Kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia Lớp 12 THPT năm 2004 môn Hóa học vô cơ - Bảng B

1/8 CT B

Bộ giáo dục và đào tạo kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia

lớp 12 THPT năm 2004

Hướng dẫn chấm đề thi chính thức Môn: hoá học - Bảng B Ngày thi : 11/3/2004

Câu I (4 điểm): 1. 1.5điểm ; 2. 1 điểm ; 3. 1,5 điểm

1. Viết phương trình hoá học cho mỗi trường hợp sau:

a) Cho khí amoniac (dư) tác dụng với CuSO4.5H2O. b) Trong môi trường bazơ, H2O2 oxi hoá Mn2+ thành MnO2. c) Trong môi trường axit, H2O2 khử MnO4- thành Mn2+. 2. Trong số các phân tử và ion: CH2Br2, F - , CH2O, Ca2+, H3As, (C2 H5 )2O , phân tử và ion nào có thể tạo liên kết hiđro với phân tử nước? Hãy giải thích và viết sơ đồ mô tả sự hình thành liên kết đó. 3. Năng lượng liên kết của N-N bằng 163 kJ.mol–1, của NN bằng 945 kJ.mol–1. Từ 4 nguyên tử N có thể tạo ra 1 phân tử N4 tứ diện đều hoặc 2 phân tử N2 thông thường. Trường hợp nào thuận lợi hơn? Hãy giải thích. Hướng dẫn giải: 1. a) Có thể viết CuSO4.5H2O ë dạng [Cu(H2O)4] SO4.H2O. Do đó khi phản ứng xảy ra, NH 3 sẽ thế các phân tử H2O ë cầu nội: [Cu(H2O)4] SO4.H2O + 4 NH 3 [Cu(NH3)4] SO4.H2O + 4 H2O b) Xét chi tiết

H2O2 + 2 e 2 OH - Sự khử Mn2+ + 4 OH - - 2 e MnO2 + 2 H2O Sự oxi hoá Mn2+ + H2O2 + 2 OH - MnO2 + 2 H2O c) Cũng xét chi tiết tương tự như trên :

2 MnO4- + 8 H3O+ + 5 e Mn2+ + 12 H2O Sự khử 5 H2O2 + 2 H2O - 2 e O2 + 2 H3O+ Sự oxi hoá 2 2 MnO4- + 5 H2O2 + 6 H3O+ 2 Mn2+ + 5 O2 + 14 H2O

2/ Các vi hạt CH2Br2, Ca2+, H3As không có nguyên tử âm điện mạnh nên không thể tạo liên kết hiđro với phân tử nước. Các vi hạt F - , CH2O, (C2 H5 )2O có nguyên tử âm điện mạnh nên có thể tạo liênkết hiđro với phân tử nước:

. . . H

C

H

H

O

H . . .

F O H

H C2H5

O C2H5

H

O

H

O

DeThi.edu.vn

2/8 CT B

3. a) Xét dấu của nhiệt phản ứng  H = iEi - jEj i j Trong đó i, j là liên kết thứ i, thứ j ë chất tham gia, chất tạo thành tương ứng của phản ứng được xét; Ei ; Ej là năng lượng của liên kết thứ i, thứ j đó. b) Xét cô thể với nitơ :

 Phản ứng 4 N N4 (1) Có  H1 = 4 EN - EN4 = 0,0 - 5  163 ; vậy  H1 = - 815 kJ .

 Phản ứng 4 N 2 N2 (2) Có  H2 = 4 EN - 2 EN2 = 0,0 - 2  945 ; vậy  H2 = - 1890 kJ . Ta thấy  H2   H1. Vậy phản ứng 4 N 2 N2 xảy ra thuận lợi hơn phản ứng 4 N N4.

Câu II (4 điểm): 1. 1.5 điểm ; 2. 2 điểm ; 3. 1 điểm

1. Ion nào trong các ion sau đây có bán kính nhỏ nhất? Hãy giải thích.

Li+, Na+, K+, Be2+, Mg2+. 2. Cho hai muối Ag2SO4 và SrSO4 vào nước cất và khuấy đều cho đến khi đạt được dung dịch bão hoà ë nhiệt độ phòng. Xác định nồng độ ion Ag+ và Sr2+. Biết rằng ë nhiệt độ nghiên cứu tích số tan của Ag2SO4 là 1,5. 10-5, của SrSO4 là 2,8.10-7. 3. Sắt monoxit FeO có cấu trúc mạng tinh thể lập phương tâm diện (mặt) kiểu NaCl với thông số mạng a = 0,430 nm. Hãy tính khối lượng riêng của tinh thể sắt monoxit đó. Hướng dẫn giải:

1.

2.

Ag2SO4  2 Ag + + SO42- ; [Ag+]2 [SO42-] = 1,5 . 10-5

SrSO4  Sr 2+ + SO42- ; [Sr2+] [SO42-] = 2,8 . 10-7. Từ trị số tích số tan ta thấy Ag2SO4 tan nhiều hơn nên có thể giả thiết SrSO4 cung cấp không đáng kể lượng SO42- cho dung dịch. Vậy xét Ag2SO4  2 Ag + + SO42- ; Đặt nồng độ SO42- là x, ta có [Ag+]2 [SO42-] = (2x)2 = 1,5 . 10-5 Từ đó có x = 1,55 . 10-2 mol/l nên [Ag+] = 2 x = 3,1 . 10-2 mol/l. Còn SrSO4  Sr 2+ + SO42- có T = [Sr2+] . 1,5510-2 = 2,8 . 10-7. Vậy [Sr2+] = 1,8.10-5 mol/l. Giả thiết trên hợp lý vì nồng độ SO42- do SrSO4 tạo ra là 1,8.10-5 mol/l là quá nhỏ.

Li+ Be2+ Be2+ và Li+ đồng electron tăng Na+ Mg2+ với nhau, nhưng ë Be2+ điện r K+ tích hạt nhân nhiều hơn

r nhỏ hơn của Li+

giảm r

Vậy trong số 5 ion này Be2+ có bán kính nhỏ nhất.

 

DeThi.edu.vn