DE OLYMPIC 2004- HÓA 11+ ĐÁP ÁN

Số mật mã:
Phần này là phách
Số mật mã:
ĐỀ VÀ ĐÁP ÁN CHI TIẾT
Bài 1:
Cho biết axit photphorơ H
3
PO
3
là một axit 2 lần axit với các hằng số là K
1
= 1,6.10
-2
và K
2
= 7.10
-7
.
1, Tính pH của dung dòch thu được khi hòa tan 0,1 mol PCl
3
vào 1 lít nước.
2, Tính pH của dung dòch thu được khi hòa tan 0,1 mol PCl
3
vào 450 ml dung dòch
NaOH 1M.
(Coi thể tích dung dòch không đổi khi hòa tan PCl
3
)
ĐÁP ÁN (5 điểm)
1, PCl
3

+ 3H
2
0 = H
3
PO
3
+ 3HCl
0,5 mol 0,1 mol 0,3 mol
H
3
PO
3
là axit yếu, HCl là axit mạnh và nồng độ lớn hơn gấp 3 lần, ta chỉ cần tính [H
+
] theo
HCl.
Vậy [H
+
] = 0,3 mol/l => pH = - log 0,3 = 0,52.
2, NaOH + HCl = NaCl + H
2
O
0,45 0,3
dư 0,15 mol
NaOH + H
3
PO
3
= NaH
2

PO
3
+ H
2
O
0,15 0,1 0,1
dư 0,05 mol
NaOH + NaH
2
PO
3
= Na
2
HPO
3
+ H
2
O
0,15 0,1 0,1
còn lại 0,05 mol 0,05 mol
(1,5 đ)
H
2
PO
−
3
H+ + HPO
−
2
3

K
2
= 7.10
-7
K
2
quá bé =>
[ ][ ]
[ ]
[ ]
7
32
2
3
2
10.7
−+
−
−+
===
H
POH
HPOH
K
=> pH = - log (7.10
-7
) = 6,15
Bài 2:
1, Trong quặng uran thiên nhiên có lẫn U
238

và U
235
theo tỷ lệ 140:1. Nếu giả thiết ở thời
điểm tạo thành trái đất, hai đồng vò trên có cùng tỷ lệ như nhau trong quặng. Hãy tính tuổi của trái
đất biết chu kỳ bán hủy của U
238
là 4,5.10
9
năm và của U
235
là 7,13.10
8
năm.
2, Cho phản ứng hạt nhân
3
1
T + X →
4
2
He + n + 1,76 MeV
PHẦN NÀY LÀ PHÁCH
→
←
Xác đònh X và tính năng lượng tỏa ra từ phản ứng trên theo đơn vò (J) khi
tổng hợp được 1 gam Hêli.
ĐÁP ÁN
- Đối với U
238
T
t

N
N
t
o
693,0ln
=
(1)
- Đối với U
235
''
693,0ln
T
t
N
N
t
o
=
(2)
Lấy (2) – (1) =>






−=−
T
T
t

N
N
N
N
t
o
t
o
11
693,0lnln
''
⇔






−=
T
T
t
N
N
t
t
11
693,0ln
''
⇔

9
98
'
'
10.04,6
10.5,4
1
10.13,7
1
693,0
1
140
ln
11
693,0
ln
=








−
=







−
=
T
T
N
N
t
t
t
năm
Vậy tuổi của trái đất gần bằng 6 tỉ năm.
2,
3
1
T +
A
Z
X →
4
2
He +
1
0
n + 17,6 MeV
* A = 4 + 1 – 3 = 2
Z = 2 – 1 = 1
* n

He
=
4
1
= 0,025mol => số nguyên tử = 0,25.6,023.10
23
= 1,506.10
23
nguyên tử.
∆E = 1,506.10
23
.17,6 = 2,65.10
24
(MeV) = 2,65.10
24
.10
6
.1,6.10
-19

= 4,24.10
11
(J).
Bài 3:
Bình kín có V = 0,5 lít chứa 0,5 mol H
2
và 0,5 mol N
2
(t
0

C) khi đạt đến trạng
thái cân bằng có 0,2 mol NH
3
tạo thành.
1, Tính hằng số cân bằng Kc (ở t
0
C).
2, Tính hiệu suất tạo thành NH
3
. Muốn hiệu suất 90% cần phải thêm vào
bình bao nhiêu mol N
2
?
3, Nếu thêm vào bình 1 mol H
2
và 2 mol NH
3
thì cân bằng sẽ dòch chuyển về
phía nào? Tại sao?
4, Nếu thêm vào bình 1 mol Hêli, cân bằng sẽ chuyển dòch về phía nào? Tại
sao?
PHẦN NÀY LÀ PHÁCH
=> X là
2
1
D
ĐÁP ÁN
CH
2
= 1M; CN

2
= 1M; [NH
3
] = 0,4M
a, 3H
2
+ N
2
2NH
3
bđ 1 1
pứ 3x x 2x
(1 – 3x) (1 - x) 2x
[NH
3
] = 2x = 0,4 => x = 0,2 => [H
2
] = 0,4M; [N
2
] = 0,8M.
[ ]
[ ][ ]
( )
( )
125,3
32,0
1
8.0.4,0
4,0
3

2
3
22
2
3
====
HN
NH
K
C
b,
2
H
n
thiếu, tính hiệu suất theo số mol H
2

Hiệu suất =
%60
1
100.2,0.3
1
100.3
==
x
Muốn tăng hiệu suất lên 90% ⇔ CH
2

tham gia là 0,9; CN
2

tham gia là 0,3;
CNH
3
sinh ra là 0,6
Gọi a là nồng độ của N2 cần thêm vào, ta có:
[H
2
] =0,1; [NH
3
] = 0,6 và [N
2
] = 1 + a – 0,3 = 0,7 + a
( )
( ) ( )
5,114
7,0.1,0
6,0
125,3
3
2
=⇒
+
==
a
a
K
Vậy số mol N
2
cần thêm vào = 114,5.0,5 = 57,25 mol
c, Khi đạt cân bằng: Vt = Vn

Khi thêm 1 mol H
2
⇔ thêm CH
2
= 2M
2 mol NH
3
⇔ thêm CNH
3
= 4M
Vt = (2,4)
3
.0,8 Kt
Vn = Kn(4,4)
2
( )
( )
785,1
4,4
8,0.4,2
2
3
==
Kn
Kt
Vn
Vt
> 1
Vt > Vn ⇒ Cân bằng sẽ dòch theo chiều thuận.
d, Khi thêm Hêli vào bình, Hêli là khí trơ không tham gia phản ứng nhưng số

mol khí trong bình tăng lên ⇒ áp suất tăng ⇒ Cân bằng sẽ dòch chuyển theo chiều
giảm áp suất là chiều thuận.
Chiều giảm số mol khí (4mol → 2mol)
→
←
PHAN NAỉY LAỉ PHACH
Bài 4 ( 6 điểm)
ở 100
0
C khối lợng phân tử trung bình của hỗn hợp M gồm một số hidrocacbon
liên tiếp trong một dãy đồng đẳng là 64 đ.v.C. Khi làm lạnh đến nhiệt độ phòng một
vài hidrocacbon của hỗn hợp đó hoá lỏng, hỗn hợp khí còn lại có khối lợng phân tử
trung bình bằng 54 đ.v.C, phần lỏng có khối lợng phân tử trung bình bằng 74 đ.v.C.
Tổng khối lợng phân tử của các chất đồng đẳng trong hỗn hợp M bằng 252 đ.v.C. Khối
lợng phân tử của đồng đẳng nặng nhất bằng hai lần khối lợng phân tử của đồng đẳng
nhẹ nhất.
Xác định CTPT và tính tỉ lệ thể tích các chất trong hỗn hợp M.
PHAN NAỉY LAỉ PHACH
đáp án

điểm
Các khối lợng phân tử của hidrocacbon trong M tạo nên cấp số cộng M
1
, M
2
, . . . M
n

với công sai q = 14
Ta có tổng các số hạng

S
n
= M
1
+ M
2
+ . . . + M
n
= 252
Số hạng tổng quát M
n
= M
1
+ q (n-1)
Số hạng M
n
= 2M
1
do đó 2M
1
= M
1
+ 14(n-1) (1)
Tổng n số hạng đầu tiên của cấp số cộng là:

Từ (1) và (2) ta đợc M
1
= = 14 (n-1)
n
2

- n -12 = 0
Giải phơng trình: n = - 3 (loại)
n = 4
Ta đợc M
1
= 42
Gọi hidrocacbon là C
x
H
y
12x + y = 42
x = 3
y = 6
Chất đầu dãy C
3
H
6
, chất cuối là C
6
H
12
Vậy trong M có các hidrocacbon C
3
H
6
, C
4
H
8
, C

5
H
10
, C
6
H
12

Khối lợng phân tử trung bình của M là:
M = 42x + 56y + 70z + 84t
= 64 (x+y+z+t) (*)
Khi làm lạnh tới nhiệt độ phòng, C
5
H
10
và C
6
H
12
hoá lỏng
M
K
= 42x + 56y = 54(x+y) y = 6x
M
L
= 70z + 84t = 74(z+t) t = 0,4z
Đa y = 6x và t = 0,4z vào (*) ta có:
54 (x+y) + 74 (z+t) = 64 (x + y + z + t)
10 (x+y) = 10 (z+t)
(x+y) = (z+t)

x + 6x = z + 0,4z
z = 5x
t = 2x
Từ đó suy ra x : y : z : t = 1 : 6 : 5 : 2
S
n
=
=
(M
1
+ M
n
)n
2
= 252

=
3nM
1
2
= 252

M
1
=
504
3n
(2)
504
3n