Đề thi đề nghị chọn học sinh giỏi duyên hải Đồng bằng bắc bộ môn Hóa học – lớp 10 trường THPT chuyên Quốc Học38780

Sở GD&ĐT Thừa Thiên - Huế ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ CHỌN HỌC SINH GIỎI Trường THPT Chuyên Quốc Học DUYÊN HẢI - ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ IV o MƠN HĨA HỌC– LỚP 10 Thời gian: 180 phút Câu (2 điểm) Cho bảng sau: Nguyên tố Năng lượng ion hoá I2 (eV) bảng Ca Sc Ti V Cr Mn 11,87 12,80 13,58 14,15 16,50 15,64 Hãy giải thích biến đổi lượng ion hoá thứ hai nguyên tố Bài (2 điểm) Xét phản ứng : 2A + B  C + D Hằng số tốc độ phản ứng tính theo đơn vị : mol l–1 s–1 Kết số thí nghiệm sau : Nhiệt độ TN (oC) Nồng độ đầu Nồng độ đầu Tốc độ ban đầu phản ứng A B (mol.l–1.s–1) (mol.l–1 ) (mol.l–1 ) 25 0,25 0,75 4,0.10–4 25 0,75 0,75 1,2.10–3 55 0,25 1,50 6,4.10–3 2.1 Xác định bậc phản ứng theo A, theo B số tốc độ phản ứng 25oC 2.2 Tính hệ số nhiệt tốc độ phản ứng ThuVienDeThi.com Bài (2 điểm) 3.1 Cho dung dịch A hai axit nước : H2SO4 0,3M HCl 0,4M Tính giá trị pH dung dịch A 3.2 Điện phân 100ml dung dịch A điện cực Pt (trơ) với cường độ dòng điện 2,68 ampe thời gian t  Lập hàm số mô tả phụ thuộc pH vào thời gian điện phân t khoảng : < t <  Vẽ đồ thị hàm số Cho biết :  Hằng số Faraday = 26,8 ampe  Thể tích dung dịch khơng đổi điện phân  Các giá trị logarit x : Câu 4: (2 điểm) Nhỏ từ từ 0,2 lit dung dịch gồm NaOH 1M Ba(OH)2 0,8M vào dung dịch gồm 0,048 mol FeCl3; 0,032 mol Al2(SO4)3 0,08 mol NH4HSO4 thu m gam kết tủa Tìm giá trị m (Cho H2SO4 phân li hoàn toàn) Câu 5: Cho hỗn hợp gồm 1,68g Fe 1,19g Sn vào 200 ml dung dịch gồm AgNO3 0,5 M Cu(NO3)2 0,2M Sau kết thúc phản ứng thu dung dịch X Tìm nồng độ mol ion có dung dịch X Cho: Ba = 137, Fe = 56, Al = 27, S = 32, O = 16, H = , Sn = 119 Câu 6: Trộn hai thể tích hai dung dịch SnCl2 0,100M FeCl3 0,100M Xác định nồng độ ion thiếc sắt cân 25oC Tính cặp oxy hóa khử cân ThuVienDeThi.com Cho biết: Eo(Sn4+/Sn2+) = 0,15V; Eo(Fe3+/Fe2+) = 0,77V Câu 7: Ở 820oC số cân phản ứng: CaCO3 (r) ⇌ CaO (r) + CO2 (k) C(r) + CO2 (k) ⇌ 2CO (k) (1) K1 = 0,2 (2) K2 = 7.1 Trong bình chân khơng dung tích 22,4 lít 820oC, người ta cho mol CaCO3 mol C Xác định số mol CO CO2 hệ trạng thái cân 7.2 Phải tăng thể tích bình lên phân hủy xảy hoàn toàn Câu 8: Hỗn hợp X gồm Fe kim loại R có hố trị khơng đổi Hoà tan hoàn toàn 3,3g X dung dịch HCl dư thu 2,9568 lít khí 27,3oC, atm Mặt khác hoà tan hoàn toàn 3,3g x dung dịch HNO3 1M lấy dư 10% thu 896ml hỗn hợp khí Y gồm N2O, NO(đktc) có tỉ khối so với hỗn hợp NO, C2H6 1,35 dung dịch Z Xác định R tính % kim loại X Câu 9: Ở 270C, 1atm N2O4 phân huỷ theo phản ứng : N2O4 (khí) 2NO2 (khí) với độ phân huỷ 20% 9.1 Tính số cân Kp 9.2 Tính Độ phân huỷ mẫu N2O4 (khí) có khối lượng 69 gam, chứa bình tích 20 (lít) 270C Câu 10: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp FeS FeCO3 HNO3 đặc, nóng thu dung dịch (A), hỗn hợp khí gồm NO2 CO2 Cho dung dịch (A) tác dụng với BaCl2 dư kết tủa trắng dung dịch (B) Cho dung dịch (B) tác dụng với NaOH kết tủa nâu đỏ Viết phương trình phản ứng dạng phân tử dạng ion thu gọn ThuVienDeThi.com Hướng dẫn chấm Câu (2 điểm) Câu Cấu hình electron nguyên tố: Ca [Ar]4s2 ; Sc [Ar]3d14s2 ; Ti [Ar]3d24s2 ; V [Ar]3d34s2 ; Cr 0,5đ [Ar]3d54s1 ; Mn [Ar]3d54s2 Năng lượng ion hoá thứ hai ứng với tách electron hoá trị thứ hai Từ Ca đến V tách electron 4s thứ hai Do tăng dần điện tích hạt nhân nên lực hút hạt nhân electron 4s tăng dần, lượng ion hố I2 tăng đặn Đối với Cr, cấu hình electron đặc biệt với chuyển electron từ 4s 3d để sớm đạt phân lớp 3d5 đầy nửa, electron thứ hai bị tách nằm cấu hình bền vững tách địi hỏi tiêu tốn nhiều lượng nên I2 nguyên tố cao nhiều so với V Cũng mà chuyển sang Mn, electron bị tách nằm phân lớp 4s, giá trị I2 lớn V vừa phải, chí nhỏ (1,5 đ) giá trị tương ứng Cr Bài (2 điểm) Câu 2.1 Gọi x bậc theo A, y bậc theo B  n = x + y bậc phản ứng Biểu thức tốc độ phản ứng : V = k C Ax C By Đơn vị V = đơn vị k  (đơn vị C)n = mol–1 l s–1 moln.l–n = mol1 – n l1 – n s–1 So sánh với đơn vị V cho mol l–1 s–1  n =  phản ứng có bậc  x + y = ThuVienDeThi.com 0,5đ Qua TN 25oC ta có : x A V = k C C y B TN1 : 4,0.10 4  k (0,25) x (0,75) y  TN : 1,2.10 3  k (0,75) x (0,75) y Chia vế cho ta có : 3x =  x =  y = 4,0.10 4  k= = 2,13 10–3 mol–1 l.s–1 0,25.0,75 (1 đ) 2.2 Ở 55oC, tốc độ phản ứng có biểu thức : V’ = k’.CA.CB  k’ = V' 6,4.103 = 1,7 10–2 = 8k  CA CB 0,25.1,5 Áp dụng : k ' t 55  25  8= = 3 = 23   =  k 10 10 0,5đ Bài (2 điểm) Câu 3.1 H2SO4 0,3M + HCl 0,4M  [H+]=  pH = 3.2 HCl : 0,04 mol H 2SO : 0,03 mol 100ml dung dịch A  It ( h )  0,1t ( h ) Số mol electron : 26,8 Phương trình điện phân : df 2HCl  H2  + Cl2  ThuVienDeThi.com 0,5đ O2  H2O H2SO4  H2 + Ở catot : 2H+ + 2e  H2 0,04mol  0,04mol e Thời gian điện phân hết HCl : 0,1t = 0,04  t = 0,4 0,5đ 0h  0,4h số mol H+ bị điện phân : 0,1t Số mol H+ lại : 0,1 – 0,1t C H  : 0,1  0,1t =1–t 0,1 Biểu thức : pH = –lg(1 – t) pH 0,222 t (h) 0,4h t =  pH = 0; t = 0,4  pH = 0,22 Sau điện phân C H  không đổi V dung dịch giảm dần Do điện phân H2O nên [H+] tăng dần ,pH giảm dần Câu 4: (2 điểm) Câu n OH  = 0,2.1 + 0,2.0,8.2 = 0,52 (mol) ; nBa 2 = 0,2.0,8 = 0,16 (mol) nSO 2 = 0,176 (mol) nFe3 = 0,048 (mol); ThuVienDeThi.com (1 đ) n Al 3 = 0,064 (mol); n NH = 0,08 (mol); nH  = 0,08 (mol);  OH- + mol 0,08 mol → H+ + NH4+ 0.08 0,08 3OH- + Fe3+ → NH3↑ → Fe(OH)3↓ 0,048 3OH- + Al3+ mol 3.0,064 0,024 + H2O (2) (3) 0,048 → 0,064 Al(OH)3↓ (4) 0,064 OH- + Al(OH)3 → mol (1) 0,08 OH- mol 3.0,048 H2O 0,5đ AlO2- + 2H2O (5) 0,5đ 0,024 nOH  /( 5) = 0,52 – (0,08 + 0,08 + 0,048.3 + 0,064.3) = 0,024 (mol) n Al (OH )3 = 0,064 – 0,024 = 0,04 (mol) SO42- + Ba2+ mol 0,16 Vậy: 0,16 → BaSO4↓ 0,16 m = 0,048 107 + 0,04 78 + 0,16.233 = 45,536 (gam) Câu 5: Câu (6) nFe = 0,03 (mol); n Sn = 0,01 (mol); ThuVienDeThi.com (1 đ) n Ag  = 0,1 (mol); Fe mol + 0,03 Sn mol 0,01 2Ag+ 0,02  → Fe2+ 0,06 + 0,5 đ + 2Ag↓ (1) 2Ag↓ (2) Ag↓ (3) 0,03 2Ag+ → Sn2+ + 0,02 Fe2+ + Ag+ mol nCu  = 0,04 (mol); n NO = 0,18 (mol) 0,01 → Fe3+ + 0,02 0,02 n Fe  dư = 0,03 – 0,02 = 0,01 (mol) 0,5đ Vậy nồng độ mol ion dung dịch X là: [Fe2+] = 0,01 = 0,05M ; 0,2 [Cu2+] = 0,2M ; [Fe3+] = [Sn2+] = 0,01 = 0,05M ; 0,2 0,02 0,18 = 0,1M ; [NO3-] = = 0,9M 0,2 0,2 (1 đ) Câu 6: Câu Sn2+ Nđcb: 0,05- x lgK = +  Sn4+ 0,05 – 2x x 2Fe3+ + 2Fe2+ 2x 2(0,77  0,15) = 20,946  K = 1020,946 0,0592 K lớn nồng độ Fe3+ phản ứng nhỏ nhiều so với Sn2+  pứng gần hoàn toàn: 2x  0,05 (1 đ) ThuVienDeThi.com [Fe2+] = 0,05M; [Sn4+] = 0,025M; [Sn2+] = 0,025M; [Fe3+] = xM   0,0025 0,025.(0,05)  10 20,946   x  Fe 3  1,68.10 12 M K= 2 0,025.x x Khi cân bằng: Ecb = 0,77 + 0,0592 lg  0,15  1,68.10 12 0,05 (1 đ) 0,0592 0,025 lg  0,15V 0,025 Câu 7: Câu 7.1 Gọi x số mol CaCO3 bị phân huỷ ; y số mol C tham gia phản ứng Ta có: CaCO3 (r) ⇌ CaO (r) + CO2 (k) K1 = 0,2 (1) C(r) + CO2 (k) ⇌ 2CO (k) K2 = (2) x y x y 2y Số mol hỗn hợp khí: (x + y) mol Từ (1) ⟹ K1 = P CO = 0,2 (atm) = (x – y) = (x – y) RT V 0,082.(273  820) 22,4 ThuVienDeThi.com Từ (2) ⟹ K2 = ⟹ 2y RT = V Vậy: ⟹x–y= PCO = ⟹ PCO = PCO2 0,4 ⟹ y = 0,2 = 0,05 (3) 2PCO2  0,4 = 0,632 (atm) 0,4 = 0,079 (mol) 2.4 n CO = (x – y) = 0,05 (mol) ; (1 đ) nCO = 2y = 0,158 (mol) 7.2 (1 điểm) Để phân huỷ CaCO3 xảy hoàn toàn ⟹ x = Ở thời điểm ban đầu: PCO = 0,632 atm P CO = 0,2 atm Gọi z số mol C tham gia phản ứng ⟹ RT 2z = 0,632 V (I) (II) 2z = 3,16 ⟹ z = 0,612 (mol) 1 z Lấy (II) chia cho (I) ⟹ Thay z vào (II): V = RT (1 – z) = 0,2 V 0,082.(820  273).2.0,612 = 173,6 (lít) 0,632 ⟹ Để CaCO3 phân huỷ hồn tồn thể tích bình phải lấy là: (1 đ) V ≥ 173,76 lít Câu 8: Câu R + nH+ = Rn+ + a n H2 an Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 b (1) b ThuVienDeThi.com (2) Gọi a, b số mol R, Fe 3,3 gam hỗn hợp n H2 = an 2,9568.1 +b= = 0,12 (mol) 22,4 (273  27,3) 273 Khi tác dụng với HNO3 : Fe – 3e = Fe3+ b (3) 3b R – ne = Rn+ a (4) an NO3 + 8e + 10H+ = N2O + 5H2O 0,24  (5) 0,03 NO3 + 3e + 4H+ = NO + 2H2O 0,03 (6) 0,01 Gọi x số mol N2O; y số mol NO hỗn hợp Y nhỗn hợp Y = x + y = 896 = 0,04 (mol) 22400 (1) M NO  30g    M h NO, C H = 30g M C H  30g  Mhỗn hợp Y = 44x + 30y = 30 0,04 1,35 = 1,62g Giai (1) va(2) ta co: x = 0,03 ; y = 0,04 – 0,03 = 0,01 (3, 4)  số mol e R, Fe nhường = an + 3b (mol) (5, 6)  số mol e NO3 nhận = 0,24 + 0,03 = 0,27 (mol) Suy : an + 3b = 0,27 giải hệ : an + 3b = 0,27 an + 2b = 0,24 b = 0,03 an = 0,18 ThuVienDeThi.com (2) (1 đ) mFe 3,3g hỗn hợp X = 0,03 56 = 1,68(g) mR 3,3g hỗn hợp X = 3,3 – 1,68 = 1,62(g) a= 0,18 ; n 4,62 = 9n 0,18 MR =  Chỉ có nghiệm n = 3, MR = 27g ứng với R : Al hợp lý %m(Al) = 1,62 1,62 100% ; %m(Fe) = 100% 3,3 3,3 (1 đ) Câu 9: Câu 9.1 Gọi độ phân huỷ N2O4 270C, atm  , số mol N2O4 ban đầu n Phản ứng: N2O4 (k) 2NO2 (k) Ban đầu: n Phân ly: n 2n  Cân 2n  n(1-  ) Tổng số mol hỗn hợp lúc cân bằng: n’ = n(1+  ) Nên áp suất riêng phần khí hỗn hợp lúc cân bằng: p N 2O4  1 P ; 1 PNO2   2  P  1   1  P  1   2 P 1 KP  NO2 P PN2O4 = 4 P = 1 với P = 1atm,  = 20% hay  = 0,2  ThuVienDeThi.com KP = 1/6 atm (1 đ) 9.2 n N 2O4 = 69/92 = 0,75mol Gọi độ phân huỷ N2O4 điều kiện  ’ Phản ứng: N2O4 (k 2NO2 (k) Ban đầu: 0,75 Phân ly: 0,75  ’ 1,5  ’ Cân 0,75(1-  ’) 1,5  ’ Tổng số mol hỗn hợp lúc cân bằng: n” = 0,75(1+  ’) Áp suất hỗn hợp khí lúc cân bằng: n '' RT 0,75(1   ' ).0,082.300 P  = = 0,9225(1+α’) V 20 ' 4 '2 P ’ = 1/6 KP = '2 1 Vì KP = const nên: 4 '2 0,9225(1   ' )  / '2 1   ’  0,19 (1 đ) Câu 10: Câu 10 Phương trình phản ứng : FeS + 12HNO3  Fe(NO3)3 + H2SO4 + 9NO2  + 5H2O (1) FeCO3 + 4HNO3  Fe(NO3)3 + CO2 + NO2  + 2H2O (2) HNO3   Dung dịch (A) Fe( NO3 ) H SO  Dung dịch (A) + BaCl2 dư : H2SO4 + BaCl2  BaSO4  + 2HCl ThuVienDeThi.com (3) HNO3 HCl   Dung dịch (B)  BaCl2 Fe( NO3 ) Dung dịch (B) + NaOH HNO3 + NaOH  NaNO3 + H2O (4) HCl + NaOH  NaCl + H2O (5) Fe(NO3)3 + 3NaOH  Fe(OH)3  + 3NaNO3 (6) 1đ Phương trình ion thu gọn : FeS + NO3 + 10H+  Fe3+ + SO 24  + 9NO2  + 5H2O FeCO3 + NO3 + 4H+  Fe3+ + CO2  + NO2  + 2H2O Ba2+ + SO 24   BaSO4  (3) H+ + OH–  H2O (4) H+ + OH–  H2O (5) Fe3+ + 3OH–  Fe(OH)3  ThuVienDeThi.com (1) (2) 1đ ... mol–1 l s–1 moln.l–n = mol1 – n l1 – n s–1 So sánh với đơn vị V cho mol l–1 s–1  n =  phản ứng có bậc  x + y = ThuVienDeThi.com 0,5đ Qua TN 25oC ta có : x A V = k C C y B TN1 : 4,0 .10. .. 4,0 .10 4  k (0,25) x (0,75) y  TN : 1,2 .10 3  k (0,75) x (0,75) y Chia vế cho ta có : 3x =  x =  y = 4,0 .10 4  k= = 2,13 1 0–3 mol–1 l.s–1 0,25.0,75 (1 đ) 2.2 Ở 55oC, tốc độ phản ứng... 119 Câu 6: Trộn hai thể tích hai dung dịch SnCl2 0 ,100 M FeCl3 0 ,100 M Xác định nồng độ ion thi? ??c sắt cân 25oC Tính cặp oxy hóa khử cân ThuVienDeThi.com Cho biết: Eo(Sn4+/Sn2+) = 0,15V; Eo(Fe3+/Fe2+)