Đề thi chọn học sinh giỏi khu vực mở rộng năm học 2011 2012 môn thi: Hóa học lớp 1038795

TR H I CÁC TR NG THPT CHUYÊN KHU V C DH & B B C B CHÍNH TH C NG N I TRÚ THAN UYÊN KÌ THI CH N H C SINH GI I KHU V C M R NG N M H C 2011- 2012 MƠN THI: HĨA H C L P 10 Ngày thi: 21 tháng n m 2012 (Th i gian làm 180 phút không k th i gian giao đ ) thi g m 02 trang Câu 1: (2,5 m) M m t nguyên t có kh i l ng mol nguyên t b ng 63,55 gam Trong t nhiên, M có hai đ ng v h n n tron m t đ ng v chi m 72,5% s nguyên t H t nhân đ ng v nh c a M có s h t không mang n nhi u h n s h t mang n h t Bi t r ng có th coi giá tr nguyên t kh i b ng v i s kh i c a nguyên t a) Vi t c u hình electron c a M, xác đ nh v trí c a M b ng h th ng tu n hoàn (ơ, chu kì, nhóm) b) M tr ng thái r n k t tinh theo ki u l p ph ng ch t khít nh t Tính bán kính nguyên t c a M (theo Å) Bi t kh i l ng riêng c a M b ng 8,96 g/cm3 D a vào quy t c Slater, tính: a) N ng l ng c n thi t (theo kJ) đ chuy n mol nguyên t silic t tr ng thái c b n lên tr ng thái kích thích có c u hình electron [Ne]3s23p13d1 b) N ng l ng ion hóa th nh t (theo eV) c a nguyên t silic so sánh k t qu thu đ c v i giá tr th c nghi m 8,2 eV Câu 2: (2,5 m) Vi t công th c Lewis, nêu tr ng thái lai hóa c a nguyên t trung tâm d ng hình h c c a phân t sau: KrF2, IF3, SeF4, KrF4, IF5, AsF5 Cho: As (Z = 33); Se (Z = 34); Kr (Z = 36) S p x p theo th t t ng d n (có gi i thích) góc liên k t OSX phân t sau: SOF2; SOCl2; SOBr2 Câu 3: (2,5 m) Nitrosyl clorua (NOCl) m t khí đ c, đun nóng b phân h y: NOCl (k) NO (k) + Cl2 (k) Tính hi u ng nhi t đ ng tích c a q trình phân h y hồn tồn 1,3 mol NOCl 475oC Tính KP c a cân b ng 475oC 475oC, d n 0,2 mol NO 0,1 mol Cl2 vào m t bình kín dung tích lít khơng đ i Tính áp su t khí bình t i th i m cân b ng Coi khí khí lý t ng Cho: B ng s li u nhi t đ ng (không ph thu c vào nhi t đ ) Ch t Hos (kJ/mol) So (J/mol.K) NOCl (k) 51,71 264 NO (k) 90,25 211 Cl2 (k) 223 Câu 4: (2,5 m) H p th tồn b 0,5 mol khí NH3 vào lít dung d ch HNO3 0,2 M thu đ c dung d ch A Tính pH c a dung d ch A Thêm m gam FeCl2 r n vào dung d ch A thu đ c dung d ch B n ng đ c a ion Fe2+ t i th i m cân b ng 1,5 × 10-4 M Tính m Cho: Các q trình khơng làm thay đ i th tích c a dung d ch pKa c a NH4+ = 9,24; pKs c a Fe(OH)2 = 15,1 H ng s t o ph c hidroxo c a Fe2+: *β = 10−5,92 Fe = 55,85; Cl = 35,45 ThuVienDeThi.com TR NG N I TRÚ THAN UYÊN Câu 5: (2,5 m) Hãy thi t l p s đ pin đ c hình thành b i hai c p oxi hóa - kh CrO42-/ CrO2- MnO4-/ MnO42- v i n c c platin Vi t bán ph n ng x y n c c Tính h ng s cân b ng c a ph n ng x y pin Eopin Mô t chi u chuy n đ ng c a electron, cation, anion trình ho t đ ng c a pin (pin s d ng c u mu i KNO3 nhão) Cho: Eo (CrO42-/Cr(OH)3, OH-) = -0,18 V; Eo (MnO4-/MnO42-) = 0,564 V Cr(OH)3 CrO2- + H+ + H2O có K = 1,0.10-14 Câu 6: (2,5 m) Khi s c khí Cl2 qua dung d ch Ca(OH)2, tu u ki n ph n ng có th cho mu i CaOCl2 hay Ca(ClO)2 a Vi t ph ng trình ph n ng b S c khí CO2 t t t i d qua dung d ch CaOCl2 dung d ch Ca(ClO)2.Vi t ph ng trình ph n ng x y iclo oxit ClO2 m t ch t khí đ c dùng đ t y tr ng s n xu t gi y Ph ng pháp t t nh t đ u ch ClO2 phịng thí nghi m cho h n h p KClO3 H2C2O4 tác d ng v i H2SO4 lỗng Trong cơng nghi p ClO2 đ c u ch b ng cách cho NaClO3 tác d ng v i SO2 có m t H2SO4 4M a) Vi t ph ng trình ph n ng x y b) ClO2 h p ch t d gây n , t i u ch ClO2 phịng thí nghi m theo ph ng pháp t ng đ i an toàn? Câu 7: (2,5 m) Khi n phân dung d ch H2SO4 50% v i n c c tr nhi t đ khác thu đ c nh ng s n ph m khác nhau: 00C s thu đ c axit peoxidisunfuric Còn 100C l i thu đ c H2O2 N u đun nh dung d ch sau n phân th y có khí oxi Vi t ph n ng x y đ gi i thích cho s t o thành s n ph m khác trình n phân Qu ng pyrit th c t h n h p FeS2 FeS nên có th đ t cơng th c pyrit FeS2-x Khi s lý m t m u qu ng pyrit v i Br2 KOH d x y ph n ng: FeS2 + Br2 + KOH Fe(OH)3 + K2SO4 + FeS + Br2 + KOH Fe(OH)3 + K2SO4 + Sau ph n ng x y hoàn toàn thu đ c ch t r n A dung d ch B Nung ch t r n A đ n kh i l ng không đ i thu đ c 0,20 gam Fe2O3 Cho BaCl2 d vào dung d ch B thu đ c 1,11 gam k t t a BaSO4 Cho: Fe = 56; O = 16; S = 32; Ba = 137 a) Xác đ nh công th c c a qu ng pyrit b) Tính l ng Br2 dùng đ oxy hóa m u qu ng Câu 8: (2,5 m) Ch s oxy t hòa tan m u n c (D.O) đ c s d ng r ng rãi đ đánh giá ch t l ng ngu n n c Q trình phân tích theo ph ng pháp chu n đ i t đ c ti n hành nh sau: B c 1: Ki m hóa m u n c c n phân tích b ng kali hydroxit r n (viên nén) Thêm l ng d dung d ch mangan(II) sunfat vào th y t o thành k t t a màu nâu B c 2: Thêm ti p dung d ch axit sunfuric đ c vào h n h p đ n th y k t t a tan hoàn toàn tr l i dung d ch Dung d ch thu đ c có màu đ B c 3: Thêm ti p dung d ch kali iođua d vào, l c m nh th y dung d ch chuy n sang màu vàng nâu B c 4: Dùng dung d ch natri thiosunfat, ch th h tinh b t đ chu n đ Vi t ph ng trình ph n ng d ng ion x y t ng b c L y 100,0 mL m t m u n c đem phân tích th y tiêu t n h t 11,80 mL dung d ch 9,84 × 10-3 M natri thiosunfat Tính ch s D.O (mg/L) c a m u n c ThuVienDeThi.com TR H I CÁC TR NG THPT CHUYÊN KHU V C DH & B B C B Câu ý Câu 1: 1.1 a) b) 1.2 a) NG N I TRÚ THAN UYÊN ÁP ÁN CH N HSG KHU V C M R NG N M H C 2011- 2012 MƠN THI: HĨA H C L P: 10 Ngày thi: 21 tháng n m 2012 áp án g m trang N i dung i m 2,5 G i s kh i, s proton, s n tron c a đ ng v nh l n l t A, P, N S kh i, s proton, s n tron c a đ ng v n ng l n l t A+2, P, N+2 Tr ng h p 1: ng v n ng chi m 72,5% s nguyên t T d ki n cho, l p đ c h ph ng trình: (1-0,725) A + 0,725 (A + 2) = 63,55 N–P=5 ⇒ N = 33,55; P = 28,55 (lo i) P+N=A Tr ng h p 2: ng v nh chi m 72,5% s nguyên t T d ki n cho, l p đ c h ph ng trình: 0,725A + (1-0,725) (A + 2) = 63,55 N–P=5 ⇒ N = 34 ; P = 29 P+N=A C u hình: 1s22s22p63s23p63d104s1 V trí: Ơ 29, chu kì 4, nhóm IB Tinh th l p ph ng ch t khít nh t có m ng ki u l p ph ng tâm m t S m t c a ô m ng: Th tích ô m ng: (4 × 63,55) / (8,96 × 6,022 × 1023) = 4,71× 10-23 cm3 dài c nh m ng: 3,61 × 10-8 cm = 1,28 Å Bán kính c a M: N ng l ng nguyên t Si tr ng thái c b n: E0 = E(1s2) + E(2s22p6) + E (3s23p2) N ng l ng nguyên t Si tr ng thái kích thích có c u hình [Ne]3s23p13d1 E1 = E(1s2) + E(2s22p6) + E (3s23p1) + E (3d1) N ng l ng c n thi t đ chuy n nguyên t silic t tr ng thái c b n lên tr ng thái kích thích E = E1 - E0 = E (3s23p1) + E (3d1) - E (3s23p2) = ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 TR b) NG N I TRÚ THAN UN Tính cho mol E = 1041 Kj N ng l ng Si+ c u hình [Ne]3s23p13d1 E2 = E(1s2) + E(2s22p6) + E (3s23p1) N ng l ng ion hóa th nh t c a Silic: I1 = E2 – E0 = 0,5 Chênh l ch t ng đ i so v i giá tr th c nghi m r t l n: (12,3-8,2)/8,2 ≈ 50% Mơ hình Slater q đ n gi n đ thu đ c k t qu đ nh l ng 2,5 Câu 2: 2.1 sp3d, đ ng th ng sp3d, ch T sp3d, b p bênh 1,5 sp3d2, vuông ph ng 2.2 Câu 3: 3.1 3.2 3.3 sp3d2, chóp đáy vng sp3d, l ng tháp tam giác Th t : OSF < OSCl< OSBr Gi i thích : Do đ âm n c a F > Cl > Br, đ âm n th p c p electron liên k t S-X xa nguyên t trung tâm S, l c đ y gi a liên k t S=O v i S-X s nh , góc liên k t s t ng lên 1,0 2,5 NOCl (k) NO (k) + Cl2 (k) Ho = 90,25 × – × 51,71 = 77,08 kJ/mol Hi u ng nhi t đ ng tích bi n thiên n i n ng: Uo = Ho – nRT = 77,08 – 1×8,314×(475 + 273) x 10-3 = 70,86 kJ/mol Tính cho 1,3 mol NOCl phân h y: Q = 46,06 kJ Ho = 77,08 kJ/mol So = 117 J/mol.K Go(475+273)K = -10,436 kJ/mol KP 475oC = 5,355 NO (k) + Cl2 (k) NOCl (k) ThuVienDeThi.com (KP)-1 = 0,1867 1,0 0,5 TR Cân b ng: 0,2-2x NG N I TRÚ THAN UYÊN 0,1-x 2x (mol) Ta có K-1P = Kn (RT/V)∆n = (RT/V)∆n (2x)2/ [(0,2-2x)2(0,1-x)] = 0,1867 1,0 (v i R = 0,082 atm.lit.mol-1.K-1; T = 475 + 273 = 748K; V = lit) x = 0,0571 ⇒ PCB = ΣnCB RT/V = 7,45 atm Câu 4: 4.1 2,5 NH3 + HNO3 NH4+ TPGH: NH4NO3 1,0 : 0,2 M NH3 : 0,3 M; NO3- = 0,2 M H c n tính pH h đ m NH4+/NH3 ⇒ pH = pKa + lg(Cb/Ca) ≈ 9,42 4.2 Khi [Fe2+] = 1,5 10−4 M, v i dung d ch ban đ u có [OH−] = 10−4,58 có k t t a sinh [Fe2+] − [OH ] = Theo: ⇒ Ks [Fe 2+ ] COH − = 10−5,64 = 10−12,98 > Ks = 10−15,1 [H+] = 10-8,36 (= h) Fe(OH)+ + H+ ; β* Fe2+ + H2O [FeOH+] = [Fe2+].β*.h−1 = 1,5 10−4.10−5,92.108,36 = 0,0413 (M) K NH + [NH3] = CNH3 α NH3 = 0,5 K NH + + h 0,75 = 0,0582 (M) [NH4+] = 0,4418 M Vì dung d ch trung hòa n: 2[Fe2+] + [FeOH+] + [H+] + [NH4+] = [Cl-] + [OH-] + [NO3-] 2.1,5.10−4 + 0,0413 + 10-8,36 + 0,4418 = [Cl-] + 10−5,64 + 0,2 0,75 [Cl-] = 0,2834 M T ng s mol FeCl2 dùng là: 0,2834 / = 1417 mol mFeCl2 = 17,96 gam Câu 5: 5.1 2,5 Xét c p CrO42-/ Cr(OH)3 CrO42- + 4H2O + 3e Cr(OH)3 H+ + OH- Cr(OH)3 + 5OHCrO2- + H+ + H2O H2O K1 = 103E1 /0,0592 K = 10-14 Kw-1 = 1014 K = K1.K.K −w1 = 103E /0,0592 CrO42-+2H2O + 3e CrO2- + 4OHEo c a CrO42-/ CrO2- = - 0,18V < Eo c a MnO4-/ MnO42MnO42(+) MnO4- + e CrO42- + 2H2O + 3e (-) CrO2- + 4OHS đ pin: (-) Pt | CrO42-, CrO2- || MnO4-, MnO42- | Pt (+) 5.2 MnO4- +CrO2- + 4OH- MnO42- + CrO42- Eopin = 0,564 V – (-0,18 V) = 0,744 V ⇒ K = 1037,70 5.3 m ch ngồi: Các eletron chuy n đ ng t anơt (-) sang catot (+) ThuVienDeThi.com 1,0 0,5 TR NG N I TRÚ THAN UYÊN m ch : - Dung d ch bên anot có CrO2-, OH- đ n b m t anot tham gia ph n ng làm dung d ch gi m l ng ion âm so v i l ng ion d ng → ion NO3- c a c u mu i s vào dung d ch anot đ dung d ch trung hịa n - Dung d ch bên catot có ion MnO4- đ n b m t catot tham gia ph n ng làm dung d ch gi m l ng ion d ng so v i l ng ion âm → ion K+ c a c u mu i s vào dung d ch catot đ dung d ch ln trung hịa n Câu 6: a) 2,5 Cl2 + Ca(OH)2 C ⎯30 ⎯ ⎯ → CaOCl2 + H2O 0,5 2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O b) 1,0 CO2 + 2CaOCl2 + H2O = CaCO3↓ + CaCl2 + Cl2O 0,75 CO2 + H2O + CaCO3 = Ca(HCO3)2 CO2 + Ca(ClO)2 + H2O = CaCO3 ↓ + 2HClO 6.2 a) 2KClO3 + H2C2O4 + 2H2SO4 → 2ClO2 + K2SO4 + 2CO2 + 2H2O b) 2NaClO3 + SO2 0,5 + H2SO4 → 2ClO2 + 2Na2SO4 0,5 0,25 2,5 CO2 sinh pha loãng ClO2 nên gi m kh n ng làm n c a ClO2 Câu 7: 7.2 00C: H2SO4 H2S2O8 + H2 100C: Ban đ u c ng t o H2S2O8 nh ng H2S2O8 ph n ng v i n H2S2O8 + H2O H2SO4 + H2O2 Ph ng trình t ng: H2O H2O2 + H2 2H2O + O2 un nh : 2H2O2 a) c: 1,0 S mol nFe = 2nFe2O3 = 0,0025 mol 0,75 S mol nS = nBaSO4 = 0,00475 mol x = 1,9 Cơng th c: FeS1,9 b) Q trình cho e Fe3+ + 1,9 S+6 + 14,4e FeS1,9 Quá trình nh n e Br2 + e Br- 0,75 B o tồn e ta có: n Br2 = nFe 14,4 n (Br2) = 0,018 mol Câu 8: m (Br2) = 2,88 gam 2,5 B c 1: 2Mn + O2 + 4OH → MnO(OH)2 B c 2: 2MnO(OH)2 + 2Mn2+ + 8H+ → 4Mn3+ + H2O B c 3: 4Mn3+ + 4I- → 2I2 + 4Mn2+ 2+ - c 4: 2I2 + 4S2O32- → S4O62- + 4IO2 + 4e O22 S2O32Áp d ng đ nh lu t b o toàn electron nO2 = 1/4.n(S4O62-) = 0,25 *c(S2O32-)*V(S2O32-) B 8.2 ThuVienDeThi.com S4O62- + 2e 2,0 TR NG N I TRÚ THAN UYÊN nO2 = 0,25 9,84 10-3 11,80 = 2,903 10-2 mmol 100.0 mL β (O2 ) = −2 2.903 *10 * 32.00 = 9,230mg / L 100.0 ThuVienDeThi.com 0,5 ... ThuVienDeThi.com TR H I CÁC TR NG THPT CHUYÊN KHU V C DH & B B C B Câu ý Câu 1: 1.1 a) b) 1.2 a) NG N I TRÚ THAN UYÊN ÁP ÁN CH N HSG KHU V C M R NG N M H C 2011- 2012 MƠN THI: HĨA H C L P: 10 Ngày thi: ... natri thiosunfat, ch th h tinh b t đ chu n đ Vi t ph ng trình ph n ng d ng ion x y t ng b c L y 100,0 mL m t m u n c đem phân tích th y tiêu t n h t 11,80 mL dung d ch 9,84 × 10-3 M natri thiosunfat...TR NG N I TRÚ THAN UYÊN Câu 5: (2,5 m) Hãy thi t l p s đ pin đ c hình thành b i hai c p oxi hóa - kh CrO42-/ CrO2- MnO4-/ MnO42- v i n c c platin Vi t bán ph n ng