Đáp án đề thi olympic 30 tháng 4 lần thứ XII môn Hóa học Lớp 11 năm 2006 - Sở giáo dục và đào tạo Đà Nẵng

1

KỲ THI OLYMPIC 30 THÁNG 4 LẦN THỨ XII TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG - KHÓA NGÀY 17 THÁNG 4 NĂM 2006

HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HÓA HỌC LỚP 11

Câu I (4 điểm) 1. (a) Hãy giải thích tại sao khi làm lạnh, SO3 dễ hóa lỏng thành (SO3)3 và hóa rắn thành (SO3)n.

(b) Dựa trên thuyết VSEPR, hãy dự đoán dạng hình học của NO2+ và ICl4-. 2. Cho các đại lượng nhiệt động sau:

H3PO4(dd) H2PO4-(dd) HPO42-(dd) PO43-(dd) H+(dd) + OH-(dd)  H2O Ho (kJ.mol-1) - 1288 - 1296 - 1292 - 1277 - 56 So (J.mol-1.K-1) 158 90 - 33 - 220 81 (a) Tính Go của phản ứng trung hoà từng nấc H3PO4 bằng OH-. (b) Tính hằng số phân ly axit nấc thứ nhất của H3PO4. 3. Trong một phản ứng bậc một tiến hành ở 27oC, nồng độ chất phản ứng giảm đi 50% sau 5000 giây. Ở 37oC, nồng độ chất phản ứng giảm đi 50% sau 1000 giây. Tính: (a) Hằng số tốc độ phản ứng trên ở 27oC và 37oC. (b) Thời gian để nồng độ chất phản ứng giảm xuống còn 25% so với ban đầu ở 37oC. (c) Năng lượng hoạt hoá của phản ứng.

Đáp Án Điểm 1. (a) Phân tử SO3 tồn tại ở trạng thái hơi. Khi làm lạnh hơi SO3 ngưng tụ thành chất lỏng dễ bay hơi gồm các phân tử trime mạch vòng (SO3)3. Khi làm lạnh đến 16,8oC chất lỏng đó biến thành khối chất rắn trong suốt có dạng (SO3)n phân tử polime mạch thẳng.

Hiện tượng dễ trùng hợp của các phân tử SO3 thành vòng hay thẳng là do S dễ chuyển từ trạng thái lai hóa sp2 thành sp3. 0,50

(b) * NO2+ * NO2+ Công thức Lewis của NO2+ như sau: [O=N=O]+ Quanh nguyên tử N có 2 khu vực không gian khu trú electron nên ion NO2+ có dạng đường thẳng

0,25

* ICl-4 : Công thức Lewis:

Xung quanh I có 6 không gian khu trú, trong đó có hai cặp electron tự do nên ICl4- có dạng vuông phẳng.

0,25

2. (a) Xét phản ứng: H+ + OH-  H2O. Ta có:

Ho = Ho(H2O) - Ho(H+) - Ho(OH-) Ho = Ho(H2O) - Ho(OH-) = - 56 KJ.mol-1 (Vì Ho(H+) = 0)

O S O S O

S O

O

O

O

O O

S O S O S O

O

O

O

O

O

O

I

Cl

Cl Cl

Cl

.. ..

DeThi.edu.vn

2

So = So(H2O) - So(H+) - So(OH-) So = So(H2O) - So(OH-) = 81 J.mol-1.K-1 (Vì So(H+) = 0) * H3PO4 + OH-  H2PO4- + H2O (1) H1o = Ho(H2PO4-) + [Ho(H2O) - Ho(OH-)] - Ho(H3PO4) = - 1296 - 56 + 1288 = - 64 (kJ.mol-1)

S1o = So(H2PO4-) + [So(H2O) - So(OH-)] - So(H3PO4) = 90 + 81 – 158 = 13 (J.mol-1.K-1)

G1o = H1o – T.S1o = - 64 – 298.0,013 G1o = - 67,9 (kJ.mol-1)

0,25

0,25

* H2PO4- + OH-  HPO42- + H2O (2) Tương tự, ta được: H2o = - 1292 - 56 + 1296 = - 52 (kJ.mol-1) S2o = - 33 + 81 – 90 = - 42 (J.mol-1) G2o = H2o – T.S2o = - 52 + 298.0,042 G2o = - 39,5 (kJ.mol-1)

0,25

* HPO42- + OH-  PO43- + H2O (3) H3o = - 1277 – 56 + 1292 = - 41 (kJ.mol-) S3o = - 220 + 81 + 33 = - 106 (J.mol-1.K-1) G3o = H3o – T.S3o = - 41 + 298.0,106 G3o = - 9,4 (kJ.mol-1)

0,25

(b) H3PO4  H+ + H2PO4- Ka1 H+ + OH-  H2O Kw-1 H3PO4 + OH-  H2PO4- + H2O K = Ka1.Kw-1

Ta có: G1o = - RTlnK  K = exp(- G1o/RT) = exp(67900/(8,314.298) = 8.1011 Ka1 = K.Kw = 8.1011.10-14 Ka1 = 8.10-3

0, 50

3. (a) Ở 27oC

Ở 37oC 0,50

(b)

(Hoặc: T1/4 = 2.T1/2 = 2000s)

0,50

(c)

E = 124464,5 J/mol = 124,4645 kJ/mol; (Tính theo kcal R = 1,987, E = 29,75kcal)

0,50

4 27 27 27 2 / 1 10 . 386 ,1 5000

693 ,0 K K

693 ,0 K

2 ln T      

4 37 10 . 93 ,6 1000

693 ,0 K   

s 2000 10 . 93 ,6

4 lg 303 ,2 K

4 ln K

C 4 1

C ln

T 4 37 37

o

o

4 / 1     

          

  

   



310

1 300

1 314 ,8

E

10 . 386 ,1

10 . 93 ,6 lg 303 ,2 T

1 T

1 R

E K K ln 4

4

2 1 27

37



DeThi.edu.vn