SỞ gd&Đt quảng ngãi kỳ thi chọn học sinh giỏi cấp trưỜng trưỜng thpt chuyên năm họC 2011-2012

tải về 72.77 Kb.

Chuyển đổi dữ liệu	30.08.2016
Kích	72.77 Kb.
	#29518

SỞ GD&ĐT QUẢNG NGÃI KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG

TRƯỜNG THPT CHUYÊN NĂM HỌC 2011-2012

LÊ KHIẾT Ngày thi : 05/02/2012

ĐỀ CHÍNH THỨC

Môn :Hoá học 10

Thời gian làm bài : 180 phút

Câu 1(4 điểm )

1. Cho 3 nguyên tố X,Y,Z (Z_X< Z_Y < Z_Z). X,Y cùng thuộc 1 nhóm A ở 2 chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn ; Y,Z là 2 nguyên tố kề cận nhau trong 1 chu kì . Tổng số proton trong hạt nhân nguyên tử X,Y là 24. Xác định bộ 4 số lượng tử của elêctron sau cùng trong nguyên tử các nguyên tố X,Y,Z (Quy ước số lượng tử từ m_lviết theo thứ tự tăng dần )
2. Natri kết tinh theo mạng tinh thể lập phương tâm khối . Tính khối lượng riêng của natri theo g/cm³biết bán kính hiệu dụng của nguyên tử natri bằng 0,189nm
3. Giải thích tại sao ion CO₃^2- không thể nhận thêm 1 nguyên tử oxi để tao ion CO₄^2-

trong khi đó ion SO₃^2- có thể nhận thêm 1 nguyên tử oxi để tạo thành ion SO₄^2-? Giải thích tại sao hai phân tử NO₂ có thể kết hợp với nhau tạo ra phân tử N₂O₄, trong khi đó hai phân tử CO₂ không thể kết hợp với nhau để tạo ra phân tử C₂O₄?

Câu 2 (4 điểm )

1.Hoàn thành (nếu chưa đầy đủ) và cân bằng phương trình của các phản ứng oxi hoá -khử sau bằng phương pháp thăng bằng ion- electron:

(1)PbO₂ + Mn²⁺ + H⁺ MnO₄^- + ….

(2) Al + NO₃^- + OH^- AlO₂^- + NH₃ + ….

(3) Zn[Hg(SCN)₄] + IO₃^- + Cl^- ICl + SO₄^2- + HCN + Zn²⁺ + Hg²⁺

(4) I₂ + Cr₂O₇^2- + H⁺ IO₃^- + Cr³⁺ +….

2. Cho hằng số cân bằng của phản ứng

3MnO₄^2- + 2H₂O 2MnO₄^- + MnO₂ + 4OH^- ở 25⁰C là K = 10^1,508

Hãy tính : E⁰( MnO₄^-/MnO₄^2-) biết E⁰(MnO₄^- , H⁺/ MnO₂) = 1,695V và K_w = 10^-14
Câu 3: (4 điểm )

1. Khói mù quang hoá được tạo thành qua một chuỗi các phản ứng , ba phản ứng đầu tiên của chuỗi này được cho dưới đây. Khói mù được tạo thành khi O_(k) được tạo thành ở phản ứng (3) phản ứng với các hợp chất hữu cơ

N_2(k)+ O_2(k) 2NO_(k) (1)

2NO_(k) + O_2(k) 2NO_2(k)(2)

NO2_(k) + hv NO_(k) + O_(k) (3)

a) Đối với phản ứng (1),cóH⁰ = +180,6 kJ/mol. Tính năng lưọng phân li liên kết NO_(k)

b) Tính biến thiên entropy của phản ứng (1)

c) Các định nhiệt độ cực tiểu mà tại đó phản ứng (1) là tự xảy ra

Cho biết :

	N-N	N=N	N≡N	O-O	O=O
Năng lượng liên kết ,kJ/mol	193	418	941	142	498
	N_2(k)	O_2(k)	NO_(k)	NO_2(k)	O_(k)
S⁰, J/mol.K	191,5	205,0	210,6	240,5	161,0

2. Khí N₂O₅ khi phân huỷ tạo thành nitơ đioxit và khí oxi với tốc độ đầu ở 250C được cho trong bảng sau:

[N₂O₅],M	0,150	0,350	0,650
Tốc độ phân huỷ (mol.l^-1.phút^-1)	3,42.10^-4	7,98 .10^-4	1,48 .10^-3

a)Viết biểu thức tính tốc độ phản ứng và hằng số tốc độ k cho phản ứng này

b)Tính thời gian cần thiết để nồng độ của N₂O₅ giảm từ 0,15M đến 0,050M

c) Ở 40⁰C, tốc độ đầu của phản ứng với nồng độ 0,150M là 2,37 . 10^-3 mol.l^-1.phút^-1. Xác định năng lưọng hoạt hoá cho phản ứng này

Câu 4 : (4 điểm)

Có dung dịch CH₃COOH ; K_a = 10^-4,76.Hỏi :

1.Nếu thêm vào 1 lít dung dịch CH₃COOH 0,1M một lượng HCl là 0,05 mol( thể tích dung dịch không biến đổi) thì pH của dung dịch là bao nhiêu? Nếu chỉ thêm 10^-3 mol HCl thì pH bằng mấy ?

2.Cần phải thêm bao nhiêu mol CH₃COOH vào 1 lít dung dịch đó để của axit giảm đi một nửa(coi thể tích không biến đổi khi thêm CH₃COOH). Tính pH của dung dịch mới này (Chấp nhận <<1 1- 1)

Câu 5 : (4 điểm )

Hỗn hợp 3 kim loại X,Y,Z có tỉ lệ số mol tương ứng là 4 : 3: 2 và có tỉ lệ khối lượng nguyên tử tương ứng là 3 : 5 : 7. Hoà tan hết 3,28gam hỗn hợp 3 kim loại trên trong dung dịch HCl dư thì thu được 2,016 lít khí (ở đktc) và dung dịch A

Xác định 3 kim loại X, Y,Z biết rằng khi chúng tác dụng với axit đều tạo muối và kim loại đều có hoá trị II

b) Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch A, đun nóng trong không khí cho phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính lượng kết tủa thu được, biết rằng chỉ có 50% muối của kim loại Y kết tủa với dung dịch NaOH

2.Từ các nguyên tố Na, O, S tạo ra được các muối A,B đều có 2 nguyên tử Na trong phân tử. Trong một thí nghiệm hoá học người ta cho m₁ gam muối A biến đổi thành m₂ gam muối B và 6,16 lít khí Z tại 27,3⁰C ; 1 atm.Biết rằng hai khối lượng đó khác nhau 16,0 gam

a) Hãy viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra với công thức cụ thể của A,B

b) Tính m₁,m₂

HẾT

Học sinh được sử dụng bảng tuần hoàn

Đáp án chi tiết

Ý	NỘI DUNG	ĐIỂM
1.	Ta có : Z_X +Z_Y = 24 (1) Z = =12 Z_X < Z < Z_Y. X,Y thuộc cùng1 nhóm A ở 2 chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn X ,Y thuộc chu kì 2,3.Do đó Z_Y – Z_X = 8(2) Từ (1) và (2) suy ra :Z_X = 8 ,Z_Y = 16 X :O , Y: S Y, Z là 2 nguyên tố kề cận nhau trong 1 chu kì Z_Z = 17 Z là Cl Cấu hình electron nguyên tử : O : 1s²2s²2p⁴ S : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴ Cl: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ Bộ 4 số lượng tử của electron sau cùng : O: n = 2 ; l = 1: ml = -1 ; ms = - S : n = 3 ; l = 1 ; ml = -1 ; ms = - Cl : n = 3 ; l = 1 ; ml = 0 ; ms = -	2
2	Số nguyên tử natri trong 1 ô mạng cơ sở : 8 x + 1 = 2 Mặt khác ta có : a = 4r a = Khối lượng riêng của natri: D = = = ( 2 x ) : = 0,92 g/cm3	0,5
3	Trên nguyên tử cacbon trong CO₃^2- không còn electron tự do nên không có khả năng kết hợp thêm với 1 nguyên tử oxi để tạo ra CO₄^2- Trên nguyên tử lưu huỳnh còn 1 cặp electron tự do chưa liên kết , do đo nguyên tử lưu huỳnh có thể tạo liên kết với 1 nguyên tử oxi thứ tư để tạo ra SO₄^2- Cấu tạo của CO₂: O = C = O Trên nguyên tử cacbon không còn electron tự do nên hai phân tử CO₂ không thể liên kết với nhau để tạo ra C₂O₄ Cấu tạo của NO₂ : N^• O O Trên nguyên tử nitơ còn một electron độc thân tự do ,nên nguyên tử nitơ n O O N = N O O ày có khả năng tạo ra liên kết cộng hóa trị với nguyên tử nitơ trong phân tử thứ hai để tạo N₂O₄ Công thức cấu tạo của N₂O₄ :	1
4	5 x PbO₂ + 4H⁺ + 2e Pb²⁺ + 2H₂O 2 x Mn²⁺ + 4H₂O MnO₄^- + 8H⁺ + 5e 5PbO₂ + 2Mn²⁺ + 4H⁺ 5Pb²⁺ + 2MnO₄^- + 2H₂O 8 x Al + 4OH^- AlO₂^- + 2H₂O + 3e 3 x NO₃^- + 6H₂O + 8e NH₃ + 9 OH^- 8Al + 3NO₃^- + 5 OH^- + 2H₂O 8 AlO₂^- + 3NH₃ 1 x Zn[Hg(SCN)₄] +16H₂OZn²⁺ + Hg²⁺ + 4SO₄^2- +28H⁺ + 24e 6 x IO₃^- + Cl^- + 6H⁺ + 4e ICl + 3H₂O Zn[Hg(SCN)₄]+6 IO₃^- +6Cl^- +8H⁺Zn²⁺ + Hg²⁺ + 4SO₄^2- +6ICl + 2H₂O 3 x I₂ + 6H₂O 2IO₃^- + 12H⁺ + 10e 5 x Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e 2Cr³⁺ + 7H₂O 3I₂ + 5Cr₂O₇^2- + 34H⁺ 6IO₃^- + 10 Cr³⁺ + 17H₂O	2
5	Ta xét các cân bằng sau: MnO₄^- + 4H⁺ + 3e MnO₂ + 2 H₂O (1)K₁ = H2O H⁺ + OH^- (2)K₂ = 10^-14 MnO₄^2- MnO₄^- + 1e (3) K₃ = 3MnO₄^2- + 2H₂O 2MnO₄^- + MnO₂ + 4OH^- (4) K = 10^1,508 Ta thấy cân bằng (4) = (1) +4x(2) + 3x(3) Do đó : K = K₁. K⁴₂ . K³₃ Từ đó suy ra : - 4.14 - = 1,508 Từ đây ta tính được : E^o(MnO₄^-/MnO₄^2-) = 0,56 V	2
6	a)∆H⁰= +180,6 = E_N≡N+ E_O=O– 2E_NO Vậy :E_NO = (941+498- 180,6 ) : 2 = 629 kJ/mol b) ∆S^O = 2S_NO – S_N2 – S_O2= 2.210,6 -191,5 – 205,0 = 24,7 J/mol c) ∆G^O = ∆H⁰– T. ∆S^O =180,6 – T. 0,0247 Nhiệt độ cực tiểu mà tại đó phản ứng (1) tự xảy ra khi ∆G^O = ∆H⁰– T. ∆S^O =180,6 – T. 0,0247 = 0 Tính được T= 7311,7K hay T = 7037,7⁰C	0,5 0,5 1
7	a)* biểu thức tính tốc độ phản ứng : Ta có tốc độ phân hủy : v = [N2O5]^x ,ở nhiệt độ không đổi k là hằng số Do đó : = Từ bảng số liệu ta có : -Cặp số liệu thứ nhất : = 2,33^x = 2,33 .Suy ra x = 1 Hoặc : -Cặp số liệu thứ nhất : =4,33^x = 4,33.Suy ra x = 1 Vậy phản ứng là bậc 1 , hay : v = k .[ N2O5] *Tính hằng số tốc độ: v = 1,48.10^-3 = k. 0,650 suy ra k = 2,28 .10^-3phút^-1 b) phương trình động học dạng tích phân của phản ứng một chiều, bậc 1 : kt = ln, C_t là nồng độ tại thời điểm t , từ đó ta được : 2,28 .10-3t = ln =ln 3 suy ra : t = 481 phút c)Phương trình Arrhenius : ln= .Theo đề ta có : -Ở 25⁰C: k_T1 = k₂₉₈ = 2,2,8.10-3 phút -1 -Ở 40⁰C: k_T2 = k₃₁₃ = =1,58 .10-2 phút -1 Thay vào phương trình Arrhenius ta được : ln= Suy ra : E_a = 1,00.105J/mol= 100kJ/mol	0,5 0,5 0,5 0,5
8	Các quá trình xảy ra trong dung dịch : HCl → H⁺ + Cl^- CH₃COOH CH₃COO^- + H⁺ K_a H₂O OH^- + H⁺ Vì C_HCl >> 10^-7 ( hoặc K_a.C >> K_w ) nên bỏ qua sự điện li của nước Khi thêm 0,05mol HCl :	0,5 0,5
	HCl → H⁺ + Cl^- 0,05 0,05 CH₃COOH CH₃COO^- + H⁺ C 0,1 0,05 [ ] 0,1 – x x 0,05 + x Ta có : K_a = = 10^-4,76 x = 3,5.10^-5 [H+] = 0,05 + 3,5.10^-5 0,05M pH = 1,3 Khi thêm 10^-3 mol HCl HCl → H⁺ + Cl^- 10^-3 10^-3 CH₃COOH CH₃COO^- + H⁺ C 0,1 10^-3 [ ] 0,1 – x x 10^-3 + x Ta có : K_a = = 10^-4,76 x = 9.10^-4 [H⁺] = 10^-3 + 9.10^-4 = 1,93.10^-3M pH 2,7	1
9	Các quá trình xảy ra trong dung dịch : CH₃COOH CH₃COO^- + H⁺ K_a H₂O OH^- + H⁺ K_w Vì Ka.C >> Kw nên bỏ qua sự điện li của nước CH₃COOH CH₃COO^- + H⁺ C 0,1 10-3 [ ] (1- α)C αC αC Ta có : Ka = = Vì 1- 1 = = = 1,3.10^-2 = 1,3% Để giảm đi một nửa nghĩa là = Ta có : Ka = = = = = 4 C’ =4C = 0,4M Vậy cần phải thêm 0,3 mol CH₃COOH vào 1 lít dung dịch trên Ta có : [H+] = = 0,65 .10^-2 .0,4 = 2,6.10^-3M pH = 2,6
10	Gọi số mol 3 kim loại lần lượt là 4x,3x,2x và khối lượng nguyên tử tương ứng là M_X, M_Y,M_Z = = 0,09 mol Phương trình hóa học :	1
	X + 2HCl → XCl₂ + H₂ ↑ (1) 4x 4x 4x Y + 2HCl → YCl₂ + H₂ ↑ (2) 3x 3x 3x Z + 2HCl → ZCl₂ + H₂ ↑ (3) 2x 2x 2x Từ (1),(2).(3) ta có : 4x + 3x + 2x =0,09 x = 0,01 mol (a) Ta có : M_Y = M_X (b) M_Z = M_X (c ) Mặt khác ta có : M_X.4x + M_Y.3x + M_Z.2x = 3,28 ( d) Từ (a),(b) ,(c) ,(d) suy ra : M_X ( 0,04 + x0,03 + x 0,02) = 3,28 M_X = 24. X là Mg M_Y = x 24 = 40.Y là Ca M_Z = x 24 = 56 .Z là Fe Dung dịch (A) : MgCl₂, CaCl₂, FeCl₂ Phương trình hóa học : MgCl₂ + 2NaOH Mg(ỌH)₂↓ + 2NaCl (4) 4x 4x CaCl₂ + 2 NaOH Ca(OH)₂↓ + 2 NaCl (5) 1,5x 1,5x (50% kết tủa ) FeCl₂ + 2NaOH Fe(OH)₂ ↓ + 2 NaCl (6) 2x 2x 4Fe(OH)₂ + O₂ + 2 H₂O 4 Fe(OH)₃ (7) Từ (4),(5),(6),(7) 58.0,04 + 74.0,015 +107.0,02 = 5,5,7g	1
11	Đặt A là Na₂X ; B là Na₂Y, ta có sơ đồ Na₂X Na₂Y + Z n_A = n_B= n_C = = 0,25(mol) Z có thể là H₂S, SO₂ Cứ 0,25 mol thì lượng A khác lượng B là 16,0g Vậy cứ 1 mol thì lượng A khác lượng B là m ;m = = 64 g Hay 1 phân tử A khác 1 phân tử B là 64đvC A,B có thể là Na₂S, Na₂SO₃, Na₂SO₄ So sánh các cặp chất thấy A: Na₂S , B: Na₂SO₄ Phương thình hóa học : Na₂S + H₂SO₄ Na₂SO₄ + H₂S ↑ b)Tính m1,m2: m1 = 78.0,25 = 19,5 (g) m2 = 19,5 + 16,0 = 142,0.0,25 = 35,5(g)