SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ ĐỀ XUẤT KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2013-2014 ĐỀ THI MƠN: HỐ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên) (Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề) Câu (2,0 điểm): Cho biết số giá trị lượng ion hoá thứ (I1,eV): 5,14; 7,64; 21,58 Ne , Na, Mg số giá trị lượng ion hoá thứ hai (I2, eV): 41,07; 47,29 Na Ne Hãy gán giá trị I1,I2 cho nguyên tố giải thích Hỏi I2 Mg so với giá trị trên? Vì sao? Giải thích sao: a) Axit flohydric axit yếu axit HX lại tạo muối axit axit khác khơng có khả này? b) B Al hai nguyên tố kề nhóm IIIA có phân tử Al2Cl6 mà khơng có B2Cl6? Câu (2,0 điểm): Canxi xianamit (CaCN2) loại phân bón đa có tác dụng tốt Nó sản xuất dễ dàng từ loại hóa chất thơng thường CaCO3 Q trình nhiệt phân CaCO3 cho chất rắn màu trắng XA khí khơng màu XB khơng trì cháy Chất rắn màu xám XC khí XD hình thành phản ứng khử XA với cacbon XC XD cịn bị oxy hóa để tạo thành sản phẩm có mức oxy hóa cao Phản ứng XC với nitơ cuối dẫn tới việc tạo thành CaCN2 Viết tất phương trình phản ứng xảy Khi thuỷ phân CaCN2 thu chất gì? Viết phương trình phản ứng Trong hóa học chất rắn anion CN22- có đồng phân Axit hai anion biết (chỉ tồn pha khí) Viết công thức cấu tạo hai axit cho biết cân chuyển hóa hai axit ưu tiên phía nào? Câu (1,5 điểm): Cho biết số điện li axit axetic: Ka (CH3COOH) = 1,8.10-5 ; axit propionic : Ka (C2H5COOH) = 1,3.10-5 Một dung dịch chứa CH3COOH 0,002M C2H5COOH x M Hãy xác định giá trị x để dung dịch có độ điện li axit axetic 0,08 Tính thể tích dung dịch NaOH 0,1M cần dùng vào 200ml dung dịch H3PO4 0,1M sau phản ứng thu dung dịch có pH = 7,21 ; pH = 9,765 Cho pKa (H3PO4) : pKa1 = 2,15 ; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32 Câu (1,5 điểm): Chất rắn X hỗn hợp KHCO3 hóa chất: Ba(NO3)2.2H2O; ZnI2; MgSO4.7H2O Hãy nhận biết chất X (được dùng thuốc thử AgNO3, NH3, H2SO4) Viết phương trình phản ứng thí nghiệm sau (mỗi trường hợp mơ tả phương trình): a) Oxi hóa etylbenzen (C2H5−C6H5) dung dịch KMnO4/H2O đun nóng thu sản phẩm C6H5COOK chất vơ khác b) Hịa tan As2S3 dung dịch HNO3 loãng c) Hấp thụ SO2 vào dung dịch NaIO3 thu kết tủa màu đen tím d) Muối CrI3 bị oxi hóa dung dịch KClO + KOH Câu (1,5 điểm): Cho 88,2 g hỗn hợp A gồm FeCO3, FeS2 lượng không khí (lấy dư 10% so với lượng cần thiết để đốt cháy hết A) vào bình kín dung tích khơng đổi Nung bình thời gian để xảy phản ứng, sau đưa bình nhiệt độ trước nung, bình có khí B chất rắn C (gồm Fe2O3, FeCO3, FeS2) Khí B gây áp suất lớn 1,45% so với áp suất khí bình trước nung Hịa tan chất rắn C lượng dư H2SO4 lỗng, khí D (đã làm khơ); chất cịn lại bình cho tác dụng với lượng dư dung dịch KOH thu chất rắn E Để E ngồi khơng khí khối lượng không đổi, chất rắn F Biết rằng: Trong hỗn hợp A muối có số mol gấp 1,5 lần số mol muối lại; giả thiết hai muối A có khả phản ứng; khơng khí chứa 20% oxi 80% nitơ thể tích a) Viết phương trình hóa học phản ứng xảy b) Tính phần trăm khối lượng chất hỗn hợp F ThuVienDeThi.com c) Tính tỉ khối khí D so với khí B Câu (1,5 điểm): Cho hỗn hợp khí A hồm H2 CO có số mol Người ta muốn điều chế H2 từ hỗn hợp A cách chuyển hóa CO theo phản ứng: CO2(K) + H2(K) CO(K) + H2O(K) Hằng số cân Kc phản ứng nhiệt độ thí nghiệm khơng đổi (t0C) Tỷ lệ số mol ban đầu CO H2O 1: n Gọi a % số mol CO bị chuyển hóa thành CO2 Hãy thiết lập biểu thức quan hệ n, a Kc Cho n = 3, tính % thể tích CO hợp chất khí cuối (tức trạng thái cân bằng) Muốn % thể tích CO hỗn hợp khí cuối nhỏ 1% n phải có giá trị ………Hết……… ThuVienDeThi.com SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC Câu Câu1 2,0 đ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2012-2013 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN: HỐ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên ) 1.* Năng lượng ion hóa thứ (I1): ([Ne]3s1) ([Ne]3s2) 11Na 12Mg 10Ne (2s 2p ) 5,14(eV) 7,64(eV) 21,58(eV) Vì Na có bán kính lớn điện tích hạt nhân nhỏ Mg lực hút hạt nhân với electron nhỏ Mg I1 nhỏ Ne có lớp vỏ ngồi bão hòa bền vững, Ne thuộc chu kỳ II nên bán kính nhỏ so với Na Mg electron khó tách khỏi nguyên tử * Năng lượng ion hóa thứ hai (I2): Na+ -1e Na2+ I2 = 47,29 (eV) + 2+ Ne -1e Ne I2 = 41,07 (eV) + Na có cấu hình e giống khí (bền vững) e khó tách khỏi Na+ Ne+ khơng có cấu hình lớp vỏ ngồi giống khí electron ngồi dễ tách so với electron Na+ * I2 Mg nhỏ Mg+ có bán kính lớn nhất, đồng thời lớp vỏ chưa bền vững a) Một phần lượng liên kết H ─ F lớn, phần tan nước ion F– tương tác với phân tử HF tạo ion phức HF2– Do phần phân tử HF liên kết tạo HF2– nên hàm lượng tương đối ion H3O+ khơng lớn HF có tính axit yếu Đồng thời dung dịch HF có ion dạng HF2–, H2F3–, H3F4–… trung hòa tạo muối axit KHF2, KH2F3 … b) Cả B Al chưa đạt cấu hình khí liên kết M-Cl có tính cộng hóa trị Kích thước ngun tử B nhỏ nên có mặt nguyên tử Clo tích tương đối lớn, quanh gây tương tác đẩy lớn làm cho phân tử không bền vững Cl Cl Cl Al Al Cl Cl Cl 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 T CaCO3 CaO + CO2 0,5 CaO + 3C CaC2 + CO CO + O2 CO2 CaC2 + O2 CaCO3 + CO2 CaC2 + N2 CaCN2 + C 2.Quá trình gọi trình Frank – Caro Quá trình quan trọng kỹ 0,5 thuật CaCN2 + 3H2O → CaCO3 + 2NH3 Công thứ hai đồng phân là: HN = C = NH N C – NH2 0,5 Cân chuyển dịch phía tạo thành hợp chất có tính đối xứng Câu CH3COOH CH3COO- + H+ Ka = 1,8.10-5 1,5 đ C 2.10-3 αx -3 -4 [] (1-0,08).2.10 1,6.10 αx+1,6.10-4 Câu 1,5 đ 1,6.10-4 (1,6.10-4 + x) K a = 1,8.10 = (1) 2.10-3 (1-0,08) -5 C [] C2H5COOH x (1-α).x C2H5COOαx + H+ Ka = 1,3.10-5 1,6.10-4 αx+1,6.10-4 ThuVienDeThi.com 0,5 x.(1,6.10-4 + x) K a = 1,3.10 = (2) x.(1- ) -5 Từ (1) (2) αx = 4,7.10-5 ; x = 7,95.10-4M pH = 7,21 = pKa2 Tạo muối NaH2PO4 Na2HPO4 với số mol NaOH phản ứng hết nấc 1/2 nấc axit H3PO4 NaOH + H3PO4 → NaH2PO4 + H2O 2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O Suy ra: V.0,1= 200.0,1+ 100.0,1 Vậy V = 300ml pH = 9,765 = 1/2(pKa2 + pKa3) Tạo Na2HPO4 2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O 0,04 0,02 0,02 nNaOH = 0,04 mol V = 400 ml Câu 1,5 đ Hòa tan X vào nước Thêm H2SO4 vào dung dịch thấy có CO2 : HCO 3 + H+ CO2 + H2O 0,5 0,5 + Nếu có kết tủa trắng BaSO4 X KHCO3 + Ba(NO3)2.2H2O + Nếu khơng có kết tủa trắng phải phân biệt tiếp Zn2+ Mg2+ I SO 24 Thêm giọt AgNO3: + Nếu xuất kết tủa vàng AgI X KHCO3 + ZnI2; + Nếu khơng có kết tủa X KHCO3 + MgSO4.7H2O Chú ý: dùng NH3 để phân biệt ion Zn2+ Mg2+, H2SO4 cho NH3 tạo NH 4 ngăn cản tạo thành kết tủa Zn(OH)2 Mg(OH)2 0,5 Dựa vào sản phẩm oxi hóa khứ dự đốn mơi trường sản phẩm khác: a) C2H5−C6H5 + 4KMnO4 → C6H5COOK + KOH + 4MnO2 + K2CO3 + 2H2O b) 3As2S3 + 28HNO3 +4H2O → 6H3AsO4 + 9H2SO4 + 28NO 0,5 c) 5SO2 + 2NaIO3 + 4H2O → Na2SO4 + I2 + 4H2SO4 d) 2CrI3 + 21KClO + 8KOH → 2K2CrO4 + 6KIO3 + 21KCl + 4H2O 0,5 Câu - Pthh phản ứng xảy 1,5 4FeCO3 + O2 → 2Fe2O3 + 4CO2 (1) 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 (2) + Khí B gồm: CO2, SO2, O2, N2; chất rắn C gồm: Fe2O3, FeCO3, FeS2 + C phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng: Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O (3) FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + H2O + CO2 (4) FeS2 + H2SO4 → FeSO4 + S↓ + H2S (5) + Khí D gồm: CO2 H2S; chất lại gồm:FeSO4, Fe2(SO4)3, H2SO4 dư S, tác dụng với KOH dư: 2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O (6) 2KOH + FeSO4 → Fe(OH)2↓ + K2SO4 (7) 6KOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3↓ + 3K2SO4 (8) + Kết tủa E gồm Fe(OH)2, Fe(OH)3 S, để khơng khí có phản ứng: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 (9) 0,5 Vậy F gồm Fe(OH)3 S - Nhận xét: So sánh hệ số chất khí (1) (2) ta thấy: áp suất khí sau phản ứng tăng lên chứng tỏ lương FeCO3 có hỗn hợp A nhiều FeS2 Gọi a số mol FeS2 số mol FeCO3 1,5a, ta có: 116.1,5a + 120a = 88,2 a = 0,3 + Vậy A gồm : FeS2 (0,3 mol), FeCO3 (0,45 mol) + Nếu A cháy hoàn tồn cần lượng O2 : (0,45/4 + 11.0,3/4) = 1,03125 mol số mol ThuVienDeThi.com N2 4.1,03125 = 4,125 mol ; số mol khơng khí (1,03125 + 4,125) = 5,15625 mol - Vì hai muối A có khả phản ứng nên gọi x số mol FeS2 tham gia phản ứng (1) số mol FeCO3 tham gia phản ứng (2) 1,5x + Theo (1), (2) theo đề cho ta có : nB = (5,15625 + 0,375x) + Vì áp suất sau phản ứng tăng 1,45% so với áp suất trước nung, ta có : (5,15625 + 0,375x) = 5,15625 101,45/100 x = 0,2 - Theo phản ứng (1), (9) ta có chất rắn F gồm : Fe(OH)3 (0,75 mol) S (0,1 mol) Vậy F có %Fe(OH)3 = 96,17% ; %S = 3,83% - B gồm: N2 (4,125 mol), O2 (0,40625 mol), CO2 (0,3 mol), SO2 (0,4 mol) MB = 32 - Khí D gồm CO2 (0,15 mol), H2S (0,1 mol) MD = 40 Vậy dD/B = 1,25 CO2 + H2 Câu Xét cân bằng: CO + H2O 1,5 Trước phản ứng n Phản ứng a a a a Sau phản ứng 1-a n-a a 1+a Tổng số mol sau phản ứng : (1-a) + (n-a) + a + (1+a) = n + CO2 H a(1 a) Kc = COH 0 (1 a)(n a) 1 a Vì ta có % thể tích CO hỗn hợp x= (N = n+2) N Khi n = thay N vào Kc, thay số vào, rút gọn 100x2 + 65x – = Giải phương trình: x = 2,94% 1 a 0,01 thay tiếp Kc ta có phương trình Muốn x = 1% thay a vào N 5,04 N2 – 12N – 200 = Giải phương trình: N = 7,6 tức n = 5,6 Vậy để % VCO hỗn hợp < 1% n phải có quan hệ lớn 5,6 -Hết ThuVienDeThi.com 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 ... Câu1 2,0 đ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2012 -2013 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN: HỐ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên ) 1.* Năng lượng ion hóa thứ (I1): ([Ne]3s1) ([Ne]3s2) 11Na 12Mg 10Ne (2s... 1,8 .10- 5 1,5 đ C 2 .10- 3 αx -3 -4 [] (1-0,08).2 .10 1,6 .10 αx+1,6 .10- 4 Câu 1,5 đ 1,6 .10- 4 (1,6 .10- 4 + x) K a = 1,8 .10 = (1) 2 .10- 3 (1-0,08) -5 C [] C2H5COOH x (1-α).x C2H5COOαx + H+ Ka = 1,3 .10- 5... C2H5COOαx + H+ Ka = 1,3 .10- 5 1,6 .10- 4 αx+1,6 .10- 4 ThuVienDeThi.com 0,5 x.(1,6 .10- 4 + x) K a = 1,3 .10 = (2) x.(1- ) -5 Từ (1) (2) αx = 4,7 .10- 5 ; x = 7,95 .10- 4M pH = 7,21 = pKa2 Tạo