Tuyển tập đề thi học sinh giỏi môn hóa học

TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC[Tài liệu tổng hợp từ các đề thi HSG] [copyright©2010 ] YDS Phan Cuong Huy Copyright © 2010 2 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC PHẦN 1: CÁC ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG (Nguồn: Thầy Đặng Công Anh Tuấn – GV Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn – Đà Nẵng) ĐỀ SỐ 1 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2007 - 2008 MÔN: HÓA HỌC LỚP 1O Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu I (4 điểm) X và Y là các nguyên tố nhóm A, đều tạo hợp chất với hiđro có dạng RH (R là kí hiệu của nguyên tố X hoặc Y). Gọi A và B lần lượt là hiđroxit ứng với hóa trị cao nhất của X và Y. Trong B, Y chiếm 35,323% khối lượng. Trung hòa hoàn toàn 50 gam dung dịch A 16,8% cần 150 mL dung dịch B 1M. 1. Xác định các nguyên tố X và Y. 2. B’ là anion tương ứng của phân tử B. (a) Hãy cho biết (có công thức minh họa) dạng hình học của B và B’. (b) So sánh (có giải thích) độ dài liên kết Y-O trong phân tử B và B’. 3. Biết X có cấu trúc tinh thể lập phương tâm khối và mật độ sắp xếp tương đối được định nghĩa bằng tỉ lệ giữa thể tích chiếm bởi các hình cầu trong tế bào cơ sở và thể tích tế bào cơ sở. Hãy tính mật độ sắp xếp tương đối trong tinh thể của X. ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. Hợp chất với hiđro có dạng RH nên Y có thể thuộc nhóm IA hoặc VIIA. Trường hợp : Nếu Y thuộc nhóm IA thì B có dạng YOH Ta có : 284,9Y 677,64 323,35 17 Y  (loại do không có nghiệm thích hợp) Trường hợp 2 : Y thuộc nhóm VIIA thì B có dạng HYO4 Ta có : 5,35Y 677,64 323,35 65 Y  , vậy Y là nguyên tố clo (Cl). B (HClO4) là một axit, nên A là một bazơ dạng XOH gam4,8gam50 100 8,16 mA  XOH + HClO4 XClO4 + H2O  mol15,0L/mol1L15,0nn 4HClOA   mol15,0 gam4,8 mol/gam17M X  MX = 39 gam/mol, vậy X là nguyên tố kali (K). 2. B là HClO4, B’ là ClO4- Copyright © 2010 3 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC (a) Dạng hình học : Axit pecloric (dạng tứ diện) Ion peclorat (dạng tứ diện đều) (b) Bậc liên kết càng lớn độ dài liên kết càng nhỏ, do vậy : 3. Gọi a là độ dài cạnh ô mạng cơ sở và R là bán kính nguyên tử, ta có R4a3  Số nguyên tử có trong một ô mạng cơ sở bằng : 21 8 18  Vậy %68 a R 3 42 f 3 3 v    Câu II (4 điểm) 1. Cho biết số oxi hóa của mỗi nguyên tử lưu huỳnh (S) trong phân tử axit thiosunfuric (H2S2O3) và của mỗi nguyên tử cacbon trong phân tử axit axetic (CH3COOH) 2. Thêm lượng dư dung dịch KI (có pha hồ tinh bột) vào 5,00 mL dung dịch K2Cr2O7 có nồng độ a M trong H2SO4, thì dung dịch thu được có màu xanh. Thêm tiếp dung dịch Na2S2O3 0,10 M vào cho đến khi màu xanh biến mất thì đã dùng 15,00 mL dung dịch này. Viết các phương trình phản ứng và tính a. Biết sản phẩm oxi hóa S2O32- là S4O62-. 3. Hòa tan hoàn toàn 9,06 gam một mẫu hợp kim Al-Mg (giả thiết không có tạp chất nào khác) bằng dung dịch H2SO4 đặc, thu được 12,22 L khí SO2 (đo ở 136,5oC; 1,1 atm) và 0,64 gam chất rắn màu vàng. Xác định phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong mẫu hợp kim trên. Copyright © 2010 4 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. Số oxi hóa của các nguyên tử S và C : 1.0 đ 2. Phương trình phản ứng : 6KI + K2Cr2O7 + 7H2SO4 3I2 + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H2O (1) 2Na2S2O3 + I2 2NaI + Na2S4O6 (2) 0,5 đ Từ (1) và (2) ta có : mol10.5,2L/mol1,0L015,0 6 1 n 6 1 n 4OSNaOCrK 322722   M05,0 L10.5 mol10.5,2 a 3 4    0,5 đ 3. Gọi x, y lần lượt là số mol các kim loại Mg và Al. )mol(4,0 5,1273 273 4,22 22,121,1 n 2SO   ; Chất rắn là S, )mol(02,0 32 64,0 nS  0 02.012,0 6 y 4 4,08,0 6 y3 30 y x2 20 x Se6S Se2S e3AlAl e2MgMg         1,5 đ Ta có :     22,0y;13,0x 92,0y3x2 06,9y27x24  %44,34%100 gam06,9 mol/gam24mol13,0 m% Mg  và %56,65m% Al  0,5 đ Câu III (4 điểm) 1. Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt các loại là 60, số hạt mang điện trong hạt nhân bằng số hạt không mang điện; Nguyên tử của nguyên tố Y có 11 electron p ; nguyên tử nguyên tố Z có 4 lớp electron và 6 electron độc thân. a) Dựa trên cấu hình electron, cho biết vị trí của các nguyên tố trên trong bảng hệ thống tuần hoàn. b) So sánh (có giải thích) bán kính của các nguyên tử và ion X, X2+ và Y-. 2. Vẽ hình mô tả cách tiến hành thí nghiệm điều chế dung dịch HCl bằng những hóa chất và dụng cụ đơn giản có sẵn trong phòng thí nghiệm sao cho an toàn. Ghi rõ các chú thích cần thiết. Copyright © 2010 5 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 3. Sục Cl2 vào dung dịch KOH loãng thu được dung dịch A, hòa tan I2 vào dung dịch KOH loãng thu được dung dịch B (tiến hành ở nhiệt độ phòng). a) Viết phương trình hóa học xảy ra và cho nhận xét. b) Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học xảy ra khi cho lần lượt các dung dịch hỗn hợp HCl và FeCl2, dung dịch Br2, H2O2 vào dung dịch A (không có Cl2 dư). ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. a) Xác định vị trí dựa vào cấu hình electron: X X X X X2Z N 60 ; Z N Z 20     , X là canxi (Ca), cấu hình electron của 20Ca:[Ar] 4s2 Y có 11 electron p nên cấu hình của Y là 1s22s22p63s23p5 hay [Ne] 3s2 3p5 Y là Cl Theo giả thiết thì Z chính là crom, cấu hình electron của 24Cr: [Ar] 3d5 4s1 STT Chu kỳ nguyên tố Nhóm nguyên tố Ca 20 4 IIA Cl 17 3 VIIA Cr 24 4 VIB Trật tự tăng dần bán kính nguyên tử: CaClCa RRR 2   b) Bán kính nguyên tử tỉ lệ với thuận với số lớp electron và tỉ lệ nghịch với số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử đó. Bán kính ion Ca2+ nhỏ hơn Cl- do có cùng số lớp electron (n = 3), nhưng điện tích hạt nhân Ca2+ (Z = 20) lớn hơn Cl- (Z = 17). Bán kính nguyên tử Ca lớn nhất do có số lớp electron lớn nhất (n = 4). 2,0 đ 2. Điều chế HCl từ dung dịch H2SO4 đậm đặc và NaCl rắn, hình 5.5 trang 128 SGK Hóa học 10 nâng cao. 0,75 đ 3. a) Ở nhiệt độ thường: 2KOH + Cl2 KCl + KClO + H2O 6KOH + 3I2 5KI + KIO3 + 3H2O Giải thích: Trong môi trường kiềm tồn tại cân bằng: 3XO-⇌X- + XO 3 Ion ClO- phân hủy rất chậm ở nhiệt độ thường và phân hủy nhanh khi đun nóng, ion IO- phân hủy ở tất cả các nhiệt độ. b) Các phương trình hóa học: Ion ClO- có tính oxi hóa rất mạnh, thể hiện trong các phương trình hóa học: - Khi cho dung dịch FeCl2 và HCl vào dung dịch A: có khí vàng lục thoát ra và dung dịch từ 1,25 đ Copyright © 2010 6 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC không màu chuyển sang màu vàng nâu: 2 FeCl2 + KClO + 2HCl 2 FeCl3 + Cl2 + H2O - Khi cho dung dịch Br2 vào dung dịch A : dung dịch brom mất màu : Br2 + 5KClO + H2O 2HBrO3 + 5KCl - Khi cho H2O2 vào dung dịch A: có khí không màu, không mùi thoát ra: H2O2 + KClO H2O + O2 + KCl Câu IV (4 điểm) 1 Cho biết: năng lượng liên kết của các liên kết H-H, O-O, O=O, H-O lần lượt là 436, 142, 499, 460 ( kJ/mol). Hãy viết phương trình nhiệt hóa học của phản ứng giữa khí hiđro và khí oxi tạo ra hiđropeoxit. 2 Cho phản ứng: 2SO2 (k) + O2 (k)  2SO3 (k) H = - 198 kJ a) Để tăng hiệu suất quá trình tổng hợp SO3, người ta có thể sử dụng biện pháp nào liên quan đến áp suất, nhiệt độ và chất xúc tác? Giải thích? b) Cho 10,51 mol khí SO2 và 37,17 mol không khí (20% về thể tích là O2 còn lại là N2) có xúc tác là V2O5. Thực hiện phản ứng ở 4270C, 1 atm thì phản ứng đạt hiệu suất 98%. Tính hằng số cân bằng KC, KP của phản ứng ở 4270C. 3 A là một oxit của sắt. Lấy một lượng A chia làm 2 phần bằng nhau. Phần I tác dụng vừa đủ với a mol H2SO4 trong dung dịch H2SO4 loãng. Phần II tác dụng vừa đủ với b mol H2SO4 trong dung dịch H2SO4 đặc nóng tạo SO2 (sản phẩm khử duy nhất). Biết b = 1,25a, xác định công thức oxit sắt ban đầu. ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. Hpư= EH-H + EO=O - 2EO-H - EO-O Hpư = 436 + 499 -2.460 – 142 = -127 (kJ) H2(k) + O2(k)  H2O2(k) H = - 127 kJ 1,0 đ - Giảm nhiệt độ của hệ phản ứng, nhưng khoảng 5000 C là thích hợp vì: nếu giảm thấp quá thì tốc độ phản ứng chậm. - Thổi liên tục SO2 và không khí được nén ở áp suất cao vào lò phản ứng vì phản ứng xảy ra theo chiều thuận làm giảm áp suất của hệ. - Dùng V2O5 làm xúc tác để phản ứng mau chóng đạt trạng thái cân bằng. 0,75 đ 2. nO2 bđ = 7,434 (mol), nN2 bđ = 29,736 (mol) 2SO2 (k) + O2  2SO3 (k) H = - 198 kJ Ban đầu: 10,51 (mol) 7,434 (mol) 0 Lúc phản ứng: 10,3 (mol) 5,15 (mol) 10,3 (mol) Lúc CB: 0,21 (mol) 2,284 (mol) 10,3 (mol) ∑số mol hỗn hợp ở TTCB = 0,21 + 2,284 + 10,3 + 29,736 = 42,53 (mol) Pi = xi.P = xi.1 = xi 1,25 đ Copyright © 2010 7 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 2 3 P 2 2 2 (Pso )K = (Pso ) .Po và - n C PK =K (RT)  (R = 0,082, T = 427 + 273 = 7000K,n = -1) 2 4 P 2 (10,3) .42,53K = >> 4,48.10(0,21) .2,284 và 4 -(-1) 4 CK =4,48.10 .(0,082.700) 257.10 3. Gọi FexOy là công thức của A ( 1) 2FexOy + 2yH2SO4  xFe2(SO4)2y/x + 2y H2O n ny (2) 2FexOy + (6x-2y) H2SO4  xFe2(SO4)3 + (3x-2y) SO2 + ( 6x-2y) H2O n n (3x-y) Theo giả thiết : n(3x-y) = 1,25 ny x 2,25 3 y 3 4    A là Fe3O4 1,0 đ Câu V ( 4 điểm) 1. Từ dung dịch H2SO4 98% ( D= 1,84 g.mL-1) và dung dịch HCl 5 M, trình bày phương pháp pha chế để được 200 mL dung dịch hỗn hợp H2SO4 1M và HCl 1M . 2. Đốt cháy hoàn toàn a gam S rồi cho sản phẩm sục qua 200 mL dung dịch NaOH b M thu được dung dịch X. Chia X làm hai phần bằng nhau. Phần 1 cho tác dụng với dung dịch CaCl2 dư thấy xuất hiện c gam kết tủa . Phần 2 tác dụng với dung dịch nước vôi dư thấy xuất hiện d gam kết tủa . Biết d >c. Tìm biểu thức quan hệ giữa a và b. 3. Cho các dung dịch riêng biệt mất nhãn sau: Na2SO4, AlCl3, FeSO4, NaHSO4, FeCl3. Một học sinh cho rằng nếu dùng dung dịch Na2S thì có thể phân biệt các dung dịch trên ngay ở lần thử đầu tiên. Kết luận của học sinh đó có đúng không ? Vì sao? ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. * Phần tính toán : Số mol H2SO4 cần lấy = số mol HCl cần lấy = 200 1 0, 2 (mol) 1000   Khối lượng dung dịch H2SO4 cần lấy : mdd = 0,2 98 100 20 (gam) 98    Thể tích dung dịch H2SO4 cần lấy = 20 : 1,84 = 10,87 (mL) Thể tích dung dịch HCl cần lấy = 0,2 : 5 = 0,04 (L) = 40 mL * Cách tiến hành: Lấy khoảng 100 - 120 mL nước cho vào bình thể tích 200 mL có chia vạch. 1,0 đ Copyright © 2010 8 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC Cân 20 gam dung dịch H2SO4 hoặc đong 10,87 mL dung dịch H2SO4, sau đó cho từ từ vào bình chứa nước khuấy đều. Đợi dung dịch H2SO4 thật nguội, đong 40 mL dung dịch HCl 5M thêm vào bình, sau đó thêm nước vào cho đến vạch 200 mL 2. Phương trình : (1) S + O2 SO2 (2) SO2 + NaOH  NaHSO3 (3) SO2 + 2 NaOH Na2SO3 + H2O Phần I tác dụng với dung dịch CaCl2 sinh kết tủa, chứng tỏ dung dịch X có chứa Na2SO3, phần II tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 sinh nhiều kết tủa hơn chứng tỏ dung dịch X có muối NaHSO3 (4) Na2SO3 + CaCl2 CaSO3 + 2NaCl (5) NaHSO3 + Ca(OH)2 CaSO3 + Na2SO3 + 2H2O ns = a/32 (mol) , nNaOH = 0,2 b ( mol) Theo (2),(3), để SO2 tác dụng với dung dịch NaOH sinh 2 loại muối thì : 2 NaOH NaOH SO S n n1 2 n n     1 < 0, 2b 6, 4b a a 32  < 2 Vậy : a ab 6, 4 3, 2   1,5 đ 3. Kết luận của học sinh trên đúng, vì khi cho dung dịch Na2S lần lượt vào mẫu thử của các dung dịch trên thì: - Mẫu thử không có hiện tượng chứa dung dịch Na2SO4 - Mẫu thử xuất hiện kết tủa trắng keo và có hiện tượng sủi bọt khí chứa AlCl3 : 2AlCl3 + 3 Na2S + 3H2O 6NaCl + 2Al(OH)3 + 3H2S - Mẫu thử có hiện ttượng sủi bọt khí chứa dung dịch NaHSO4 2 NaHSO4 + Na2S 2Na2SO4 + H2S Mẫu thử xuất hiện kết tủa đen chứa FeCl2: Na2S + FeCl2 FeS + 2NaCl - Mẫu thử xuất hiện kết tủa đen và vàng có chứa FeCl3 2FeCl3 + 3Na2S 6NaCl + S + 2FeS 1,5 đ Copyright © 2010 9 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC ĐỀ SỐ 2 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2008-2009 MÔN THI: HÓA HỌC Thời gian làm bài : 150 phút (không kể thời gian giao đề) ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề này gồm có hai trang) Câu I: ( 2,0 điểm) 1. (a) X,Y đều là hai nguyên tố nhóm A. Nguyên tử X có tổng số electron s là 7, Y là nguyên tố p, có số electron lớn hơn 15, có 3 lớp electron và có 2 electron p độc thân ở trạng thái cơ bản. Xác định X, Y và gọi tên. (b) So sánh bán kính của ion A+, B2- và giải thích. (c) Viết sơ đồ hình thành liên kết trong oxit bậc cao nhất của X. Viết công thức cấu tạo và cho biết dạng hình học của oxit bậc cao nhất và hiđroxit tương ứng của Y. 2. (a) Xác định x, y và hoàn thành phương trình hạt nhân 238 206 4 092 82 2 1U Pb x He y e   (b) Một mẫu đá chứa 35 mg 23892 U và 3 mg 20682 Pb . Tính thời gian tồn tại của mẫu đá đó, biết chu kì bán hủy của 238 92 U là 4,51.10 9 năm. 3. M là một kim loại có khối lượng nguyên tử là 1,0550817.10-22 gam. Trong tự nhiên M có hai đồng vị hơn kém nhau 2 nơtron. Tỉ lệ % số nguyên tử của đồng vị nhẹ hơn trong tự nhiên là 73%. Xác định số khối hai đồng vị và tính % về khối lượng của đồng vị nhẹ trong oxit MO. (Cho: 1u = 1,6605.10-24 gam, O = 16, giá trị nguyên tử khối của mỗi đồng vị bằng số khối.) Câu II: ( 2,0 điểm) 1. a) Xác định số oxi hoá của P, S, Pb trong các chất sau : POCl3; Na2S2O3; Pb3O4. 2. Hoàn thành và cân bằng các phản ứng sau theo phương pháp cân bằng electron: a) Fe3O4 + HI FeI2 + I2 + ? b) CrI3 + KOH + Cl2 K2CrO4 + KIO4 + ? + ? 3. Hòa tan 1,0 gam một quặng sắt chứa Fe2O3 và tạp chất trơ trong dung dịch HCl dư, loại tạp chất, thu được dung dịch A. Dung dịch A phản ứng vừa đủ với một lượng dung dịch KI thu được dung dịch B và chất rắn C. Chất rắn C tác dụng vừa đủ với 25 ml dung dịch Na2S2O3 0,2 M. Tính % khối lượng Fe2O3 trong quặng sắt nói trên. Cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Câu III: ( 2,0 điểm) 1. a) Viết phương trình hóa học thực hiện chuyển hóa sau, ghi rõ điều kiện phản ứng. 1 2 3 4 3 2 2 3KCl KClO Cl Br BrF ( ) ( ) ( ) ( )    Copyright © 2010 10 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC b) (SCN)2 là một halogen giả. Biết tính oxi hóa của Br2 > (SCN)2 > I2. Viết phương trình hóa học minh họa kết quả so sánh trên . 2. Tại sao có sự khác biệt về góc liên kết của Cl2O (1110) và OF2 (1050) ? 3. Để tách brom có trong 1m3 nước biển dưới dạng NaBr, người ta cho một lượng dung dịch H2SO4 vào một lượng nước biển; tiếp đến sục khí clo vào dung dịch mới thu được; sau đó dùng không khí lôi cuốn hơi brom vào dung dịch Na2CO3 tới khi bão hoà brom. Cuối cùng cho H2SO4 vào dung dịch đã bão hoà brom, thu hơi brom rồi hoá lỏng, được 28,05 ml Br2 có khối lượng riêng 3,12 g/ml ở 200C. Viết phương trình hoá học chủ yếu xảy ra trong quá trình đó và cho biết vai trò của H2SO4. Tính % khối lượng của brom trong nước biển biết khối lượng riêng của nước biển là 1,25 g/ml. Câu IV: ( 2,0 điểm) 1. Cho hỗn hợp Fe và FeS tác dụng với dung dịch H2SO4 đậm đặc nóng thu được dung dịch X làm mất màu dung dịch K2Cr2O7 trong H2SO4 loãng. Viết phương trình hóa học của các quá trình thí nghiệm trên. 2. A là hợp chất của lưu huỳnh, tan rất tốt trong nước tạo dung dịch X chứa một chất tan. Hòa tan 25,8 gam A vào nước thu được 200 ml dung dịch X ( D = 1,15 g/ml). Chia dung dịch X làm hai phần bằng nhau. Phần 1 trung hòa vừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH 10% (D = 1,2 g/ml). Phần 2 tác dụng với dung dịch BaCl2 dư thu được một kết tủa trắng không tan trong axit. Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của A. Câu V: (2,0 điểm) 1. Hằng số cân bằng KC ở 250C của phản ứng Cl2 (k) ⇌ 2Cl (k) là 1,4.10-18 . Tính nồng độ Cl ở 250C lúc cân bằng biết nồng độ của Cl2 lúc cân bằng là 0,896 M. Từ đó cho biết ở 250C, clo tồn tại chủ yếu ở dạng phân tử hay nguyên tử ? 2. Cho biết cân bằng 2FeCl2 (aq) + Cl2 (aq) ⇌ FeCl3 (aq) sẽ chuyển dời theo chiều nào khi sục một lượng khí H2S thích hợp vào dung dịch? Cho V36,1E,V77,0E Cl2 Cl0 Fe Fe0 2 2 3   . 3. Phản ứng chuyển hoá một loại kháng sinh trong cơ thể người ở nhiệt độ 370C có hằng số tốc độ bằng 4,2.10-5 (s-1). Việc điều trị bằng loại kháng sinh trên chỉ có kết quả nếu hàm lượng kháng sinh luôn luôn lớn hơn 2,00 mg trên 1,00 kg trọng lượng cơ thể. Một bệnh nhân nặng 58 kg uống mỗi lần một viên thuốc chứa 300 mg kháng sinh đó. a) Hỏi bậc của phản ứng chuyển hoá? b) Khoảng thời gian giữa 2 lần uống thuốc kế tiếp là bao lâu? c) Khi bệnh nhân sốt đến 38,50C thì khoảng cách giữa 2 lần uống thuốc thay đổi như thế nào? Biết năng lượng hoạt hoá của phản ứng bằng 93,322 kJ.mol1. ----------------HẾT --------------- Chú ý: Học sinh được sử dụng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học và máy tính cá nhân đơn giản theo quy định của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Giám thị không giải thích gì thêm. Copyright © 2010 11 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC ĐỀ SỐ 3 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2004 - 2005 MÔN: HÓA HỌC LỚP 11 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) CÂU I (3 điểm) 1. Hãy so sánh và giải thích sự khác nhau về độ phân cực phân tử, nhiệt độ sôi và độ mạnh tính bazơ giữa NH3 và NF3. 2. N2O4 phân li 20,0% thành NO2 ở 27oC và 1,00 atm. Hãy xác định (a) giá trị Kp; (b) độ phân li của N2O4 tại 27oC và 0,10 atm; (c) độ phân li của 69g N2O4 trong bình 20 L ở 27oC. 3. Tính pH của dung dịch thu được khi thổi hết 224 mL khí CO2 vào 200 mL dung dịch NaOH 0,05M, biết axit cacbonic có 35,6pK 1a  , 33,10pK 2a  . ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. Cấu tạo: N H HH N F FF - NH3 phân cực hơn NF3 do trong NH3 lưỡng cực liên kết và lưỡng cực electron tự do cùng chiều, còn trong NF3 lưỡng cực liên kết và lưỡng cực electron tự do ngược chiều. - Nhiệt độ sôi của NH3 cao hơn do NH3 tạo được liên kết H liên phân tử. - NH3 là một bazơ còn NF3 thì không, do trong NF3 các nguyên tử F hút electron làm giảm mật độ electron trên nguyên tử N. 2. Xét phản ứng phân li: N2O4  2NO2 n 0 n 2n n-n 2n Phần mol:   1 1   1 2 , P 1 4P P P K 2 2 ON 2 NO ON 2 NO P 42 2 42 2    (a) 17,01)2,0(1 )2,0(4P 1 4K 2 2 2 2 P    (b) %)6,54(546,017,010,0 1 4 2 2   (c) mol75,0 92 69 n  0,75 (0,253) Copyright © 2010 12 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC )1(9225,0 20 300082,0)1(75,0P 42ON    845,1 20 300082,0.75,0.2P 2NO 17,0)1(9225,0 )845,1(K 2 P    %)27,19(1927,0 3. 01,005,02,0n,mol01,0 4,22 224,0 n NaOHCO2  Vì số mol CO2 và NaOH bằng nhau nên hệ chỉ chứa NaHCO3. Có thể tính pH của hệ lưỡng tính này bằng công thức:   3,833,1035,6 2 1)pKpK( 2 1pH 21  1,50 (0,503) 0,75 (0,25+0,5) CÂU II (3 điểm) 2. Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho NH4Cl tác dụng với CuO và với ZnO. Cho biết ứng dụng thực tế của NH4Cl tương ứng với các phản ứng này. 3. Hòa tan 10,00 g hỗn hợp gồm Cu2S và CuS bằng 200,0 mL dung dịch MnO4- 0,7500 M trong môi trường axit. Sau khi đun sôi để đuổi hết khí SO2 sinh ra, lượng MnO4- còn dư trong dung dịch phản ứng vừa hết với 175,0 mL dung dịch Fe2+ 1,000 M. (a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra (dạng phương trình ion thu gọn). (b) Tính phần trăm khối lượng CuS trong hỗn hợp ban đầu. ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. Trong thực tế, NH4Cl được dùng để đánh sạch bề mặt kim loại trước khi hàn: 4CuO + 2NH4Cl N2 + 3Cu + CuCl2 + 4H2O ZnO + 2NH4Cl ZnCl2 + 2NH3 + H2O 2. (a) Phương trình phản ứng: 5Cu2S + 8MnO4- + 44H+ 10Cu2+ + 5SO2 + 8Mn2+ + 22H2O (1) 5CuS + 6MnO4- + 28H+ 5Cu2+ + 5SO2 + 6Mn2+ + 14H2O (2) 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (3) (b) Xác định % (1) mol035,01175,0 5 1 n 5 1 n 2 4 Fe)3(MnO   1,50 (0,503) 0,75 (0,253) Copyright © 2010 13 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC  mol115,0035,075,02,0n )2,1(MnO4  Đặt số mol Cu2S và CuS lần lượt là x và y, ta có:         0625,0y 025,0x 115,0y 5 6 x 5 8 10y96x160  %60%100 10 960625,0 m% SCu  0,75 CÂU III (4 điểm) 1. Chỉ dùng chất chỉ thị phenolphtalein, hãy phân biệt các dung dịch NaHSO4, Na2CO3, AlCl3, Fe(NO3)3, NaCl, Ca(NO3)2. Các phản ứng minh họa viết dưới dạng ion thu gọn. 2. Hòa tan hết 2,2 g hỗn hợp kim loại A gồm sắt và nhôm trong 150 mL dung dịch HNO3 2M thu được dung dịch B và 448 mL (đktc) khí C gồm N2O và N2 có tỉ khối so với không khí bằng 1,