Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 12 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
12
Dung lượng
336,24 KB
Nội dung
TRƯờNG THPT CHUYÊN Chu văn an tỉnh lạng sơn Kì THI CHọN HọC SINH GIỏI HùNG VƯƠNG Nm hc 2012 - 2013 Mơn: HĨA HỌC (Thời gian làm 150 phỳt) Đề Đề NGHị Cõu (2,5 im) Uranium thiên nhiên tồn chủ yếu đồng vị với % số nguyên tử tương ứng 99,28% 92U238 ( t1/2 = 4,5.109 năm ) 0,72% 92U235 ( t1/2 = 7,1.108 năm ) Tính tốc độ phân rã đồng vị U235 U238 10,00 gam U3O8 điều chế (theo Bq) Câu (2,5 điểm) Coban (Co) kết tinh dạng lục phương chặt khít với thông số mạng b = 0,408nm Biết khối lượng mol nguyên tử coban 58,933 g.mol-1 a) Xác định số ngun tử coban có mạng sở b) Tính thơng số a mạng, bán kính nguyên tử kim loại c) Tính khối lượng riêng nguyên tử coban Câu (2,5 điểm) Xét q trình hố mol nước lỏng 25oC 1at Cho biết nhiệt dung đẳng áp nước, nước lỏng nhiệt hoá nước tương ứng là: CP(H2Okhí) = 33,47 J/K.mol; CP(H2Olỏng) = 75,31 J/K.mol; H hh (100oC, 1at) = 40,668 KJ/mol Các kiện chấp nhận giá trị coi không đổi khoảng nhiệt độ khảo sát a) Tính H, S G hệ q trình hố b) Từ kết thu kết luận q trình hố nước điều kiện diễn hay khơng? Vì sao? Câu (2,5 điểm) Nghiên cứu động học phản ứng dẫn đến thông tin quan trọng chi tiết phản ứng hóa học Sau xem xét hình thành NO phản ứng NO với O2 Sự hình thành NO xảy theo p.ư sau: 2NOCl(k) → 2NO(k) + Cl2(k) Hằng số tốc độ phản ứng cho bảng sau: T(K) K(L.mol-1.s-1) 300 2,6.10-8 400 4,9.10-4 Hằng số khí R = 8,314 J.mol-1.K-1 Áp dụng phương trình Arrhenius tính lượng hoạt hóa phản ứng Phản ứng NO O2 xảy theo phương trình: 2NO(k) + O2(k) → 2NO2(k) Đối với phản ứng người ta đề nghị chế sau: NO(k) + O2(k) k1 k-1 NO3(k) nhanh k NO3(k) + NO(k) NO ( k ) chậm Dựa vào chế viết biểu thức tốc độ phản ứng Câu (2,5 điểm) Trộn ml H3PO4 0,10M với ml CaCl2 0,010M hỗn hợp X Phản ứng có xuất kết tủa khơng? Giải thích định lượng Thêm vào hỗn hợp X ml NaOH 0,10M Nêu tượng xảy ra, giải thích Cho: H3PO4: pKa = 2,23; 7,26; 12,32; pKs (CaHPO4) = 6,60; pKs (Ca3(PO4)2) = 26,60 ThuVienDeThi.com Câu (2,5 điểm) Để loại trừ ion NO3- nước (các ion NO3- có mặt nước xuất phát từ phân bón) khử thành NO2- cách cho qua lưới có chứa bột Cd 1) Viết nửa phản ứng hai cặp NO3-/HNO2 HNO2/NO môi trường axit Chứng minh HNO2 bị phân hủy môi trường pH từ đến 2) Ở pH = 7, nồng độ NO3- 10-2M Viết phương trình hóa học phản ứng Cd NO3- Hỏi NO3- có bị khử hồn tồn 25oC điều kiện khơng? Tính nồng độ NO3cịn lại nước cân 3) Tính khử chuẩn cặp NO3-/NO2- pH = 14 25oC Biết số liệu sau 25oC: Eo(NO3-/HNO2) = 0,94V; Eo(HNO2/NO) = 0,98V; Eo(Cd2+/Cd) = -0,40V; Ka(HNO2) = 5.10-4; Ks(Cd(OH)2) = 1,2.10-14 Câu (2,5 điểm) Khi đun nóng ngun tố A khơng khí sinh oxit B Phản ứng B với dung dịch kali bromat có mặt axit nitric cho hợp chất C, D muối E (thành phần thuốc nổ đen) Ở đktc D chất lỏng màu đỏ Hỗn hợp C với axit clohiđric số hóa chất hoà tan kim loại F Khi xảy phản ứng sinh hợp chất B G dung dịch có màu vàng sáng a) Xác định chất từ A đến G, biết G clo chiếm 41,77% khối lựơng từ 1,00 gam B cho 1,306 gam C b) Khi hợp chất A đun sơi với dung dịch Na2SO3 hợp chất H hình thành, H chứa 15,6% lưu huỳnh khối lượng Xác định thành phần hóa học cơng thức phân tử H Câu (2,5 điểm) Cho 39,84 gam hỗn hợp F gồm Fe3O4 kim loại M (có hóa trị khơng đổi) vào dung dịch HNO3 đun nóng, khuấy hỗn hợp để phản ứng hồn tồn thu 4,48 lít khí NO2 sản phẩm khử (đktc), dung dịch G 3,84 gam kim loại M dư Cho 3,84 gam kim loại M vào 200ml dung dịch H2SO4 0,5M KNO3 0,5M khấy thu dung dịch H, khí NO Cho dung dịch NH3 dư vào dung dịch G thu kết tủa K Nung K khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 24 gam chất rắn R Xác định kim loại M Cô cạn cẩn thận dung dịch H thu gam muối khan Giá trị số dùng cho phép tính: T = (toC + 273)K ; R = 8,314 J.K-1.mol-1 ; F = 96,5.103 C mol-1 * Các nguyên tử khối: Cho Fe=56; C=12; N=14; O=16; H=1; S=32; Ca=40; Mg=24; K=39; Br=80; Al=27; Ag=108; Cu =64; Ba =127; I = 127 Học sinh không sử dụng Bảng tuần hoàn - HẾT ThuVienDeThi.com TRƯờNG THPT CHUYÊN Chu văn an tỉnh lạng sơn Đề Đề NGHị Kì THI CHọN HọC SINH GIỏI HùNG VƯƠNG Nm hc 2012 - 2013 Mụn: HểA HC (thi gian làm 150 phút) Câu (2,5 im) Uranium thiên nhiên tn ti ch yu đng v vi % s mol tng ng 99,28% 92U 238 ( t1/2 = 4,5.109 nm ) 0,72% 92U235 ( t1/2 = 7,1.108 nm ) Tính tc đ phân rã ca mi đng v U235 U238 10,00 gam U3O8 mi điu ch (theo Bq) áp án Nguyên t khi trung bình ca U = N1 = 0,9928x3x 99, 28x238 0, 72x235 237,98 100 10 NA 237,98x3 16x8 - Tc đ phân rã đi vi U238 : 1,0 v1 = k1 x N1 = ln2 /t1/2 x N1 =0,9928x3 im 0,5 10 NAxln2/(4,5.109.365.24.3600)= 1,04x105(Bq) 237,98x3 16x8 N2 = 0,0072x3x 10 NA 237,98x3 16x8 - Tc đ phân rã đi vi U235 v2 = k2 x N2 = ln2/ t1/2 x N2 =0,0072x3 1,0 10 NAxln2/(7,1.108.365.24.3600)= 4,78x103(Bq) 237,98x3 16x8 Câu (2,5 im) Coban (Co) kt tinh di dng lc phng cht khít vi thơng s mng b = 0,408nm Bit khi lng mol nguyên t ca coban 58,933 g.mol-1 d) Xác đnh s nguyên t coban có ô mng c s e) Tính thông s a ca ô mng, bán kính nguyên t kim loi ThuVienDeThi.com f) Tính khi lng riêng ca nguyên t coban Li gii im a 2a b= a a a = 2.r Ô sở a a a) S nguyờn t coban có mng c s là: a a a 3.(4 1/6 + 1/12 + 1) = 0,5 0,5 b) t hình ta có b 2a c) ta có a 2r M Z vi N A V 3b 0, 408.3 0, 250nm r = 0,125nm 6 V= S.b 0,5 (S đin tích mt đáy) 3 V 3a b 3(2,50.108 ) 4, 08.108 66, 25.1024 cm3 2 S 3a M Z 58,933.6 8,86( g cm 3 ) N A V 6, 022.1023.66, 249.1024 Câu (2,5 im) ThuVienDeThi.com 1,0 Xét q trình hố hi mol nc lng 25oC 1at Cho bit nhit dung đng áp ca hi nc, ca nc lng nhit hoá hi ca nc: CP(H2O, k) = 33,47 J/K.mol; CP(H2Olng) = 75,31 J/K.mol; H hh (100oC, 1at) = 40,668 KJ/mol Các d kin đc chp nhn giá tr coi nh không đi khong nhit đ kho sát a) Tính H, S G ca h q trình hố hi b) T kt qu thu đc kt lun q trình hố hi ca nc điu kin có th din hay khơng? Vì sao? Li gii im Biu din q trình qua s đ: H, S, G = ? H2O (l, 1at, 298K) H2O (k, 1at, 298K) (I) (III) H2O (l,1at, 373K) (II) H2O (k, 1at, 373K) a) Vi trình (I): H1 = CP(H2O, l) (373 - 298) = 75,31 75 = 5648,25 J/mol S1 = CP (H2O l) ln 0,5 0,5 T2 373 = 75,31 2,303lg = 16,91 J/K.mol T1 298 - Vi trình (II): H2 = 40,668 KJ/mol S2 = Hhh 40668 = = 109,03 J/K.mol 373 T - Vi trình (III): H3 = CP(H2O, k) (298- 373) = 33,47.(-75) = -2510,25 J/mol S3 = CP ln (H2O k) 0,5 0,5 T2 298 = 33,47 2,303lg = -7,52 J/K.mol T1 373 - i vi c trình: H = H1 + H2 + H3 = 43,806 KJ/mol S = S1 + S2 + S3 = 118,42 J/K.mol; G = 43806 – 298.118,42 = 8516,84 (J/mol) > b) Quá trình mt trình đng nhit, đng áp nên GT,P đc s dng đ đánh giá chiu hng ca trình cân bng ca h ThuVienDeThi.com 0,5 GT,P = 8,57 KJ/mol > Vy q trình hố hi mt q trình khơng thun nghch nhng khơng th t din Câu (2,5 im) Nghiên cứu động học phản ứng dẫn đến thông tin quan trọng chi tiết phản ứng hóa học Sau xem xét hình thành NO phản ứng NO với O2 Sự hình thành NO xảy theo p.ư sau: 2NOCl(k) → 2NO(k) + Cl2(k) Hng s tc đ phn ng cho bng sau: T(K) K(L.mol-1.s-1) 300 2,6.10-8 400 4,9.10-4 Hng s khí R = 8,314 J.mol-1.K-1 Áp dng phng trình Arrhenius tính nng lng hot hóa ca phn ng Phn ng gia NO O2 xy theo phng trình: 2NO(k) + O2(k) → 2NO2(k) i vi phn ng ngi ta đ ngh c ch nh sau: NO(k) + O2(k) k1 k-1 NO3(k) nhanh k NO3(k) + NO(k) NO ( k ) chm Da vào c ch vit biu thc tc đ p.: ĐÁP ÁN 1) Phng trình Arrhenius có dng: lgk = lgA – Ea/2,3RT Ta có: lgk1 = lgA – Ea/2,3RT1 (1) lgk2 = lgA – Ea/2,3RT2 (2) Tr (1) cho (2) ta đc: lg k1 lg k 1 k Ea 1 E a 2,3R lg 2,3R T1 T2 T1 T2 k Thay s vào ta tính đc Ea = 98,225kJ.mol-1 2) Giai đon chm quyt đnh tc đ, giai đon th hai: d NO k NO3 NO dt NO3 k K NO3 K NO O k 1 NO O Thay biu thc ca [NO3] vào biu thc tc đ phn ng ta thu đc: v = k2.K[NO]2[O2] ThuVienDeThi.com Điểm 0,5 1,0 0,5 0,5 Câu (2,5 im) Trn ml H3PO4 0,10M vi ml CaCl2 0,010M đc hn hp X Phn ng có xut hin kt ta khơng? Gii thích bng đnh lng Thêm vào hn hp X ml NaOH 0,10M Nêu hin tng xy ra, gii thích Cho: H3PO4: pKa = 2,23; 7,26; 12,32; pKs (CaHPO4) = 6,60; pKs (Ca3(PO4)2) = 26,60 S lc cách gii H+ + H2PO4Ka1 = 10-2,23 im H3PO4 0,050M 0,050-x1 x1 x1 + x1 = [H ] = [H2PO4 ] = 0,0146 [HPO42-] = H 7 , 27 PO42 -7,26 = 10 12 , 32 10 10 10 17 , 74 0,0146 H iu kin kt ta: C Ca C HPO 10 2 10 7 , 26 10 9,56 < Ks (CaHPO4) = 10-6,6 Khơng có kt ta CaHPO4 0,5 10 10 17 , 74 10 42,38 < Ks (Ca3(PO4)2) = 10-26,6 C Ca C H PO4 Không có kt ta Ca3(PO4)2 2 0,5 C H PO4 0,02 M ; C CaCl2 0,002 M ; C NaOH 0,06 M C NaOH 3C H PO phn ng: 3NaOH + H3PO4 Na3PO4 + 3H2O TPGH: Na3PO4 0,02M PO43- + H2O HPO42- + OHKb1 = 10-1,68 C(M) 0,02 [ ] 0,02-x2 x2 x2 3-3 x2 = 0,0125 [PO4 ] = 7,5.10 iu kin kt ta CaHPO4: 2.10-3.0,0125 = 2,5.10-5 = 10-4,6 > 10-6 có kt ta CaHPO4 Ca3(PO4)2: (2.10-3)3 (7,5.10-3)2 = 4,5.10-13 = 10-12,35 > 10-26,6 có kt ta Ca3(PO4)2 Vì Ks (Ca3(PO4)2) = 10-26,6 > Ks (Ca3(PO4)2) = 10-26,6 kh nng khơng có kt ta CaHPO4 ThuVienDeThi.com 0,5 Kim tra: 3Ca2+ + PO43Ca3(PO4)2 Ks-1 (Ca3(PO4)2) = 1026,6 C(M) 2.10-3 0,02 0,0187 PO43- + H2O HPO42- + OHKb1 = 10-1,68 C(M) 0,0187 [ ] 0,0187-x3 x3 x3 3-3 x3 = 0,0119 [PO4 ] = 6,8.10 Ca3(PO4)2 3Ca2+ + 2PO43Ks = 10-26,6 6,8.10-3 3x4 6,8.10-3 + 2x4 Gii gn đc 3x4 = 10-7,42 = [Ca2+] [HPO42-] = x3 = 0,0119 [Ca2+].[HPO42-] = 10-7,42 0,0119 = 10-9,34 < 10-6,6 0,5 0,5 Khơng có kt ta CaHPO4 Câu (2,5 im) loi tr ion NO3- nc (các ion NO3- có mt nc xut phát t phân bón) có th kh thành NO2- bng cách cho qua li có cha bt Cd 4) Vit na phn ng ca hai cp NO3-/HNO2 HNO2/NO môi trng axit Chng minh rng HNO2 b phân hy môi trng pH = đn 5) pH = 7, nng đ NO3- 10-2M Vit phn ng gia Cd NO3- Hi NO3- có b kh hoàn toàn 25oC điu kin khơng? Tính nng đ NO3- cịn li nc cân bng 6) Tính th kh (th oxy hóa - kh) chun ca cp NO3-/NO2- pH = 14 25oC Cho bit s liu sau 25oC: Eo(NO3-/HNO2) = 0,94V; Eo(HNO2/NO) = 0,98V; Eo(Cd2+/Cd) = -0,40V; Ka(HNO2) = 5.10-4; Ks(Cd(OH)2) = 1,2.10-14 ÁP ÁN i m NO3- + 3H+ + 2e HNO2 + H2O; Eo = 0,94V HNO2 + H+ + e NO + H2O; Eo = 0,98V pH = Eo(HNO2/NO) > Eo(NO3-/HNO2) nên HNO2 b phân hy theo phn ng: 0,5 + 3HNO2 NO3 + 2NO + H + H2O pH = thì: Eo(NO3-/HNO2) = 0,94 + 0,059/2(lg10-6) = Eo(HNO2/NO) = 0,98 + 0,059lg10-6 = 0,626V Eo(HNO2/NO) vn ln hn Eo(NO3-/HNO2) nên HNO2 vn không bn ThuVienDeThi.com Cd + NO3- + H2O ⇌ Cd2++ NO2- + 2OHGi thit phn ng hồn tồn [Cd2+] = [NO3-]bđ = 10-2M pH = [Cd2+] = Ks/[OH-]2 = 1,2M Nng đ Cd2+ sau phn ng nh hn nhiu so vi 1,2M nên khơng có kt ta Cd(OH)2 tính [NO3-] cân bng cân tính hng s cân bng K ca phn ng K Cd + NO3- + H2O + 3H+ Cd2+ + NO2- + 2OH- + 3H+ K1 0,5 K1 K Cd2+ + HNO2 + 2H2O Cd2+ + H+ + NO2- + 2H2O K = K1.K2.K3 lg K 2(0,94 0,40) 45,42 K 2,65.10 45 0,059 K 2,65.10 45.5.10 4.(10 14 ) 1,325.1014 Hng s K rt ln nên phn ng gn nh hoàn tồn pH = ta có: Cd + NO3- + H2O ⇌ Cd2+ + NO2- + 2OHNđcb: (10-2 – x) = Nh vy ta có: 1,325.10 14 3) 10 2.10 2.(10 7 ) lg K 2( E x = 10-2 x = 10-2 0,5 10-7 NO3 7,55.10 33 M o NO3 / NO2 0,40) 0,059 o E NO 0,017V / NO 0,5 0,5 Câu (2,5 im) Khi đun nóng mt ngun t A khơng khí sinh oxit B Phn ng ca B vi dung dch kali bromat s có mt ca axit nitric cho hp cht C, D, mui E thành phn ca thuc súng đen nhit đ áp sut tiêu chun D mt cht lng màu đ Hn hp ca C vi axit clohydric mt s hóa cht có th hồ tan đc kim loi F Khi xy phn ng sinh hp cht B G dung dch có màu vàng sáng c) Xác đnh cht t A đn G, bit rng G clo chim 41,77% v khi lng t 1,00 g B cho 1,306 g ca C Nêu lý d) Khi hp cht A đc đun sơi vi dung dch Na2SO3 mt hp cht mi H đc hình thành, H cha 15,6% lu hunh v khi lng Xác đnh thành phn hóa hc cơng thc phân t H ÁP ÁN a Cht lng màu đ D brom (Br2), E kali nitrat (KNO3) ThuVienDeThi.com im Phn ng gia B vi kali bromat là: B + HNO3 + KBrO3 → C + Br2 + KNO3 iu cho phép ta gi thit rng C mt hydroxit Nh vy: 0,5 1,306 mC M(H x AO y ) 1.x 16.y A 1,00 mB M(A O z ) (2.A 16z) 2 M(A) = (3.3x + 52.3 – 34.1z) g/mol x áp án nht chp nhn y z 0,5 ng vi A = Se, B = SeO2, C = H2SeO4 b Da vào s mơ t F phi mt kim loi q, trng hp G phc clorua ca Gi n s nguyên t clo phc khi lng phân t là: 0,5 M(G) = 35,45n = 84,9n (g/mol) 0,4177 Giá tr nht kh thi n = Tc là, F = Au, G = H[AuCl4] 0,5 Câu (2,5 im) Cho 39,84 g hn hp F gm Fe3O4 kim loi M (có hóa tr khơng đi) vào dung dch HNO3 đun nóng, khuy đu hn hp đ phn ng hồn tồn thu đc 4,48 lít khí NO2 sn phm kh nht (đktc), dung dch G 3,84g kim loi M d Cho 3,84g kim loi M vào 200ml dung dch H2SO4 0,5M KNO3 0,5M khy đu thu đc dung dch H, khí NO nht Cho dung dch NH3 d vào dung dch G thu đc kt ta K Nung K không khí đn khi lng khơng đi thu đc 24g cht rn R Xác đnh kim loi M Cô cn cn thn dung dch H thu đc gam mui khan ÁP ÁN ThuVienDeThi.com im Fe3O4 + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O M + M 2nHNO3 (1) M(NO3)n + n NO2 + n H2O (2) + n Fe (NO3)3 n Fe(NO3)2 + M(NO3)n (3) Nu M(OH)n không tan dung dch NH3 cht rn R gm 3ptx0,25 =0,75 Fe2O3 M2On lúc đó: 2Fe3O4 3Fe2O3 2M M2On mR > 36g nhng mR = 24g < 36gam Vy M(OH)n tan dung dch NH3 + n NO 4,48 0,2 mol Khi lng F tan HNO3 36 gam 22,4 Trng hp 1: Khơng có phn ng (3) Fe(NO3)3 + NH3 + 3H2O Fe(OH)3 + NH4NO3 t0 Fe(OH)3 Fe2O3 + H2O n NO 24 0,15 mol Theo (1), (4), (5) 160 (4) (5) n Fe3O = 0,1 mol m Fe3O4 = 0,1 232 = 23,3g mM tham gia phn ng (2) 36 - 23,2 = 12,8g; 0,5 n NO (2) sinh 0,1mol M = 128n loi Trng hp 2: Có phn ng (3) lúc khơng có (4), (5) mà có phn ng: Fe(NO3)2 + NH3 + 2H2O Fe(OH)2 + NH4NO3 t0 Fe(OH)2 + O2 Fe2O3 + H2O n Fe2O3 24 0,15 mol Theo (1), (3), (6), (7) 160 (6) 0,25 (7) n Fe3O4 = 0,1mol m Fe3O4 = 0,1 232 = 23,3g Khi lng M phn ng vi (2), (3) 39 - 23,2 = 12,8 (g); nM phn ng (2), (3) 0,4 mol n 0,5 Suy M = 32n Cp nghim hóa hc nht n = 2;M = 64 M Cu ThuVienDeThi.com Cu + H+ + NO 3 Cu2+ + 2NO + 4H2O n H = 0,2.0,5.2 = 0,2 (mol); nCu = 0,06(mol); n NO = 0,5.0,2 = 0,1 (mol) Cu2+: 0,06mol; NO 3 : 0,06 mol; H+: 0,04 mol; K+: 0,1 mol; SO 24 : 0,1 mol Dung dch sau phn ng gm: Khi cô cn 0,04 mol HNO3 phân hy 1,0 mH= M Cu 2 m K m NO3 m SO 24 0,06.64 0,10.39,,0.02.62 0,1.96 = 18,72 (gam) - HT ThuVienDeThi.com ... = 127 Học sinh không sử dụng Bảng tuần hoàn - HẾT ThuVienDeThi.com TRƯờNG THPT CHUYÊN Chu văn an tỉnh lạng sơn Đề Đề NGHị Kì THI CHọN HọC SINH GIỏI HùNG VƯƠNG... lạng sơn Đề Đề NGHị Kì THI CHọN HọC SINH GIỏI HùNG VƯƠNG Nm hc 2012 - 2013 Mụn: HểA HC (thi gian làm 150 phút) Câu (2,5 im) Uranium thi? ?n nhiên tn ti ch yu đng v vi % s mol tng ng... chứa 15,6% lưu huỳnh khối lượng Xác định thành phần hóa học công thức phân tử H Câu (2,5 điểm) Cho 39,84 gam hỗn hợp F gồm Fe3O4 kim loại M (có hóa trị khơng đổi) vào dung dịch HNO3 đun nóng, khuấy