4 trang 7 lượt tải

Đề Thi - Đáp án Hóa Vô Cơ I | Organic Chemistry II | Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

14

Câu 1. Trình bày cấu tạo phân tử (theo phương pháp VB), tính chất lý, hóa học của NH3. Câu 2. Hãy làm rõ sự giống nhau và khác nhau giữa các hợp chất của Cr với các hợp chất 3+ của Al . 3+ Câu 3. Hãy trình bày quá trình điều chế HNO3 (viết các phương trình phản ứng với các điều kiện cụ thể, giải thích) trong quá trình điều chế HNO3 từ than, nước, không khí và các phụ liệu cần thiết khác. Tài liệu được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!

Môn: Organic Chemistry II 10 tài liệu

Trường: Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 0.9 K tài liệu

Tác giả:

Profile

Mai Nguyệt

1 tuần trước
Tải xuống Chia sẻ Báo cáo
Danh sách Quiz
Tải xuống
/4
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
--------------------------------- -----------------------------
Đề thi môn: Hoá Vô cơ I
Cho sinh viên lớp môn học CHE1077
Học kỳ I năm học 2016-2017
Thời gian làm bài: 90 phút
ĐỀ THI SỐ 1
Trình bày cấu tạo phân tử (theo phương pháp VB), tính chất lý, hóa học của NH .
3
Hãy làm rõ sự giống nhau và khác nhau giữa các hợp chất của Cr với các hợp chất
3+
của Al .
3+
Hãy trình bày quá trình điều chế HNO (viết các phương trình phản ứng với các điều
3
kiện cụ thể, giải thích) trong quá trình điều chế HNO từ than, nước, không khí và các phụ
3
liệu cần thiết khác.
Câu 4.
Hoà tan 7,1328 gam sắt cục chứa tạp chất Fe vào một lượng rất dư dung dịch
2
O
3
H
2
SO
4
loãng rồi thêm nước cất đến thể tích bằng 500 ml. Lấy 25 ml dung dịch đó rồi thêm
dần dung dịch KMnO 0,0993M, hết 12,0 ml thì thấy xuất hiện màu hồng tím trong dung
4
dịch .
a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
b. Xác định hàm lượng phần trăm khối lượng của Fe tinh khiết trong cục sắt đó và thể
tích khí hydro thoát ra ở đktc.
c. Nếu lấy cùng một khối lượng sắt cục và có cùng hàm lượng của Fe tinh khiết nhưng
chứa tạp chất là FeO và làm lại thí nghiệm giống như trên thì thể tích dung dịch KMnO
4
0,0993 M cần dùng là bao nhiêu ?
Cho: Fe =56, O=16,
(Chú ý: Cán bộ coi thi không được giải thích gì thêm.)
Đáp án đề thi số 1
Câu 1. Trình bày cấu tạo phân tử (theo phương pháp VB), tính chất lý hóa học của NH .
3
Trả lời:
1. Cấu tạo phân tử NH :
3
* Dữ kiện thực nghiệm: + Ph/tử cấu tạo hình chóp đáy tam giác đều, ng/tử N ở đỉnh, 3 ng/tử H ở đáy.
+ d = 1,014Å, E trung bình = 385kJ/mol; góc HNH =107 .
lkN–H lk
o
+ Ph/tử NH có cực tính lớn, = 1,48D.
3
m
* Giải thích cấu tạo ph/tử NH theo pp VB:
3
N lai hóa sp , 3AO lai hóa tạo 3 lk với 3H, 1AO lai hóa chứa cặp e. Do có AO chứa cặp e một
3
s
nhân chiếm thể tích lớn hơn nên góc HNH bằng 107 và làm cho NH có khả năng tham gia p/ứ kết hợp.
º
3
2. Tính chất vật lý
* Lk N-H có cực tính lớn, các ph/tử NH kết hợp với nhau nhờ lk hiđro, nên:
3
+ T (-77,75 C), T (-33,35 C) và nhiệt hoá hơi (22,82 kJ/mol) của NH cao hơn so với các h/c tương
nc
o
s
o
3
tự cpa nhóm VIA.
+ NH tan nhiều trong nước, đô
3
r
tan giảm mạnh khi T dung dịch tăng.
+ NH tan trong nước toả nhiệt mạnh; ở 20 C là 35 kJ/mol.
3
DH
ht
o o
* Dd NH trong nước có tính kiềm do tồn tại cân bằng: NH + H O NH O NH + OH
3 3 2
⇌
3
.H
2
⇌
4
+ -
K
ph/ly NH3
=1,8.10 ở 25 C. Nên dd NH trong nước là một bazơ yếu.
-5 o
3
* Ở đ/k thường, NH là khí ko màu, có mùi khai hắc. NH nhẹ hơn kh/khí 1,7 lần.
3 3
3. Tính chất hóa học
* NH là hợp chất khá hoạt động về mặt hóa học. T/c đặc trưng là kết hợp, khử và tham gia p/ứ thế.
3
a. Tính kWt hXp: Do có cặp e tự do, p/tử NH dv tham gia ph/ứng kết hợp:
3
+ Tạo nhiều phức bền với ion kim loại chuyển tiếp (phức amin).
+ Kết/hợp với nhiều muối kl tạo amoniacat tinh thể: CaCl , CuSO .
2
.8NH
3 4
.4NH
3
+ Kết hợp dv dàng với nhiều chất. VD, NH + HCl NH
3(khí) (khí)
®
4
Cl
(mù)
b. Tính khử: NH có tính khử tuy ko đặc trưng bằng khả năng kết hợp.
3
* Với oxi:
+ Ở đ/k thường và trong kh/khí, khí NH và dd của nó hoàn toàn bền.
3
+ Trong oxi và ở T cao khí NH cháy cho ngọn lửa màu vàng tạo khí N và H O
3 2 2
4NH
3
+ 3O 2N + 6H O
2
®
2 2
+ Khi có Pt hay Pt-Rh làm xt ở 800-900 C: 4NH + 5O 4NO + 6H O
o
3 2
®
2
Nếu cho hỗn hợp đi chậm qua sợi amiăng chứa muội Pt: 4NH + 2O NH + H O
3 2
®
4
NO
3 2
* Với halogen:
+ Cl , Br oxh mãnh liệt NH ở tt khí và dd tạo ra nitơ: 2NH + 3Cl N + 6HCl
2 2 3 3 2
®
2
+ F t/d với khí NH tạo ra khí nitơ triflorua: 4NH + 3F NF + 3NH F
2 3 3 2
®
3 4
+ I t/d với dd NH tạo kết tủa đen NI , ở trạng thái khô h/chất này dv nổ khi va chạm nhẹ:
2 3 3
.NH
3
Với h/chất: Khi đun nóng NH khử được oxit của một số kl: 3CuO + 3NH N + 3H O + 3Cu
3 3
®
2 2
c. Tham gia phản Yng thW:
Ở T cao, các ng/tử H trong NH có thể được lần lượt thế bởi các kl hoạt động tạo ra amiđua (NH-),
3
imiđua (NH -) và nitrua (N -).
2 3
+ Khí NH t/d với kl natri ở 300 C: 2Na + 2NH 2NaNH + H
3
o
3
®
2 2
+ Ở 800-900 C, Al t/d với khí NH : 2Al + 2NH 2AlN + 3H
o
3 3
®
2
Câu 2 .(2 điểm)
Hãy làm rõ sự giống nhau và khác nhau giữa các hợp chất của Cr với các hợp chất của Al .
3+ 3+
Trả lời:
Giống:
- Cùng là các hợp chất có tính lưỡng tính;
- Có khả năng tạo các muối phèn.
- Oxit có cấu trpc tinh thể như nhau (corundun), hydroxit dv kết tủa keo từ dung dịch.
- Nhiều muối Cr(III) có cấu tạo, độ tan và tính chất giống với muối Al(III), do r gần nhau của các ion
Cr (0,61Å).
3+
(0,57Å) và Al
3+
Khác:
- Cấu tạo electron khác nhau: Cr có 3 electron d.
3+
- Các hợp chất Cr có màu; Các hợp chất Al không có màu
3+ 3+
- Các hợp chất Cr có tính khử, Các hợp chất Al không có tính khử.
3+ 3+
- Cr có khả năng tạp phức mạnh hơn Al .
3+ 3+
- Các hợp chất của Cr có độc tính cao hơn các hợp chất của Al .
3+ 3+
Câu 3.
Hãy viết các phương trình phản ứng (với các điều kiện cụ thể, giải thích) trong quá trình điều chế
HNO
3
trong công nghiệp từ các nguyên liệu: N , H , O , H O và các phụ liệu khác.
2 2 2 2
Trả lời
+ Điều chế H : theo phương pháp khí than nước từ than và nước.
2
C + H O CO + H
2 2
CO + H O CO + H
2 2 2
Tách N từ không khí theo phương pháp bay hơi phân đoạn.
2
+ Điều chế amoniac: N + 3H 2NH + 105,66 kJ
2 2
⇌
3
ở 500 C, P = 400-600 atm, xpc tác là bột Fe hoạt hóa bởi Al và K O, tỷ lệ thể tích N = 1/3.
o
2
O
3 2 2
/H
2
+ Điều chế NO bằng cách oxi hóa NH .
3
4NH + 5O
3 2
4NO + 6H
2
O
+ NO + O = NO
2 2
Hấp thu NO bằng nước: 3NO + H O = 2HNO + NO
2 2 2 3
Câu 4.
Hoà tan 7,1328 gam sắt cục chứa tạp chất Fe vào một lượng rất dư dung dịch H loãng rồi
2
O
3 2
SO
4
thêm nước cất đến thể tích bằng 500 ml. Lấy 25 ml dung dịch đó rồi thêm dần dung dịch KMnO
4
0,0993M, hết 12,0 ml thì thấy xuất hiện màu hồng tím trong dung dịch .
a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
b. Xác định hàm lượng phần trăm khối lượng của Fe tinh khiết trong cục sắt đó và thể tích khí hydro
thoát ra ở đktc.
c. Nếu lấy cùng một khối lượng sắt cục và có cùng hàm lượng của Fe tinh khiết nhưng chứa tạp chất
là FeO và làm lại thí nghiệm giống như trên thì thể tích dung dịch KMnO 0,0993 M cần dùng là bao
4
nhiêu ?
Cho: Fe =56, O=16,
Giải:
Gọi x là số mol Fe , y là số mol Fe có trong mẫu.
2
O
3
a) Phản ứng xẩy ra khi hoà tan trong H dư:
2
SO
4
Fe SO (SO
2
O
3
+ 3H
2 4
= Fe
2 4
)
3
+ 3H O
2
x x
Fe (SO
2 4
)
3
+ Fe = 3FeSO
4
x x 3x
Fe + H = FeSO + H = (2x+y), n = (y-x)
2
SO
4 4 2
n
FeSO4 H2
(y-x) (y-x) (y-x)
10FeSO SO SO (SO
4
+ KMnO + 8H
4 2 4
= K
2 4
+ 2MnSO + 5Fe
4 2 4
)
3
+ 8H O
2
(2x+y) (2x+y)/5
b) tính %Fe
160x + 56y = 7,1328 (1)
x + y = {[5.(0,0993.12.10 )]/25}.500 = 0,11916 (2)
-3
x = 9,58.10 y = 0,1
-3
%Fe = (0,1.56):7,1328.100 = 78.51 (%)
V
H2
= (0,1 - 9,58.10 ).22,4 = 2,0254 (lít)
-3
c) Nếu tạp chất là FeO có khối lượng là 7,1328 – 5,6 = 1,5328 (g)
n
FeSO4
= n + n
Fe FeO
= 0,1 + 1,5328: (56+16) = 0,12128888
N
KMnO4
= 0,01221 (lít) = 12,21 ml.

Tài liệu khác của Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Preview text:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
--------------------------------- -----------------------------
Đề thi môn: Hoá Vô cơ I
Cho sinh viên lớp môn học CHE1077
Học kỳ I năm học 2016-2017
Thời gian làm bài: 90 phút ĐỀ THI SỐ 1 Câu 1.
Trình bày cấu tạo phân tử (theo phương pháp VB), tính chất lý, hóa học của NH3. Câu 2.
Hãy làm rõ sự giống nhau và khác nhau giữa các hợp chất của Cr3+ với các hợp chất của Al3+. Câu 3.
Hãy trình bày quá trình điều chế HNO3 (viết các phương trình phản ứng với các điều
kiện cụ thể, giải thích) trong quá trình điều chế HNO 3từ than, nước, không khí và các phụ liệu cần thiết khác. Câu 4.
Hoà tan 7,1328 gam sắt cục chứa tạp chất Fe2O 3 vào một lượng rất dư dung dịch
H2SO4 loãng rồi thêm nước cất đến thể tích bằng 500 ml. Lấy 25 ml dung dịch đó rồi thêm
dần dung dịch KMnO4 0,0993M, hết 12,0 ml thì thấy xuất hiện màu hồng tím trong dung dịch .
a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
b. Xác định hàm lượng phần trăm khối lượng của Fe tinh khiết trong cục sắt đó và thể
tích khí hydro thoát ra ở đktc.
c. Nếu lấy cùng một khối lượng sắt cục và có cùng hàm lượng của Fe tinh khiết nhưng
chứa tạp chất là FeO và làm lại thí nghiệm giống như trên thì thể tích dung dịch KMnO4
0,0993 M cần dùng là bao nhiêu ? Cho: Fe =56, O=16,
(Chú ý: Cán bộ coi thi không được giải thích gì thêm.)
Đáp án đề thi số 1
Câu 1. Trình bày cấu tạo phân tử (theo phương pháp VB), tính chất lý hóa học của NH3. Trả lời:
1. Cấu tạo phân tử NH : 3
* Dữ kiện thực nghiệm: + Ph/tử cấu tạo hình chóp đáy tam giác đều, ng/tử N ở đỉnh, 3 ng/tử H ở đáy. + d o
lkN–H = 1,014Å, Elk trung bình = 385kJ/mol; góc HNH =107 .
+ Ph/tử NH3 có cực tính lớn, = 1,48D. m
* Giải thích cấu tạo ph/tử NH3 theo pp VB:
N lai hóa sp3, 3AO lai hóa tạo 3 lk s với 3H, 1AO lai hóa chứa cặp e. Do có AO chứa cặp e một
nhân chiếm thể tích lớn hơn nên góc HNH bằng 107º và làm cho NH có khả năng 3 tham gia p/ứ kết hợp.
2. Tính chất vật lý
* Lk N-H có cực tính lớn, các ph/tử NH3 kết hợp với nhau nhờ lk hiđro, nên: + T o o
nc (-77,75 C), Ts (-33,35 C) và nhiệt hoá hơi (22,82 kJ/mol) của NH cao hơn so với các h/c tương 3 tự cpa nhóm VIA.
+ NH tan nhiều trong nước, đô 3
r tan giảm mạnh khi T dung dịch tăng.
+ NH tan trong nước toả nhiệt mạnh; o o 3 DHht ở 20 C là 35 kJ/mol. * Dd NH + -
3 trong nước có tính kiềm do tồn tại cân bằng: NH + H 3 O 2 NH ⇌ 3.H O 2 ⇌ NH4 + OH K -5 o
ph/ly NH3 =1,8.10 ở 25 C. Nên dd NH3 trong nước là một bazơ yếu.
* Ở đ/k thường, NH là khí ko màu, có mùi khai hắc. NH 3
nhẹ hơn kh/khí 1,7 lần. 3
3. Tính chất hóa học
* NH là hợp chất khá hoạt động về mặt hóa học. T/c đặc trưng là kết hợp, khử và 3 tham gia p/ứ thế.
a. Tính kWt hXp: Do có cặp e tự do, p/tử NH3 dv tham gia ph/ứng kết hợp:
+ Tạo nhiều phức bền với ion kim loại chuyển tiếp (phức amin).
+ Kết/hợp với nhiều muối kl tạo amoniacat tinh thể: CaCl2.8NH , CuSO 3 4.4NH . 3
+ Kết hợp dv dàng với nhiều chất. VD, NH3(khí) + HCl(khí) ® NH4Cl(mù)
b. Tính khử: NH có tính khử tuy ko đặc trưng bằng khả năng kết hợp. 3 * Với oxi:
+ Ở đ/k thường và trong kh/khí, khí NH3 và dd của nó hoàn toàn bền.
+ Trong oxi và ở T cao khí NH3 cháy cho ngọn lửa màu vàng tạo khí N và H 2 O 2 4NH3 + 3O 2® 2N + 6H 2 O 2
+ Khi có Pt hay Pt-Rh làm xt ở 800-900 C: 4NH o + 5O 3 2® 4NO + 6H O 2
Nếu cho hỗn hợp đi chậm qua sợi amiăng chứa muội Pt: 4NH + 2O 3 2® NH4NO + H 3 O 2 * Với halogen: + Cl , Br 2 oxh mãnh liệt NH 2
ở tt khí và dd tạo ra nitơ: 2NH 3 + 3Cl 3 2® N + 6HCl 2 + F t/d với khí NH 2
3 tạo ra khí nitơ triflorua: 4NH + 3F 3 2® NF + 3NH 3 F 4 + I t/d với dd NH 2
3 tạo kết tủa đen NI3.NH3, ở trạng thái khô h/chất này dv nổ khi va chạm nhẹ:
Với h/chất: Khi đun nóng NH3 khử được oxit của một số kl: 3CuO + 3NH 3® N + 3H 2 O + 3Cu 2
c. Tham gia phản Yng thW:
Ở T cao, các ng/tử H trong NH có thể được lần lượt thế 3
bởi các kl hoạt động tạo ra amiđua (NH-), imiđua (NH -) và nitrua (N 2 -). 3
+ Khí NH t/d với kl natri ở 300o 3 C: 2Na + 2NH 3® 2NaNH + H 2 2
+ Ở 800-900oC, Al t/d với khí NH : 2Al + 2NH 3 3® 2AlN + 3H2 Câu 2.(2 điểm)
Hãy làm rõ sự giống nhau và khác nhau giữa các hợp chất của Cr3+ với các hợp chất của Al3+. Trả lời: Giống:
- Cùng là các hợp chất có tính lưỡng tính;
- Có khả năng tạo các muối phèn.
- Oxit có cấu trpc tinh thể như nhau (corundun), hydroxit dv kết tủa keo từ dung dịch.
- Nhiều muối Cr(III) có cấu tạo, độ tan và tính chất giống với muối Al(III), do r gần nhau của các ion
Cr3+ (0,57Å) và Al3+ (0,61Å). Khác:
- Cấu tạo electron khác nhau: Cr3+ có 3 electron d.
- Các hợp chất Cr3+ có màu; Các hợp chất Al3+ không có màu
- Các hợp chất Cr3+ có tính khử, Các hợp chất Al3+ không có tính khử.
- Cr3+ có khả năng tạp phức mạnh hơn Al3+.
- Các hợp chất của Cr3+ có độc tính cao hơn các hợp chất của Al3+. Câu 3.
Hãy viết các phương trình phản ứng (với các điều kiện cụ thể, giải thích) trong quá trình điều chế
HNO3 trong công nghiệp từ các nguyên liệu: N2, H , O 2 , H 2
O và các phụ liệu khác. 2 Trả lời
+ Điều chế H : theo phương pháp khí than nước từ than và nước. 2 C + H O CO + H 2 2 CO + H2O CO2 + H2
Tách N từ không khí theo phương pháp bay hơi phân đoạn. 2
+ Điều chế amoniac: N + 3H 2 2 ⇌ 2NH + 105,66 kJ 3
ở 500 C, P = 400-600 atm, xpc tác là bột Fe hoạt hóa bởi Al o 2O và K 3 O, tỷ lệ thể tích N 2 2/H = 1/3. 2
+ Điều chế NO bằng cách oxi hóa NH3. 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O + NO + O = NO 2 2
Hấp thu NO bằng nước: 3NO 2 2 + H2O = 2HNO3 + NO Câu 4.
Hoà tan 7,1328 gam sắt cục chứa tạp chất Fe2O3 vào một lượng rất dư dung dịch H2SO 4loãng rồi
thêm nước cất đến thể tích bằng 500 ml. Lấy 25 ml dung dịch đó rồi thêm dần dung dịch KMnO4
0,0993M, hết 12,0 ml thì thấy xuất hiện màu hồng tím trong dung dịch .
a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
b. Xác định hàm lượng phần trăm khối lượng của Fe tinh khiết trong cục sắt đó và thể tích khí hydro thoát ra ở đktc.
c. Nếu lấy cùng một khối lượng sắt cục và có cùng hàm lượng của Fe tinh khiết nhưng chứa tạp chất
là FeO và làm lại thí nghiệm giống như trên thì thể tích dung dịch KMnO 40,0993 M cần dùng là bao nhiêu ? Cho: Fe =56, O=16, Giải:
Gọi x là số mol Fe2O3, y là số mol Fe có trong mẫu.
a) Phản ứng xẩy ra khi hoà tan trong H2SO4 dư: Fe2O3 + 3H SO 2 4 = Fe (SO 2 4)3 + 3H O 2 x x Fe (SO 2 4)3 + Fe = 3FeSO4 x x 3x Fe + H2SO = FeSO 4 4 + H
2  nFeSO4 = (2x+y), nH2 = (y-x) (y-x) (y-x) (y-x) 10FeSO4 + KMnO + 8H 4 SO 2 4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5Fe (SO 2 4)3 + 8H O 2 (2x+y) (2x+y)/5 b) tính %Fe 160x + 56y = 7,1328 (1)
x + y = {[5.(0,0993.12.10-3)]/25}.500 = 0,11916 (2) x = 9,58.10-3 y = 0,1
%Fe = (0,1.56):7,1328.100 = 78.51 (%) V -3
H2 = (0,1 - 9,58.10 ).22,4 = 2,0254 (lít)
c) Nếu tạp chất là FeO có khối lượng là 7,1328 – 5,6 = 1,5328 (g)
nFeSO4 = nFe + nFeO = 0,1 + 1,5328: (56+16) = 0,12128888
NKMnO4 = 0,01221 (lít) = 12,21 ml.

Tài liệu liên quan: