) Từ xiclohexa-1,3-đion hợp chất 4C tổng hợp chất sau: Cõu (3,0 im) Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau, xác định cấu trúc hợp chất từ A ®Õn I CH3 HC C A B D OH CH=CH2 Mg, ete khan CH2=C CHO CH3 LiNH2 C6H13Br H2 Pd /C PCl5 C A A cã H etilenic B B cã H etilenic t0 D D cã H etilenic E CH3MgI ete khan F (CH3CO)2O Biết hợp chất A chuyển vị thµnh I, C19H38O2 CH3 [ ClMgCH=C=C CH=CH2] Câu (2,0 điểm) Cho a gam hỗn hợp gồm este A B tác dụng hết với dung dịch KOH thu b gam ancol D 2,688 gam hỗn hợp muối kali axit hữu đơn chức dãy đồng đẳng Nung toàn muối với NaOH, CaO đến phản ứng hoàn toàn thấy 0,672 lít hỗn hợp khí E (ở đktc) Đốt cháy hoàn toàn lượng ancol D, thu sản phẩm m CO2 cháy có m H2O =1,63 bị hấp thụ hoàn toàn 45 ml dung dịch Ba(OH)2 0,5M thấy tách 2,955 gam kết tủa Xác định cơng thức cấu tạo có A, B tính giá trị a, b SỞ GD ĐT BẮC GIANG ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HSG VÙNG TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC GIANG DUYÊN HẢI BẮC BỘ MƠN: HỐ HỌC LỚP 11 ĐỀ GIỚI THIỆU Thời gian làm 180 phút Câu 1(3,0 điểm) Tại 25oC phản ứng 2A (k) 4B (k) + C (k) có só tốc độ k = 1,8.10-5 s-1 Phản ứng xảy bình kín thể tích 20,0 lít khơng đổi Ban đầu lượng chất A cho vừa đầy bình Tại thời điểm khảo sát, áp suất riêng khí A 0,070 atm (Giả thiết khí khí lý tưởng) Tính tốc độ: a) tiêu thụ A ; b) hình thành B; C (theo mol/l.s) Tính số phân tử A bị phân tích sau 10 giây Khi nâng nhiệt độ phản ứng từ 25 0C đến 350C tốc độ ban đầu phản ứng tăng 2,5 lần Hãy xác định lượng hoạt hóa phản ứng Cho biết số Avogađro = 6,023.1023 Biết t0(C) = T(K) + 273,15; R = 8,314 J/mol.K HDG p ( N 2O5 ) Từ biểu thức: v = k.[A] = k RT Với áp suất A 0,070 atm; R = 22,4/273 vpư= 1,8.10 0, 070 0, 082.298 = 5,16.10-8 mol.l-1.s-1 Từ phương trình phản ứng: 2A (k) B (k) + C (k) vN 2O5 d [A] 2v pu dt = - x 5,16.10-8 = - 1,032.10-7 mol.l-1.s-1 vhình thành B = vpư = - 2vtiêu thụ A (5) Thay số: Vhình thành B = x 5,16.10-8 = 2,064.10-7 mol l-1.s-2 Vhình thànhC=vpư=5,16.10-8mol l-1.s-2 Số phân tử A bị phân huỷ tính theo biểu thức Số phân tử A bị phân huỷ = N = VA tiêu thụ Vbình t N0 Thay số: N = 1,032.10-6 20,0 10,0 6,023.1023 1,243.1020 phân tử Khi nâng nhiệt độ phản ứng lên 100 từ 250C đến 350C, ta có: v350 C => ln v250 C Ea 1 ( ) R 308,15 298,15 = 69,99 kJ.mol-1 Câu 2: (4,0 điểm) Cho OH ¿3 ¿ 2− CrO /Cr ¿ ; E¿ E0MnO / MnO(OH ) =+ ,695 V ; CrO2- + H+ + H2O Cr(OH)3 − K = 1,0.10-14 a) Hãy thiết lập sơ đồ pin hình thành hai cặp oxi hóa - khử CrO42-/ CrO2- MnO4-/ MnO(OH)2 b) Tính số cân phản ứng xảy pin c) Tính Epin biết nồng độ ion CrO42- 0,010M; CrO2- 0,030M; MnO4- 0,2M d) Tính thành phần hệ pin phóng điện hồn tồn e) Mơ tả chiều chuyển động electron, cation, anion pin HDG a) Xét cặp CrO42-/ Cr(OH)3 CrO42- + 4H2O + 3e Cr(OH)3 H+ + OHCrO42- + 2H2O + 3e K1 103E1 /0,0592 Cr(OH)3 + 5OH- CrO2- + H+ + H2O K = 10-14 H2O Kw-1 = 1014 CrO2- + 4OH- K K1.K.K w1 103E1 /0,0592 Eo CrO42-/ CrO2- = Eo CrO42-/ Cr(OH)3 = - 0,18V < Eo MnO4-/ MnO(OH)2 nên có sơ đồ pin: (-) Pt | CrO42-, CrO2-, OH- || MnO4-, H+, MnO(OH)2 | Pt (+) b) Tính K phản ứng MnO4- + 4H+ + 3e CrO2- + 4OH4| H2O MnO(OH)2 + H2O CrO42- + 2H2O + 3e H+ + OH- MnO4- + CrO2- + H2O MnO(OH)2 + CrO42- K1 = 103.1,695/0,0592 K2-1 = (103.(-0,18)/0,0592)-1 Kw = 10-14 K = K1.K2-1.(Kw)4 = 1039 c) Tính Epin : ,0592 lg Epin = Eopin + [MnO 4 ].[CrO 2 ] [CrO 24 ] Tính Eopin dựa vào K phản ứng ta có Eopin = ,0592 lg Epin = 0,77 + 0,2 , 03 , 01 39 , 0592 = 0,77V = 0,7656V d) Thành phần hệ pin phóng điện hồn tồn MnO4- + CrO2- + H2O C 0,2 TPGH 0,17 + CrO42- K = 1039 0,03 0,01 - 0,04 Cân bằng: MnO(OH)2 + CrO42- C 0,04 [] 0,04- x Ta có: MnO(OH)2 (0 , 17+ x) x ,04 − x MnO4- + CrO2- + H2O lớn K-1 = 10-39 0,17 0,17 + x x = 10-39 → x = [CrO2-] = 2,35.10-40 Thành phần hệ pin phóng điện hoàn toàn là: [MnO4-] = 0,17M; [CrO4-] = 0,04M; [CrO2-] = 2,35.10-40 e) Ở mạch ngoài: Các eletron chuyển động từ anôt (-) sang catot (+) Ở mạch : - Dung dịch bên anot có CrO2-, OH- đến bề mặt anot tham gia phản ứng làm dung dịch giảm lượng ion âm so với lượng ion dương ion âm cầu muối vào dung dịch anot để dung dịch ln trung hịa điện - Dung dịch bên catot có ion MnO 4-, H+ đến bề mặt catot tham gia phản ứng làm dung dịch giảm lượng ion dương so với lượng ion âm ion dương cầu muối vào dung dịch catot để dung dịch trung hòa điện Câu (3,0 điểm) Cho 100 gam nitơ t=00C atm Tính nhiệt Q, biến thiên nội ∆U công W trình sau tiến hành thuận nghịch nhiệt động a.Nếu đẳng tích tới áp suất p= 1,5 at b.Giãn đẳng áp tới thể tích gấp đơi lúc đầu Chấp nhận khí nit[ khí lí tưởng trình nhiệt dung đẳng áp có giá trị không đổi điều kiện kháo sát Cp = 6,960 cal/K.mol HDG a.Xét trình đẳng tích (V=const) Vì nit[ xem khí lí tưởng nên ta có Cv=Cp-R mol khí Cp=const, Cv=const Nhiệt Q biến thiên nội ∆U q trình tính sau Qv=nCv(T2-T1) = ∆Uv (a) Vì V= const nên T2.P1=P2.T1 T1=273,15K Vậy T2=273,15=409.72K Thay giá trị vào (a) ta tính Qv 100 Qv= 28 (6,96-1,987).(409,72-273,15)= ∆Uv Qv= ∆Uv =2425 cal = 10148 J Công: Xuất phát từ ∆U= Q + W ta rút Wv=0 b Xét trình đẳng áp (p=const) Nhiệt Q q trình tính sau Qp=nCp(T2-T1) Vì p= const nên Từ ta có: T2 V2 T1 = V1 =2 T2 = 273,15.2 = 546.30 K Thay giá trị vào b ta tính Qp 100 Qp = 28 6,960 (546,3-273,15) =6789 cal = 28405J 100 -Công Wp= -nR(T2-T1)= 28 8,314 (546,3-273,15)=-8110J Biến thiên nội ∆U= Q + W=28405 – 8110 = 20295J Câu (3,0 điểm) Viết chế chuyển hóa sau: LG a) Câu (2,0 điểm) Từ xiclohexa-1,3-đion hợp chất 4C tổng hợp chất sau: LG Cõu (3,0 im) Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau, xác định cấu trúc hợp chÊt tõ A ®Õn I CH3 HC C OH PCl5 CH=CH2 A A cã H etilenic A Mg, ete khan CH2=C CHO CH3 B B cã H etilenic B LiNH2 C6H13Br C t0 D D cã H etilenic D H2 Pd /C E CH3MgI ete khan F (CH3CO)2O BiÕt r»ng hỵp chÊt A chuyển vị thành I, C19H38O2 CH3 [ ClMgCH=C=C CH=CH2] LG CH3 CH C CH3 C CH = CH2 PCl5 CH C OH CH3 CH2Cl Mg, ete C = CH CH C C = CH A HC CH3 ClMg CH = C = C H C H CH = CH2 C6H13 O C C6H13Br CH2 HO CH3 H C C CHO H2, Pd / C C HO H3O+ C B t0 CH3MgBr C H LiNH2 HO C6H13 CH2MgCl C6H13 D C8H17 CH3 CH CHO CH3 E CH3 CH3 (CH3CO)2O C8H17 CH (CH2)3CH CH CH3 CH (CH2)3CH CH CH3 CH3 CH3 OCOCH3 CH3 CH3 OH I F C8H17 Câu (2,0 điểm) Cho a gam hỗn hợp gồm este A B tác dụng hết với dung dịch KOH thu b gam ancol D 2,688 gam hỗn hợp muối kali axit hữu đơn chức dãy đồng đẳng Nung toàn muối với NaOH, CaO đến phản ứng hoàn tồn thấy 0,672 lít hỗn hợp khí E (ở đktc) Đốt cháy hoàn toàn lượng ancol D, thu sản phẩm m CO2 cháy có m H2O =1,63 bị hấp thụ hoàn toàn 45 ml dung dịch Ba(OH)2 0,5M thấy tách 2,955 gam kết tủa Xác định cơng thức cấu tạo có A, B tính giá trị a, b HDG Do axit đơn chức nên gọi công thức chung hỗn hợp (RCOO)nR’ Pthh: (RCOO)nR’ + nKOH → nRCOOK + R(OH)n RCOOK + NaOH ⃗ CaO , t RH +KNaCO 0,03 0,03 Khối lượng mol muối = , 688 =89 , ⇒ R=6,6 Vì axit đồng đẳng nên , 03 muối HCOOK CH3COOK * Có mCO :mH O=1 , 63 , chọn mCO =1 , 63 gam ; mH O=1 gam → nCO =0 , 037