Lý thuyết các quá trình hóa học trong bồi dưỡng HSG tại các trường THPT trên địa bàn tỉnh

Ch

: Lý thuy t các quá trình hóa h c trong b ng HSG t a bàn t nh Thái Nguyên và m t s t nh lân c n

ng

HV th c hi n: Nguy n Th Y n, Bùi Thanh Giang Do th c t c c hi t gi m, gi m t i nhi u n i dung nên m l thi ch n HSG c p t nh l p 10, 11, 12 trên a bàn t c p t i lý thuy t các quá trình hóa h c r t ít, h không có. Chính vì v y mà n i dung này g lãng quên t ng THPT không chuyên, n u có nh c t i thì ch nh c m nh tính, khái quát, chung chung. c h c khá chuyên sâu ph n này, các d ng bài Còn t p ch y thi HSG c p qu c gia. ng h c.

1. Nhi N i dung ph n này thi HSG c p t nh hay c p qu y u là các bài t p áp d nh lu t Hess và h qu c tính H, ng liên k t.

Bài 1.

M t nghiên c u v ph n ng t ng h p NH3 th c hi n trong m c k t qu Thí nghi m 1: T i 4720C, khi h cân b ng, n các ch t H2, N2, NH3 trong bình t là 0,1207M; 0,0402M; 0,00272M (trong bình không có khí nào khác). ph n ng l Thí nghi m 2: T i 5000C, khi h cân b ng, áp su t riêng ph n c a các khí H2, N2, NH3 trong bình ph n ng l t là 0,733 atm, 0,527 atm, 1,73.10-3 atm (trong bình không có khí nào khác). bi n thiên entanpi c a ph n ng: 3H2(k) + N2(k) 2NH3(k) bi n thiên entanpi c a ph n ng không ph thu c vào nhi .

2. N u trong thí nghi m 1, sau khi h t t i câng b ng, nén h n h th bình, thì cân b ng chuy n d ch v phía tích xilanh còn m t n a, gi nguyên nhi nào? T i sao?

(Câu 4thi ch n HSG c p t nh môn hóa h c l p 11 c a S Thái h c 2015 - 2016) Bài 2. nh nhi t hình thành AlCl3 khi bi t: Al2O3(r) + 3COCl2(k) 2(k) + 2AlCl3(r) H1 = -232,24kJ CO(k) + Cl2(k) H2 = -112,40kJ 2(k) 2Al(r) + 1,5O2(k) H3 = -1668,20kJ 2O3(r) Nhi t hình thành c a CO: H4 = -110,40kJ/mol.

Nhi t hình thành c a CO2: H5 = -393,13kJ/mol. thi ch n HSG MTCT c p t nh môn hóa h c l p 10 c a S Thái Nguyê h c 2015 - 2016) ng phân li trung bình c a các liên k t C H và C C t các Bài 3. k t qu th c nghi m

H (kJ/ mol) H (kJ/ mol) Nhi t cháy c a CR n (than chì) Nhi t cháy c a CH4 H1 = 801,7 H4 = -393,4 Nhi t cháy c a C2H6 H2 = Nhi H5 = -715 1412,7 Nhi t cháy c a H2 H3 = ng phân li liên k t H-H H6 241,5 = -431,5 (Câu 2thi ch n HSG c p t nh môn hóa h c l p 12 chuyên c a S L h c 2017 - 2018) Gi i. * Ta xét CH4 CH4 + 2O2 H1 = -801,7kJ/mol 2 + 2H2O 2H2 -2 H3 = 483 kJ/ mol 2 + 2H2 - H4 = 393,4 kJ/ mol CO2 2+ C CR n H Khí 5 = -715 kJ/ mol 2H2 H6 = -863kJ/ mol C ng các p c CH4 R n + 4H => 4EC H = H1 - 2 H3 - H4 + H5 + 2 H6 = 1652,7 kJ => EC H = 1652,7/4 = 413,175 kJ * V i C2H6 ta có C2H6 + 3,5O2 + 3H H2 = -1412,7kJ/mol 2 2O 3H2 -3 H3 = 724,5 kJ/ mol 2 + 3H2 2CO2 -2 H4 = 786,8 kJ/ mol 2 + 2C 2CR n 2 H5 = -1430 kJ/ mol Khí 3H2 H6 = -1294,5kJ/ mol C c C2H6 R n + 6H => EC C + 6EC H = H2 - 3 H3 - 2 H4 + 2 H5 + 3 H6 = 2823,1 kJ => EC C = 2823,1 - 6EC H = 2823,1 6. 413,175 = 344,05 kJ. c nh lu t Hess.

Cách khác là vi Bài 4. i v i ph n ng: Cr + CO2(k) 2CO(k) o

C) %CO t 800 2,57 74,55 900 2,30 93,08 i v i ph n ng: 2CO2 (k) 2CO (k) + O2 (k) (2) h ng s cân b ng 900oC b ng 1,25.10-16 atm.

Hãy tính H, S 900o i v i ph n ng (2), bi t nhi t t o thành 900oC c a CO2 b ng -390,7 kJ/mol.

N

(Câu 2-

thi ch n HSG MTCT c p t nh môn hóa h c l p 12 c a S h c 2017 - 2018) ng c a m t s ph n ng sau 298K: Bài 5. Cho các s li u nhi S Ph n ng H0298 (kJ) ph n ng (1) 2NH3 + 3N2 -1011 2 + 3H2O (2) 3H2 + N2 -317 2H4 + H2O (3) 2NH3 + ½O2 -143 2H4 + H2O (4) H2 + ½O2 -286 2O S0298(N2O4) = 240 J/mol.K; S0298(H2O) = 66,6 J/mol.K; S0298(O2) = 205 J/mol.K; S0298(N2) = 191 J/mol.K; 0 1. Tính nhi t t o t 298 c a N2O4; N2O; NH3. thi ch n HSG MTCT c p t nh môn hóa h c l p 11 c a S (Câu 2c 2013 - 2014) Bài 6. Th m ng 20 gam -25o u o Vodka-Hà N i 39,5 (gi thi t ch ch cv nhi 25 oC. Tính bi n thiên entropi c a quá trình th n khi h t cân b ng. Coi h c xét là cô l p. Cho: R = 8,314 J.mol-1.K-1; kh ng riêng c c là 1g.ml-1 và -1 kh ng riêng c u là 0,8 g.ml ; nhi t ng áp c 1 -1 -1 -1 -1 -1 .K , c c l ng là 75,31 J.mol .K và c u là 113,00 J.mol .K . Nhi t nóng -1 ch y c . ch n HSG tr n th 9 l p c 2015 2016) Gi i. Thành ph n c u 39,5o là: L

VC2H5OH =

39,5 . 200 = 79 (ml) 100

VH2O = 200 - 79 = 121 (ml)

m C2 H5OH = 79 . 0,8 =63,2 (g) và m H 2O = 121 . 1 = 121 (g).

Khi th nh nhi t thu vào c a b ng là tcb (oC). Quá trình thu nhi t g Q1

H 2O (r)

H 2 O (r)

o

u, nhi t t a ra c a h n h ub t cân b ng. G i nhi c a h khi h n: Q2

H 2O (l)

Q3

o

-25 C

0 C

t cân

H 2O (l) o

0 C

tcb oC

20 20 20 Qthu = Q1 + Q2 + Q3 = . 37,66 . (0 - (-25)) + . 6,009.103 + . 75,31 . (t cb - 0) 18 18 18

Qthu = 7722,78 + 83,68 . tcb M t khác nhi t t a ra c a quá trình: Qt a = Qt

ac

c

+ Qt

ac

u

=

121 63, 2 . 75,31 . (25 t cb ) + . 113,00 .(25 t cb ) 18 46

Qt a = 661,50 . (25 tcb) Do Qt a = Qthu nên ta có: 7722,78 + 83,68 . tcb = 661,50 . (25 tcb) tcb = 11,83 (oC).

-25 oC lên Bi n thiên entropi c a h b ng t ng bi o o o 11,83 C và bi n thiên entropi h n h c t 25 C xu ng 11,83 C ( hhr).

- 25 o

Bi n thiên entropi c S1

H 2O (r)

H 2 O (r) o

V y =

=

1

+

S2

H 2 O (l) o

-25 C 2 + 3

n 11,83 oC g m 3 thành ph n:

0 C

S3

H 2 O (l)

0 oC

tcb oC

20 273 20 6,009.103 20 273 + 11,83 . 37,66 . ln + . + . 75,31 . ln = 32,03 (J.K-1) 18 273 - 25 18 273 18 273

Bi n thiên entropi h n h hhr = c +

c gi m t 25 oC xu ng 11,83 oC g m 2 thành ph n: u

121 273 + 11,83 63, 2 273 + 11,83 = - 29,9 (J.K-1). . 75,31 . ln + . 113,00 . ln hhr = 18 298 46 298

V y

= 32,03 29,9 = 2,13 (J.K-1)

h

N i dung ph n này các bài t p tính G t Bài 1.

-

-

thi HSG c p t nh hay c p qu ng di n bi n c a ph n ng.

P, xét chi

HNO3.H2Or HNO3.2H2Or HNO3.3H2Or r

o

S0 c

1. Tính entropi chu -

u ch silic theo ph n ng (1), d a vào các giá tr

0 0 0 0 SSiO = 41,8 J.K-1.mol-1; SC(r) = 5,7 J.K-1.mol-1; SSi(r) = 18,8 J.K-1.mol-1; SCO(k) = 197,6 J.K-1.mol-1.

2 (r)

STT 1 2 3

y u là

Bi t TMnS = 3.10-14, TCuS = 8.10-37, KH2S = 1,3.10-21. thi ch n HSG MTCT c p t nh môn hóa h c l p 12 (vòng 2) c a S GD c 2012 2013 thi ch n HSG MTCT c p t nh môn hóa h c l p 11 c a S c 2011 2012) Bài 4. ng nhi ng sau: H3PO4(dd) H2PO4-(dd) H+ + OH2O 0 -1 H (kJ.mol ) -1288 -1296 -56 S0 (J. mol-1.K-1) 158 90 81 0 c a ph n ng trung hòa n c th nh t H3PO4 b ng OH-. thi ch n HSG MTCT c p t nh môn hóa h c l p 12 c a S GD và c 2015 2016) Bài 5. u tiên c a quá trình s n xu tinh khi t cao ph c v cho công ngh bán d c th c hi n b ng ph n ng: SiO2 (r) + 2C (r) Si (r) + 2CO (k) (1)

+ H2OK + 2H2OK 3 K + 3H2OK

3K

3K

Gr0 kJ/ mol 46,2 69,4 93,2

Hr0 kJ/ mol 127 188 237 o r và

o r

(Câu 3- thi ch n HSG c p t nh môn hóa h c l p 12 c a S h c 2018 - 2019) Bài 2. Cho các s li u nhi ng c a m t s ph n ng sau 298K: S ph n ng Ph n ng H0298 (kJ) (1) 2NH3 + 3N2 -1011 2 + 3H2O (2) 3H2 + N2 -317 2H4 + H2O (3) 2NH3 + ½O2 -143 2H4 + H2O (4) H2 + ½O2 -286 2O S0298(N2O4) = 240 J/mol.K; S0298(H2O) = 66,6 J/mol.K; S0298(N2) = 191 J/mol.K; S0298(O2) = 205 J/mol.K; 0 0 2. Vi t PTHH c a ph n ng cháy N2O4 298 298 và h ng s cân b ng K c a ph n ng này.

(Câu 2- thi ch n HSG MTCT c p t nh môn hóa h c l p 11 2013 - 2014) Bài 3. tan c a H2S trong dung d ch HClO4 0,003M là 0,1 mol/l. N u thêm vào dung d ch này các ion Mn2+, Cu2+ sao cho n c a chúng b ng 2.10-4M thì ion nào s k tt i d ng mu i sunfat?

2. Tính giá tr ki n tiêu chu n (

25 oC. Bi n thiên entanpi hình thành c a SiO2 và CO có các giá tr :

G 0 c a ph n ng trên 0 f

0 f(SiO2 (r))

-1

0 f(CO(k))

-1

u

.

theo chi u thu n b u t nhi nào?

3. Ph n ng (1) s di và vào nhi ) (Coi s ph thu c c a ch n HSG tr n th 9 l p c 2015 2016) 0 0 Gi i. 1. 0 = 2 S0CO(k) + SSi(r) - 2 S0C(r) - SSiO 2(r) = 2.197,6 + 18,8 - 2.5,7 - 41,8 = 360,8 JK-1 0 2. G = - T 0, 0 0 0 0 0 = f(Si(r) ) f(CO(k) ) f(C(r) ) f(SiO2(r) ) 0

0

= 2.(-110,5) + 910,9 = 689,9 (kJ) - T 0 = 689,9 - 298 . 360,8.10-3 = 582,4 (kJ).

3. Ph n ng (1) s di theo chi u thu n khi b u có giá tr âm: 0 0 -3 = -T = 689,9 - T . 360,8.10 = 0 T = 1912 oK. o V y t nhi l K, cân b ng (1) s di u thu n. o Bài 6. 25 C v áp su t b ng 1 atm, khí CO2 c v i h ng s Henry KH = 0,0343 mol/l. a) Cho bi a KH. b) Bi t quá trình: CO2 (dd) + H2O (l) H+(dd) + HCO3- (dd) có K=1,15.10-8.

0 G 298 c a cân b ng này.

0

G =

0

ch n HSG tr n th 9 l p c 2015 2016) Gi i. a) KH cho bi tan c a khí CO2 khi áp su t riêng ph n c a nó là 1atm 0 = 45,3 kJ/mol Bài 7 i v i ph n hidro hóa etan C2H6(k) C2H4(k) + H2(k) (1) 0 -1 Có các s li c ghi 900K = 22,39kJ.mol và các giá tr b H2 C2H6 C2H4 Ch t S0900K (J.mol-1.K-1) 163,0 319,7 291,7 a) Tính KP c a ph n ng (1) t i 900K. 0 900K c a ph n ng C2H4(k) + H2(k) 2H6(k). c) Tính KP t i 600K c a ph n ng (1), gi thi t trong kho ng nhi t n 0 0 i. thi HSG c p qu Bài 8. Cho h ng s khí R = 8,314 J.mol 1.K 1. áp su t tiêu chu n P0 = 1,000 bar = 1,000.105 Pa, nhi 298 K, ta có các d ki n nhi ng h c: Khí H2 N2 NH3 0 -1 Bi 0 0 -45,9 f (kJ.mol ) Entropi S0 (J.mol-1.K-1) 130,7 191,6 192,8 Liên k t N=N N N H H 0 -1 Bi n thiên entanpi phân li liên k 945 466 159 436 b (kJ.mol ) 1. Tính bi n thiên entanpi, bi n thiên entropi, bi ng t do Gibbs và h ng s cân b ng K c a ph n ng t ng h p amoniac t u ki n nhi t và áp su t trên. c th c hi n t0 cao.

2. Trong th c t s n xu t, ph n ng t ng h a) Ch p nh n g c b qua s ph thu c nhi c h ng s cân b ng K c a ph n ng T = 773 K. b) Nh n xét v a ph n ng 298 K và 773 K. Gi i thích t i sao u su t t ng h p amoniac trong l i ti n hành t ng h p NH3 nhi công nghi p, có th n pháp gì? Gi i thích.

0 3. Tính bi n thiên entanpi phân li liên k b c a m t liên k t N-H trong phân t amoniac.

4. Tính bi n thiên entanpi hình thành tiêu chu n c a g c NH2.

0 -1 b(H - NH2) = 380 kJ.mol . thi ch n HSG c p qu Gi i. 1. N2 + 3H2 2NH3 (1) 0 -1 0 -1 -1 r = - 91,8 kJ.mol r = -198,1 J.mol .K ; 0 0 0 -1 r r r = -32,8 (kJ.mol ); 0 0 -1 5 . r= r (R.T)

2. a) Tính h ng s cân b ng K c a ph n ng T = 773 K: 0 0 0 - 91,8 + 773.198,1.10-3 = 61,3 (kJ.mol-1) r r r - 61,3.103.(8,314.773)-1 = e-9,54 = 7,2.10-5. b) 298 K, th y K >> 1. Ph n ng (1) di u thu n.

773 K, h ng s cân b ng K << 1. Ph n ng (1) di u ngh ch.

M c dù nhi cao (773K), ph n ng (1) di u ngh ng t ph n ng l n, còn t ph n ng 298 K quá nh ph n ng, làm n cân b i ta bu c ph i ti n hành ph n ng nhi cao. h u su t t ng h p amoniac trong công nghi p: - Ph n ng (1) gi m s mol kh cân b ng chuy n d ch theo chi u thu hi u su t t ng h p amoniac c n th c hi n ph n ng áp su t cao.

- Hi u su t t o thành amoniac là c i khi t l c a khí H2 và khí N2 cl b ng t l các h s c a chúng n 2 : N2 là 3 : 1.

0 3. Tính bi n thiên entanpi phân li liên k b c a m t liên k t N-H trong phân t amoniac: -1 N2 + 3H2 (1) 3 1 = 2.(-45,9) kJ.mol -1 N2 945 kJ.mol (2) 2= -1 (3) 3H2 3 = 3.436 kJ.mol 0 T (1), (2), (3), ta có: 2N + 6H (N-H) 3 0 945 3.436 = - 2344,8 (kJ.mol-1) (N-H) = -2.45,9 0 -1 b(N-H) = 390,8 kJ.mol 0 4. Tính bi n thiên entanpi hình thành tiêu chu fc ag 2: -1 N2 + 3H2 (1) 3 1 = 2.(-45,9) kJ.mol 436 kJ.mol-1 (3) H2 3 = 2NH3 NH2 + 2H 2.380 kJ.mol-1 (4) 4= 0 NH2 T (1), (3), (4), có: N2 + 2H2 0 0 = - 2.45,9 436 + 2.380 = 232,2 (kJ/mol) = 116,1 kJ/mol 3. T ph n ng và cân b ng hóa h c.

Trong t t c các n i dung lý thuy t các quá trình hóa h c thì n i dung ph n này thi HSG c p t nh hay c p qu là nhi u nh ng, các d ng bài ng g à tính h ng s KP, KC c a ph n ng, ki m ch ng k t qu th c t nghi m và nguyên lý chuy n d ch cân b n li, tính t ph n ng, xem xét m i quan h gi a t ph n ng, cân b ng hóa h c và ch t xúc tác, nhi t , tính xem trong dung d ch ion nào h t, ion nào còn, ch Bài 1. T i 250C ph n ng 2A(k) k = 1,8.10-5 s-1. (k) + C(k) có h ng s t Ph n ng trên x y ra trong bình kín th ng ch t A y bình. T i th m kh o sát, áp su t riêng c a khí A là 0,07atm. (Gi thi t cho v ng).

1. Tính t tiêu th A; t hình thành B, C (theo mol/l.s).

2. Tính s phân t A b phân tích sau 10 giây.

ph n ng t 250 n 350C thì t ph n n. ng ho t hóa c a ph n ng.

Bi t NA = 6,023.1023; Bi t t0C = t + 273,15 (K); R = 8,314 J/mol.K thi ch i tuy n HSG d thi c p qu c gia môn hóa h c l p 12 c a S c 2015 2016) Bài 2. Cho 1 mol h n h p khí N2 và H2 vào bình kín dung tích 1 lít nhi i. Khi ph n t tr ng thái cân b ng, áp su t trong bình gi m 5% so v i ban u. Bi t t l s mol ph n ng c a N2 là 10%. a) Tính % th tích c a N2 và H2 trong h n h u. b) Tính KC c a ph n ng t ng h p NH3. thi ch n HSG MTCT c p t nh môn hóa h c l p 11 c a S c 2015 2016) phân h y: Bài 3. Nitrosul clorua (NOCl) là m 2NOCl(k) (k) + Cl2(k) ng tích c a quá trình phân h y hoàn toàn 1,3 mol NOCl 4750C. 1. Tính hi u ng nhi 2. Tính KP c a cân b ng 4750C. 3. 4750C, d n 0,2 mol NO và 0,1 mol Cl2 vào m t bình kín dung tích 2 lít không i. Tính áp su t khí trong bình t i th m cân b ng.

Cho: B ng s li u nhi ng (không ph thu c vào nhi ) H0s (kJ/mol) S0 (J/mol.K) Ch t NOCl(k) 51,71 264 NO(k) 90,25 211 Cl2(k) 223 thi ch n HSG MTCT c p t nh môn hóa h c l p 12 (vòng 2) c a S GD c 2014 2015) Bài 4. n h p khí g m O2 và SO2 có xúc tác, x y ra ph n ng ½O2 + SO2 SO3 (1) 1. Tính h ng s cân b ng KP c a ph n ng 600C (ch p nh n hi u ng nhi t c a ph n ng không ph thu c vào nhi t ). Nhi n tr ng thái cân b ng c a ph n ng (1).

2. Trong m t thí nghi t oxi vào m t bình dung tích 2 lít ch a ) 1000C. Khi 0,05 mol SO2 có ch t xúc tác (th tích c a ch ph n t tr ng thái cân b ng thì có 0,03 mol SO3 c t o thành, áp su t t ng c a h là 1 atm. Tính Kp. Cho các s li u nhi H0s (kJ.mol-1) S0 (J.mol-1.K-1) C0p (J.mol-1.K-1) Khí SO3 -395,18 256,22 50,63 SO2 -296,06 248,52 39,79 O2 0 205,03 29,36 thi ch i tuy n HSG d thi c p qu c gia môn hóa h c l p 12 c a S c 2014 2015) 3. Khi nâng nhi

-1 Bài 5. ng ho ng hóa c a P/ : 2N2 2 + O2 là 58 Kcal.mol .

N u ph n ng th c hi n trên b m ng ho ng hóa là 29 Kcal.mol-1. ph n Ti n hành ph n ng 9270C thì t kém nhau bao nhiêu l n. thi ch i tuy n HSG d thi c p qu c gia môn hóa h c l p 12 c aS m h c 2014 2015) 0 Bài 6.

2NH3(k) C 2(k) + 3H2(k) -5 P = 1,5.10 2 và H2 3

thi ch n HSG MTCT c p t nh môn hóa h c l p 12 (vòng 1) c a S GD c 2013 2014) 2HI(k) Bài 7. Cho ph n ng: H2(k) + I2(k) Th c hi n ph n ng trong bình kín 0,5 lít t0C v i 0,2 mol H2 và 0,2 mol I2. Khi t tr ng thái cân b ng n c a HI là 0,3 mol/l. ph n 1. Tính h ng s cân b ng c a ph n ng t0C. 2. Thêm vào cân b ng 0,1 mol H2 thì cân b ng chuy n d ch theo chi u nào? Tính các ch t tr ng thái cân b ng m i. n 3. Tính h ng s cân b ng c a ph n ng sau t0C. ½H2(k) + ½I2(k) HI(k) thi ch n HSG MTCT c p t nh môn hóa h c l p 11 c a S c 2013 2014) Bài 8. Hòa tan 0,1mol NH3 c 1 lít dung d n li c a NH3 là 1,333%. a) Tính pH c a dung d ch A. b) Tính h ng s a NH3. c. c) Hòa tan 0,09 mol HCl vào 1 lít dung d ch A. Tính pH dung d thi ch n HSG MTCT c p t nh môn hóa h c l p 12 (vòng 1) c a S GD c 2011 2012) Bài 9.

5 PCl5(K) PCl3(K) + Cl2(K) 1. Cho m gam PCl5 T(0 5 1

5

bình dung tích V1 và Kp.

PCl5(K) a

PCl3(K) + Cl2(K)

vào

x

x

x x

Bài 11. nh n dd HCl c n ph ns k tt ac a CdS trong 1 lít dung d ch ch a 0,01 mol H2S và 0,001 mol Cd2+. Bi t K H S 1,3.10 21 và

x

2

TCdS =7,9.10-27 .

-

=

5

m = a (mol) 208 ,239

c a S GD và c 2011 2012).

Gi i. Vi t PTHH t o CdS: Cd2+ +S2CdS H2S 2 H+ + S2-

-

=

x a

(1)

a x p ; PCl2 a x

PPCl5

x Kp

PCl2 .PPCl3 PPCl5

x

PPCl3

a x

[Cd2+][S2-] =7,9.10-27

p

p

(2)

1

2

p

2. =a=

83,3 = 0,400 (mol) 208 , 239

T

) 83,3 n= =0,600 (mol) 138 ,753

n = a(1+ ) = 0,4(1+ ) = 0,6 => 1: 2

Kp

1

2

= 0,5 (50%)

2 p = (0,5) 2 .2,7 0,9

1 (0,5)

thi ch n HSG MTCT c p t nh môn hóa h c l p 12 (vòng 1) c a S GD c 2011 2012) Bài 10.

CH3COCH3

1,3.10

C2H4 + CO + H2

K H 2S

0 312

21

S2

13,0 488

19,9 562

c a S GD c 2011

2012).

1,3.10 21.10 H

7,9.10 10 3

27

7,9.10

24

2

2

th

2

m t, P(CH ) O = Po 3 2

P=

3.Po - Ph .

2

Suy ra, th m: * t = 0 s thì P(CH ) O = 400 mm Hg 6,5 408

21

không có k t t a [S2-] =

3 2

t (phút) P (mmHg) 1.

2.

1,3.10

1,3.10 1,645 [H ] 1,282mol / l = [HCl] 7,9 Bài 12. Cho ph n ng : (CH3)2O(k) CH4(k) + CO(k) + H2(k) Khi ti n hành phân h nhi 504oC 3)2O trong m t bình kín t t ng c a h , ng c các k t qu sau: t (giây) 0 1550 3100 4650 Ph (mm Hg) 400 800 1000 1100 D a vào các k t qu này, hãy: 1. Ch ng minh r ng ph n ng phân hu tyl ete là ph n ng b c m t.

2. Tính h ng s t ph n ng 504oC. 3. Tính áp su t t ng c a h trong bình và ph ng (CH3)2 phân h y sau 460 giây. ch n HSG tr n th 9 l p c 2015 2016) Gi i. 1. (CH3)2O(k) CH4 (k) + CO(k) + H2(k) to = 0 Po P P P t Po P th m t thì áp su t c a c h là: Ph = Po + 2P P = (Ph Po)/2.

H

2

n PCl5

S2

[H 2S]

a x a x p a x Kp

2

H

2

TCdS =7,9.10-27

* t = 3100 s thì P(CH ) O = 100 mm Hg 3 2

* t = 1550 s thì P(CH ) O = 200 mm Hg 3 2

* t = 4650 s thì P(CH ) O = 50 mm Hg 3 2

Vì nhi và th i nên áp su t t l v i s mol khí. Ta nh n th y, c ng (CH3)2O gi tn n ng phân h y (CH3)2O là ph n ng b c 1 v i t1/2 = 1550 s. c a ph n ng là: k = ln2 / t1/2 = 0,693 / 1550 = 4,47.10-4 s-1.

2. H ng s t

3.

4

Pt = Po.e-kt = 400. e 4,47.10 .460 = 325,7 (mm Hg) P = Po Pt = 400 325,7 = 74,3 (mm Hg) Áp su t c a h sau 460 giây là: Ph = Po + 2P = 400 + 2.74,3 = 548,6 (mm Hg)

Ph

3) 2O

b phân hu =

74,3 .100% = 18,58 % 400

4. Ph n ng oxi hóa kh n hóa. là n i dung c c kì quan tr ng trong n i dung ôn thi HSG vì h u h thi HSG l u có ít nh t m t bài t thi HSG ch y c p t i các bài t p tính toán, vi n ng oxi hóa kh , các cân n phân. b ng trong pin, s Bài 1. Hòa tan 7,18 gam m t thanh s t ch a t p ch t Fe2O3 vào m ng r dung d ch H2SO4 cc c 500ml dung d ch A. L y 25ml dung d ch A cho tác d ng v i dung d ch KMnO4 thì ph i dung h t 12,5ml dung d ch KMnO4 0,096M. nh ph ng Fe tinh khi t trong thanh s t. y 7,18 gam m t thanh s t có ch ng s t tinh khi 2. N a t p ch t là FeO và làm l i thí nghi m thì th tích dung d ch KMnO4 0,096M c n dùng là bao nhiêu? c a S GD c 2015 2016).

Bài 2. n phân 100ml dung d ch g m CuSO4 0,03M; NiSO4 0,2M; H2SO4 nc n m t chi 0,2A. a) Vi t các ph n ng x y ra trên t n c c và cho bi t th t n phân. b) Có kh n phân hoàn toàn ion th nh t trên catot khi ion th 2 b u n phân hoàn toàn là n ion kim lo i còn l i < 10-6 M) ng ch c 20 phút. c) Tính kh Cho Ka(HSO4-) = 10-2; pkhí = 1atm; MCu = 64; MNi = 58; E01(Cu2+/Cu) = 0,337V; E02(Ni2+/Ni) = -0,233V; E03(O2/H2O) = 1,23V; E04(S2O82-/ SO42-) = 2,01V. thi ch n HSG MTCT c p t nh môn hóa h c l p 12 (vòng 2) c a S GD c 2014 2015) 0 Bài 3. Cho ECrO42

Cr(OH)3

/ Cr ( OH ) 3

0 0,18V ; EMnO

4

CrO 2 + H+ + H2O

a) Hãy thi t l

/ MnO(OH ) 2

1,695V ;

K = 1,0.10-14

c hình thành b i hai c p oxi hóa - kh CrO 24 / CrO 2 và

MnO 4 / MnO(OH)2. b) Tính h ng s cân b ng c a ph n ng x y ra trong pin. c) Tính Epin bi t n c a ion CrO 24 là 0,010M; CrO 2 là 0,030M; MnO 4 là 0,20M d) Tính thành ph n c a h n hoàn toàn. thi ch n HSG MTCT c p t nh môn hóa h c l p 12 (vòng 2) c a S GD c 2011 2012)

a) Xét c p CrO42-/ Cr(OH)3 CrO42- + 4H2O + 3e Cr(OH)3 H+ + OHCrO42- + 2H2O + 3e

Cr(OH)3 + 5OH-

CrO2- + H+ + H2O H2O CrO2- + 4OH-

K1 103E1 /0,0592

K = 10-14 Kw-1 = 1014 K2

K1.K.K w1 103E1 /0,0592

Eo CrO42-/ CrO2- = Eo CrO42-/ Cr(OH)3 = - 0,18V < Eo MnO4-/ MnO(OH)2 nên có pin: (-)Pt | CrO42-, CrO2-, OH- || MnO4-, H+, MnO(OH)2 | Pt (+) b) Tính K c a ph n ng MnO4- + 4H+ + 3e MnO(OH)2+ H2O K1 = 103.1,695/0,0592 2CrO2 + 4OH CrO4 + 2H2O + 3e K2-1 = (103.(-0,18)/0,0592)-1 + 4| H2 O H + OH Kw = 10-14 2MnO4 + CrO2 + H2O MnO(OH)2 +CrO4 K = K1.K2-1.(Kw)4 = 1039 c) Tính Epin : Epin = Eopin +

0,0592 [MnO4 ].[CrO2 ] lg 3 [CrO24 ] 39.0,0592 = 0,77V 3

Tính Eopin d a vào K ph n ng ta có Eopin = Epin = 0,77 +

0,2.0,03 0,0592 lg = 0,7656V 0,01 3

d) Thành ph n c a h MnO4- + CrO2- + H2O C 0,2 0,03 CB 0,17 Cân b ng: MnO(OH)2+CrO42C 0,04 [] (0,04- x) Ta có:

(0,17 x) x = 10-39 0,04 x

n hoàn toàn MnO(OH) 2 + CrO42- K = 1039 (r t l n) 0,01 0,04 MnO4- + CrO2- + H2O K-1 = 10-39 0,17 (0,17 + x) x 2

-

] = 2,35.10-40

Thành ph n c a h n hoàn toàn là: [CrO2-] = 2,35.10-40 [MnO4-] = 0,17M; [CrO4-] = 0,04M; Bài 4. m ng lên các v t li i ta hay dung dung d ch ch a CuSO4 và H2SO4 ng có th thoát ra hoàn toàn trên catot mà không có s thoát khí H2 không. Bi t quá th c a oxi trên Pt b ng 0,46V, còn quá th c a Hidro trên Cu b ng 0,23V. Cho E01(Cu2+/Cu) = 0,34V; E02(O2/H2O) = 1,23V; 0 + E 3(Cu /Cu) = 0,521V; (R.T)/ F = 0,059 t i 250C. thi ch i tuy n HSG d thi c p qu c gia môn hóa h c l p 12 c aS c 2014 2015) Bài 5.

12 (vòng 1) c a S GD và c 2011 2012). + V t làm b ng s t tây chóng h + Gi i thích: C hai v ub n hóa và c c âm b - Tôn: C cb ov ) C c âm là Zn (b ) 2+ Zn 2H2 2 +2OH - S t tây: C cb ov ) 2+ Fe 2H2 2 +2OH Bài 6. Có 200ml dd h n h p g m CuSO4 0,25M và CrCl2 n phân dung d ch trên trong th i gian 1 gi 36 phút 30 giây v n 5ampe. a) Tính kh ng kim lo i bám vào cat t. b) Tính th tích khí bay lên an t. c) Dung d ch còn l i có nh ng ch t nào? Tính n mol/l c a các ch t còn l i (gi s th tích dung d i). c a S GD c 2011 2012). n li: CuSO4 Cu 2 SO24 2+

Th t Th t

CrCl2 Cr + 2Cl H2O H+ + OH2+ cat t: Cu + 2e Cu Cr2+ + 2e Cr an t: 2Cl- - 2e Cl2 H2O - 2e

-

1 O 2 + 2H+ 2

nCuSO4 = 0,2 x 0,25 = 0,005 (mol) nCrCl2 = 0,2 x 0,6 = 0,12 (mol) G i t1 là th kh h t Cu2+ AIt 1 m Cu nF 0,05x 64x 2x96500 t1 1930 (giây) mCu = nF AI 64x5 Th i gian còn l kh Cr2+ là : 5790 - 1930 = 3860 (giây) AIt 2 52x3860x5 5,2(gam) mCr = nF 96500x 2 ng kim l ai bám lên cat t: 0,05 x 64 + 5,2 = 8,4 (gam) T ng kh b) T ng mol e- nh n là: 0,05 x 2 + 0,1 x 2 = 0,3 (mol) S mol eng cho Clo: 0,12 x 2 = 0,24 (mol) S mol OH- (H2O) b OXH: 0,3 - 0,24 = 0,06 (mol)

1 0,06 n = 0,015 (mol) 4 2 OH T ng th tích khí t i an t là: (0,015 + 0,12)x 22,4 = 3,024 (l) c) Dung d ch g m CrSO4 0,1M và H2SO4 0,15M Bài 7.

2 H2SO4 S mol O2 =

4

ng h n h p X trên vào dung d ch HNO3 c ch Z v a tác d ng v i dung d ch NaOH , v a tác d ng v i dung d ch BaCl2. Hãy tính (V). c a S GD c 2011 2012).

2. N dung d cho k t t

Gi i.

1. 2 FeS2 + 14 H2SO4 Fe2(SO4)3 + 15 SO2 + 14 H2O (2) 2 FeS + 10 H2SO4 Fe2(SO4)3 + 9 SO2 + 10 H2O 5 SO2 + 2 KMnO4 + H2O 2KHSO4 + 2 MnSO2 + H2SO4

n FeS2 = 0,002 (mol)

n FeS = 0,003 (mol)

(1) (3)

t (1) và (2) nSO2

15 nFeS2 2

9 nFeS = 0,0285 (mol) 2

2 nSO = 0,0114 (mol) 5 2

T (3) nKHSO4

1 nSO = 0,0057 (mol) 5 2 (ddD) n KHSO4 2n H 2 SO4 = 0,0228 (mol)

nH 2SO4

nH

0,0228 = 2,28 (lít) 10 2 Khi cho X vào HNO3 dung d ch Z và NO OXH FeS2 + 8 H2O 15e Fe3+ + 2 SO42- + 16 H+ n h p X FeS + 4 H2O 9e Fe3+ + SO42- + 8 H+ kh NO3- + 4 H+ + 3e NO + 2H2O (4) và (5) t ng s i:

VddD = 2.

P/ H P/ T

ne = 15 n FeS2 + 9 n FeS = 15.0,002 + 9.0,003 = 0,057 T (6) n NO

0,057 3

VNO (dkc)

0,057 .22,4 = 0,4256 (lít) 3

(4) (5) (6)

Bài 8. N n phân dung d ch ch a NiSO4 0,02M; CoSO4 0,01M v NaCN 1M thì kim lo i nào s c? Có th tách hai kim lo i ra kh i nhau b n phân dung d ch này không? Bi t r ng m c coi là tách hoàn toàn kh i dung d ch khi n ion c a nó còn l i trong dung d ch nh 0-6 M. 0 o o o Cho bi t 25 C, E Ni2+/Ni = - 0,233V; E Co2+/Co = - 0,277V; E O2,H+/H2O = 1,23V; PO2= 0,2 atm.

Các ph c ch t: [Co(CN)6]4- có lg 1 = 19,09; [Ni(CN)4]2- có lg 2 = 30,22.

Quá th c a H2 l n phân H+ c t i catot không x y ra. c 2011-2012) (Kì thi HSG khu v c m r Bài 9. 1. Cân b n b ng electron. a) Cr2S3 + Mn(NO3)2 + Na2CO3 Na2CrO4 + Na2SO4 + Na2MnO4 + NO + CO2 K2SO4 + MnSO4 + H2O b) K2SO3 + KMnO4 + KHSO4 2. nh tính tan c a các mu i khó tan. n hoá: (-) Zn | Zn(NO3)2 0,2 M || AgNO3 0,1 M | Ag (+) Các dd Zn(NO3)2 và AgNO3 u có th tích 1,00 L và 25oC. a) Vi n ng m nc n ng x y ra n. Tính s a pin. b) Trong m t thí nghi m khác, khi cho KCl(r) vào dung d ch AgNO3 c a pin ban u, x y ra s k t t a AgCl( a pin b ng 1,04 V và n ion K+ b ng 0,300 M. - Tính n mol c a ion Ag+ t i cân b ng.

- Tính n mol c a ion Cl- và tích s tan c a AgCl. Cho bi t: Eo(Zn2+/Zn) = -0,76 V; Eo(Ag+/Ag) = +0,80 V. Trong các tính toán, dùng n thay cho ho . s n xu t diêm, pháo, ch t n ) có th u ch 3. b n phân dung d c c a kali clorua. n c c và ph n ng t o thành ion clorat. a) Vi t PTHH các ph n ng x b) Hãy tính kh ng (theo ampe.gi (A.h)) c c1 t n KClO3. Coi hi u su t ph n ng là 100%. Cho: F = 96500 C/mol. ch n HSG tr n th 9 l p c 2015 2016) 1. a) Cr2S3 + 15Mn(NO3)2 + 20Na2CO3 2CrO4 + 3Na2SO4 + 15Na2MnO4 + 30NO + 20CO2 b) 5K2SO3 + 2KMnO4 + 6KHSO4 2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O 2. a) Trong pin: (-) Zn|Zn(NO3)2 0,2 M || AgNO3 0,1 M|Ag (+) x y ra các ph n ng: anot (-): Zn(r) Zn2+(aq) + 2e + catot (+): Ag (aq) + e Ag(r)

-----------------------------------------------Ph n ng c a pin: Zn(r) + 2Ag+(aq) Zn2+(aq) + 2Ag(r) S ng c a pin (Epin): .

a theo n

ho

; ho

c a ch t r n b ng 1; m t cách g

(1)

o

c tính

:

b) Tính n mol c a ion Ag+ và Cl- t i cân b ng: nc ion Zn2+ duy trì t i 0,200 M. G i x + là n mol c a ion Ag sau khi thêm xong KCl. Ta có: x = 7,354.10-10 (M) N mol c a ion Cl- t i cân b ng: [Cl ] = 0,300 (0,1 7,354.10-10) = 0,200 (M) Tích s tan: KS(AgCl) = [Ag+].[Cl-] = 7,354.10-10.0,2 = 1,47.10-10 2. a) Trên catot: 2 H2O(l) + 2 e 2 OH-(dd) + H2(k) Cl2(k) + 2 e Trên anot: 2 Cl (dd) ClO3- (dd) + 5 Cl-(dd) + 3 H2O 2(k) + 6 OH (dd) Cl-(dd) + 3 H2O(l) b)

t o 1 mol KClO3 c

ClO3- (dd)

+ 3 H2(k) u ch

c1

1.10 6 t n KClO3, t c là = 81,6.102 mol KClO3 c n 81,6.102 mol KCl và 6 . 81,6.102 122,5

mol electron. m KCl = 607,920 (kg) và Q = 6 . 81,6.102. 96500 = 472,464.107 (C).

Q = 13,124.105 A.h.