Đề thi olympic Hùng Vương năm 2013 môn thi: Hóa học Lớp 1037736

THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN LAI CHÂU ĐỀ ĐỀ XUẤT KỲ THI OLYMPIC HÙNG VƯƠNG NĂM 2013 MƠN THI: HĨA HỌC - LỚP 10 Thời gian: 150’ không kể thời gian giao đề ( Đề thi gồm 08 câu in 03 trang) Câu (3,0 điểm) Hợp chất A tạo từ cation X+ anion Y- Phân tử A chứa nguyên tử, gồm nguyên tố phi kim, tỉ lệ nguyên tử nguyên tố 2:3:4 Tổng số proton A 42 anion Y- chứa nguyên tố chu kì thuộc phân nhóm liên tiếp * Viết CTPT, CTCT, gọi tên? * Nêu chất dạng liên kết phân tử A? Cho ion: Li+, Na+, K+, Be2+, Mg2+ Ion có bán kính nhỏ nhất? Giải thích? Cho phân tử: xenon điflorua (1), xenon tetraflorua (2), xenon trioxit (3), xenon tetraoxit (4) a Vẽ cấu trúc hình học phân tử (cả cặp electron tự (nếu có) nguyên tử trung tâm) chất từ (1) đến (4) b Dự đốn góc liên kết phân tử nói Câu (2,0 điểm) Urani có cấu hình electron [Rn] 5f36d17s2 Trong nguyên tử urani có electron chưa ghép đơi? Số oxi hố cực đại urani bao nhiêu? 235 226 -5 Một mẫu quặng urani tự nhiên có chứa 99,275 gam 238 92 U; 0,720 gam 92 U 3,372.10 gam 88 Ra Cho 238 226 giá trị chu kì bán hủy: t1/2( 235 92 U) = 7,04.10 năm, t1/2( 92 U) = 4,47.10 năm, t1/2( 88 Ra) = 1600 năm Chấp nhận tuổi Trái Đất 4,55.109 năm 238 a Tính tỉ lệ khối lượng đồng vị 235 92 U / 92 U Trái Đất hình thành b Nếu chưa biết chu kì bán huỷ 238 92 U giá trị tính từ kiện cho? 238 ( 92 U có chu kì bán hủy lớn Vì thế, chu kì bán hủy khơng thể xác định cách đo trực tiếp thay đổi hoạt độ phóng xạ mà dựa vào cân phóng xạ, thiết lập chu kì bán hủy mẹ lớn so với chu kì bán hủy cháu Ở cân phóng xạ kỉ, hoạt độ phóng xạ mẹ cháu trở thành Hoạt độ phóng xạ tích số số tốc độ phân rã với số hạt nhân phóng xạ) Câu (3,0 điểm) So sánh có giải thích? * Độ lớn góc liên kết: + CH4, NH3, H2O + H2O, H2S * Nhiệt độ sôi chất: C2H5Cl, C2H5OH, CH3COOH * Ở điều kiện thường H2S chất khí H2O chất lỏng Cho nguyên tố A, B đứng bảng tuần hồn có tổng (n+l) nhau, số lượng tử A lớn B Tổng đại số số lượng tử electron cuối nguyên tử B 4,5 Hãy xác định số lượng tử electron cuối A B, biết electron chiếm AO từ ml có trị số lớn trước? Xác định A B? ThuVienDeThi.com Câu (2,0 điểm) Dung dịch CH3COOH (dung dịch A ) có pH=2,57 Nếu trộn 100ml dung dịch A với dung dịch NaOH (dung dịch B ) có pH=13,3; 200ml dung dịch C Tính pH dung dịch C Biết Ka(CH3COOH)=1,8.10-5 Dung dịch A gồm Fe(NO3)3 0,05 M; Pb(NO3)2 0,10 M; Zn(NO3)2 0,01 M Sục khí H2S vào dung dịch A đến bão hồ ([H2S] = 0,10 M), thu hỗn hợp B Những kết tủa tách từ hỗn hợp B? Cho: pKS(PbS) = 26,6; pKS(ZnS) = 21,6; pKS(FeS) = 17,2 (pKS = -lgKS, với KS tích số tan) pKa1 (H2S) = 7,02; pKa2 (H2S) = 12,90 E 0Fe3+ /Fe2+ = 0,771 V ; ES/H = 0,141 V ; E 0Pb2  /Pb = -0,126V 2S Câu (2,0 điểm) Cho phản ứng sau với kiện nhiệt động chất 250C:   CO + H2O CO2 + H2   CO2 H2 CO H2O -393,5 -110,5 -241,8 H 298 (KJ/mol) 213,6 131,0 197,9 188,7 S 298 (J/mol) a Hãy tính H0298 , S0298 G0298 phản ứng nhận xét phản ứng có tự xảy theo chiều thuận 250C hay không? b Giả sử H0 phản ứng khơng thay đổi theo nhiệt độ Hãy tính G1273 phản ứng thuận 10000C nhận xét c Hãy xác định nhiệt độ (0C) để phản ứng thuận bắt đầu xảy ( giả sử bỏ qua biến đổi H0, S0 theo nhiệt độ) Câu (2,0 điểm) a Xác định bậc phản ứng số tốc độ phản ứng pha khí (3000k) phản ứng: A(k) + B(k) → C(k) Dựa kết thực nghiệm sau đây: Thí nghiệm [A] mol/l [B] mol/l Tốc độ mol.l-1.s-1 0,010 0,010 1,2.10-4 0,010 0,020 2,4.10-4 0,020 0,020 9,6.10-4 b Người ta trộn CO H2O nhiệt độ 1000k với tỉ lệ : Tính thành phần hệ lúc cân bằng, biết rằng: 2H O ƒ 2H  O có pkp,1 = 20,113 2CO ƒ 2CO  O có pkp,2 = 20,400 Câu (2,0 điểm) Cho pin: Pt/Fe3+ (0,05M), Fe2+ (0,5M) // Mn2+ (0,02M), MnO4- (0,2M), H2SO4 (xM)/Pt, 250C Bỏ qua tạo phức hidroxo, H2SO4 phân li hoàn toàn a) Khi x= 0,5M phản ứng xảy theo chiều nào? Viết phản ứng tổng quát pin hoạt động Tính suất điện động pin số cân phản ứng? b) Thêm lượng KCN vào bên điện cực trái pin cho phản ứng tạo phức xảy hoàn toàn Suất điện động pin bao nhiêu? ThuVienDeThi.com Biết: RT 0  0, 77V ; EMnO ln  0, 0592 lg ; EFe  1,51V 3   ,H F 2 Fe2 Mn   Fe(CN)63Fe3+ + 6CN-   III  1042    Fe(CN)64Fe2+ + 6CN-   II  1035  Câu (4,0 điểm) Nung hỗn hợp X gồm muối natri A,B, C D (cùng có a mol chất) đến 2000C khí E khơng trì cháy, khối lượng hỗn hợp giảm 12,5% tạo thành hỗn hợp Y chứa 1,33a mol A; 1,67a mol C, a mol D Nếu tăng nhiệt độ lên 4000C thu hỗn hợp Z chứa A D, tăng nhiệt độ lên đến 6000C cịn chất A Biết A gốm hai nguyên tố với phần trăm khối lượng natri bé phần trăm khối lượng nguyên tố lại 21,4% a) Viết phương trình hóa học phản ứng xác định A, B, C, D? b) Xác định khối lượng chất hỗn hợp X ban đầu? X dạng tinh thể màu trắng có tính chất sau: - Đốt X nhiệt độ cao cho lửa màu vàng - Hòa tan X vào nước dung dịch A Sục khí SO2 từ từ qua dung dịch A thấy xuất màu nâu Tiếp tục sục khí SO2 vào màu nâu biến mất, thu dung dịch B Thêm HNO3 vào dung dịch B, sau thêm dung dịch AgNO3 dư tạo thành kết tủa màu vàng - Mặt khác, hòa tan hoàn toàn 0,1g X vào nước, thêm dư KI vài ml H2SO4 lỗng, lúc dung dịch có màu nâu Chuẩn độ dung dịch thu Na2S2O3 0,1M đến màu cần dùng 37,4ml dung dịch Na2S2O3 a) Viết ptpư xảy dạng ion? b)Tìm công thức X Hết Thí sinh khơng sử dụng tài liệu, cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên thí sinh:…………………………Số báo danh:………… ThuVienDeThi.com TRẠI HÙNG VƯƠNG NĂM 2013 ĐÁP ÁN ĐỀ THI ĐỀ XUẤT MƠN : HĨA HỌC - LỚP 10 Câu Câu ( 3,0đ ) Giải 42 Số proton trung bình nguyên tố Z   4, 67 Điểm  Phải có nguyên tố phi kim Z < 4,67  H (hidro)  Hai phi kim cịn lại có Y- chu kì hai phân nhóm liên tiếp nên số proton tương ứng Z Z + Xét trường hợp: - A có nguyên tử H 36 (loại) 37 Hoặc + 4Z + 3(Z + 1) = 42  Z= (loại) Hoặc + 3Z + 4(Z + 1) = 42  Z= 1,5 - A có nguyên tử H 35 (loại) 37 Hoặc + 4Z + 2(Z + 1) = 42  Z= (loại) Hoặc + 2Z + 4(Z + 1) = 42  Z= - A có nguyên tử H Hoặc + 3Z + 2(Z + 1) = 42  Z= 36 (loại) Hoặc + 2Z + 3(Z + 1) = 42  Z= (nhận) - nguyên tố nitơ  Z + = (nguyên tố oxi)  A: H4N2O3 hay NH4NO3 (Amoni nitrat) Công thức cấu tạo A H H N O O H N O H * Liên kết ion, liên kết cho nhận, lại liên kết cộng hóa trị có cực Trong nhóm IA, theo chiều tăng Z+: Li < Na < K  Li+ < Na+ < K+ Trong nhóm IIA, theo chiều tăng Z+: Be < Mg  Be2+ < Mg2+ Trong chu kì 2, theo chiều tăng Z+: Li+ > Be2+ Vậy ion Be2+ có bán kính nhỏ XeF2: XeF4: F F F F F F Thẳng, 180o Vuông, 90o XeO3: XeO4: ThuVienDeThi.com 0,5 1,0 O O O O O O O Tứ diện, Chóp tam giác, < Urani có cấu hình electron [Rn] 5f 6d 7s : Phân lớp f phân lớp d U 109o28 109o28 Câu ( 2,0đ ) obitan trống nên sè oxi ho¸ cao nhÊt lµ + 0,5 6d1 5f3 [Rn] a Khối lượng đồng vị sau: 238 92 7s2 U mẫu quặng cách 4,55.109 năm tính 238 92 m( Tương tự, đồng vị 235 92 U) = m( 235 92 U: m( 238 92 U) = m( t U) e 235 92 ln 4,47.109 t U) e Chia (2) cho (1): m ( 238 92 U)/ m ( ln 226 88 (2) 4,55.10 ln 2.( m( 235 7,04.108 92 U) U) =  e 238 m( 92 U) 4,55.10 0,720 =  e 99,275 b (1) 7,04.108 235 92 Ra có số khối nhỏ số nguyên lần u so với phóng xạ hình thành chuỗi phóng xạ khởi đầu từ 238 92 U .ln2.( 238 92 238 92 0,75 7,04.108 -  4,47.109 4,47.109 U, 226 88 ) ) = 0,31 Ra chất U có chu kì bán huỷ 0,75 lớn so với 226 88 Ra, hệ có cân phóng xạ kỉ Ở cân phóng xạ kỉ, ta có: 1.N1 = n.Nn (3) 238 Trong đó: 1, n số tốc độ phân rã mẹ ( 92 U) cháu đời thứ n ( 226 88 Ra), 226 N1, Nn số hạt nhân mẹ ( 238 92 U) cháu đời thứ n ( 88 Ra) Từ (3) rút ra: N1.(ln2)/t1/2(1) = Nn.(ln2)/t1/2(n) t1/2(1) = Câu ( 3,0đ ) N1 m 226 99,275 226 t1/2 (n) = t1/2 (n) = 1600 = 4,47.109 năm Nn m n 238 3,372.10-5 238 + CH4 > NH3 > H2O (Cùng trạng thái lai hóa sp3, số cặp e chưa tham gia liên kết nhiều đẩy  góc liên kết nhỏ ) + H2O > H2S (Cùng trạng thái lai hóa sp3, độ âm điện O > S, độ âm điện nguyên tử trung tâm lớn kéo mây đơi e liên kết phía nhiều lực đẩy cặp e không liên kết lên cặp e liên kết giảm làm tăng độ lớn góc liên kết) * Nhiệt độ sơi chất: C2H5Cl < C2H5OH< CH3COOH (vì C2H5Cl khơng có liên kết hidro, phân tử axit có khả tạo liên kết hidro nên bền phân tử rượu tạo liên kết hidro) * Các phân tử H2O H2S có khả tạo liên kết hidro liên phân tử, độ ThuVienDeThi.com 0,5 0,5 0,5 0,5 âm điện O > S nên khả tạo thành liên kết hidro phân tử H2S yếu nhiều so với phân tử H2O, cần lượng cao dạng nhiệt để phá vỡ liên kết hidro H2O trước chuyển nước từ lỏng sang A, B đứng BTH, có tổng (n+l) số lượng tử n(A)>n(B)cấu hình electron phân lớp cùng: B: np6 A: (n+1)s1  electron cuối B có giá trị số lượng tử: +1 l=1; ml=-1; ms=- 1,0 -1 np6 Theo ta có: n + l + ml + ms = n+1-1- =4,5  n=5  Cấu hình electron B: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6  Z=54 B Xe Cấu hình electron A: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1  Z=55 A Cs Câu ( 2,0đ ) (A) pH=2,57  [H+]=10-2,57 M=a (B) pH = 13,3  [H+]=10-13,3 M  [OH-] = 10-0,7 M   CH3COO- + H+ CH3COOH   bđ C0(M) pứ a (M)  a  a (M) [ ] C0-a a a a ka   1,8.105  C0 = 0,4 (M) C0  a 1,0 CNaOH  100,7 ( M ) Sau trộn: bđ pứ ' CCH = 0,2 (M) 3COOH CH3COOH + 0,2 M 0,1M    CH3COOH   ' CNaOH = 0,1 (M) NaOH  CH3COONa + H2O 0,1M 0,1M  0,1M CH3COO- + H+ 0,1 b b (M) 0,1+b b bđ 0,1(M) pứ b(M) [ ] 0,1-b (0,1  b).b ka   1,8.105 0,1  b b H0/ S0 = 41200/42 = 980,95K tức 707,950C a v = k[A]x[B]y Thí nghiệm  1,2.10-4 = k.0,01x 0,01y (1) -4 x y Thí nghiệm  2,4.10 = k.0,01 0,02 (2) -4 x y Thí nghiệm  9,6.10 = k.0,02 0,02 (3) x Lấy (3) chia cho (2) 2 =  x = Lấy (2) chia cho (1)  2y =  y = 0,75 0,5 0,75 v  k A  B Bậc phản ứng: x + y = Thí nghiệm  1,2.10-4 = k.0,012 0,01  k = 1,20.102mol-2 l-2.s-1 b Từ kiện đề ta có: ThuVienDeThi.com 1,25 CO  O € CO 2 K P,3  H O € H  O2 K P,4  K P,1 CO  H O € CO  H K P,2 K P  K P,3 K P,4  K P,1 K P,2 Giả sử ban đầu lấy mol CO mol H2O CO Ban đầu Lúc câu KP   CO  H H2O € 1mol 1mol 1-a(mol) (1-a)mol PCO2 PH2 PCO PH2O  1020,113  100,1435  1,392 20,400 10 K P  1,392 a mol a mol a a P P a2 2 với P áp suất chung   1 a 1 a (1  a) P P 2 a  K P  1,1798 1 a a  0,54mol a x 100% %H  %CO   27% (1  a)x100% %CO  %H O   23% Câu (2,0đ)   Mn2+ + 4H2O a MnO4 + 8H+ + 5e   0, 059 0, 2.(1)8 EMnO , H  Mn2  1,51  lg =1,522 (V) 0, 02   Fe2+ Fe3+ + 1e   1,0 0, 059 0, 05 lg =0,711(V) 0,5 phản ứng xảy ra: 5Fe2+ + MnO4 + 8H+  5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O EFe3 Fe2  0, 77  Epin = 1,522 - 0,711 = 0,811 (V) 5.0,74 0,059 K= 10 = 1062,71 b Có q trình:   Fe3+ + 6CNFe(CN)63-     Fe2+ + 1e     Fe(CN)64Fe2+ + 6CN-   Fe3+ 1,0 (  III ) 1  1042 K1= 10 1.0,77 0,059 = 1013,05  II  1035 E   Fe(CN)64 Fe(CN)63- + 1e   K2 = K1 (  III )  II = 10 1 ThuVienDeThi.com Fe ( CN )36 Fe ( CN )64 0,059  E Fe ( CN )36 Fe ( CN )64 = 0,357 (V) Vì  III ,  II lớn nên [Fe(CN)63-]=0,05M; [Fe(CN)64-]=0,5M E Fe ( CN )36 Fe ( CN )64 = 0,357 + 0,059 lg 0, 05 =0,298 (V) 0,5 Epin =1,224 (V) Câu ( 4,0đ ) a Đặt công thức A NanR R  23n 21, Ta có %R - %Na= 21,4%   R = 35,5n  R  23n 100 Nghiệm thích hợp: n=1  R=35,5 Vậy A NaCl Sau nhiệt phân hồn tồn, cịn NaCl nên B, C, D muối NaClOx (x=1,2,3,4) a 2a Ở 2000C, a(mol) B nhiệt phân tạo thành (mol) NaCl, (mol) C, khí E khơng 3 trì cháy H2O  B muối ngậm nước 2a a t0 aNaClOm  NaClOm'  NaCl + 3 t0 hay 3NaClOm   NaCl + 2NaClOm' Bảo toàn khối lượng với oxi: 3m = 2m'  m=2, m'=3 Do B NaClO2 ngậm nước, C NaClO3, D NaClO4 t0 3NaClO2.zH2O   NaCl + 2NaClO3 + 3zH2O 1,5 t 4NaClO3   NaCl + 3NaClO4 t0 NaClO4   NaCl + 2O2 18.a.z 12,5   z=3 Vậy B NaClO2.3H2O 58,5.a  (90,5.a  18.a.z )  106,5.a  122,5.a 100 t 3NaClO2.3H2O   NaCl + 2NaClO3 + 9H2O b mhh= 378a+54a = 432a (g) %mNaCl = 13,54% %mNaClO2 H 2O = 33,45% 0,5 %mNaClO3 = 24,65% %mNaClO4 = 28,36% a X cháy cho lửa màu vàng  thành phần nguyên tố X có natri Dung dịch X tác dụng với SO2 đến dư thu dung dịch B tạo kết thủa màu vàng với AgNO3  thành phần nguyên tố X có iot Phản ứng X với SO2 chứng minh X có tính oxi hóa  X có cation Na+ anion IOx-  Công thức X NaIOx phản ứng dạng ion: 2IOx- + (2x-1)SO2 + 2(x-1)H2O  (2x-1)SO42- + I2 + (4x-4)H+ I2 + 2H2O + SO2  2I- + SO42- + 4H+ Ag+ + I-  AgI  IOx- + (2x-1)I- + 2xH+  xI2 + xH2O I2 + 2Na2S2O3  2NaI + Na2S4O6 b nNa2 S2O3 =0,1.0,0374=3,74.10-3(mol)  nI = 1,87.10-3(mol)  nIO = x 0,1 1,87.10-3(mol)=  x=4 Vậy công thức X NaIO4 x 150  16.x ThuVienDeThi.com 1,25 0,75 Chú ý: Nếu thí sinh giải theo cách khác, kết cho điểm tối đa 10 ThuVienDeThi.com ... dụng tài liệu, cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên thí sinh:…………………………Số báo danh:………… ThuVienDeThi.com TRẠI HÙNG VƯƠNG NĂM 2013 ĐÁP ÁN ĐỀ THI ĐỀ XUẤT MÔN : HÓA HỌC - LỚP 10 Câu Câu ( 3,0đ... Thẳng, 180o Vuông, 90o XeO3: XeO4: ThuVienDeThi.com 0,5 1,0 O O O O O O O Tứ diện, Chóp tam giác, < Urani có cấu hình electron [Rn] 5f 6d 7s : Phân lớp f phân lớp d U 109o28 109o28 Câu ( 2,0đ ) obitan... 4,47.109 năm Nn m n 238 3,372.10-5 238 + CH4 > NH3 > H2O (Cùng trạng thái lai hóa sp3, số cặp e chưa tham gia liên kết nhiều đẩy  góc liên kết nhỏ ) + H2O > H2S (Cùng trạng thái lai hóa sp3,