CÁC DẠNG BÀI TẬP ÔN THI HSG QG HÓA HỌC
- - - - &- - - -
DẠNG 1: Quan hệ số p, số n, số e.
1. Phân tử X có công thức abc. Tổng số hạt mang điện và không mang điện trong phân tử X là 82. Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22, hiệu số khối giữa b và c gấp 10 lần số khối của a, tổng số khối của b và c gấp 27 lần số khối của a. Tìm công thức phân tử của X.
Giải:
Gọi số hạt proton, nơtron, số khối của nguyên tử a là : Za ; Na ; Aa
Gọi số hạt proton, nơtron, số khối của nguyên tử b là : Zb ; Nb ; Ab
Gọi số hạt proton, nơtron, số khối của nguyên tử c là : Zc ; Nc ; Ac
Theo các dữ kiện đề ra ta có các pt:
2(Za + Zb + Zc) + (Na + Nb + Nc) = 82 (1)
2(Za + Zb + Zc) - (Na + Nb + Nc) = 22 (2)
Ab - Ac = 10 Aa (3)
Ab + Ac = 27Aa (4)
Từ (1) và (2) : (Za + Zb + Zc) = 26; (Na + Nb + Nc) = 30 => Aa + Ab + Ac = 56 (5)
Kết hợp (3), (4) và (5) ta được hpt:
10 Aa - Ab + Ac = 0
27Aa - Ab - Ac = 0
Aa + Ab + Ac = 56
Giải hệ phương trình bậc nhất 3 ẩn số: (máy tính casio fx-570MS)
BÊm MODE ba lÇn Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn lªn EQN
1
BÊm nót sè 1 Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn lªn Unknowns
2 3
BÊm 3 (®Ó chän hÖ PT 3 Èn) ® mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn a1? th× bÊm 10
BÊm = Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn b1 ? th× bÊm -1
BÊm = Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn c1 ? th× bÊm 1
BÊm = Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn d1 ? th× bÊm 0
BÊm = Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn a2 ? th× bÊm 27
BÊm = Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn b2 ? th× bÊm -1
BÊm = Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn c2 ? th× bÊm -1
BÊm = Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn d2 ? th× bÊm 0
BÊm = Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn a3 ? th× bÊm 1
BÊm = Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn b3 ? th× bÊm 1
BÊm = Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn c3 ? th× bÊm 1
BÊm = Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn d3 ? th× bÊm 56
BÊm = Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn x = 2
BÊm = Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn y = 37
BÊm = Þ mµn h×nh m¸y tÝnh hiÖn z = 17
|
Suy ra Aa = 2 ; Ab = 37 ; Ac = 17.
Kết hợp với (Za + Zb + Zc) = 26
Ta tìm được : Za = 1, Zb = 17 ; Zc = 8 .Các nguyên tử là: 1H2 ; 17Cl37 ; 8O17
Công thức X: HClO.
2. Mỗi phân tử XY3 có tổng các hạt proton, nơtron, electron bằng 196; trong đó, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 60, số hạt mang điện của X ít hơn số hạt mang điện của Y là 76.
Hãy xác định kí hiệu hoá học của X,Y và XY3 .
(Đề Khu vực GTTMTCT 2008)
Giải:
Kí hiệu số đơn vị điện tích hạt nhân của X là Zx , Y là Zy ; số nơtron (hạt không mang điện) của X là Nx , Y là Ny . Với XY3 , ta có các phương trình:
Tổng số ba loại hạt:
2 Zx + 6 Zy + Nx + 3 Ny = 196 (1)
2 Zx + 6 Zy - Nx - 3 Ny = 60 (2)
6 Zy - 2 Zx = 76 (3)
Cộng (1) với (2) và nhân (3) với 2, ta có:
4 Zx + 12 Zy = 256 (a)
- 4Zx + 12 Zy = 152 (b)
(giải hệ phương trình bậc nhất 2 ẩn: quy trình bấm máy tương tự trên nhưng khi máy hiện Unknows? chọn 2)
Þ Zy = 17 ; Zx = 13.
Vậy X là nhôm,
Y là clo.
XY3 là AlCl3
DẠNG 2: Hạt nhân và phóng xạ (hằng số phóng xạ, niên đại vật cổ)
Một mẩu than lấy từ hang động ở vùng núi đá vôi tỉnh Hòa Bình có 9,4 phân hủy C. hãy cho biết người Việt cổ đại đã tạo ra mẩu than đó cách đây bao nhiêu năm? Biết chu kỳ bán hủy của C là 5730 năm, trong khí quyển có 15,3 phân hủy C. Các số phân hủy nói trên đều tính với 1,0 gam cacbon, xảy ra trong 1,0 giây.
(Đề Khu vực GTTMTCT 2008)
Giải:
Hằng số phóng xạ: k = =
Niên đại của mẩu than t = = 4027,9 (năm) » 4000 (năm)
Người Việt cổ đại đã tạo ra mẩu than đó cách đây khoảng 4000 năm
Tính toán với hàm logarit cơ số e:
Bấm 5730 ab/c 0.693 15.3 ab/c 9.4
Tùy yêu cầu của người ra đề có thể làm tròn mấy chữ số:
Để làm tròn số trên máy tính: (máy tính casio fx-570MS)
Sau khi có kết quả tính trên thì ta thực hiện tiếp theo quy trình bấm sau:
Bấm MODE năm lần Þ màn hình hiện Fix Sci Norm
1 2 3
Bấm nút số 1 Þ màn hình hiện Fix 0∽9?
Sau đó chọn số chữ số thập phân cần làm tròn sau dấu phẩy tương ứng với các số trên bàn phím Þ bấm .
Vd: Với bài toán trên sau khi bấm theo quy trình ta thực hiện tiếp quy trình làm tròn. Sau khi máy hiện Fix 0∽9? ta bấm nút 4 (làm tròn 4 chữ số thập phân sau dấu phẩy) Þ bấm
Kết quả: 4027,8935
|
DẠNG 3: Momen lưỡng cực
Biết rằng mono – clobenzen có momen lưỡng cực m1 = 1,53 D.
a) Hãy tính momen lưỡng cực mo ; mm ; mp của ortho, meta, para – diclobenzen.
b) Đo momen lưỡng cực của một trong ba đồng phân đó được m = 1,53 D. Hỏi đó là dạng nào của diclobenzen?
(Đề Khu vực GTTMTCT 2008)
Giải:
Clo có độ âm điện lớn, m1 hướng từ nhân ra ngoài
m = m m = m m = 0
Cộng vectơ sử dụng hệ thức lượng trong tam giác a2 = b2 + c2 – 2bc cosA
Chứng minh: mo2 = m12 + m12 - 2.m1.m1.cos120o = 2m12 -2.m12 .cos (1800 + 60o)
= 2m12 + 2.m12 .cos 600
Dẫn xuất ortho: mo = = m1
Chứng minh: mm2 = m12 + m12 - 2.m1.m1.cos60o = 2m12 -2.m12 .cos (1800 - 120o)
= 2m12 + 2.m12 .cos 1200
Dẫn xuất meta: mm = = m1
Dẫn xuất para: mp = m1 - m1 = 0
b) Theo đầu bài m =1,53D = m1 Þ đó là dẫn xuất meta -diclobenzen
Quy trình bấm máy: (máy tính casio fx-570MS)
-Trước khi tính ta chọn chế độ hiển thị số đo góc (theo độ):
Bấm MODE bốn lần, màn hình hiện Deg Rad Gra
1 2 3
Chọn 1 (đơn vị: độ hoặc 2 đơn vị: radian) => màn hình hiện chữ D nhỏ.
-Đối với tính mo: (chúng ta có thể dùng công thức rút gọn hoặc làm theo cách sau)
Bấm 21.53x221.53x260 Kết quả: 2,6500
Tính mm, mp tương tự.
- Đối với m là số thập phân nhiều số, để tránh nhập sai và rút gọn thời gian bấm thì chúng ta có thể dùng các phím nhớ để gán số đó với các chữ cái tương ứng trên bàn phím (A, B, C, D, E, F, X, Y, M).
Vd: Cho m1 = 1,435612 D. Yêu cầu tính mo.
Quy trình bấm:
Nhập số: 1.435612 vào máy tính sau đó bấm phím
Tính mo: Bấm 2x22x260
Kết quả: 2,486553
-Đối với bài toán cho m, m1. Yêu cầu tìm góc A.
Ta có: Cos A = = k
Tìm A: Bấm k kết quả là số độ ở dạng thập phân, để chuyển góc sang độ, phút, giây ta bấm .
Vd: Cho m1 = 1,53 D, m =2,65. Tính góc A.
Thay số ta được: CosA » - 0,5.
Tìm A: Bấm - 0.5 Kết quả: góc A = 1200
Hoặc cách bấm liên tục:
1.53x21.53x2 -2.65x2 21.53x2
Kết quả: góc A » 1200
|
DẠNG 4: Khoảng cách của các nguyên tử trong đồng phân hình học
H·y x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a 2 nguyªn tö iot trong 2 ®ång ph©n h×nh häc cña C2H2I2 víi gi¶ thiÕt 2 ®ång ph©n nµy cã cÊu t¹o ph¼ng. (Cho ®é dµi liªn kÕt C – I lµ 2,10 Å vµ C=C lµ 1,33 Å ).
Giải:
§ång ph©n cis- :
dcis = d C= C + 2 d C - I ´ sin 300.
§ång ph©n trans-:
d trans = 2´ IO
IO ==
DẠNG 5: Tính pH
Ở 200C hòa tan vào dung dịch NaOH nồng độ 0,016 g/lít một lượng iot đủ để phản ứng sau xảy ra hoàn toàn: 2NaOH + I2 NaI + NaIO + H2O
Tính pH của dung dịch thu được. Biết hằng số axit của HIO = 2,0 ´10-11
(Đề Khu vực GTTMTCT 2009)
Giải:
Nồng độ đầu của OH- = = 4,0 ´10-4 mol/lít
Phản ứng 2OH- + I2 ® I - + IO- + H2O
4,0 ´10-4 2,0 ´10-4
IO- + H2O HIO + OH-
[ ] 2,0 ´10-4 - x x x Þ [HIO] = [OH-]
HIO H+ + IO- Ka = 2,0 ´10-11
Ta có: Ka = = 2,0 ´10-11 Þ = 2,0 ´10-11
Þ = = 2,0 ´10-11
Þ 2,0 ´10-4[H+]2 - 1,0 ´10-14[H+] - 2,0 ´ 10-25 = 0
Giải phương trình bậc 2 một ẩn: xem [H+] = x
Bấm MODE ba lần, chọn 1, bấm ► màn hình hiện Degree?
2 3
Chọn 2 => màn hình máy tính hiện a? thì bấm 210^-4
Bấm = màn hình hiện b? thì bấm -110^-14
Bấm = màn hình hiện c? thì bấm -210^-25
Bấm = màn hình hiện x1 » 6,53.10-11
Bấm = màn hình hiện x2 » -1,53.10-11 (loại vì < 0)
|
Þ [H+] = 6,53 ´10-11
Þ pH = - lg[H+] = - lg(6,53 ´10-11) = 10,185
DẠNG 6: Nhiệt động lực học
Nitrosyl clorua là một chất rất độc, khi đun nóng sẽ phân huỷ thành nitơ monoxit và clo.
a) Hãy viết phương trình cho phản ứng này
b) Tính Kp của phản ứng ở 298K(theo atm và theo Pa). Cho:
|
Nitrosyl clorua
|
Nitơ monoxit
|
Cl2
|
DHo298 (kJ/mol)
|
51,71
|
90,25
|
?
|
S0298 (J/K.mol)
|
264
|
211
|
223
|
c) Tính gần đúng Kp của phản ứng ở 475K.
(Đề Khu vực GTTMTCT 2009)
Giải:
a) 2NOCl 2NO + Cl2.
b) Hằng số cân bằng nhiệt động lực học được tính theo phương trình DG = - RTlnK
Trong đó DG = DH - T. DS
DH = [(2 ´ 90,25. 103) + 0 - (2 ´ 51,71. 103 ) = 77080 J/mol
DS = [(2 ´ 211) + 233 - (2 ´ 264) = 127 J/mol
DG = 77080 - 298 ´ 127 = 39234 J/mol
và ln K = - = - 15,836 Kp = 1,326. 10-7 atm
và Kp = 1,343. 10-2 Pa
c) Tính gần đúng:
ln = lnKp(475K) = + lnKp(298)
ln Kp (475) = - 4,243 Kp = 1,436. 10 -2 atm hay Kp = 1455 Pa
Tìm K trong lnK:
Ta có:
lnK = = n (n là giá trị tính được)
Tìm K: Bấm n
Vd: lnK = -15,836. Tìm K ?
Bấm -15.836 Kết quả: » 1,326.10-7
Nếu đề cho hàm lg:
lgK = n
Tìm K: Bấm 10^ n
|
DẠNG 7: Bài toán liên quan đến kim loại
Một hỗn hợp bột kim loại có khả năng gồm Mg, Al, Sn. Hòa tan hết 0,75 gam hỗn hợp bằng dung dịch HCl dư thấy thoát ra 784 ml H2 (đo ở đktc). Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,75 gam hỗn hợp trong oxi dư thì thu được 1,31 gam oxit. Xác định % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp.
Giải:
Mg + 2HCl ® MgCl2 + H2
2Al + 6HCl ® 2AlCl3 + 3H2
Sn + 2HCl ® SnCl2 + H2
2Mg + O2 2MgO
4Al + 3O2 2Al2O3
Sn + 2O2 SnO2
Số mol H2 = 0,035
Hệ pt: 24x + 27y + 119z = 0,75 (x, y, z là số mol từng kim loại)
x + y + z = 0,035
40x + 102+ 183z = 1,31
Giải hệ pt bậc nhất 3 ẩn số tương tự như bài trên.
Kết quả: x = 0,02 ; y = 0,01 ; z = 0
Vậy, hỗn hợp không có Sn và % Mg = = 64% ; %Al = 36%
DẠNG 8: Bài toán liên quan đến hợp chất hữu cơ
Hỗn hợp A gồm hai axit hữu cơ no X và Y mạch hở (trong đó X đơn chức). Nếu lấy số mol X bằng số mol Y rồi lần lượt cho X tác dụng hết với NaHCO3 và Y tác dụng hết với Na2CO3 thì lượng CO2 thu được luôn bằng nhau. Đốt cháy hoàn toàn 5,6 gam hỗn hợp A được 7,7 gam CO2. Mặt khác trung hòa 4,2 gam hỗn hợp A cần 100 ml dung dịch NaOH 0,75M. Tìm CTPT và viết CTCT của X và Y biết chúng mạch thẳng.
(Đề Khu vực GTTMTCT 2009)
Giải:
Số mol CO2 = 0,175; NaOH = 0,075
RCOOH + NaHCO3 ® RCOONa + CO2 + H2O
2R’(COOH)x + xNa2CO3 ® 2R’(COONa)x + xCO2 + xH2O
-Theo gt: = 1 => x = 2 => Y là điaxit
-Công thức chung của X là CnH2nO2 và Y là Cn’H2n’-2O4
-Đốt cháy:
CnH2nO2 + O2 ® nCO2 + nH2O
Cn’H2n’-2O4 + O2 ® n’CO2 + (n’-1)H2O
Trung hòa 5,6 g A cần x5,6 = 0,1 mol NaOH
-Gọi a, b lần lượt là số mol X, Y trong 5,6 g hỗn hợp A.
Ta có hpt:
(14n +32).a + (14n’+62).b = 5,6
n.a +n’.b = 0,175
a +2b = 0,1
Giải hpt, ta được: a = 0,05; b= 0,025 và 2n + n’ = 7
Cách dò nghiệm trên máy tính: (máy tính casio fx-570MS)
Ta đặt n là A, n’ là B
Bấm 2CALC
Màn hình hiện A? nhập 2
Màn hình hiện B? nhập 3
Kết quả: 7 => n = 2, n’=3
Tương tự nhập với A = 1, B = 5 thì được cùng kết quả. => n = 1; n’= 5.
Nếu thay bằng các cặp số khác mà kết quả khác 7 thì loại.
|
+ n=2; n’ = 3. X: C2H4O2 (CH3COOH)
Y: C3H4O4 (HOOC-CH2-COOH)
+ n=1; n’ = 5. X: CH2O2 (HCOOH)
Y: C5H8O4 (HOOC-(CH2)3-COOH)
Một số thông số: (máy tính casio fx-570MS)
- Khối lượng proton: Bấm CONST 01 (Kg)
- Khối lượng notron: Bấm CONST 02
- Khối lượng electron: Bấm CONST 03
Đổi đơn vị:
1atm ® Pa: Bấm 1 CONST 25
1Pa ® atm: Bấm 1 CONST 26
1mmHg ® Pa: Bấm 1 CONST 27
1Pa ® mmHg: Bấm 1 CONST 28
- - - - Hết - - - -