Đề thi olympic môn Hóa học: lớp 10 chuyên năm học: 2006 2007 Trường THPT chuyên Hà Nội Amsterdam38817

SỞ GIÁO DỤC  ĐÀO TẠO HÀ NỘI Trường THPT chun Hà Nội - Amsterdam ĐỀ THI OLYMPIC MƠN HĨA HỌC: LỚP 10 CHUYÊN Năm học : 2006 - 2007 Thời gian : 120 phút (Đề thi gồm có trang) Câu I : ( 4điểm ) Hoàn thành phương trình phản ứng cân theo phương pháp thăng ion-electron phản ứng sau : a MnO 4 + SO2 + H2O  b FeS2 + NO 3 + H+  SO 24 + NO + c IO3  I   H   d FeaOb + NO 3 + H+  NO + Có dung dịch đựng sáu lọ nhãn : dd Na2SO4, dd NaClO, dd KI, dd KBr, dd HCl, dd HI Chỉ dùng thêm quỳ tím hố chất khác, trình bày phương pháp phân biệt dung dịch Câu II: (4 điểm) Cho sơ đồ sau: SO2 10 A C Xác định cơng thức hố học chất A, B, C viết phương trình phản ứng Biết A, B, C đơn chất hợp chất lưu huỳnh B Hỗn hợp A gồm Mg, Al, Fe, Zn Hoà tan hoàn toàn gam A vào dung dịch HCl dư thu 0,1 gam khí Mặt khác cho gam A phản ứng hồn tồn với khí Clo dư thu 5,763 gam hỗn hợp muối Xác định % khối lượng sắt hỗn hợp A Câu III: ( 4điểm ) Phân tử hợp chất A có tổng số protron 100 Phân tử A gồm nguyên tử hai nguyên tố phi kim chu kỳ nhỏ thuộc hai nhóm khác a Xác định công thức phân tử A b Cho biết dạng hình học trạng thái lai hóa nguyên tố trung tâm nguyên tử A c Hòa tan 0,01 mol A vào nước thành lít dung dịch B Tính pH dung dịch B Biết số axit axit dung dịch B : pK1 = 1,7; pK2 = 7,2; pK3 = 12,4 Tại 200C, phản ứng: H2 (k) + Br2 (lỏng) ThuVienDeThi.com HBr (k) (1) có số cân Kp = 9,0 1016 Kí hiệu (k) trạng thái khí Hãy tính Kp phản ứng: H2 (k) + Br2 (k) HBr (k) O 20 C , áp suất p = 0,25 atm (2) Br2 (k) Câu IV : ( 4điểm ) Ag có khả đẩy H2 khỏi : a Dung dịch HCl 1M không ? b Dung dịch HI 1M không ? Biết Ks (AgCl) = 1,7.10-10 ; Ks (AgI) = 10-16 ; E Ag  / Ag  0,8V ; E20H  / H  0V 2 Xét phản ứng nhiệt độ T : 2N2O5 = 4NO2 + O2 Các kết thực nghiệm sau ghi nhận : Nồng độ N2O5 mol.l-1 Tốc độ phân huỷ mol.l-1.s-1 0,170 1,39.10-3 0,340 2,78.10-3 0,680 5,56.10-3 a Viết biểu thức tốc độ phản ứng b Tính số tốc độ nhiệt độ T Câu V: (4điểm ) Cho 33,55 g hỗn hợp A gồm MClOx MClOy vào bình có dung tích 5,6 lít chứa khơng khí (ở đktc) Sau nung bình phản ứng xảy hoàn toàn, đưa nhiệt độ bình 00C, lúc áp suất bình atm Chất rắn B cịn lại bình sau phản ứng có muối MCl Hồ tan hết chất rắn B vào nước dung dịch C Cho dung dịch C tác dụng với dung dịch AgNO3 ( dư ) tạo 43,05g kết tủa a Xác định kim loại M b Xác định công thức phân tử có MClOx , MClOy c So sánh tính axit tính oxi hóa chất HClOm ( m nhận giá trị từ đến 4) -(Cho: H = 1; Li = ; O = 16 ; Na = 23 ; Mg = 24 ; Al = 27 ; Cl = 35,5 ; K = 39; Fe = 56 ; Zn = 65 ; Ag = 108) Ghi chú: thí sinh khơng sử dụng bảng hệ thống tuần hồn nguyên tố hoá học ThuVienDeThi.com ĐỀ THI OLYMPIC SỞ GIÁO DỤC  ĐÀO TẠO HÀ NỘI MƠN HĨA HỌC: LỚP 10 Năm học : 2006 - 2007 Thời gian : 120 phút Trường THPT chuyên Hà Nội - Amsterdam (Đề thi gồm có trang) Câu I : ( điểm) Hồn thành phương trình phản ứng cân theo phương pháp thăng electron phản ứng sau : KMnO4 + HBr  KMnO4 + H2O2 + H2SO4  CaOCl2 + HCl  Fea Ob + H2SO4 đặc, nóng  SO2 + … Câu II: (6 điểm) Cho sơ đồ sau: SO2 10 A C Xác định cơng thức hố học chất A, B, C viết phương trình phản ứng Biết A, B, C đơn chất hợp chất lưu huỳnh B Hỗn hợp A gồm Mg, Al, Fe, Zn Hoà tan hoàn toàn gam A vào dung dịch HCl dư thu 0,1 gam khí Mặt khác cho gam hỗn hợp A phản ứng hồn tồn với khí Clo dư thu 5,763 gam hỗn hợp muối Xác định % khối lượng sắt hỗn hợp A Câu III: (5 điểm) Tổng số hạt protron phân tử hợp chất A 100 Phân tử A gồm nguyên tử hai nguyên tố phi kim chu kỳ nhỏ thuộc hai nhóm khác a Xác định cơng thức phân tử A b Viết phương trình phản ứng A với : nước ; dung dịch NaOH Cho thí nghiệm sau: a Sục từ từ dư khí SO2 vào dung dịch Ba(OH)2 b Khí H2S tiếp xúc với Ag kim loại khơng khí ẩm c Dung dịch H2S để lâu khơng khí ThuVienDeThi.com Nêu tượng xảy viết phương trình phản ứng để giải thích Câu IV:( điểm) Cho 33,55 g hỗn hợp A gồm MClOx MClOy vào bình có dung tích 5,6 lít chứa khơng khí (ở đktc) Sau nung bình phản ứng xảy hoàn toàn, đưa nhiệt độ bình 00C, lúc áp suất bình atm Chất rắn B cịn lại bình sau phản ứng có muối MCl Hồ tan hết chất rắn B vào nước dung dịch C Cho dung dịch C tác dụng với dung dịch AgNO3 ( dư ) tạo 43,05g kết tủa a Xác định kim loại M b Xác định công thức phân tử có MClOx , MClOy c So sánh tính axit tính oxi hóa chất HClOm ( m nhận giá trị từ đến 4) -(Cho: H = 1; Li = ; O = 16 ; Na = 23 ; Mg = 24 ; Al = 27 ; Cl = 35,5 ; K = 39; Fe = 56 ; Zn = 65 ; Ag = 108) Ghi chú: thí sinh khơng sử dụng bảng hệ thống tuần hồn nguyên tố hoá học ThuVienDeThi.com ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM CHUYEN Nội dung Điểm Câu1: (4 điểm) (2đ) Mỗi pt 0,5đ a MnO-4 + 8H + + 5e  Mn 2+ + 4H O + SO + 2H O - 2e  SO 24 + 4H 2MnO-4 + 5SO +2H O  2Mn 2+ + 5SO 42- + 4H + b FeS2 + 8H O - 15e  Fe3+ + 2SO 42- + 16H + NO3- + 4H + + 3e  NO + 2H O FeS2 + 5NO3- + 4H +  Fe3+ + 2SO 42- + 5NO + 2H O c 0,5 0,5 2IO3- + 12H + + 10e  I + 6H O 2I- - 2e  I 2IO3- + 10I- + 12H +  6I + 6H O d Fea O b + 2bH + - (3a - 2b)e  aFe3+ + bH O (3a-2b) NO3- + 4H + + 3e  NO + 2H O 0,5 0,5 3Fea O b + (3a - 2b)NO3- + (12a - 2b)H +  3aFe3+ + (3a - 2b)NO + (6a - b)H O (2đ) : Dùng thuốc thử quỳ tím - Làm giấy quỳ chuyển xanh màu :NaClO - Làm đỏ giấy quỳ : HI, HCl (nhóm A) - Khơng làm đổi màu giấy quỳ : KBr, KI, Na2SO4 (nhóm B) Dùng dung dịch AgNO3 thử vào dung dịch nhóm : - Nhóm A : + Có kết tủa vàng là: HI + Có kết tủa trắng là: HCl - Nhóm B : + Có kết tủa vàng là: KI + Có kết tủa vàng nhạt là: KBr Viết phương trình phản ứng 0,25 0,5 0,75 0,25 0,25 Câu 2: (4 điểm) (2,5đ) A: S; B: H2SO4; A: H2SO4; B: S; Mỗi ptpư 1/ 2/ 3/ 4/ 5/ 0,25đ S + SO2 + S + 4H2SO4 S + C: H2S C: H2S O2  2H2S  6HNO3  + 3Mg H2  SO2 3S + 2H2O H2SO4 + 6NO2 + H2O  3MgSO4 + S + H2O H2S ThuVienDeThi.com 2,5 6/ 2H2S + O2,thiếu  2S + 2H2O 7/ H2SO4 + MgS  MgSO4 + H2S 8/ H2S + 4Cl2 + 4H2O  H2SO4 + HCl 9/ SO2 + Cl2 + H2O  H2SO4 + HCl 10/ H2S + 3O2  2SO2 + H2O (1,5đ) Viết phương trình phản ứng Mg, Al, Zn, Fe với HCl Clo Mg, Al,Zn khơng thay đổi hố trị phản ứng, có Fe thay đổi hố trị: Fe + HCl  FeCl2 + H2 (1) Fe + Cl2  FeCl3 (2) Theo (1) Số mol Clo muối = Số mol Clo HCl = Số mol H2 = 0,1 mol mmuối = mKL + mClo muối = + 35,5.0,1 = 5,55 g Theo (2) Số mol Fe = (5,763 – 5,55 )/ 35,5 = 0,006 mol % Fe = 16,8 % 0,5 0,25 0,25 0,5 HS làm theo cách khác Câu :(4 điểm) ( 2,25 điểm ) Số proton trung bình nguyên tử = 100  16,  nguyên tố có Z > 16 Hai nguyên tố phi kim thuộc chu kỳ nhỏ có Z < 19 Vậy nguyên tố có Z = 17 Clo Ngun tố cịn lại khơng nhóm với clo Nếu Clo có số oxi hóa dương có hợp chất với oxi , oxit clo không phù hợp với đề Nếu Clo có số oxi hóa –1  số nguyên tử Clo a, ngun tố cịn lại có (6-a) ngun tử; Cơng thức X6-a Cla Ta có Zx(6-a) + 17a =100  a = ; Z = 16 CTPT S2Cl4 (không tồn tại) a = ; Zx = 15 CTPT : PCl5 tồn số ngun tử Clo 5, ngun tố cịn lại có nguyên tử; Công thức XCl5 Số p X Zx = 100 – 17 x5 = 15 phốt (Z = 15) Cl a ( 1đ ) CTPT : PCl5 b ( 0,5 đ)- Dạng hình học : Lưỡng chóp tam giác Cl - P lai hóa sp d P Cl Cl c ( 0,75đ ) PCl5 + 4H2O  H3PO4 + 5HCl (mol) 0,01 0,01 0,05 Cl + HCl phân li hoàn toàn : HCl  H + Cl 0,05 0,05 0,05 H3PO4 phân li nấc K a  K a  K a , nấc chủ yếu H3PO4 H+ + H2PO4Ka = 10-1,7 Ban đầu 0,01 0,05 Phân li x x x Cân 0,01 – x 0,05+x x 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 x(0, 05  x) Ka   101,7 0, 01  x x = 2,745 10-3 pH = - lg(x) = 1,28 ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 ( 1,75đ ) Phản ứng H2 (k) + Br2 (lỏng) HBr (k) 16 có (Kp)1 = p HBr / p H = 9,0.10 (a) phản ứng: H2 (k) + Br2 (k) HBr (k) có (Kp)2 = p HBr / p H  p Br (b) Xét cân Br2 (k) Br2 (lỏng) -1 -1 có (Kp)3 = (pBr2 (k) ) = ( 0,25 ) = (c) (1) 2 (2) 0,5 Khi tổ hợp (1) với (3) ta có cân (2): H2 (k) + Br2 (lỏng) HBr (k) Br2 (k) Br2 (lỏng) (1) + (3): H2 (k) + Br2 (k) Vậy (Kp)2 = (Kp1) (Kp3) = HBr (k) 9,0 1016 (3) (1) (3) 0,75 0,5 (2) = 3,6 1017 (atm) Câu : (4 điểm) 1.a (2 điểm): HCl = H+ + ClCl- = 1M Ag+ Cl- = 1,7.10-10 Ag+ = 1,7.10-10 E Ag  / Ag = E0 + 0,059 lgAg+ = 0,8 + 0,059 lg(1,7.10-10) = 0,223V 2Ag + 2HCl = 2AgCl + H2 E = - 0,223V < K = 10-7,48 nhỏ  Ag đẩy H2 khỏi dung dịch HCl 1M (HS tính theo tổ hợp cân bằng) b 1,0 Tương tự dung dịch HI 1M E Ag  / Ag = 0,8 + 0,059 lg(8,3.10-17 = - 0,148V 2Ag + 2HI = 2AgI + H2 E = – (- 0,148V) = 0,148 V > 4,97 K = 10 lớn  Ag đẩy H2 khỏi dung dịch HI 1M điều kiện cho 1,0 2.a (2 điểm) Các kết thực nghiệm cho thấy phản ứng thuộc bậc Biểu thức tốc độ phản ứng có dạng : V = k N2O5 1,0 b Hằng số tốc độ phản ứng T0K : k= 1,39.10-3 = 8,18.10-3s -1 0,170 ThuVienDeThi.com 1,0 Câu : (4 điểm) a n O = P.V (3-1).5,6 = =0,5molO (do nhiệt phân tạo ra) R.T 22,4 273 273 0,5 Từ hai công thức : AClOx , AClOy , ta đặt AClOz cơng thức chung, ta có: AClO z   ACl + t0 z O2 d mol d mol zd/2 mol Ta có : ACl + AgNO3 = AgCl  + ANO3 0,25 0,25 43, 05  0,3 143,5 0,3 Suy d = 0,3 mol Gọi a số mol AClOx ; b số mol AClOy  d = a + b = 0,3 m ACl = m AClPOz - m O2 = 0,3.M ACl  = 33,55 – 16 = 0,3.MACl 17,55 = 0,3 x (MA + 35,5) MA = 23  A : Na b Định công thức AClOx , AClOy Đặt CT chung : NaClOz z NaClOz = NaCl + O2  z 0,3 0,3 z 10 nO2  0,3  0,5  z   3,33 Nếu : x < y ta có : x < z = 3,33 < y  Vậy ta có cặp nghiệm với : y = x=1;2;3 Các cặp nghiệm : NaClO , NaClO4 NaCO2 , NaClO4 NaClO3 , NaClO4 c Tính axit : Tính oxi hóa : HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4 HClO > HClO2 > HClO3 > HClO4 ThuVienDeThi.com 0,5 0,25 0,5 0,25 0,5 0,5 0,5 ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM Nội dung Câu 1: (4 điểm) Mỗi pt 1,0 đ - Điền chất 0,25 đ - Cân 0,75 đ Điểm 4,0 a Mn +7 + 5e  Mn 2+ 2Br -  Br2 + 2e 2KMnO + 16HBr  2KBr + 2MnBr2 + 5Br2 +8H O b Mn +7 + 5e  Mn 2+ 2O -  2O + 2e 2KMnO + 5H O + H 2SO  K 2SO + 2MnSO + O + 8H O c  Cl + 1e Cl- Cl + + 1e  Cl CaOCl2 + 2HCl d aFe  2b a  CaCl2 + Cl2 + H O  aFe3+ + (3a - 2b)e (3a-2b) S6+ + 2e  S4+ 2Fea O b + (6a - 2b)H 2SO  aFe (SO )3 + (3a - 2b)SO + (6a - 2b)H O Câu 2: (6 điểm) (3,5 đ) A: S; B: H2SO4; A: H2SO4; B: S; C: H2S C: H2S Mỗi ptpư 0,3đ 1/ S + O2  SO2 2/ SO2 + 2H2S  3S + 2H2O 3/ S + 6HNO3 đ  H2SO4 + 6NO2 + H2O 4/ 4H2SO4+ 3Mg  3MgSO4 + S + H2O 5/ S + H2  H2S 6/ 2H2S + O2,thiếu  2S + 2H2O 7/ H2SO4 + MgS  MgSO4 + H2S 8/ H2S + 4Cl2 + 4H2O  H2SO4 + HCl 9/ SO2 + Cl2 + H2O  H2SO4 + HCl 10/ H2S + 3O2  2SO2 + H2O (2,5đ) Viết phương trình phản ứng Mg, Al, Zn, Fe với HCl Clo Mg, Al,Zn khơng thay đổi hố trị phản ứng, có Fe thay đổi hoá trị: Fe + HCl  FeCl2 + H2 (1) ThuVienDeThi.com 0,5 3,0 1,0 0,5 0,5 Fe + Cl2  FeCl3 (2) Theo (1) Số mol Clo muối = Số mol Clo HCl = Số mol H2 = 0,1 mol mmuối = mKL + mClo muối = + 35,5.0,1 = 5,55 g Theo (2) Số mol Fe = (5,763 – 5,55 )/ 35,5 = 0,006 mol 0,5 % Fe = 16,8 % Câu :(5 điểm) ( 2,75 điểm ): Số proton trung bình nguyên tử = 100  16,  nguyªn tè cã Z > 16 Hai nguyªn tè lµ phi kim thuéc chu kú nhá cã Z < 19 VËy nguyªn tè cã Z = 17 Clo Nguyên tố lại không nhóm với clo Nếu Clo có số oxi hóa dương có hợp chất với oxi , oxit clo không phù hợp với đề Nếu Clo cã sè oxi hãa –1  sè nguyªn tư Clo 5, nguyên tố lại có nguyên tử; Công thức XCl5 Số p X Zx = 100 – 17 x5 = 15 lµ phèt (Z = 15) a CTPT : PCl5 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 b PCl5 + 4H2O  H3PO4 + 5HCl c PCl5 + 8NaOH  5NaCl + Na3PO4 + 4H2O (2,25 điểm): Mỗi thí nghiệm 0,75 điểm ( 0,25 điểm tượng, 0,5 điểm phương trình) a Xuất hiƯn vÈn ®ơc sau ®ã vÈn ®ơc tan SO2 d­ SO2 + Ba(OH)2  BaSO3 + H2O BaSO3 + SO2 + H2O Ba(HSO3)2 b Ag kim loại bị xạm đen 2H2S + 4Ag + O2 2Ag2Sđen + 2H2O 0,5 0,25 0,5 0,25 0,5 0,25 0,5 c Cã vẩn đục màu vàng 2H2S + O2 2Svàng + 2H2O Câu : (5 điểm) a (2,25 đ) n O2 = P.V (3-1).5,6 = =0,5molO (do nhiệt phân tạo ra) R.T 22,4 273 273 0,75 Từ hai công thức : AClOx , AClOy , ta đặt AClOz cơng thức chung, ta có: AClO z   ACl + t0 z O2 d mol d mol zd/2 mol Ta có : ACl + AgNO3 = AgCl  + ANO3 0,3 43, 05  0,3 143,5 Suy d = 0,3 mol Gọi a số mol AClOx ; b số mol AClOy ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 0,25  d = a + b = 0,3 m ACl = m AClPOz - m O2 = 0,3.M ACl  = 33,55 – 16 = 0,3.MACl 17,55 = 0,3 x (MA + 35,5) MA = 23  A : Na b (1,75 đ) Định công thức AClOx , AClOy Đặt CT chung : NaClOz z NaClOz = NaCl + O2  z 0,3 0,3 z 10 nO2  0,3  0,5  z   3,33 Nếu : x < y ta có : x < z = 3,33 < y  Vậy ta có cặp nghiệm với : y = x=1;2;3 Các cặp nghiệm : NaClO , NaClO4 NaCO2 , NaClO4 NaClO3 , NaClO4 c Tính axit : Tính oxi hóa : HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4 HClO > HClO2 > HClO3 > HClO4 ThuVienDeThi.com 0,25 0,5 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 ... tố hố học ThuVienDeThi.com ĐỀ THI OLYMPIC SỞ GIÁO DỤC  ĐÀO TẠO HÀ NỘI MƠN HĨA HỌC: LỚP 10 Năm học : 2006 - 2007 Thời gian : 120 phút Trường THPT chuyên Hà Nội - Amsterdam (Đề thi gồm có trang)... (Kp1) (Kp3) = HBr (k) 9,0 101 6 (3) (1) (3) 0,75 0,5 (2) = 3,6 101 7 (atm) Câu : (4 điểm) 1.a (2 điểm): HCl = H+ + ClCl- = 1M Ag+ Cl- = 1,7 .10- 10 Ag+ = 1,7 .10- 10 E Ag  / Ag = E0 + 0,059... H+ + H2PO4Ka = 10- 1,7 Ban đầu 0,01 0,05 Phân li x x x Cân 0,01 – x 0,05+x x 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 x(0, 05  x) Ka   10? ??1,7 0, 01  x x = 2,745 10- 3 pH = - lg(x) = 1,28 ThuVienDeThi.com 0,25