Đề thi chọn đổi tuyển Quốc gia dự thi olympic Hóa học Quốc tế năm 2004 (Vô cơ) - Bộ giáo dục và đào tạo

Nội dung text: Đề thi chọn đổi tuyển Quốc gia dự thi olympic Hóa học Quốc tế năm 2004 (Vô cơ) - Bộ giáo dục và đào tạo

1. bộ giáo dục và đào tạo kì thi chọn đội tuyển quốc gia dự thi olympic hoá học Quốc tế năm 2004 Thời gian : 240 phút ( không kể thời gian giao đề ) Ngày thi : 14 / 5 / 2004 Câu I: 1. Iot tan ít trong nước, nhưng tan nhiều trong nước có KI vì có xảy ra phản ứng: I2 + I I3 (1) a. Cho biết cấu trúc hình học của ion I3 và trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm. b. Trình bày (có giải thích) qui luật về sự thay đổi tính bền của dãy các hợp chất MI3 (M là kí hiệu các kim loại kiềm). 2. Phản ứng I2 + 2 Na2S2O3 Na2S4O6 + 2 NaI (2) là một phản ứng quan trọng của I2, là cơ sở của một phương pháp phân tích định lượng. Có thể dùng phản ứng này để xác định hàm lượng Sn2+ và Fe3+ trong dung dịch nước hay không? Nếu được, hãy trình bày tóm tắt cách thực hiện (có thể dùng thêm các hoá chất cần thiết). O O O E = 0,534 V , E 3+ 2+ = 0,771 V , E 4+ 2+ = 0,14 V. I2/ I Fe / Fe Sn / Sn 3. Để xác định hằng số cân bằng của (1) người ta cho: 100 mL dung dịch I2 trong nước chứa 3,32 gam KI trong 1 lít (ở đó (1) đã đạt tới cân bằng) vào một ống thuỷ tinh A, 100 mL dung dịch chưa bão hoà iot trong nước nguyên chất vào trong một ống B tương tự A. Hai ống được nối với nhau bằng một ống dẫn, qua đó I2 có thể chuyển từ ống này sang ống kia (xem hình vẽ). Sự vận chuyển nước được bỏ qua. ở 298 K , khi cân bằng trong hệ được thiết lập (tức là lúc nồng độ I2 ở ống A và ống B bằng nhau), để làm mất màu dung dịch trong A cần 117 mL dung dịch chứa 1 gam Na2S2O3. 5 H2O trong 1 lít (dung dịch X), còn để làm mất màu dung dịch trong B A B chỉ cần 8,65 mL dung dịch X. Người ta làm lại thí nghiệm trên ở 273 K và nhận thấy: dung dịch trong A bị mất màu sau khi thêm vào đó 82 mL dung dịch X, còn dung dịch trong B bị mất màu sau khi thêm 3,08 mL dung dịch X. a. Giải thích vì sao có sự chuyển I2 từ A sang B và khi cân bằng được thiết lập thì nồng độ I2 trong hai ống A và B phải bằng nhau. b. Tính hằng số cân bằng Kc của (1) ở 273 K và 298 K. c. Phản ứng (1) phát nhiệt hay thu nhiệt? Tính hiệu ứng nhiệt HO của phản ứng. Biết rằng: HO của phản ứng được coi như không phụ thuộc vào nhiệt độ (T). O Đối với dung dịch nước loãng: d ln K c = H . dT 2 R = 8,314 J.K 1.mol 1 RT Câu II: 1. Phản ứng phân huỷ đinitơ pentaoxit trong brom lỏng ở nhiệt độ T diễn ra theo phương trình: 2 N O 4 NO + O (1) 2 5 2 2 Nồng độ của đinitơ pentaoxit biến đổi theo thời gian như sau: 1/3 trang
2. Thời gian, s 0 200 400 600 1000 N2O5, mol/L 0,110 0,073 0,048 0,032 0,014 a. Phản ứng (1) có thể là phản ứng bậc 1 được không? b. Tính hằng số tốc độ của phản ứng. 2. Phản ứng phân huỷ đinitơ pentaoxit ở pha khí là phản ứng bậc 1. Hằng số tốc độ phản ứng bằng 4,8.10 4s 1. Người ta thực hiện phản ứng trong một bình kín. ở thời điểm t = 0 trong bình chỉ có đinitơ pentaoxit, PO = 66,75 kPa. Tính áp suất trong bình ở thời điểm t = 10 phút. 3. ở 298 K, hằng số tốc độ của phản ứng phân huỷ đinitơ pentaoxit ở pha khí bằng 3,38.10 5s 1, còn hằng số tốc độ của phản ứng phân huỷ đinitơ pentaoxit ở pha lỏng bằng 4,47.10 5s 1, hãy giải thích sự khác biệt này. Câu III: 1. Titan (II) oxit TiO có cấu trúc tinh thể kiểu NaCl. a. Vẽ một ô mạng đơn vị (tế bào cơ sở). b. Biết cạnh của ô mạng đơn vị a = 0,420 nm. Tính khối lượng riêng của TiO. 2. Tính năng lượng mạng tinh thể của TiO từ các số liệu sau: Năng lượng thăng hoa của Ti 425 kJ.mol 1 1 Năng lượng nguyên tử hoá của O2 494 kJ.mol Năng lượng ion hoá thứ nhất của Ti 658 kJ.mol 1 Năng lượng ion hoá thứ hai của Ti 1310 kJ.mol 1 ái lực electron của O 141,5 kJ.mol 1 ái lực electron của O 797,5 kJ.mol 1 Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của TiO 416 kJ.mol 1. Câu IV: Đơn chất A là một khí không màu, rất khó tham gia phản ứng. 250 cm3 khí này ở điều kiện 105 Pa, 298 K nặng 1,32 gam. 0,651 gam A tác dụng vừa đủ với 0,380 gam flo ở 400OC tạo thành một sản phẩm duy nhất ở dạng bột màu trắng B. 1,035 gam B tác dụng hết với đioxi điflorua ở 78 OC tạo thành 124 cm3 oxi ở điều kiện 105 Pa, 298 K và 1,23 gam chất rắn C màu trắng. Khi chiếu xạ hỗn hợp gồm A và flo ở 25 OC tạo thành chất D. Lấy 1,00 mol D cho tác O dụng với hiđro (dư) ở 400 C rồi hoà tan sản phẩm trong H2O (dư). Để trung hoà dung dịch thu được cần 250 mL dung dịch NaOH 8 M. 1. Xác định các chất: A, B, C, D. Viết các phương trình phản ứng (nếu có). 2. Cho biết cấu trúc hình học của B và trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm. R = 8,314 J.K 1.mol 1 Câu V: 1. Cho các cân bằng: 4,49 AgSCN  + IO3 AgIO3  + SCN ; KI = 10 2 3,04 Ag2CrO4  + 2 IO3 2 AgIO3  + CrO4 ; KII = 10 (mol/L) 2/3 trang
3. 2 8 2 AgCl  + CrO4 Ag2CrO4  + 2 Cl ; KIII = 1,0.10 (mol/L) 1 Hãy tính hằng số cân bằng của phản ứng: AgSCN  + Cl AgCl  + SCN 4 Biết rằng độ tan của AgIO3 trong nước bằng 1,74. 10 M. 2. Dung dịch A thu được khi trộn 10,00 mL NH3 0,200 M với 10,00 mL hỗn hợp AgNO3 0,010 M và HNO3 0,200 M. Dung dịch B thu được khi trộn 10,00 mL AgNO3 0,010 M, 10,00 mL HNO3 0,200 M với 20,00 mL NH3. pH của dung dịch B bằng 9,00. a. Tính pH của dung dịch A. b. Nhúng điện cực Ag vào dung dịch A và dung dịch B rồi ghép thành pin (có cầu muối tiếp xúc giữa hai dung dịch). Biểu diễn sơ đồ pin. Viết phương trình phản ứng điện hoá xảy ra tại mỗi điện cực và phản ứng tổng quát khi pin hoạt động. 3. Biết Epin = 0,262 V. Tính hằng số cân bằng tạo phức K f2 + + Ag + 2 NH3 Ag(NH3)2 ; K f2 + nếu coi trong dung dịch B chỉ có một phức chất duy nhất Ag(NH3)2 được tạo thành. + 4. Hãy chứng tỏ rằng trong dung dịch B sự tạo thành ion phức AgNH3 không đáng kể so với ion phức Ag(NH ) +. 3 2 RT EO = 0,80 V ; pK (NH +) = 9,24 ; ln = 0,0592 lg Ag+/A a 4 F g + + 3,4 Ag + NH3 AgNH3 ; Kf = 10 Câu VI: 1 Độ tan của các muối ít tan bị ảnh hưởng bởi hai yếu tố quan trọng là pH và sự tạo phức. 1. Giải thích tại sao pH ảnh hưởng đến độ tan của bạc oxalat. Tính độ tan của bạc oxalat (theo mol.L 1) trong dung dịch có pH = 5. O 2 1 5 1 Tại 25 C, K (H2C2O4) = 5,9.10 mol.L ; K (H2C2O4) = 6,4.10 mol.L a1 a2 Tích số tan của bạc oxalat bằng 3,5.10 11 2. Giải thích tại sao bạc oxalat tan nhiều trong dung dịch amoniac. Tính độ tan của bạc oxalat (theo mol.L 1) trong một dung dịch amoniac, biết rằng khi sự hoà tan 1 ngừng lại (cân bằng hoà tan đã được thiết lập), NH3 = 0,02 mol.L . Cho: Ag+ + NH AgNH + ; K = 2,51. 103 mol.L 1 3 3 f1 AgNH + + NH Ag(NH ) + ; K = 8,32. 103 mol.L 1 3 3 3 2 f2 3. So sánh độ tan của bạc oxalat trong hai trường hợp trên với độ tan của bạc oxalat trong nước nguyên chất. 3/3 trang