Đề thi chọn học sinh giỏi THPT chuyên Duyên hải bắc bộ lần thứ 4 năm học 2010 2011 môn: Hoá Học37879

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NAM KỲ THI CHỌN HSG THPT CHUYÊN DUYÊN HẢI BẮC BỘ LẦN THỨ Năm học 2010-2011 MƠN: HỐ HỌC Thời gian làm bài: 180 phút TRƯỜNG THPT CHUYÊN BIÊN HOÀ ĐỀ GIỚI THIỆU Giáo viên đề : Đinh Trọng Minh Câu 1: Hợp chất A tạo hai nguyên tố XaYb, X chiếm 15,0485% khối lượng Trong hạt nhân nguyên tử X có Z + = N, cịn hạt nhân Y có Z' +1 = N' Biết tổng số proton phân tử A 100 a + b = Tìm cơng thức phân tử A? Câu 2: Muối A chứa 5,960%Al; 3,091%N; 6,181%H; 70,640%O lại nguyên tố X khối lượng Hãy xác định công thức phân tử A? Câu 3: Cho chất BF3, CF4, NH3 a) Viết công thức Liuyt, cho biết cấu trúc hình học phân tử, trạng thái lai hoá nguyên tử trung tâm b) Các chất có tác dụng với hay khơng? Nếu có viết phương trình phản ứng Câu 4: Liti hiđrua LiH có cấu trúc tinh thể kiểu lập phương tâm diện a) Hãy biểu diễn ô mạng sở tinh thể? Tính số phân tử LiH có mạng sở? b/ Tính độ chặt khí tinh thể LiH? 0 c) Cho bán kính cation anion 0,76 A 1,36 A ; Li = 6,94; H = Tính khối lượng riêng LiH (g/cm3) ? Bài 5: Ở toc thực phản ứng este hóa hỗn hợp ban đầu gồm 55,2 gam ancol etylic 108gam axit axetic Khi phản ứng đạt trạng thái cân phản ứng đạt hiệu suất 78,475% Tính số cân KC? Nếu điều kiện trên, thực phản ứng với hỗn hợp gồm 0,2mol ancol etylic; 0,4mol axit axetic; 0,6mol H2O 0,8 mol etyl axetat Tính số mol chất thời điểm cân Câu 6: Hòa tan hết 1,32gam axit hữu đơn chức (viết tắt HA) vào nước 100ml dung dịch A Chia dung dịch A thành phần Phần cho tác dụng với 25ml dung dịch NaOH 0,125M thu dung dịch X có pH = 4,68 Phần đem chuẩn độ dung dịch NaOH 0,125M đến điểm tương đương thấy vừa hết 60ml, sau phản ứng thu dung dịch Y Tính phân tử khối HA, Ka pH dung dịch Y? ThuVienDeThi.com Bài 7: Một pin điện hóa tạo điện cực Điện cực thứ đồng nhúng vào dung Cu(NO3)2 0,8M Điện cực đũa Pt nhúng vào dung dịch chứa hỗn hợp Fe2+ Fe3+ (trong [Fe3+] = 4[Fe2+] Thế điện cực chuẩn Cu2+/ Cu Fe3+/Fe2+ 0,34V 0,77V a) Xác định điện cực dương, điện cực âm Tính suất điện động pin bắt đầu làm việc b) Tính tỉ lệ [ Fe 3 ] pin hết điện (coi thể tích dung dịch Cu(NO3)2 0,8M [ Fe 2 ] lớn) Bài 8: Cho số liệu nhiệt động số phản ứng sau 250C Chất H ( KJ / mol ) tt S ( J mol 1 K 1 ) H2 (k) 130,6 H2O (k) -241,8 188,7 CO (k) -110,5 197,6 CO2 (k) -393,5 213,6   H2O (k) + CO (k) Cho phản ứng: H2 (k) + CO2 (k)   a) Tính H ; S ; G số cân phản ứng 250C b) Tính số cân phản ứng 1500C Câu 9: Hịa tan hồn tồn 25 gam cacbonat kim loại dung dịch HCl 7,3% (vừa đủ) thu dung dịch muối 10,511% Khi làm lạnh dung dịch thấy thoát 26,28 gam muối rắn A nồng độ phần trăm muối dung dịch lại 6,07% Xác định công thức muối A? Câu 10 Biết 238U 235U có chu kỳ bán huỷ 4,5.109 7,13.108 năm a/ Tính số nguyên tử 238U bị phân rã 100 năm 10 gam 238U ban đầu? b/ Nếu mẫu Urani có tỉ lệ 238U : 235U 140:1 cịn thời điểm hình thành Trái Đất tỉ lệ 3:4 Tính tuổi Trái Đất thời điểm phân tích mẫu trên? -Hết ThuVienDeThi.com Đáp án hướng dẫn chấm đề hố 10 trường thpt chun Biên Hồ Câu 1: Hợp chất A tạo hai nguyên tố XaYb, X chiếm 15,0485% khối lượng Trong hạt nhân nguyên tử X có Z + = N, cịn hạt nhân Y có Z' +1 = N' Biết tổng số proton phân tử A 100 a + b = Tìm cơng thức phân tử A? Cách giải Điểm Theo ta có phương trình đại số: a( Z  N )  0,150485 (1) a ( Z  N )  b.( Z ' N ' ) Z+1 =N (2) Z' +1 =N' (3) aZ+b.Z'=100 (4) a+b=6 (5) 0.5 đ 2aZ  a  0,150485 (6) 2aZ  a  2bZ 'b Thế vào => 2aZ  a  31 (7) Thế vào => Lập bảng: A Z 15 7,25 4,67 B Z' 17 Kết luận Nhận Loại Loại Kết luận: X P; Y Cl; chất A PCl5 0.5 đ 3,375 2,8 Loại Loại 1đ Câu 2: Muối A chứa 5,960%Al; 3,091%N; 6,181%H; 70,640%O lại nguyên tố X khối lượng Hãy xác định công thức phân tử A? Cách giải Điểm %X=100%-(5,960+3,091+6,181+70,640)%= 14,128% Trường hợp N+5: Định luật bảo tồn điện tích: 5,96 3,091 70,640 14,128   6,181.1   n  27 14 16 X X=16n (khơng có giá trị phù hợp) Trường hợp N-3: Định luật bảo tồn điện tích: 0.5 đ 5,96 3,091 70,640 14,128   6,181.1   n  => X=16n/3 27 14 16 X Nghiệm phù hợp n=6 X=32 S Tỉ lệ nguyên tử: Al:N:H:O:S=1:1:28:20:2 => CTPT AlNH28O20S2 Công thức phân tử dạng muối: (NH4)Al(SO4)2.12H2O (NH4)2SO4 Al2(SO4)3 2H2O ThuVienDeThi.com 0.5đ 1đ Câu a) (1,5 điểm) Chất Công thức Liuyt BF3 F B F Loại phân tử AX3E0 TT lai hoá sp2 Hình học e Hình học phân tử  giác  giác F F B F F CF4 AX4E0 F Tứ diện sp3 Tứ diện F F C F C F F F NH3 N H H AX3E1 Tứ diện sp3 F Tháp tam giác H N H H H b) (0,5 điểm) H F BF3 + NH3 F B F N H H Câu 4: Liti hiđrua LiH có cấu trúc tinh thể kiểu lập phương tâm diện a) Hãy biểu diễn ô mạng sở tinh thể? Tính số phân tử LiH có mạng sở? b/ Tính độ chặt khí tinh thể LiH? 0 c) Cho bán kính cation anion 0,76 A 1,36 A ; Li = 6,94; H = Tính khối lượng riêng LiH (g/cm3) ? Cách giải Điểm a/ Hình vẽ: 0.5 đ o o o o o o o o o o o o o o Số ion Li+ đơn vị cấu trúc = 8.1/8 + 6.1/2 = => số phân tử LiH ThuVienDeThi.com đơn vị cấu trúc = 0 r(Li+) = 0,76 A ; r(H-) = 1,36 A ; 0.5 đ b/ Độ chặt khít = 4 4.( r  r '3 ) 3  0,6494 ( 2r  2r ' ) (6,94  1) 6,022.10 23  0,6919 g / cm 8 8 (2r.10  2r '.10 ) c/ Khối lượng riêng 1đ Bài 5: Thực phản ứng este hóa hỗn hợp ban đầu gồm 55,2 gam ancol etylic 108gam axit axetic Khi phản ứng đạt trạng thái cân phản ứng đạt hiệu suất 78,475% Tính số cân KC? Thực phản ứng với hỗn hợp gồm 0,2mol ancol etylic; 0,4mol axit axetic; 0,6mol H2O 0,8 mol etyl axetat Tính số mol chất thời điểm cân Cách giải Điểm * n(C2H5OH) = 55,2/46= 1,2 mol; n(CH3COOH) = 108/60 = 1,8 mol => Hiệu suất phản ứng tính theo C2H5OH, số mol C2H5OH phản ứng = 1,2.78,475%=0,9417 mol Phản ứng: CH3COOH Cb: Kc = + 0,8583 0,94172   CH3COOC2H5   C2H5OH 0,2583 0,9417 + H2O KC 1.0 đ 0,9417 / (0,8583.0,2583) = * Ban đầu (0,8.0,6):(0,2.0,4) = > KC => cân chuyển dịch theo chiều nghịch: Phản ứng: Cb: KC-1 CH3COOC2H5 (0,8-x) +   H2O   CH3COOH (0,6-x) (0,4+x) + C2H5OH KC-1 (0,2+x) = [(0,4+x).(0,2+x)] / [(0,8-x).(0,6-x) = 1/4 => x = 0,0408 Vậy số mol chất thời điểm cân là: 1.0 đ CH3COOC2H5 = 0,7592 mol ; H2O = 0,5592 mol CH3COOH = 0,4408 mol; C2H5OH = 0,2408 mol Câu 6: Hòa tan hết 1,32gam axit hữu đơn chức (viết tắt HA) vào nước 100ml dung dịch A Chia dung dịch A thành phần Phần cho tác dụng với 25ml dung dịch NaOH 0,125M thu dung dịch X có pH = 4,68 Phần tác dụng với 60ml dung dịch NaOH 0,125M, thấy chất tác dụng với vừa hết thu dung dịch Y Tính phân tử khối HA, Ka pH dung dịch Y? Cách giải Điểm Phương trình phản ứng: HA + NaOH > NaA + H2O * Xét phản ứng phần 2: n(NaOH) = 0,06.0,125 = 7,5.10-3 mol = n(HA) phần = n(NaA) dung dịch Y) => Phân tử khối HA = 1,32: (7,5.10-3.2) = 88 * Xét phản ứng phần 1: n(NaOH) = 0,025.0,125 = 3,125.10-3 mol = n(HA) pư=n(NaA) ThuVienDeThi.com 0.5đ => n(HA) dư = 4,375.10-3 => nồng độ HA = 4,375.10-3 / (0,05+0,025) = 7/120 M nồng độ A- = 3,125.10-3 / (0,05+0,025) = 1/24 M 1.0đ pH = pKa + lg ([A-] / [HA]) => Ka= 1,49.10-5 * Nồng độ NaA dd Y = 7,5.10-3 : (0,05+0,06) = 3/44 M Cân bằng: A- +   HA + H2O   OH- K = W / Ka = 6,71.10-10 (bỏ qua H2O) [] 3/44 - x x x2 /(3/44 - x) = 6,71.10-10 x 0.5 đ => x = 6,76.10-6 => pH = 14 + lg (6,76.10-6) = 8,83 Bài 7: Một pin điện hóa tạo điện cực Điện cực thứ đồng nhúng vào dung Cu(NO3)2 0,8M Điện cực đũa Pt nhúng vào dung dịch chứa hỗn hợp Fe2+ Fe3+ (trong [Fe3+] = 4[Fe2+] Thế điện cực chuẩn Cu2+/ Cu Fe3+/Fe2+ 0,34V 0,77V a) Xác định điện cực dương, điện cực âm Tính suất điện động pin bắt đầu làm việc b) Tính tỉ lệ [ Fe 3 ] pin hết điện (coi thể tích dung dịch Cu(NO3)2 0,8M [ Fe 2 ] lớn) Cách giải Điểm 0.5đ E(Fe3+/Fe2+) = 0,77 + 0,059/1 lg4 = 0,8055 V 2+ E(Cu /Cu) = 0,34 + 0,059/2 lg0,8 = 0,3371 V Vậy điện cực dương điện cực Pt; điện cực âm điện cực Cu Epin = 0,8055 - 0,3371 = 0.5đ 0,4684 V b/ Pin hết điện tức Epin = Khi E (Cu2+/Cu) = E (Fe3+/Fe2+) Vì thể tích dung dịch Cu(NO3)2 lớn => nồng độ Cu2+ thay đổi không đáng kể => E (Cu2+/Cu)=0,3371 V E (Fe3+/Fe2+) = 0,77 + 0,059/1 lg ([Fe3+]/[Fe2+]) = 0,3371 => [Fe3+]/[Fe2+] = 4,5995.10-8 1.0đ Bài 8: Cho số liệu nhiệt động số phản ứng sau 250C Chất H ( KJ / mol ) tt S ( J mol 1 K 1 ) H2 (k) 130,6 H2O (k) -241,8 188,7 CO (k) -110,5 197,6   H2O (k) + CO (k) Cho phản ứng: H2 (k) + CO2 (k)   a) Tính H ; S ; G số cân phản ứng 250C b) Tính số cân phản ứng 1500C Cách giải ThuVienDeThi.com CO2 (k) -393,5 213,6 Điểm a  S0 = 188,7+ 197,6 - 130,6 - 213,6 = 42,1 J.mol-1 K-1  H0 = - 241,8 - 110,5 + + 393,5 = 41,2 KJ  G0 = 41,2.103 - 298.42,1 = 28654,2 J = = = 9,4884.10-6 1đ b  G0 28654,2 => -RT.lnK - 8,314.298.lnK => K ln(K423 / K298) = (1/298 - 1/423)  H0 /R lnK423 = (1/298 - 1/423) 41,2.103 /8,314 + ln(9,4884.10-6 ) 1đ => K423 = 1,2922.10-3 Câu 9: Hịa tan hồn tồn 25 gam cacbonat kim loại dung dịch HCl 7,3% (vừa đủ) thu dung dịch muối 10,511% Khi làm lạnh dung dịch thấy thoát 26,28 gam muối rắn A nồng độ phần trăm muối dung dịch cịn lại 6,07% Xác định cơng thức muối A? Cách giải Điểm * Phương trình phản ứng: M2(CO3)x + 2xHCl > 2MClx + xH2O + xCO2 Xét số mol: 2x x x Ta có: C % m '  M  71x 100%  10,511% M  60 x  x.36,5 : 0,073  44 x M=20x Nghiệm phù hợp: n = 2; M = 40; kim loại Ca * Phương trình: CaCO3 + 2HCl > CaCl2 + H2O + CO2 0,25mol -> 0,25mol Khối lượng dd sau phản ứng: 1đ 0,25.111 100  264 g 10,511 Khối lượng dd sau làm lạnh: 264 -26,28=237,72g Đặt công thức A CaCl2.nH2O Số mol CaCl2 ban đầu = 0,25mol = => CT A CaCl2.6H2O 26,28 237,72.0,0607 => n =  111  18n 111 1đ Câu 10 Biết 238U 235U có chu kỳ bán huỷ 4,5.109 7,13.108 năm a/ Tính số nguyên tử 238U bị phân rã 100 năm 10 gam 238U ban đầu? b/ Nếu mẫu Urani có tỉ lệ 238U : 235U 140:1 cịn thời điểm hình thành Trái Đất tỉ lệ 3:4 Tính tuổi Trái Đất thời điểm phân tích mẫu trên? a/ áp dụng N = No.e-  t Cách giải Điểm ThuVienDeThi.com N = No.(1-e-  t )  No.e-  t = 10.6, 023.1023 0, 693 100 238 4, 5.109 = 3.8804.1014 nguyên tử b/ áp dụng ct trờn v bin i => t= 6,3932.109 năm ThuVienDeThi.com 1,0 đ 1,0 đ ... 9 ,48 84. 10-6 1đ b  G0 286 54, 2 => -RT.lnK - 8,3 14. 298.lnK => K ln(K423 / K298) = (1/298 - 1 /42 3)  H0 /R lnK423 = (1/298 - 1 /42 3) 41 ,2.103 /8,3 14 + ln(9 ,48 84. 10-6 ) 1đ => K423 = 1,2922.10-3 Câu 9:... ThuVienDeThi.com CO2 (k) -393,5 213,6 Điểm a  S0 = 188,7+ 197,6 - 130,6 - 213,6 = 42 ,1 J.mol-1 K-1  H0 = - 241 ,8 - 110,5 + + 393,5 = 41 ,2 KJ  G0 = 41 ,2.103 - 298 .42 ,1 = 286 54, 2 J = = = 9 ,48 84. 10-6... (NH4)2SO4 Al2(SO4)3 2H2O ThuVienDeThi.com 0.5đ 1đ Câu a) (1,5 điểm) Chất Công thức Liuyt BF3 F B F Loại phân tử AX3E0 TT lai hố sp2 Hình học e Hình học phân tử  giác  giác F F B F F CF4 AX4E0 F