Đề thi chọn học sinh giỏi khu vực duyên hải và đồng bằng bắc bộ năm học 2012 2013 môn thi: Hoá học lớp 1037964

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC 2012 - 2013 ĐỀ NGUỒN MƠN THI: HỐ HỌC LỚP 10 (Thời gian làm 180 phút không kể thời gian giao đề) Đề thi gồm 01 trang Câu Cho phân tử: XeF2, XeF4, XeOF4, XeO2F2 a Viết công thức cấu tạo Li - uyt (Lewis) cho phân tử b Áp dụng quy tắc đẩy cặp electron hóa trị, dự đốn cấu trúc hình học phân tử c Hãy cho biết kiểu lai hóa nguyên tử trung tâm phân tử Câu Phân tử CuCl kết tinh dạng lập phương tâm diện Hãy biểu diễn mạng sở CuCl a) Tính số ion Cu+ Cl - suy số phân tử CuCl chứa mạng tinh thể sở b) Xác định bán kính ion Cu+ Cho: D(CuCl) = 4,136 g/cm3 ; rCl-= 1,84 A0 ; Cu = 63,5 ; Cl = 35,5 Câu Cho trình đây: Cho trình đây: (1) (2) 7 + ; β+ → 63�� + β- ; 13 → 13 7� 6� + β 4�� → 3�� + a Q trình tự diễn biến? Vì sao? b So sánh tốc độ cực đại hạt sơ cấp ( β-, β+) q trình tự diễn biến 13 Cho: 62�� = 6,01889 u; 63�� = 6,01512 u; 13 � = 13,00574 u; � = 13,00335 u; 4�� = 7,01693 u; -19 23 3�� = 7,01600 u; me = 0,00055 u; 1eV = 1,602.10 J; 1u = 932 MeV/c ; NA = 6,022.10 ; c = 3.10 m/s Câu Cho phương trình nhiệt hóa học sau đây: (1) ClO2 (k) + O3 (k) → Cl2O7 (k) ΔH1 = - 75,7 kJ 2�� (2) (3) O3 (k) ClO3 (k) + O (k) → O (k) + O (k) → Cl2O7 (k) ΔH2 = 106,7 kJ ΔH3 = - 278 kJ ΔH4 = 498,3 kJ (4) O2 (k) → O (k) k: kí hiệu chất khí Hãy xác định nhiệt phản ứng sau: (5) ClO2 (k) + O (k) → ClO3 (k) ΔH5 Câu   NH3 (*) thiết lập 400 K người ta xác định Trong hệ có cân H2 + N2   áp suất phần sau đây: �� = 0,376.105 Pa , �� = 0,125.105 Pa , ��� = 0,499.105 Pa Tính số cân Kp ΔG0 phản ứng (*) 400 K Tính lượng N2 NH3, biết hệ có 500 mol H2 Thêm 10 mol H2 vào hệ đồng thời giữ cho nhiệt độ áp suất tổng cộng không đổi Bằng cách tính, cho biết cân (*) chuyển dịch theo chiều nào? Trong hệ cân gồm H2, N2 NH3 410 K áp suất tổng cộng 1.105 Pa, người ta tìm được: Kp = 3,679.10-9 Pa-2, �� = 500 mol , �� = 100 mol ��� = 175 mol Nếu thêm 2 ThuVienDeThi.com 10 mol N2 vào hệ đồng thời giữ cho nhiệt độ áp suất khơng đổi cân chuyển dịch theo chiều nào? Cho: Áp suất tiêu chuẩn P0 = 1,013.105 Pa; R = 8,314 JK-1mol-1; atm = 1,013.105 Pa Câu Một dung dịch có ba chất HCl, BaCl2, FeCl3 nồng độ 0,0150M Sục khí CO2 vào dung dịch bão hồ Sau thêm từ từ NaOH vào dung dịch đến nồng độ 0,120M Cho biết: nồng độ CO2 dung dịch bão hồ 3.10-2M; thể tích dung dịch không thay đổi cho CO2 NaOH vào; số: pKa H2CO3 6,35 10,33; pKs Fe(OH)3 37,5 BaCO3 8,30; pKa Fe3+ 2,17 Tính pH dung dịch thu Câu 0 Cho � +0 = 0,8V; � = -0,15V; � +0 + = 1,26V; � + = -0,037V; �� /�� � + = -0,440V �� /�� ���/��,� �� /�� �� /�� Hãy: a Thiết lập sơ đồ pin để xác định tích số tan AgI Viết phương trình phản ứng xảy điện cực pin b Tính độ tan (s) 25oC AgI nước a Lập pin điện xảy oxi hoá ion Fe2+ thành ion Fe3+ ion Au3+ bị khử thành ion Au+ Viết phương trình phản ứng xảy điện cực pin b Tính sức điện động chuẩn pin số cân phản ứng xảy pin Câu Muối KClO4 điều chế cách điện phân dung dịch KClO3 Thực tế điện phân điện cực, nửa phản ứng tạo sản phẩm KClO4 cịn đồng thời xẩy nửa phản ứng phụ tạo thành khí không màu Ở điện cực thứ hai xẩy nửa phản ứng tạo khí Hiệu suất tạo thành sản phẩm đạt 60% Viết ký hiệu tế bào điện phân nửa phản ứng anot catot Tính điện lượng tiêu thụ thể tích khí điện cực (đo 250C 1atm) điều chế 332,52g KClO4 Cho F = 96500; R = 0,082 atm.lít/mol.K; H = 1; O = 16; Cl = 35,5; K = 39 Câu Nung FeS2 khơng khí, kết thúc phản ứng thu hỗn hợp khí có thành phần: 7 SO2; 10 O2; 83 N2 theo số mol Đun hỗn hợp khí bình kín (có xúc tác) 800K, xảy phản ứng:   2SO3 2SO2 + O2  Kp = 1,21.105  a) Tính độ chuyển hố ( số mol) SO2 thành SO3 800K, biết áp suất bình lúc atm, số mol hỗn hợp khí ban đầu (khi chưa đun nóng) 100 mol b) Nếu tăng áp suất lên lần, tính độ chuyển hố SO2 thành SO3, nhận xét chuyển dịch cân Câu 10 Hòa tan 0,835 gam hỗn hợp X gồm NaHSO3 Na2SO3 H2SO4 dư đun nóng Cho tồn khí thóat hấp thụ hết 500 ml dung dịch Br2 có nồng độ xM dung dịch A Thêm KI dư vào 50 ml dung dịch A Để phản ứng hết với lượng iôt (I3-) phải dùng 12,5 ml dung dịch Na2S2O3 0,05M Sục khí N2 qua 100 ml dung dịch A để đuổi hết Br2 dư thu dung dịch B Trung hòa 25 ml dung dịch B cần dùng hết 15 ml NaOH 0,1M a) Viết phương trình hóa học phản ứng xảy b) Tính x c) Tính % khối lượng chất hỗn hợp X ………………… Hết ….…………… ThuVienDeThi.com ĐÁP ÁN (ĐỀ XUẤT DỰ THI HSG HÓA 10 VÙNG ĐỒNG BẰNG DUYÊN HẢI – THPT CHU VĂN AN – HÀ NỘI - 2013 ) Câu Hướng dẫn giải Câu1 Giảa/ Công thức cấu tạo Li-uyt (Lewis) (2,0 điểm) F O F Xe F F Xe F O F F Điểm Xe F F F F Xe F 0,5 O b/ Cấu trúc hình học XeF2 : thẳng XeF4 : vuông phẳng XeOF4 : thápp vuông XeO2F2: ván bập bênh c Kiểu lai hóa nguyên tử trung tâm Xe: XeF2: sp3d XeF4: sp3d2 XeOF4: sp3d2 XeO2F2: sp3d 0,5 1,0 0,25 Câu (2,0 điểm) Các ion Cl - xếp theo kiểu lập phương tâm mặt, cation Cu+ nhỏ chiếm hết số 0,25 hốc bát diện Tinh thể CuCl gồm hai mạng lập phương tâm mặt lồng vào Số phối trí Cu+ Cl- Số ion Cl- ô sở: 8.1/8 + 6.1/2 = Số ion Cu+ ô sở: 12.1/4 + 1.1 = 4; Số phân tử CuCl ô sở 0,5 n = Khối lượng riêng CuCl là: D = (n.M) / (NA.a3 )  a = 5,42.10-8 cm ( a cạnh hình lập phương) Có: 2.(r Cu+ + rCl-) = a = 5,42.10-8 cm  rCu+ = 0,87.10-8 cm 1,0 ThuVienDeThi.com Câu (2,0 điểm) a.Đổi 1u = 932 MeV/c2 = 932.1061,60210-196,022.1023 J/mol.c2 = 8,991013 J/mol.c2 Δm1 = (�6 - �6 ) = 3,77 10-3 u 0,5 Δm3 = (�7 0,5 2�� 3�� Δm2 = (�13 ‒ �13 ‒ ��) = 1,29.10-3 u 7� 6� ‒ �7 ‒ ��) = - 1,7.10-4 u 4�� 3�� ΔH1= -Δm1  c2 J.mol-1 = -3,39.1011 J.mol¯1 ΔH2 = -Δm2  c2 J.mol-1 = -1,16.1010 J.mol-1 0,5 ΔH3 = -Δm3  c2 J.mol-1 = 1,53.1010 J.mol-1 Δ H1, Δ H2 ΔG1, ΔG2 > 0, ΔS3 > ΔG3 >> Q trình (3) khơng tự diễn biến -3 b Δm1 = 3,77.10 u > Δm2 = 1,29.10-3 u Vậy tốc độ cực đại electron phát sinh (1) lớn tốc độ cực đại electron phát sinh (2) Câu (2,0 điểm) Câu (2,0 điểm) (1)-(2)-(3)-(4) ta có: 2ClO2 (k) + 2O (k) 1,0 → 2ClO3 (k) ⇒2 ΔH05 = ΔH01 - ΔH02 - ΔH03 - ΔH04 = -402,7 kJ ⇒ ΔH05 = 201,35 kJ Kp = PNH PH3  PN2  Kp = ΔH05 (0, 499  105 )2 = 3,747.109 Pa-2 (0,376  105 )3  (0,125  105 ) 1,0 0,5 K = Kp  P0-Δn  K = 3,747.10-9  (1,013.105)2 = 38,45 ΔG0 = -RTlnK  ΔG0 = -8,314  400  ln 38,45 = -12136 J.mol¯1 = - 12,136 kJ.mol-1 0,5 nN = n NH = n H2 PH2  PN2  n N2 = n H2 PH2 500  0,125 = 166 mol 0,376  PN H3  n NH3 = 500  0,499 = 664 mol 0,376  n tổng cộng = 1330 mol ; P tổng cộng = 1105 Pa Sau thêm 10 mol H2 vào hệ, n tổng cộng = 1340 mol 510  1105 = 0,381.105 Pa ; 1340 664 P NH3 =  1105 = 0,496105 Pa 1340 PH = ΔG = ΔG0 + RTlnQ PN = 0,5 166  1105 = 0,124105 Pa 1340 0,4962 (1,013.105)2 Δ G = [-12136 + 8,314  400 ln ( ) = -144,5 J.mol1 (0,381 0,124).(1.10 ) ( )  Cân * chuyển dịch sang phải ThuVienDeThi.com 0,5 Sau thêm 10 mol N2 hệ có 785 mol khí áp suất phần khí là: PH = 100  1105 Pa ; 785 PN = 510  1105 Pa ; 785 ΔG = ΔG0 + RTlnQ = - RTlnKp + RTlnQ Δ G = 8,314  410  [-ln (36,79  1,0132 ) + ln ( P= 1752 175  1105 Pa 785  7852  1,0132)] = 19,74 100 510 J.mol¯1  Cân (*) chuyển dịch sang trái Câu (2,0 điểm) Khi cho khí CO2 vào hỗn hợp gồm H+ 0,0150M; Ba2+ 0,0150 M; Fe3+ 0,0150 M có q trình: CO2 + H2O HCO3- + H+ Ka1 = 10-6,35 HCO3HCl CO32- + H+   Fe3+ + H2O 0,5 Ka2 = 10-10,33 H+ + Cl – FeOH2+ + H+ Ka = 10-2,17 Dung dịch có mơi trường axit mạnh (vì có HCl Fe3+), điện ly CO2 khơng đáng kể (vì nồng độ CO32- vơ bé) nên khơng có kết tủa BaCO3 tạo thành 0,5 Khi thêm NaOH xảy phản ứng: - Trung hoà HCl: H+ + OH-  H2O 0,015M dư: 0,105M 3+ - kết tủa Fe(OH)3 : Fe + 3OH-  Fe(OH)3 0,015 0,045 0,015 dư: 0,06 - Phản ứng với CO2: CO2 + 2OH-  CO32- + H2O 3.10-2 0,06 0,03 - Kết tủa BaCO3: Ba2+ + CO3 2-  BaCO3  0,015 0,030 0,015 0,015 Thành phần hỗn hợp kết tủa có: Fe(OH)3 BaCO3 0,0150 M 0,0150 M Trong dung dịch có: CO32- 0,015M; Cl- ; Na+ ; H2O 0,5 Các cân xảy ra: H2O H+ + OH10-14 (1) 3+ -37,5 Fe(OH)3 Fe + 3OH Ks1 = 10 (2) 2+ 2-8,30 BaCO3 Ba + CO Ks2 = 10 (3) CO32- + H2O HCO3- + OHKb1 = 10-14/10-10,33 = 10-3,67 (4) So sánh cho thấy cân (4) cân định pH dung dịch ( OHdo H2O điện ly Fe(OH)3 tan bé), nồng độ CO32- BaCO3 tan khơng 0,5 đáng kể (vì có dư CO32- từ dung dịch) Tính pH theo (4) ThuVienDeThi.com CO32- + H2O HCO3- + OH- 10-3,67 C 0,015 [ ] (0,015 –x) x x -3,67 x /(0,015-x) = 10  x1 = [OH- ] = 1,69.10-3M  pH = 11,23 x2 = - 1,9.10-3(loại) Câu (2,0 điểm) a Để xác định tích số tan KS AgI, cần thiết lập sơ đồ pin có điện cực Ag làm việc thuận nghịch với Ag+ Điện cực Ag nhúng dung dịch có [Ag+] lớn đóng vai trò catot Vậy sơ đồ pin sau: 0,5 (-) Ag │ I-(aq), AgI(r) ║ Ag+(aq) │ Ag(r) (+) Hoặc: (-) Ag, AgI(r) │ I-(aq) ║ Ag+(aq) │ Ag(r) (+) Phản ứng cực âm: Ag(r) + I−(aq) Phản ứng cực dương: Ag+(aq) + e Phản ứng xảy pin: Ag+(aq) + I-(aq) AgI(r) + e Ag(r) AgI(r) ( E + -E Ag /Ag AgI/Ag,I- K 11 K2 K S-1 (1) ) / 0,059 Trong K S-1 = K 11 K2 = 10 ≈ 1,0.1016 KS = −16 1,0.10 b Gọi S độ tan AgI nước nguyên chất, ta có: 0,25 + -16 AgI↓ Ag + I KS = 10 S S Vì trình tạo phức hidroxo Ag+ không đáng kể, I- anion axit mạnh HI, nên S = KS =1,0.10-8 M Theo qui ước: q trình oxi hóa Fe2+ xảy anot, q trình khử Au3+ xảy 0,5 3+ 2+ catot, điện cực Pt nhúng dung dịch Fe , Fe anot, điện cực Pt nhúng dung dịch Au3+, Au+ catot: (-) Pt │ Fe3+(aq), Fe2+(aq) ║ Au3+(aq), Au+(aq) │ Pt Fe3+(aq) + e K 11 Au+(aq) K2 + 3+ Au (aq) + 2Fe (aq) Phản ứng cực âm: 2x Fe2+(aq) Phản ứng cực dương: Au3+(aq) + 2e Phản ứng pin: Au3+(aq) + 2Fe2+(aq) (2) 2( E (+) -E 3+ K 0,5 K = (K 11 )2.K2 = 10 Au /Au Fe /Fe Trong khử chuẩn cặp Fe3+/Fe2+ tính (hoặc tính theo số cân bằng) sau: Fe3+ + 3e Fe E01= -0,037 V, G01= -3FE01 Fe2+ + 2e Fe E02= -0,440 V, G02= - 2F E02 3+ 2+ Fe + e Fe E3 G03= - F E03 Có: G03 = G01- G02 E03 = 0,77 V 0,25 → K = (K 11 )2.K2 = 102(1,260,77) / 0,059 = 1016,61 Ở điều kiện tiêu chuẩn, sức điện động chuẩn pin là: E0pin = � +0 + - � + + = 0,49 V �� /�� �� 3+ /�� ThuVienDeThi.com  2+ ) / 0,059 Kí hiệu tế bào điện phân: Câu (2,0 điểm) Pt  KClO3 (dd)  Pt Phản ứng chính: anot: ClO3- - 2e + H2O  ClO4 - + 2H+ catot: 2H2O + 2e  H2 + 2OHClO3- + H2O  ClO4- + H2 Phản ứng phụ: anot:  2H+ + H2O - 2e O2 2H2O + 2e  H2 + 2OH- catot: H2O  O2 + H 2 M KClO  138,5 g/mol 0,5 n KClO4  0,5 332,52  2,4mol 138,551 q = I.t = 2,4.F.100/60 = 8F = 772000 C Khí catot hydro: n H = 8F  mol F / mol 0,5 V H = nRT/P = 97,7 lít Khí anot oxy: điện lương tạo O2 = F 0,4 = 3,2 F n O = 3,2F/4F = 0,8 mol V O = 19,55 lít 0,5 2 Câu (2 điểm) a) Cân bằng: 2SO2 0,5   2SO3 + O2   Ban đầu: 10 (mol) lúc cân bằng: (7-x) (10 - 0,5x) x (x: số mol SO2 phản ứng) Tổng số mol khí lúc cân bằng: 100 - 0,5x = n Áp suất riêng khí: p ; n PSO = (7-x) Kp = (PSO3 )2 (PSO2 ) PO2 PO2 = (10 - 0,5x) = p ; n x2 (100 - 0,5x) (7 - x) (10 - 0,5x) K >>  x   Ta có : PSO3 = x p n = 1,21 105 atm-1 49.96,5 (7  x)2 6,5 0,5 = 1,21 105 Giải x = 6,9225 Vậy độ chuyển hóa SO2  SO3: 6,9225.100% = 98,89 0,5 b) Nếu áp suất tăng lần tương tự có: 7- x= 0,0548  x = 6,9452 0,5  độ chuyển hoá SO2  SO3: (6,9452 100)/7 = 99,22 Kết phù hợp nguyên lý Lơsatơlie: tăng áp suất phản ứng chuyển theo chiều phía có số phân tử khí ThuVienDeThi.com Câu 10a) a Gọi a, b số mol NaHSO3 Na2SO3 hỗn hợp X (2 điểm) Các phương trình hóa học: HSO3- + H+ → SO2↑ + H2O SO32- + 2H+ → SO2↑ + H2O SO2 + Br2 + H2O → 4H+ + SO42- + 2BrH+ + OH- → H2O Br2 + 3I- → 2Br- + I3I3- + 2S2O32- → S4O62- + 3I- (1) (2) (3) (4) (5) (6) b) b nNa2S2O3 = 6,25.10-4 mol; nOH- = 1,5.10-3 mol nSO2 = nBr2(pư) nBr2 = nBr2(pư) + nBr2(dư) = nSO2(p) + nBr2(d) = ẳ nOH- + ẵ nS2O32- = 0,010625 mol → x = 0,010625/5 = 0,02125M 104� + 126� = 0,835 � = 5.10 ‒ c Ta có: → � + � = 7,5.10 ‒ � = 2,5.10 ‒ mNaHSO3 = 0,52g → % mNaHSO3 = 62,28% → %mNa2SO3 = 37,72% { { ThuVienDeThi.com 0,5 0,75 0,75 ... hóa học phản ứng xảy b) Tính x c) Tính % khối lượng chất hỗn hợp X ………………… Hết ….…………… ThuVienDeThi.com ĐÁP ÁN (ĐỀ XUẤT DỰ THI HSG HÓA 10 VÙNG ĐỒNG BẰNG DUYÊN HẢI – THPT CHU VĂN AN – HÀ NỘI - 2013. .. Sục khí CO2 vào dung dịch bão hoà Sau thêm từ từ NaOH vào dung dịch đến nồng độ 0,120M Cho biết: nồng độ CO2 dung dịch bão hồ 3.10-2M; thể tích dung dịch khơng thay đổi cho CO2 NaOH vào; số: pKa... lít 0,5 2 Câu (2 điểm) a) Cân bằng: 2SO2 0,5   2SO3 + O2   Ban đầu: 10 (mol) lúc cân bằng: (7-x) (10 - 0,5x) x (x: số mol SO2 phản ứng) Tổng số mol khí lúc cân bằng: 100 - 0,5x = n Áp suất