Đáp án đề thi học sinh giỏi Quốc gia môn Hóa học Lớp 12 năm 2002 - Bảng A

KỲ THI CHỌN HSG QUỐC GIA NĂM 2002 (Bảng A): Tại 25oC phản ứng 2 N2O5 (k) 4 NO2 (k) + O2 (k) có hằng só tốc độ k = 1,8.10-5. s-1 ; biểu thức tính tốc độ phản ứng v = k.C(N2O5). Phản ứng trên xảy ra trong bình kín thể tích 20,0 lit không đổi. Ban đầu lượng N2O5 cho vừa đầy bình. ở thời điểm khảo sát, áp suất riêng của N2O5 là 0,070 atm . Giả thiết các khí đều là khí lý tưởng. 1. Tính tốc độ: a) tiêu thụ N2O5 ; b) hình thành NO2 ; O2. 2. Tính số phân tử N2O5 đã bị phân tích sau 30 giây.

3. Nếu phản ứng trên có phương trình N2O5 (k) 2 NO2 (k) + 1/2 O2 (k) thì trị số tốc độ phản ứng, hằng số tốc độ phản ứng có thay đổi không? Giải thích. BÀI GIẢI: 1. Trước hết phải tính tốc độ của phản ứng theo biểu thức đã có:

V = k CN2O5 (1) Đã có trị số k; cần tính C(N2O5) tại thời điểm xét:

pi V = ni RT  CN2O5 = nN2O5 : V = pi / RT (2) Thay số vào (2), ta có: C(N2O5) = 0,070 : 0,082  298 = 2,8646.10-3(mol.l-

1) Đưa vào (1):

Vpu = 1,80. 10-5 x 2,8646. 10-3 Vpu = 5,16. 10-8 mol. l-1. S-1 (3) Từ ptpứ 2 N2O5 (k)  4 NO2 (k) + O2 (k) d C(N2O5) Vtiiêu thụ N2O5 =  = 2 Vpư (4) dt Thay số vào (4).

Vtiêu thụ N2O5 = - 2 x 5, 16 . 10-8. Vtiêu thụ N2O5 = - 1,032.10-7 mol.l-1.s-1. Dấu - để chỉ “tiêu thụ N2O5 tức mất đi N2O5 hay giảm N2O5” b. Vhình thành NO2 = 4 Vpư = - 2Vtiêu thụ N2O5. (5) Thay số: Vhình thành NO2 = 4 x 5,16.10-8 Vhình thành NO2 = 2,064.10-7 mol l-1.s-2 Vhình thànhO2 = Vpư = 5,16.10-8 mol l-1.s-2 Ghi chú:

Hai tốc độ này đều có dấu + để chỉ “hình thành hay được tạo ra” (ngược với “tiêu thụ”).

Việc tính tốc độ tiêu thụ N2O5 hay hình thành NO2, O2 theo tốc độ pư, Vpư, như trên chỉ thuần tuý hình thức theo hệ só phương trình, thực chất phản ứng này là một chiều bậc nhất. 2. Số phân tử N2O5 đã bị phân huỷ được tính theo biểu thức. N N205 bị phân huỷ = N = VN2O5 tiêu thụ . Vbình . t . N0 Thay số: N = 1,032.10-6 . 20,0 . 30,0 . 6,023.1023.

DeThi.edu.vn

N  3,7.1020 phân tử 3. Nếu phản ứng trên có phương trình: N2O5(k)  2 NO2(k) + 1/2 O2 thì tốc độ phản ứng, Vp-, cũng như hằng số tốc độ phản ứng, k, đều không đổi (tại nhiệt độ T xác định), vì: - k chỉ phụ thuộc nhiệt độ. - theo (1): Khi k = const; C(N2O5) = const thì V = const. KỲ THI CHỌN HSG QUỐC GIA NĂM 2004 (Bảng A):

1. Khí CO gây độc vì tác dụng với hemoglobin (Hb) của máu theo phương trình

3 CO + 4 Hb  Hb4 (CO)3

Số liệu thực nghiệm tại 200C và động học phản ứng này như sau:

Nồng độ (mol. l-1) CO Hb

Tốc độ phân hủy Hb

( mol. l-1 .s-1 ) 1,50 2,50 2,50

2,50 2,50 4,00

1,05 1,75 2,80 Hãy tính tốc độ phản ứng khi nồng độ CO là 1,30; Hb là 3,20 (đều theo mol.l-1) tại 200C .2. Người ta nung nóng đến 8000C một bình chân không thể tích 1 lít chứa 10,0 gam canxi cacbonat và 5,6 gam canxi oxit. Hãy tính số mol khí cacbonic có trong bình. Muốn cho lượng canxi cacbonat ban đầu phân hủy hết thì thể tích tối thiểu của bình phải bằng bao nhiêu? Biết tại nhiệt độ đó khí CO2 trong bình có áp suất là 0,903 atm . BÀI GIẢI:

1. a) Trước hết ta phải xác định được bậc của phản ứng.

 Kí hiệu bậc riêng phần của phản ứng theo chất Hb là x, theo CO là y, ta có phương trình động học (định luật tốc độ) của phản ứng: vpư = k C xHbC yCO (1)

 Theo định nghĩa, ta có thể biểu thị tốc độ phản ứng trên theo tốc độ phân hủy Hb, nghĩa là vpư = 1/4 vphân hủy Hb (2). Ghi chú : Vì đã ghi rõ  tốc độ phân hủy Hb» nên không cần dùng dấu - Vậy ta có liên hệ: vpư = 1/4 vphân hủy Hb = k C x HbC yCO (3) .  Theo thứ tự trên xuống ta ghi số các số liệu thí nghiệm thu được là

Thí nghiệm số Nồng độ (mol. l-1) Tốc độ phân hủy Hb (mol. l-1 .s-

1 ) CO Hb 1 2 3

1,50 2,50 2,50

2,50 2,50 4,00

1,05 1,75 2,80

DeThi.edu.vn