Đề thi giải toán trên máy tính cầm tay tỉnh Đắk lắk năm 2010-2011 môn Hoá học lớp 12 – THPT

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH ĐẮK LẮK CẦM TAY NĂM 2010-2011 MÔN HOÁ HỌC LỚP 12 – THPT ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 22/2/2011 ( Đề thi có 8 trang) (Thí sinh làm bài trực tiếp vào bản đề thi này) ĐIỂM CỦA TOÀN BÀI THI Các giám khảo (Họ, tên và chữ ký) SỐ PHÁCH (Do chủ tịch Hội đồng thi ghi ) Bằng số Bằng chữ Câu 1. (5 điểm) Nung 93,9 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4 với Al trong môi trường không có không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, ta được hỗn hợp Y. Chia Y thành 2 phần: - Phần 1 tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 0,672 lít khí H2. - Phần 2 tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 18,816 lít khí H2. Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp X. Biết thể tích các khí đo ở đktc. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Câu 2. (5 điểm) Tính hằng số tốc độ phản ứng: H2 + I2 → 2HI ở 556 K và áp suất 1 atm, biết đường kính của phân tử H2 bằng 2, của phân tử I2 bằng và năng lượng hoạt hóa của phản ứng bằng 170 kJ.mol-1. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Câu 3. (5 điểm) Hỗn hợp X gồm 2 chất hữu cơ A và B. Trong phân tử mỗi chất chỉ có một nhóm chức –OH hoặc –CHO. Nếu cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư thì thu được 21,6 gam Ag (không có khí thoát ra). Mặt khác nếu cho hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với H2 (t0, Ni xúc tác) thấy có 4,48 lít khí H2 (ở đktc) tham gia phản ứng, còn nếu đốt cháy hoàn toàn sản phẩm đó rồi cho toàn bộ sản phẩm đốt cháy hấp thụ vào 300 gam dung dịch KOH 28% thì sau thí nghiệm nồng độ của KOH còn lại là 11,937%. Biết X tác dụng với H2 ((t0, xúc tác) tạo ra Y, Y tác dụng với Na thu được 2,24 lít H2 (ở đktc). CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Câu 4. (5 điểm) Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được giá trị momen lưỡng cực của phân tử H2S là 1,09 D và của liên kết S – H là 2,61.10–30 C.m. Hãy xác định: a. Góc liên kết b. Độ ion của liên kết S - H, biết rằng độ dài liên kết S - H là 1,33 Å. Cho 1 D = 3,33. 10–30C.m. Giả sử m của cặp electron không chia của S là không đáng kể. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Câu 5. (5 điểm) Đối với 1 mol khí lý tưởng của phân tử có 2 nguyên tử hoặc phân tử có nhiều nguyên tử thẳng hàng nhiệt dung đẳng tích CV được tính theo phương trình: CV = Trong đó là nhiệt độ đặc trưng của phân tử. Tính nhiệt dung đẳng áp đối với 1 mol oxi ở 500 K, biết nhiệt độ đặc trưng của oxi là 2224 K. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Câu 6. (5 điểm) Ở 813 K áp suất phân ly của MgCO3 bằng 0,996.105 Pa, ở 843 K, áp suất này bằng 1,786.105 Pa. Tại nhiệt độ nào thì áp suất phân ly bằng 1,013.105 Pa? CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Câu 7. (5 điểm) Cho phản ứng phân hủy Xiclobutan thành etilen C4H8 ® 2 C2H4. Ở 4380C hằng số tốc độ của phản ứng là k = 2,48 . 10-4 s-1. Tìm thời gian để tỉ số mol đạt giá trị: a. Bằng 1; b. Bằng 100. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Câu 8. (5 điểm) Ở 1020K, hai cân bằng sau cùng tồn tại trong một bình kín: Cgr + CO2 (k) ⇌ 2CO(k) Kp = 4,00 Fe(tt) + CO2 (k) ⇌ FeO(tt) + CO(k) K’p = 1,25 a. Tính áp suất riêng phần các khí lúc cân bằng. b. Cho 1,00 mol Fe; 1,00 mol cacbon graphit; 1,20 mol CO2 vào bình kín chân không dung tích 20,0 lít ở 1020K. Tính số mol các chất lúc cân bằng. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Câu 9. (5 điểm) Trộn 1,00 ml dung dịch MgCl2 0,0010 M với 1,00 ml dung dịch NH3 0,010M. Có kết tủa Mg(OH)2 không? Tính pH của dung dịch thu được. Cho ; ; ; CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Câu 10. (5 điểm) Độ tan của Mg(OH)2 trong nước ở 18oC là 9.10-3 g/l còn ở 100oC là 4.10-2 g/l. a. Tính tích số tan của Mg(OH)2 ở hai nhiệt độ và pH của các dung dịch bão hòa. b. Tính các đại lượng ΔHo, ΔGo và ΔSo của phản ứng hòa tan, coi ΔHo và ΔSo không thay đổi theo nhiệt độ. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM -------HẾT------- SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH ĐẮK LẮK CẦM TAY NĂM 2010-2011 MÔN HOÁ HỌC LỚP 12 – THPT HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian thi: 150 phút (không kể thời gian giao đề) ( HD chấm có 8 trang) Ngày thi: 22/2/2011 Câu 1. (5 điểm) Nung 93,9 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4 với Al trong môi trường không có không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, ta được hỗn hợp Y. Chia Y thành 2 phần: - Phần 1 tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 0,672 lít khí H2. - Phần 2 tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 18,816 lít khí H2. Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp X. Biết thể tích các khí đo ở đktc. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM 8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe 8a/3 a 4a/3 3a Số mol Al dư = b – 8a/3 Thí nghiệm 1: Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 Số mol H2 = 0,672/22,4 = 0,03 mol → Số mol Al dư = 0,02 mol Thí nghiệm 2: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 Al + 3HCl → AlCl3 + 3/2 H2 0,02k 0,02k.3/2 (Số mol mỗi chất trong thí nghiệm 2 bằng k lần số mol mỗi chất tương ứng trong thí nghiệm 1) Số mol H2 = (1) Mặt khác ta có: 232a + 27b = 93,9 (2) (3) Giải hệ ta được k = 4; a = 0,3; b = 0,9 Khối lượng Fe3O4 = 232.0,03 = 6,96 gam Khối lượng của Al = 27.0,9 = 24,3 gam m Fe3O4 = 6,96 gam mAl = 24,3 gam 2 đ 3 đ Câu 2. (5 điểm) Tính hằng số tốc độ phản ứng: H2 + I2 → 2HI ở 556 K và áp suất 1 atm, biết đường kính của phân tử H2 bằng 2, của phân tử I2 bằng và năng lượng hoạt hóa của phản ứng bằng 170 kJ.mol-1. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Biểu thức tính hằng số tốc độ phản ứng đối với trường hợp 2 phân tử khác loại: Coi P = 1, thay các giá trị ta có: = 1,905.10-9 mol-1m3s-1 = 1,905.10-12 mol-1ls-1 1,905.10-12 mol-1ls-1 2 đ 3 đ Câu 3. (5 điểm) Hỗn hợp X gồm 2 chất hữu cơ A và B. Trong phân tử mỗi chất chỉ có một nhóm chức –OH hoặc –CHO. Nếu cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư thì thu được 21,6 gam Ag (không có khí thoát ra). Mặt khác nếu cho hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với H2 (t0, Ni xúc tác) thấy có 4,48 lít khí H2 (ở đktc) tham gia phản ứng, còn nếu đốt cháy hoàn toàn sản phẩm đó rồi cho toàn bộ sản phẩm đốt cháy hấp thụ vào 300 gam dung dịch KOH 28% thì sau thí nghiệm nồng độ của KOH còn lại là 11,937%. Biết X tác dụng với H2 ((t0, xúc tác) tạo ra Y, Y tác dụng với Na thu được 2,24 lít H2 (ở đktc). CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Trường hợp 1: Hỗn hợp không có HCHO RCHO → 2Ag Số mol RCHO = ½ số mol Ag = mol X sau khi cộng H2, mỗi chất có 1 nhóm –OH nên: X + Na → ½ H2 Mặt khác: Số mol X = 2 số mol H2 = mol Þ Số mol chất còn lại = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol Giả thiết: 0,2 mol X + 0,2 mol H2 Þ Trong X có một chất chứa nối C=C. Gọi CTPT 2 ancol sinh ra do cộng H2 là → CO2 + (+1) H2O 0,2 0,2 0,2(+1) CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O 0,2 0,4 Þ Khối lượng KOH dư = 84 – 56.0,4 = 84 – 22,4 gam C% KOH = Þ = 2 Gọi n (n≥2) là số nguyên tử C của ancol do anđehit tạo ra m là số nguyên tử C của ancol còn lại Vì số mol 2 ancol bằng nhau = 0,1 mol Þ n + m = 4 n = 2, m = 2 → loại (không có nối C=C) n = 3, m = 1 → CH2=CH-CHO và CH3OH Trường hợp 2: Hỗn hợp có HCHO N → loại CH2=CH-CHO và CH3OH 2 đ 3 đ Câu 4. (5 điểm) Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được giá trị momen lưỡng cực của phân tử H2S là 1,09 D và của liên kết S – H là 2,61.10–30 C.m. Hãy xác định: a. Góc liên kết b. Độ ion của liên kết S - H, biết rằng độ dài liên kết S - H là 1,33 Å. Cho 1 D = 3,33. 10–30C.m. Giả sử m của cặp electron không chia của S là không đáng kể. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM H a S H S Giải: a) Phân tử H2S có cấu trúc góc nên: 2= 2 + 2 + 2. cos a = 22(1 + cos a) = 42.cos2 ® = 2cos. Suy ra cos = = = 0,695 ® a = 920. b) Độ ion của liên kết S - H : d(%) = = . 100 = 12,265% Vẽ hình Biểu thức a = 920. 12,3% 1 đ 3 đ 1 đ Câu 5. (5 điểm) Đối với 1 mol khí lý tưởng của phân tử có 2 nguyên tử hoặc phân tử có nhiều nguyên tử thẳng hàng nhiệt dung đẳng tích CV được tính theo phương trình: CV = Trong đó là nhiệt độ đặc trưng của phân tử. Tính nhiệt dung đẳng áp đối với 1 mol oxi ở 500 K, biết nhiệt độ đặc trưng của oxi là 2224 K. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Nhiệt dung đẳng áp CP được tính: CP = CV + R CP = + R CP = = = 31,07 J/K 31,07 J/K 2 đ 3 đ Câu 6. (5 điểm) Ở 813 K áp suất phân ly của MgCO3 bằng 0,996.105 Pa, ở 843 K, áp suất này bằng 1,786.105 Pa. Tại nhiệt độ nào thì áp suất phân ly bằng 1,013.105 Pa? CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Chấp nhận ∆H không phụ thuộc vào nhiệt độ, ta có: ∆H = = = 110919,96 J Nhiệt độ T để áp suất phân ly bằng 1,013.105 Pa là: T = 814 K. T = 814 K 2 đ 3 đ Câu 7. (5 điểm) Cho phản ứng phân hủy Xiclobutan thành etilen C4H8 ® 2 C2H4. Ở 4380C hằng số tốc độ của phản ứng là k = 2,48 . 10-4 s-1. Tìm thời gian để tỉ số mol đạt giá trị: a. Bằng 1; b. Bằng 100. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Câu 1 : 1) C4H8 ® 2 C2H4 1 – x 2x Þ = a. =1; ® x = ® t = ln = ln = ln 1,5 = t = =1633 s b. = 100 ; ®x = 0,98 ; ® t = ln= = = 15766 s 1633 s 15766 s 1 đ 2 đ 2 đ Câu 8. (5 điểm) Ở 1020K, hai cân bằng sau cùng tồn tại trong một bình kín: Cgr + CO2 (k) ⇌ 2CO(k) Kp = 4,00 Fe(tt) + CO2 (k) ⇌ FeO(tt) + CO(k) K’p = 1,25 a. Tính áp suất riêng phần các khí lúc cân bằng. b. Cho 1,00 mol Fe; 1,00 mol cacbon graphit; 1,20 mol CO2 vào bình kín chân không dung tích 20,0 lít ở 1020K. Tính số mol các chất lúc cân bằng. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM a. ; b. Gọi x,y là số mol C, Fe phản ứng Cgr + CO2 (k) ⇌ 2CO Lúc cân bằng: 1-x 1,2- x- y 2x + y Fe(tt) + CO2 (k) ⇌ FeO + CO Lúc cân bằng: 1-y 1,2- x- y y 2x + y Tổng số mol khí lúc cân bằng : 1,2- x- y + 2x + y = 1,2 + x 3,20 2,56 1 đ 1 đ 1 đ 2 đ Câu 9. (5 điểm) Trộn 1,00 ml dung dịch MgCl2 0,0010 M với 1,00 ml dung dịch NH3 0,010M. Có kết tủa Mg(OH)2 không? Tính pH của dung dịch thu được. Cho ; ; ; CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM M M Cân bằng: NH3 + H2O D NH4+ + OH- Kb = 10-4,76 C’ 5.10-3 C 5.10-3 – x x x ® x2 + 1,74.10-5x – 8,7.10-8 = 0 ® x = [OH- ] = 2,86.10-4 M. Vì nhỏ nên bỏ qua sự tạo phức hiđroxo của ion Mg2+. Xét tích số ion: = 5.10-4. (2,86.10-4)2 = 10-10,39 > T. Vậy Mg(OH)2 bắt đầu kết tủa theo phương trình phản ứng sau: Mg2+ + 2NH3 + 2H2O D Mg(OH)2¯ + 2NH4+ K = 101,38 C: 5.10-4 5.10-3 [ ]: 5.10-4 – x 5.10-3 – 2x 2x ; giải phương trình bậc 3 ta được x = 1,96.10-4 Vậy [NH4+] = 2x = 3,92.10-4 M; [NH3] = 4,61.10-3 M; [Mg2+] = 3,04.10-4 M Vì nhỏ nên pH của hệ được quyết định bởi hệ đệm NH4+ - NH3: ® [H+] = 10-10,31, [OH- ] = 10-3,6 9. [OH- ] = 10-3,69 » Ca = 3,92.10-4 nên giá trị pH tính theo công thức trên không thỏa mãn. Để đánh giá chính xác pH của hệ, chúng ta tính theo ĐLTDKL áp dụng cho cân bằng: NH3 + H2O D NH4+ + OH- Kb = 10-4,76 C 4,61.10-3 3,92.10-4 [ ] 4,61.10-3 – x 3,92.10-4 + x x ® [OH- ] = x = 10-3,84 ® pH = 10,16. 10-10,39 > T. pH = 10,16. 1 đ 1 đ 1 đ 2 đ Câu 10. (5 điểm) Độ tan của Mg(OH)2 trong nước ở 18oC là 9.10-3 g/l còn ở 100oC là 4.10-2 g/l. a. Tính tích số tan của Mg(OH)2 ở hai nhiệt độ và pH của các dung dịch bão hòa. b. Tính các đại lượng ΔHo, ΔGo và ΔSo của phản ứng hòa tan, coi ΔHo và ΔSo không thay đổi theo nhiệt độ. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM a. Mg(OH)2 D Mg2+ + 2OH- T=[Mg2+][OH-]2 = 4s3 s s 2s Ở 291K: T291=4. = 4. (1,552.10-4)3 = 1,495.10-11 ® [OH-] = 2.1,552.10-4 M pH = 14 – pOH = 14 + lg(2.1,552.10-4) = 10,49 Ở 373K : T373=4. = 4. (6,897.10-4)3 = 1,312.10-9 pH = 14 – pOH = 14 + lg(2.6,897.10-4) = 11,14 b. ΔHo = = = 49243,8 J/mol - Trước hết tính độ tan của Mg(OH)2 ở 298K: , thay T291=1,495.10-11 vào từ đó tính được T298 = 2,41.10-11, Từ biểu thức: = -RTlnT298 = -8,314.298.ln2,41.10-11 = 60573,7J/mol = 60,5737 kJ/mol = ΔHo - 298ΔSo , ΔSo = = -38,02J/mol.K pH= 10,49 pH =11,14 ΔHo = 49243,8 J/mol = 60573,7J/mol ΔSo= -38,02J/mol.K 1 đ 1 đ 1 đ 1 đ 1 đ -------HẾT-------