Chuyen Lao Cai - Hoa Hoc 11 [PDF]

Zitiervorschau

TRƯỜNG THPT CHUYÊN

ĐỀ THI CHỌN HSG KHU VỰC DHBB

LÀO CAI

NĂM HỌC 2018 – 2019 Môn: Hóa học – Lớp 11 Thời gian làm bài 180 phút (không kể thời gian phát

(ĐỀ ĐỀ XUẤT) Câu 1: (2 điểm) – Tốc độ phản ứng – Cân bằng hóa học

đề)

Phản ứng khử phức của Fe(III) ([FeL6]3+ ) thành phức của Fe(II) ([FeL6]2+) bằng axit ascobic (H2Asc) được mô tả bởi PTHH: 2[FeL6]3+ + H2Asc  2[FeL6]2+ + Asc + 2H+ (*) Cơ chế của phản ứng được đề nghị như sau: H2Asc

k1    k 1

H+ + HAsc-

(1) và (-1)

k [FeL6]3+ + HAsc-  [FeL6]2+ + HAsc

(2)

2

HAsc



k3    k 3

H+ + Asc-

k [FeL6]3+ + Asc-  [FeL6]2+ + Asc 4

(3) và (-3) (4)

(1) và (-1) là các phản ứng nhanh so với các phản ứng khác. a) Tìm biểu thức tính hằng số cân bằng K1 (của các phản ứng (1) và (-1)) theo k1 và k-1. b) Chỉ ra các tiểu phân trung gian phản ứng trong cơ chế trên và cho biết có thể áp dụng nguyên lí nồng độ dừng cho những tiểu phân nào ? Tại sao ? c) Tốc độ phản ứng (*) được định nghĩa là tốc độ tạo thành sản phẩm Asc. Viết biểu thức định nghĩa tốc độ của phản ứng. Tìm biểu thức của tốc độ phản ứng từ cơ chế và cho biết phản ứng có bậc động học hay không ? d) Trong một số thí nghiệm người ta thấy tốc độ phản ứng có dạng: v  k.[FeL 6 ]3 .[HAsc] .

Hãy cho biết các điều kiện thí nghiệm để thu được biểu thức tốc độ

như trên. Cho biết biểu thức của k và đơn vị của k (trong hệ SI) trong trường hợp này. Câu 2: (2 điểm) – Cân bằng và phản ứng trong dung dịch Hấp thụ hoàn toàn 0,010 mol khí H2S vào nước cất, thu được 100,0 mL dung dịch A. a. Tính nồng độ cân bằng của các ion trong dung dịch A.

b. Trộn 10,0 mL dung dịch A với 10,0 mL dung dịch FeCl2 0,02 M, thu được 20,0 mL dung dịch B. Có kết tủa xuất hiện từ dung dịch B hay không? c. Tính giá trị pH của dung dịch B để có thể tách được ion Fe2+ hoàn toàn ra khỏi dung dịch dưới dạng kết tủa, biết rằng ion Fe 2+ được coi là tách hoàn toàn ra khỏi dung dịch khi nồng độ còn lại của sắt(II) trong dung dịch là 10–6 M. d. Để điều chỉnh pH của dung dịch B đến khi kết tủa hoàn toàn ion Fe 2+ (nồng độ còn lại của sắt(II) trong dung dịch là 10–6 M) ta có thể dùng dung dịch đệm axetat. Tiến hành như sau, đầu tiên cho CH3COOH đặc vào 20,0 mL dung dịch B đến nồng độ 0,10 M; sau đó cho từ từ CH3COONa vào dung dịch thu được đến khi hết tủa hoàn toàn Fe2+ thì hết m (gam). Tính giá trị của m. Coi thể tích dung dịch không đổi sau khi cho thêm đệm axetat. Cho biết:

pKS(FeS) = 17,2; pKa1(H2S) = 7,02; pKa2(H2S) = 12,90; pKa(CH3COOH) = 4,75; *b(FeOH+) = 10-5,92; M(CH3COONa) = 82.

Câu 3: (2 điểm) – Pin điện – Điện phân Người ta thực hiện một pin nhiên liệu trong phòng thí nghiệm như sau:  Điện cực trái gồm một dây Pt nhúng trong dung dịch H 2SO4, ở đó được sục khí H2 ở áp suất

PH2

.

 Điện cực phải gồm một dây Pt nhúng trong dung dịch H 2SO4, ở đó được sục khí O2 ở áp suất

PO2

Hai nửa pin được nối với nhau bằng cầu muối và nồng độ dung dịch H 2SO4 trong hai nửa pin là như nhau. a. Viết sơ đồ pin điện và cho biết vai trò của cầu muối. b. Chỉ ra rằng sức điện động của pin không phụ thuộc vào nồng độ axit sử dụng. c. Trên thực tế, người ta sử dụng dung dịch H2SO4 đặc, hãy giải thích điều này. d. Tính sức điện động của pin ở điều kiện chuẩn và khi

PH2

=

PO2

= 2 atm.

e. Viết phương trình phản ứng điện cực và phản ứng tổng quát khi pin làm việc. o Tính G 298 của phản ứng.

f. Giả sử So và Ho của phản ứng tổng quát không phụ thuộc vào nhiệt độ. Tính hệ dE o số nhiệt độ của pin ( dT ).

o  Hoht,298  H O(l)  286 kJ / mol . Cho biết: E O /H O  1, 23 V ; 2

2

2

Câu 4: (2 điểm) - Nguyên tố nhóm IB, IIB 1. Hoàn thành các phản ứng sau: a. Ag2O + KCN + H2O  c. Au + HNO3 + HCl

b. Cu + CO2 + O2 + H2O 



d. Ag + H2S + O2 

e. CuSO4 + KI 

f. Zn(OH)2 + NH4Cl 

g. CdO + SiO2 

h. HgCl2 + SO2 + H2O 

to i. Hg2(NO3)2 

k. Cu + O2 + NH3 + H2O 

2. Nêu hiện tượng xảy ra, viết phương trình khi cho: a. Từ từ lần lượt dung dịch KOH, khí H2S vào dung dịch [Cu(NH3)4]SO4? Câu 5: (2 điểm) – (Phức chất – Trắc quang) Phổ hấp thụ UV –Vis thường được dùng để xác định nồng độ một chất trong dung dịch bằng cách đo mật độ quang (độ hấp thụ quang) tại bước sóng nhất định của ánh sáng vùng UV –Vis. Định luật Beer –Lambert cho biết mật độ quang tỉ lệ trực tiếp với nồng độ mol/L tại một bước sóng cho trước: A = .l.C ( là độ hấp thụ mol hay hệ số tắt tính theo L.mol –1.cm –1, l là chiều dài đường truyền quang học qua lớp hấp thụ tính theo cm; C là nồng độ mol của chất hấp thụ); hay A = lg(I0/I) (Io và Il lần lượt là cường độ ánh sáng tới lớp hấp thụ và đi ra khỏi lớp chất hấp thụ). Hai cấu tử A và B không hấp thụ năng lượng ánh sáng trong vùng nhìn thấy, nhưng chúng tạo được hợp chất phức màu AB có khả năng hấp thụ cực đại ở bước sóng 550 nm. Người ta chuẩn bị dung dịch X chứa 1.10 –5 M cấu tử A và 1.10 –2 M cấu tử B rồi đem đo mật độ quang của dung dịch thu được so với H 2O ở 550 nm thì mật độ quang A = 0,450 với cuvet có bề dày quang học l = 20 mm. Khi chuẩn bị dung dịch Y bằng cách trộn hai thể tích tương đương của dung dịch chứa 6.10 –5 M cấu tử A và dung dịch chứa 7.10 –5 M cấu tử B rồi tiến hành đo quang ở 550 nm so với H 2O (l = 2cm) giá trị mật độ quang thu được là A = 1,242. 1. Tính hằng số không bền của phức AB. 2. Tính độ hấp thụ mol của AB tại bước sóng 550 nm.

3. Tính giá trị mật độ quang của dung dịch Z thu được khi trộn các thể tích bằng nhau của các dung dịch A, B có nồng độ 1.10 –4 M với cuvet có bề dầy 0,1 dm ở bước sóng 550 nm. Câu 6: (2 điểm) – Đại cương hữu cơ 1. Sắp xếp theo thứ tự tăng dần tính bazơ của các hợp chất sau và giải thích ngắn gọn. H3C

NH2

O2N

NH2

NH

NO2

H3C NH

O2N

NH2

NO2

NO2

O2N

CN

(B)

(A)

NH2

(C)

(D)

(F)

(E)

2. Giải thích ngắn gọn sự khác biệt về chiều và độ lớn của momen lưỡng cực của hai chất sau: N H 1,8D

O 0,7D

3. So sánh tính base của các cặp chất sau và giải thích: a)

b) N

N H

N H

N H

Câu 7: (2 điểm) - Cơ chế phản ứng – chuỗi chuyển hóa Pantoprazole là một loại thuốc được sử dụng để điều trị các vấn đề dạ dày và thực quản nhất định (như trào ngược axit). Dưới đây là một sơ đồ tổng hợp pantoprazole:

F

MeO HNO3 N O-

(B)

H2SO4

NaOMe

(C)

Ac2O

(D)

MeO

+

F F

O

NH

N O

Pentoprazole

1. Hoàn thành chuỗi chuyển hóa trên. 2. Viết cơ chế chuyển hóa từ C sang D

(E)

OMe

N S

H3O

+

SOCl2

F (F)

N SH O 1.NaH 2. mCPBA

NH

3. Từ 2 - metyl pyridin, hãy viết sơ đồ điều chế chất A Câu 8: (2 điểm) – Xác định cấu trúc 1. Hợp chất A (C8H16O2) không tác dụng với H2/Ni đun nóng. Cho A tác dụng với HIO4, thu được A1 (C3H6O) có khả năng tham gia phản ứng iođofom và A2 (C5H8O). Đun nóng A có mặt H2SO4, thu được chất B (C8H14O) chứa vòng 6 cạnh. Cho B phản ứng với 2,4-đinitrophenylhiđrazin, thu được C; cho B phản ứng với H2/Ni đun nóng thu được chất D. Đun nóng D với H2SO4 đặc, thu được E (C8H14). Ozon phân E, sau đó khử hóa ozonit với Zn/HCl hoặc oxi hóa với H2O2, đều thu được F (C8H14O2). F tham gia phản ứng iođofom sau đó axit hóa, thu được G (C6H10O4). Xác định cấu tạo các chất A, A2, B, C, D, E, F và G. Đề xuất cơ chế từ A sang B. 2. Hợp chất A (C5H10O4) quang hoạt, tác dụng với anhiđrit axetic cho điaxetat, nhưng không cho phản ứng tráng bạc. Khi cho A tác dụng với axit loãng sẽ nhận được metanol và B (C4H8O4) quang hoạt. B khử được [Ag(NH3)2]+ và tạo thành triaxetat khi tác dụng với anhiđrit axetic. Khử hóa B nhận được C (C 4H10O4) không quang hoạt. Oxi hóa B trong điều kiện êm dịu sẽ nhận được axit D (C 4H8O5). Xử lí amit của D bằng dung dịch natri hipoclorit loãng sẽ nhận được D-glixeranđehit (C 3H6O3). Dựa trên các dữ kiện đã cho hãy xác định cấu trúc và cấu hình lập thể của các hợp chất A, B, C, D. Câu 9: (2 điểm) – Tổng hợp hữu cơ Năm 1999, Menzel đã điều chế thành công L-Acosamin, một dẫn xuất của cacbohydrat dùng làm thuốc kháng sinh theo sơ đồ sau: -

t-BuO , t Br2 propanal

H+

D+F

o

C C3H4O

NaNO2 AcOH

E C3H5NO3

HC(OCH3)3 TsOH

F C5H11NO4

A C3H5OBr

n-Bu4NF MeOt-Bu

OH-

G C10H21NO7

B C3H6O2

1. CH3O2. ClCH2OCH3

HCl/CH3OH

H C11H23NO7

D C5H10O3

H2N

OH

1. H2, Pd 2. H3O+

O HO L-Acosamin

Xác định công thức cấu tạo các chất chưa rõ trong sơ đồ trên. Câu 10: (2điểm) – Hợp chất thiên nhiên 1. Pennicilamin (C5H11NO2S) là một -aminoaxit không có trong tự nhiên. Nó được tổng hợp từ valin theo sơ đồ sau:

CO2H

ClCH2COCl

A

Ac2O, 60oC

B (C7H9NO2)

NH2

1. H2S 2. NaOMe

C (C8H15NO3S)

HCl, 

Pennicilamin hydroclorua

Hãy xác định cấu trúc các chất chưa biết và đề nghị một cơ chế hợp lý cho quá trình chuyển A thành B. 2. Nếu thủy phân tử hoàn toàn một phân tử peptit A thu được 22 phân tử aminoaxit. Nếu xử lý A bằng trypsin thu được 4 peptit: Trp-His-Phe-Met-Cys-Arg; Pro-Val-IleLeu-Arg ; Met-Phe-Val-Ala-Tyr-Lys; Gly-Pro-Phe-Ala-Val. Còn nếu xử lý A bằng chymotrypsin thu được 6 peptit sau: Lys-Pro-Val-Ile-Leu-Arg-Trp; His-Phe; Val-AlaTyr; Ala-Va; Met-Cys-Arg-Gly-Pro-Phe; Met-Phe. Hãy xác định trình tự của các aminoaxit trong peptit A. (Biết rằng trypsin cắt liên kết sau: Lys, Arg; chymotrysin cắt liên kết sau: Phe, Trp, Tyr).

GV RA ĐỀ: PHẠM DUY ĐÔNG TRẦN THỊ THU HƯƠNG SĐT: 0977119268

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC KHỐI 11 TRƯỜNG THPT CHUYÊN TỈNH LÀO CAI

NĂM 2019

HƯỚNG DẪN CHẤM

Thời gian làm bài 180 phút ( HDC này có 18 trang, gồm 10 câu)

Câu 1: (2 điểm) – Tốc độ phản ứng – Cân bằng hóa học Phản ứng khử phức của Fe(III) ([FeL6]3+) thành phức của Fe(II) ([FeL6]2+) bằng axit ascobic (H2Asc) được mô tả bởi PTHH: 2[FeL6]3+ + H2Asc  2[FeL6]2+ + Asc + 2H+ (*) Cơ chế của phản ứng được đề nghị như sau: H2Asc

k1    k 1

H+ + HAsc-

(1) và (-1)

[FeL6]3+ + HAsc-  [FeL6]2+ + HAsc k2

HAsc

k3  

  k 3

H+ + Asc-

[FeL6]3+ + Asc-  [FeL6]2+ + Asc k4

(2) (3) và (-3) (4)

(1) và (-1) là các phản ứng nhanh so với các phản ứng khác. a) Tìm biểu thức tính hằng số cân bằng K1 (của các phản ứng (1) và (-1)) theo k1 và k-1. b) Chỉ ra các tiểu phân trung gian phản ứng trong cơ chế trên và cho biết có thể áp dụng nguyên lí nồng độ dừng cho những tiểu phân nào ? Tại sao ? c) Tốc độ phản ứng (*) được định nghĩa là tốc độ tạo thành sản phẩm Asc. Viết biểu thức định nghĩa tốc độ của phản ứng. Tìm biểu thức của tốc độ phản ứng từ cơ chế và cho biết phản ứng có bậc động học hay không ? d) Trong một số thí nghiệm người ta thấy tốc độ phản ứng có dạng: v  k.[FeL 6 ]3 .[HAsc] . Hãy cho biết các điều kiện thí nghiệm để thu được biểu thức tốc

độ như trên. Cho biết biểu thức của k và đơn vị của k (trong hệ SI) trong trường hợp này. Hướng dẫn giải Ý

Nội dung

Điểm

a

  Ta có: v1  k1[H 2 Asc] ; v 1  k 1[H ][HAsc ]

0,125

  Phản ứng đạt cân bằng khi v1  v 1  k1[H 2 Asc]  k 1[H ][Asc ]

K1 

b

[H  ][Asc ] k1  [H 2 Asc] k 1

 Các tiểu phân trung gian phản ứng: HAsc-, HAsc và Asc- Có thể áp dụng nguyên lí nồng độ dừng cho các tiểu phân HAsc  và Asc- vì chúng là các gốc tự do, là các tiểu phân có hoạt tính cao nên

0,25

nồng độ của chúng rất nhỏ so với các chất phản ứng và sản phẩm và gần như không đổi trong quá trình phản ứng. - Không áp dụng được nguyên lí nồng độ dừng cho HAsc - vì (1) và (-1) là các giai đoạn nhanh nên nó nằm cân bằng với H 2Asc và do đó có nồng độ tương đối lớn. c - Theo định nghĩa: - Từ cơ chế:

v

v

d[Asc] dt

d[Asc]  k 4 [FeL 6 ]3 [Asc ] dt

(*)

0,125

Áp dụng nguyên lí nồng độ dừng: d[HAsc ]  k 2 [FeL 6 ]3 [HAsc  ]  k 3[HAsc ]  k 3[H  ][Asc ]  0 dt

(1)

d[Asc ]  k 3[HAsc ]  k 3[H  ][Asc ]  k 4 [FeL 6 ]3 [Asc ]  0 dt

(2)

3  3  Từ (1) và (2)  k 2 [FeL6 ] [HAsc ]=k 4 [FeL 6 ] [Asc ]  0 (**)

0,25

Mặt khác: (1) và (-1) là các giai đoạn nhanh nên 

[HAsc  ] 

k1[H 2 Asc] k 1[H  ] (***)

k1k 2 [FeL 6 ]3 [H 2 Asc] v k 1 [H  ] Thay (***) vào (**) rồi vào (*) 

 Phản ứng không có bậc động học. 0,25

d

3 Để v có dạng v  k.[FeL6 ] .[HAsc] thì [H+] phải không đổi trong quá

trình phản ứng. Để có được điều đó thực nghiệm có thể tiến hành trong 0,25

điều kiện dư lượng lớn H+ tức là trong môi trường axit đặc hoặc trong dung dịch đệm. Cách thực hiện trong điều kiện dư lượng lớn H+ sẽ kìm hãm phản ứng do làm chuyển dịch cân bằng ((1) và (-1)) theo chiều nghịch. Cách thực hiện trong dung dịch đệm có nhiều ưu điểm hơn. Gọi [H+]o là nồng độ H+ trong dung dịch đệm, khi đó: v



k 1k 2 [FeL6 ]3 [H 2 Asc]  k 1[H ]o

k

k1k 2 k 1[H  ]o

0,25 0,25

Phản ứng có bậc 2  đơn vị của k trong hệ SI: m3 mol-1s-1. Câu 2: (2 điểm) – Cân bằng và phản ứng trong dung dịch Hấp thụ hoàn toàn 0,010 mol khí H2S vào nước cất, thu được 100,0 mL dung dịch A. a. Tính nồng độ cân bằng của các ion trong dung dịch A. b. Trộn 10,0 mL dung dịch A với 10,0 mL dung dịch FeCl2 0,02 M, thu được 20,0 mL dung dịch B. Có kết tủa xuất hiện từ dung dịch B hay không? c. Tính giá trị pH của dung dịch B để có thể tách được ion Fe2+ hoàn toàn ra khỏi dung dịch dưới dạng kết tủa, biết rằng ion Fe 2+ được coi là tách hoàn toàn ra khỏi dung dịch khi nồng độ còn lại của sắt(II) trong dung dịch là 10–6 M. d. Để điều chỉnh pH của dung dịch B đến khi kết tủa hoàn toàn ion Fe 2+ (nồng độ còn lại của sắt(II) trong dung dịch là 10–6 M) ta có thể dùng dung dịch đệm axetat. Tiến hành như sau, đầu tiên cho CH3COOH đặc vào 20,0 mL dung dịch B đến nồng độ 0,10 M; sau đó cho từ từ CH3COONa vào dung dịch thu được đến khi hết tủa hoàn toàn Fe2+ thì hết m (gam). Tính giá trị của m. Coi thể tích dung dịch không đổi sau khi cho thêm đệm axetat. Cho biết:

pKS(FeS) = 17,2; pKa1(H2S) = 7,02; pKa2(H2S) = 12,90; pKa(CH3COOH) = 4,75; *b(FeOH+) = 10-5,92; M(CH3COONa) = 82.

Hướng dẫn giải

Ý

Nội dung

Điể m

a

Nồng độ của H2S trong dung dịch A: C = 0,10 M. Do Ka1(H2S) >>Ka2(H2S) và C.Ka1(H2S) >>KW, do vậy có thể bỏ qua cân bằng phân li nấc 2 của H2S và cân bằng phân li của H2O. Cân bằng chính quyết định pH trong dung dịch là: H2S ⇌ []

b

H+

(0,1 –x)

HS-

+ x

Ka1 = 10-7,02

0,25

x

[H+] = [HS-] = x = 10-4,01; [S2-] = 10-12,9 M. Sau khi trộn: C(Fe2+) = 0,01 M; C(H2S) = 0,05 M. Nhận xét: Do Ka1(H2S) >>Ka2(H2S); C.Ka1(H2S) »C. *b(FeOH+) >> KW, do vậy có thể bỏ qua cân bằng phân li nấc 2 của H2S và cân bằng phân li của H2O. Các cân bằng chính quyết định pH trong dung dịch là: ⇌

H+

+

HS-

Fe2+ + H2O ⇌

H+

+

FeOH+

H2S

Ka1 = 10-7,02

0,25

*b = 10-5,92

[H+] = [HS-] + [FeOH+] ®[H+] = C(H2S). Ka1/([H+] + Ka1) + C([Fe2+]). *b/([H+] + *b) Thay Ka1 = 10-7,02, *b = 10-5,92 vào phương trình trên ®[H+] = 1,26.10-4

0,25

M ® [Fe2+] = C([Fe2+]).[H+]/([H+] + *b) = 9,905.10-3 M. ® [S2-] = C(H2S). Ka1 Ka2/([H+]2 + [H+]Ka1 + Ka1 Ka2) = 3,78.10-14 0,25

M; ® [Fe2+].[S2-] = 9,905.10-3. 3,78.10-14 = 10-16,426>KS(FeS) c

®Có kết tủa FeS xuất hiện. Tại thời điểm kết tủa hoàn toàn Fe2+ thì [Fe2+] + [FeOH+] = 10-6 M [Fe 2+ ](1+

¿β h h ) = 10-6 M  →[ Fe2+ ]   =  10−6 . =10−6 . h h+¿ β    h+10−5,92   

0,25

Mặt khác: [ S2- ] = (0 , 05−0 , 01 ).

K a1 . K a2 h 2 +K a1 . h+K a1 . K a2   

= 0 , 04 .

10 -19,92 h2 +10−7 , 02 . h+10-19,92   

[Fe2+].[S2-] = Ks = 10-17,2. 0,25

-19,92

10 h ⇒    0 ,04 . 2 −7 ,02 10−6 . =10−17 ,2 -19,92 −5 , 92 h +10 .h+10    h+10   

®h = 10-5,09 ® pH = 5,09. d

Phản ứng tạo kết tủa: Fe2+ + H2S ⇌ Trước pư

0,01

Sau pư

2H+

+

FeS

0,05 -

0,04

0,02

Gọi C là nồng độ CH3COONa thêm vào dung dịch để đến pH = 5,09.

0,25

[ H  ]     0, 02     [HS  ]     ([CH 3COOH ]     0,10) 1 05,09      0, 02     0, 04

  10 7,02 10 5,09      (C    0,1) 5,09      0,10    7,02 4,76 10     1 0 10     1 0   5,09

ÞC = 0,278 M. Þm(CH3COONa) = 0,456 gam.

0,25

Câu 3: (2 điểm) – Pin điện – Điện phân Người ta thực hiện một pin nhiên liệu trong phòng thí nghiệm như sau:  Điện cực trái gồm một dây Pt nhúng trong dung dịch H 2SO4, ở đó được sục khí H2 ở áp suất

PH2

.

 Điện cực phải gồm một dây Pt nhúng trong dung dịch H 2SO4, ở đó được sục khí O2 ở áp suất

PO2

Hai nửa pin được nối với nhau bằng cầu muối và nồng độ dung dịch H 2SO4 trong hai nửa pin là như nhau. a. Viết sơ đồ pin điện và cho biết vai trò của cầu muối. b. Chỉ ra rằng sức điện động của pin không phụ thuộc vào nồng độ axit sử dụng. c. Trên thực tế, người ta sử dụng dung dịch H2SO4 đặc, hãy giải thích điều này. d. Tính sức điện động của pin ở điều kiện chuẩn và khi

PH2 PO2

=

= 2 atm.

e. Viết phương trình phản ứng điện cực và phản ứng tổng quát khi pin làm việc. o Tính G 298 của phản ứng.

f. Giả sử So và Ho của phản ứng tổng quát không phụ thuộc vào nhiệt độ. Tính hệ dE o số nhiệt độ của pin ( dT ).

Cho biết:

E oO2 /H 2O  1, 23 V

;

 H



o ht,298 H O(l) 2

 286 kJ / mol

.

Hướng dẫn chấm Ý a

Nội dung Sơ đồ pin: Pt,H2(

PH2

)H2SO4H2SO4O2(

PO2

)Pt

Điểm 0,25

Cầu muối giúp cho các dung dịch điện li được trung hòa điện và đảm b

bảo khép kín mạch khi pin làm việc. Ta có: E P  E O2 / H2 O  E oO2 / H2 O 

E T  E H /H  E oH  / H  2

2

RT ln(PO1/22 .[H  ]2 ) 2F

0,25

 2

RT [H ] ln( ) 2F PH2

Vì nồng độ axit ở hai điện cực bằng nhau nên  E  E P  E T  E Oo 2 / H2O  E oH  /H  2

c

RT ln(PH2 .PO1/22 ) 2F

 E không phụ thuộc vào nồng độ axit H2SO4 sử dụng. Dùng dung dịch axit H2SO4 đặc để đảm bảo độ dẫn điện tốt của dung

0,25 0,25

dịch, làm giảm điện trở trong của pin. d

Ở điểu kiện chuẩn: khi

PH2

=

PO2

2

= 2 atm.

 E  1, 23  0 

e

E o  E oO2 / H2 O  E oH / H  1, 23 V

0, 0592 lg(2.21/2 )  1, 24 V 2

0,25

Các phản ứng: Anot: H2 2H+ + 2e Catot: 1/2O2 + 2H+ + 2e  H2O

0,25

Tổng quát: H2 + 1/2O2 H2O G o298  2FE o  2.96500.1, 23  237390 J  237,390 kJ / mol

f

G o  2FE o  H o  TSo  E o 

So H o .T  2F 2F

Vì So và Ho của phản ứng tổng quát không phụ thuộc vào nhiệt độ.  H   H o



o ht,298 H O(l) 2

 286 kJ / mol

0,25

G o298  H o 237,390  286 3 S    .10  163,121 J / K.mol 298 298 o

163,121 286.103 E  .T   8, 452.1004.T  1, 482 2.96500 2.96500 o

dE o  8, 452.1004 (V / K)  hệ số nhiệt độ của pin: dT .

0,25 Câu 4: (2 điểm) - Nguyên tố nhóm IB, IIB 1. Hoàn thành các phản ứng sau: a.Ag2O + KCN + H2O  c. Au + HNO3 + HCl

b. Cu + CH3COOH + O2 

d. Ag + H2S + O2

e. CuSO4 + KI 

f. Zn(OH)2 + NH4Clđặc

g. CdO + SiO2

h. HgCl2 + SO2 + H2O 

to i. Hg2(NO3)2

k. Cu + O2 + NH3 + H2O 

2. Nêu hiện tượng xảy ra, viết phương trình khi cho: a. Từ từ lần lượt dung dịch KOH, khí H2S vào dung dịch [Cu(NH3)4]SO4? 3. Tượng “Nữ thần tự do” hay các đồ vật bằng đồng (tiền, mũi tên, rìu, trống…), để lâu trong không khí thấy có lớp chất rắn màu xanh bám trên bề mặt. Hãy xác định thành phần chất rắn đó và viết phương trình phản ứng? Hướng dẫn chấm Ý

Nội dung

Thang

1

a. Ag2O + 4KCN + H2O  2 K[Ag(CN)2] + 2KOH

điểm 0,1x10

.

b. 2Cu + 4CH3COOH + O2[Cu2(H2O)2](CH3COO)4

= 1đ

c. Au + HNO3 + 3HCl

AuCl3 + NO + 2H2O

d. 4Ag + 2H2S + O2 2 Ag2S + 2H2O e. 2CuSO4 + 4KI  2CuI + I2 + 2K2SO4 f. Zn(OH)2 + 2NH4Clđặc [Zn(H2O)2(NH3)2]Cl g. 2CdO + SiO2Cd2SiO4 h. 2HgCl2 + SO2 + H2O Hg2Cl2 + 2HCl + H2SO4 70-150oC i. Hg2(NO3)2 HgO + NO2

2

k. 2Cu + O2 + 8NH3 + 2H2O  2[Cu(NH3)4](OH)2 Do có cân bằng phân li: [Cu(NH3)4]2+ Cu2+ + 4NH3 Do đó: + Thêm KOH: 2KOH + [Cu(NH3)4] SO4  Cu(OH)2 + K2SO4 +

0,25x2

4NH3

= 0,5đ

Hiện tượng: xuất hiện kết tủa xanh lam. + Thêm H2S: 2H2S + [Cu(NH3)4] SO4  CuS + (NH4)2SO4 + (NH4)2S 3

Hiện tượng: xuất hiện kết tủa đen. - Thành phần của chất rắn màu xanh: Cu(OH)2.CuCO3

0,25x2

- PTPƯ: Cu + CO2 + O2 + H2O  Cu(OH)2.CuCO3

= 0,5đ

Câu 5: (2 điểm) – (Phức chất – Trắc quang) Phổ hấp thụ UV –Vis thường được dùng để xác định nồng độ một chất trong dung dịch bằng cách đo mật độ quang (độ hấp thụ quang) tại bước sóng nhất định của ánh sáng vùng UV –Vis. Định luật Beer –Lambert cho biết mật độ quang tỉ lệ trực tiếp với nồng độ mol/L tại một bước sóng cho trước: A = .l.C ( là độ hấp thụ mol hay hệ số tắt tính theo L.mol –1.cm –1, l là chiều dài đường truyền quang học qua lớp hấp thụ tính theo cm; C là nồng độ mol của chất hấp thụ); hay A = lg(I 0/I) (Io và Il lần lượt là cường độ ánh sáng tới lớp hấp thụ và đi ra khỏi lớp chất hấp thụ). Hai cấu tử A và B không hấp thụ năng lượng ánh sáng trong vùng nhìn thấy, nhưng chúng tạo được hợp chất phức màu AB có khả năng hấp thụ cực đại ở bước sóng 550 nm. Người ta chuẩn bị dung dịch X chứa 1.10 –5 M cấu tử A và 1.10 –2 M cấu tử B rồi đem đo mật độ quang của dung dịch thu được so với H 2O ở 550 nm thì mật độ quang A = 0,450 với cuvet có bề dày quang học l = 20 mm. Khi chuẩn bị dung dịch Y bằng cách trộn hai thể tích tương đương của dung dịch chứa 6.10 –5 M cấu tử A và dung dịch chứa 7.10 –5 M cấu tử B rồi tiến hành đo quang ở 550 nm so với H 2O (l = 2cm) giá trị mật độ quang thu được là A = 1,242. 1. Tính hằng số không bền của phức AB. 2. Tính độ hấp thụ mol của AB tại bước sóng 550 nm. 3. Tính giá trị mật độ quang của dung dịch Z thu được khi trộn các thể tích bằng nhau của các dung dịch A, B có nồng độ 1.10 –4 M với cuvet có bề dầy 0,1 dm ở bước sóng 550 nm. Hướng dẫn chấm

1

Nội dung Trong dung dịch X chứa A và B nên có cân bằng:    

A + B

Điểm 

AB

Vì CA