Sở Giáo Dục & Đào Tạo TP HỒ CHÍ MINH KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 LẦN XVI – NĂM 2010 Trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong Môn thi : HÓA - Khối : 10 Ngày thi : 03-04-2010 Thời gian làm : 180 phút Ghi : Thí sinh làm câu hay nhiều tờ giấy riêng ghi rõ câu số …… trang tờ giấy làm Đề có 02 trang Học sinh khơng sử dụng bảng tuần hồn ngun tố hố học Câu 1: 1.1 X nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hiđro có dạng XH3 Electron cuối nguyên tử X có tổng bốn số lượng tử 4,5 (Quy ước: từ - ℓ đến + ℓ) a Viết cấu hình electron ngun tử có X b Ở điều kiện thường XH3 chất khí X tạo với oxi số phân tử ion sau: XO2; XO2+; XO2- Hãy viết công thức Lewis, cho biết trạng thái lai hoá nguyên tử trung tâm, dự đốn dạng hình học phân tử ion trên, đồng thời xếp góc liên kết chúng theo chiều giảm dần Giải thích c Hãy so sánh góc liên kết momen lưỡng cực XH3 XF3 Giải thích 238 1.2 Một mẫu đá chứa 13,2 g 92U 3,42 g 4,51.109 năm Hãy tính tuổi mẫu đá 206 82 Pb , biết chu kì bán huỷ 238 92 U 1.3 Thực nghiệm xác định giá trị momen lưỡng cực phân tử H2S 1,09 D liên kết S-H 2,61.10-30 C.m Hãy xác định góc liên kết H-S-H, cho 1D = 3,33.10-30 C.m Câu 2: 2.1 Cho kiện sau: Năng lượng Thăng hoa Na Ion hóa thứ Na Liên kết F2 Năng lượng Liên kết Cl2 Mạng lưới NaF Mạng lưới NaCl kJ.mol-1 108,68 495,80 155,00 kJ.mol-1 242,60 922,88 767,00 Nhiệt tạo thành NaF rắn: -573,60 kJ.mol-1 Nhiệt tạo thành NaCl rắn: - 401,28 kJ.mol-1 Hãy nhận xét khả tạo thành anion halogenua Flo Clo 2.2 Cho phản ứng 2N2O5(k) 4NO2 (k) + O2 (k) T (K) với kết thực nghiệm Nồng độ N2O5 Tốc độ phân hủy (mol.l-1.s-1) (mol.l-1) Thí nghiệm 0,170 1,39.10-3 Thí nghiệm 0,340 2,78.10-3 Thí nghiệm 0,680 5,55.10-3 a Hãy viết biểu thức tốc độ phản ứng xác định bậc phản ứng b Biết lượng hoạt hóa phản ứng 24,74 Kcal.mol-1 250C nồng độ N2O5 giảm nửa sau 341,4 giây Hãy tính nhiệt độ T Câu 3: 3.1 Dung dịch X gồm HF 0,1M NaF 0,1M a Tính pH dung dịch X Biết số axit HF Ka = 6,8.10-4 b Tính pH dung dịch thu thêm 0,01 mol HCl vào lít dung dịch X, xem thể tích dung dịch thay đổi khơng đáng kể 3.2 a Hãy tính pH dung dịch CH3COONH4 0,4M ThuVienDeThi.com b Hãy tính pH dung dịch NH4CN 0,1M K b(NH3 ) =1,8.105 ; K a(HCN) = 6,2.1010 ; K a(CH3COOH) =1,8.105 ; K H2O =1014 3.3 Sục từ từ khí H2S vào dung dịch chứa ion Cu2+ 0,001M Pb2+ 0,001M bão hoà H2S 0,01M pH dung dịch giữ cố định a Kết tủa xuất trước? b Có tách hồn tồn hai ion khỏi H2S khơng? Biết H2S có K a1 10-7 , K a 10-13 TCuS 6,3.1036 ; TPbS 2,5.1027 ; K H 2O 1014 Câu 4: 4.1 Hồn thành cân phương trình hoá học sau phương pháp thăng ion – electron: a MnO4- + SO32- + H+ Mn2+ + b C2H5OH + MnO4- CH3COO- + MnO2 + OH- + H2O c CrO2- + Br2 + OH- CrO42- + d CuxSy + H+ + NO3- Cu2+ + SO42- + NO + H2O 4.2 Cho o o EFe 0, 036V; EFe 0, 44V 3 2 / Fe / Fe EIo /2 I 0,54V; TFe (OH )2 1014,78 ; TFe (OH )3 1037,42 a Tính suất điện động pin: Pt(H2; atm) H+ 1M Fe3+ 0,5M; Fe2+ 0,025M Pt b Viết phương trình phản ứng xảy điện cực phương trình phản ứng pin hoạt động c Dung dịch KI có phản ứng với dung dịch FeCl3 khơng ? Giải thích d Tính khử Fe2+ biến đổi pH tăng? Câu 5: 5.1 Hãy hồn thành phương trình hố học sau: a O3 + KI + H2O b Cl2 + Br2 + H2O c H2O2 + KMnO4 + H2SO4 d PbS + H2O2 e Na2S2O3 + AgBr f AlCl3 + Na2S + H2O g NaI (tinh thể) + H2SO4 (đặc, nóng) h KI + FeCl3 5.2 Có ba muối A, B, C kim loại Mg tạo từ axit Cho A, B, C tác dụng với lượng HCl có khí thoát với tỉ lệ mol tương ứng 2:4:1 Xác định A, B, C viết phương trình phản ứng xảy 5.3 Viết trình điện cực phương trình hóa học xảy điện phân 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp CuSO4 0,1M NaCl 0,1M với điện cực trơ, có màng ngăn xốp, vừa hết muối Tính khối lượng dung dịch giảm trình điện phân Cho: C = 12; N = 14 ; O = 16; F = 19; Na = 23 ; S = 32; Cl = 35,5; Fe = 56; Cu = 64; Pb = 207 - Hết ThuVienDeThi.com KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 LẦN XVI – NĂM 2010 Sở Giáo Dục & Đào Tạo TP HỒ CHÍ MINH HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN : HÓA - Khối : KHỐI 10 Trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong Câu 1: 4điểm 1.1 (2đ) 0,5đ a X thuộc nhóm A, hợp chất đối hidro có dạng XH3 X thuộc nhóm IIIA VA TH1: X thuộc nhóm IIIA Ta có phân bố electron vào obitan sau: Vậy e cuối có l = 1; m = -1; ms = + ½ n=4 Cấu hình electron nguyên tử: 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p1 0,25đ TH2: X thuộc nhóm VA Ta có phân bố electron vào obitan sau: 1đ Vậy e cuối có l = 1; m = 1; ms = + ½ n=2 Cấu hình electron nguyên tử: 1s2 2s22p3 b XH3 chất khí nên X Nitơ 0,25đ N N O O lai hoá sp2, O N O O O lai hoá sp2, lai hố sp, 0,25đ 0,25đ dạng góc dạng đường thẳng dạng góc Trong NO2, nitơ có electron khơng liên kết cịn NO2, 0,25đ nitơ có cặp electron không liên kết nên tương tác đẩy mạnh · ONO NO2- NO2 Vậy góc liên kết : NO2+ > NO2 > NO2- 0,5đ 0,25đ c N N H H H F F F Nito NH3 NF3 trạng thái lai hóa sp3 Trong NH3 liên kết N – H phân cực phía N làm đơi electron liên kết tập trung nguyên tử N, tương tác đẩy mạnh Trong NF3 liên kết N – F phân cực phía F làm đơi electron liên kết xa ngun tử N, tương tác đẩy yếu nên góc liên kết HNH > FNF ThuVienDeThi.com 0,25đ NH3: Chiều phân cực đôi electron chưa liên kết NH3 chiều với vectơ momen phân cực liên kết N – H NF3: Chiều phân cực đôi electron chưa liên kết NF3 ngược chiều với vectơ momen phân cực liên kết N – F Nên momen lưỡng cực NH3 lớn NF3 0,25đ 1.2 (1đ) k 0,25đ 0, 693 0, 693 1,54.1010 t1/2 4,51.10 13, 2.106 3, 42.106 ( nguyên tử), N ( nguyên tử ) 238 206 13, 2.106 3, 42.106 No (nguyên tử) 238 206 13, 2.106 3, 42.106 No 238 206 ln 1, 7.109 (năm) t ln 6 10 13, 2.10 k N 1,54.10 238 N 0,25đ 0,5đ Câu 1.3(1đ) H uur SH S uur H2S 0,25đ uur SH H uur uur uur uur H S SH SH 2 uur uur uur SH uur SH H S 2 SH (1 cos ) 4 SH cos cos 0,25đ uur uur H S SH cos uur H S 1, 09.3,33.1030 cos uur 1,39 2 SH 2, 61.1030 920 0,5đ Câu 2: điểm 2.1 Cho kiện sau: Năng lượng Thăng hoa Na Ion hóa thứ Na Liên kết F2 Năng lượng Liên kết Cl2 Mạng lưới NaF Mạng lưới NaCl kJ.mol-1 108,68 495,80 155,00 Nhiệt tạo thành NaF rắn: -573,60 kJ.mol-1 Nhiệt tạo thành NaCl rắn: - 401,28 kJ.mol-1 Hãy nhận xét khả tạo thành anion halogenua Flo Clo ThuVienDeThi.com kJ.mol-1 242,60 922,88 767,00 Nội dung Đáp án 2.1 2điểm Thang điểm Áp dụng định luật Hess vào chu trình HttNaX 1/2X2 + Nar NaXr lk X-X thNa 0,5đ Xk Nak 1 X Na+ mangluoiNaX X- + ∆H = ∆Htt NaX - ∆Hth Na – I1 - ½ ∆Hlk X-X + ∆Hmang lưới NaX Thay số vào ∆HF = -332,70 kJ.mol-1 0,5 0,25đ ∆HCl = -360 kJ.mol-1 0,25đ Vậy khả tạo ion florua khó ion clorua 0,5đ 2.2 Cho phản ứng 2N2O5(k) 4NO2 (k) + O2 (k) T (K) với kết thực nghiệm Nồng độ N2O5 Tốc độ phân hủy (mol.l-1.s-1) (mol.l-1) Thí nghiệm 0,170 1,39.10-3 Thí nghiệm 0,340 2,78.10-3 Thí nghiệm 0,680 5,55.10-3 c Hãy viết biểu thức tốc độ phản ứng xác định bậc phản ứng d Biết lượng hoạt hóa phản ứng 24,74 Kcal.mol-1 250C nồng độ N2O5 giảm nửa sau 341,4 giây Hãy tính nhiệt độ T Nội dung Đáp án 2.2 Thang điểm điểm điểm điểm a Biểu thức tốc độ phản ứng có dạng v = k[N2O5]x Lập tỉ lệ vtn [ N 2O5 ]tnx 2x x vtn1 [ N 2O5 ]tnx 0,5đ Vậy biểu thức tốc độ phản ứng v = k[N2O5] bậc phản ứng = 0,5đ b Hằng số tốc độ phản ứng nhiệt độ T kT 1,39.103 8,17.103 s 1 0,17 0,25đ Ở 250C, số tốc độ phản ứng k25 ln 2, 03.103 s 1 t1/2 0,25đ Ta có ln kT Ea ( ) k25 R 298 T ln 8,17.103 24740 1 ( ) T ; 308 K 3 2, 03.10 1,987 T 298 ThuVienDeThi.com 0,5đ Câu 3: 3.1 Dung dịch X gồm HF 0,1 M NaF 0,1 M a Tính pH dung dịch X Biết số axit HF Ka = 6,8.10-4 b Tính pH dung dịch thu thêm 0,01 mol HCl vào dung dịch X, xem thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể Nội dung Đáp án 3.1 Thang điểm điểm 0,5đ NaF Na+ + F H + + FHF X dd đệm [HF] = 0,1M ; [F-] = [NaF] = 0,1M H F 0,1 H Ka = = = 6,8.10-4 0,1 HF [H+] = 6,8.10-4 pH = 3,17 b/- Khi thêm 0,01mol HCl , có phản ứng : HF H+ + F- 0,01 0,01 0,01 [HF] = 0,1 + 0,01 = 0,11 [F-] = 0,1 - 0,01 = 0,09 H F 0, 09 H = = 6,8.10-4 Ka = 0,11 HF [H+] = 8,3.10-4 pH = 3,08 Thí sinh dùng cơng thức tính pH dung dịch đệm để tính ba câu a, b, c C pH pK a lg F CHF 0,25đ 0,25đ 3.2 a Hãy tính pH dung dịch CH3COONH4 0,4M b Hãy tính pH dung dịch NH4CN 0,1M K b(NH3 ) =1,8.105 ; K a(HCN) = 6,2.1010 ; K a(CH3COOH) =1,8.105 ; K H2O =1014 Nội dung Đáp án 3.2 1,5đ 0,5đ a CH 3COONH 0,4 M NH 4 CH 3COO H 2O ƒ K b (CH COO ) KW K a (CH3COOH ) 0,4 M K a ( NH ) CH 3COO 5, 6.10 Do H KW K b ( NH3 ) 5, 6.1010 OH 0,25đ 10 Vì K b ( CH COO ) = K a ( NH ) = 5,6.10-10 ; NH 4 0,4 M NH H ƒ CH 3COO Thang điểm OH CCH COO CNH 0, M pH Thí sinh dùng điều kiện proton để tính pH ThuVienDeThi.com 0,25đ 1đ NH 4 NH 4CN 0,1 M NH 4 CN 0,1 M 0,1 M NH H ƒ CN H ƒ H H 2O ƒ K a ( NH ) K b ( NH3 ) 5, 6.1010 K a(1HCN ) (6, 2.1010 ) 1 HCN OH KW KW 1014 Biểu thức điều kiện proton: H NH OH HCN K a ( NH ) CNH ? KW bỏ qua nồng độ H+ nước phân li 4 H 0,5đ K a ( NH ) NH 4 1 CN H K HCN H Chấp nhận NH 4 = C NH = 0,1 M CN = CCN = 0,1 M H 5,89.10-10 M pH = 9,23 0,5đ 3.3 Sục từ từ khí H2S vào dung dịch chứa ion Cu2+ 0,001 M Pb2+ 0,001 M bão hoà H2S 0,01 M pH dung dịch giữ cố định c Kết tủa xuất trước? d Có tách hồn tồn hai ion khỏi H2S khơng? Biết H2S có K a1 107 , K a 1013 TCuS 6,3.1036 ; TPbS 2,5.1027 ; K H 2O 1014 Nội dung Đáp án 3.3 1,5đ 1đ a H 2S ƒ 2H S2 K K1.K 1020 K H S 1020.0, 01 1018 ( M ) 2 H 10 TCuS 6,3.1036 2 6,3.1033 ( M ) (1) Để CuS kết tủa: S 2 0, 001 Cu S 2 Để PbS kết tủa: S 2 TPbS 2,5.1027 2,5.1024 ( M ) (2) 2 0, 001 Pb Từ (1) (2): CuS kết tủa trước, PbS kết tủa sau 0,5đ Thang điểm 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ b Khi PbS bắt đầu kết tủa: T TCuS 6,3.1036 Cu 2 CuS 0, 001 2,52.1012 ( M ) 0,25đ C 2 Pb 2,5.1027 S 2 TPbS Cu 2 = 106 M Cu2+ kết tủa hồn tồn Có thể tách hồn tồn Cu2+ khỏi Pb2+ H2S 0,25đ Câu 4: điểm 4.1 Hồn thành cân phương trình hoá học sau phương pháp thăng ion – electron: 2điểm ThuVienDeThi.com a MnO4- + SO32- + H+ Mn2+ + b C2H5OH + MnO4- CH3COO- + MnO2 + OH- + H2O c CrO2- + Br2 + OH- CrO42- + d CuxSy + H+ + NO3- Cu2+ + SO42- + NO + H2O Nội dung Đáp án 4.1 2đ a Thang điểm × SO32- + + H2O SO42-+ 2H+ + e × MnO4- + 8H+ + e Mn2+ + 4H2O 2MnO4- + 5SO32- + H+ Mn2+ + 5SO42- + 3H2O × C2H5OH + 5OH- CH3COO- + 4H2O + e × MnO4- + 2H2O + e MnO2 + 4OH3 C2H5OH + MnO4- 3CH3COO- + MnO2 + OH- + H2O × CrO2- + 4OH- CrO42- + 2H2O + e 3× Br2+ e Br2CrO2- + 3Br2 + 8OH- 2CrO42- + Br- + 4H2O × CuxSy + 4y H2O xCu2+ + ySO42- + 8yH+ + ( 2x + 6y) e ( 2x + 6y) × 4H+ + NO3- + e NO + 2H2O + 2+ CuxSy + 8x H + (2x + 6y) NO3 3x Cu + 3y SO42-+ (2x + 6y) NO + 4x H2O b c d 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 4.2 Cho o o EFe 0, 036V; EFe 0, 44V 3 2 / Fe / Fe EIo /2 I 0,54V; TFe (OH )2 1014,78 ; TFe (OH )3 1037,42 a Tính suất điện động pin: Pt(H2; atm) H+ M Fe3+ 0,5 M; Fe2+ 0,025 M Pt b Viết phương trình phản ứng xảy điện cực phương trình phản ứng pin hoạt động c Dung dịch KI có phản ứng với dung dịch FeCl3 khơng ? Giải thích d Tính khử Fe2+ biến đổi pH tăng? Nội dung Đáp án 4.2 điểm 0,75đ Thang điểm a Ta có Fe2+ + 2e Fe G1 = -2F EFe 2 / Fe Fe3+ + 2e Fe G2 = -3F EFe 3 / Fe G3 Fe3+ + 1e Fe2+ G3 = G2 - G1 = -3F EFe 3 / Fe -F EFe 3 / Fe2 + 2F EFe 2 / Fe 0 = -3F EFe + 2F EFe 3 2 / Fe / Fe EFe = 0,77V 3 / Fe2 0,25đ 3 E(+) = 0,77 + 0,059lg [ Fe ] = 0,79V [ Fe 2 ] mà E(-) =0 Epin = 0,79 – = 0,79V 0,25đ 0,25đ ThuVienDeThi.com 0,5đ 0,25đ Cực (-) : H2 2H+ + 2e Cực (+) : Fe3+ + 1e Fe2+ 0,25đ Phản ứng xảy pin 2Fe3+ + H2 2Fe2+ + 2H+ 0,25đ EFe > EI0 / I nên có phản ứng 2KI + 2FeCl3 I2 +2FeCl2 + 3 / Fe2 0,25đ 2KCl [ Fe3 ] 1037,42 1014,78 2 ;[ Fe ] [OH ]3 [OH ]2 EFe3 / Fe2 0, 77 0, 059 lg [ Fe3 ] 1037,42.1014,78 0, 77 0, 059 lg [ Fe 2 ] [OH ] mà [OH-][H+] = 10-14 1037,42.1014,78 [ H ] 0, 26 0, 059 pH 1014 Khi pH tăng tính khử Fe2+ tăng EFe3 / Fe2 0, 77 0, 059 lg 0,25đ 0,25đ Câu 5: 5.1 Hãy hoàn thành phương trình hố học sau: Nội dung Đáp án 5.1 điểm Thang điểm a O3 + 2KI + H2O I2 + 2KOH + O2 0,25đ b 5Cl2 + Br2 + 6H2O 2HBrO3 + 10 HCl 0,25đ c 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 2MnSO4 + K2SO4 + 5O2 + 8H2O 0,25đ d PbS + 4H2O2 PbSO4 + 4H2O 0,25đ e 2Na2S2O3 + AgBr Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr 0,25đ f 0,25đ 2AlCl3 + 3Na2S + 6H2O 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3H2S g 8NaI tinh thể + 5H2SO4 đặc nóng 4Na2SO4 + 4I2 + H2S + 4H2O 0,25đ h 2KI + 2FeCl3 2FeCl2 + 2KCl + I2 0,25đ 5.2 Có ba muối A, B, C kim loại Mg tạo từ axit Cho A, B, C tác dụng với lượng HCl có khí với tỉ lệ mol tương ứng 2:4:1 Xác định A, B, C viết phương trình phản ứng xảy Nội dung Thang điểm Đáp án 5.2 0,75đ Ba muối MgCO3, Mg(HCO3)2, Mg2(OH)2CO3 Phương trình phản ứng MgCO3 + 2HCl MgCl2 + H2O + CO2 Mg(HCO3)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O + 2CO2 Mg2(OH)2CO3 + 4HCl 2MgCl2 + 3H2O + CO2 ThuVienDeThi.com 0,25đ 0,25đ 0,25đ 5.3 Viết trình điện cực phương trình hóa học xảy điện phân 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp CuSO4 0,1M NaCl 0,1M với điện cực trơ, có màng ngăn xốp, vừa hết muối Tính khối lượng dung dịch giảm trình điện phân Nội dung Thang điểm Đáp án 5.3 1,25 điểm Quá trình điện cực Catod Cu2+ + 2e Cu (2H2O + 2e 2OH- + H2) Phương trình hóa học Giai đoạn 1: CuSO4 + 2NaCl Cu + Ban đầu 0,01 0,01 Phản ứng 0,005 0,01 0,005 Còn lại 0,005 0,005 0,25đ x2 Anod 2Cl- Cl2 + 2e 2H2O 4H+ + O2 + 4e Cl2 + Na2SO4 0,005 0,005 Giai đoạn 2: CuSO4 + H2O Cu + ½ O2 + H2SO4 0,005 0,005 0,0025 Độ giảm khối lượng dung dịch ∆m = mCu + mCl2 + mO2 = (0,01x 64) + (0,005x 71) + (0,0025 x 32) ∆m = 1,075g 10 ThuVienDeThi.com 0,25đ 0,25đ 0,25đ ... 23 ; S = 32; Cl = 35,5; Fe = 56; Cu = 64; Pb = 207 - Hết ThuVienDeThi.com KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 LẦN XVI – NĂM 2010 Sở Giáo Dục & Đào Tạo TP HỒ CHÍ MINH HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN :... Nito NH3 NF3 trạng thái lai hóa sp3 Trong NH3 liên kết N – H phân cực phía N làm đơi electron liên kết tập trung nguyên tử N, tương tác đẩy mạnh Trong NF3 liên kết N – F phân cực phía F làm đôi... yếu nên góc liên kết HNH > FNF ThuVienDeThi.com 0,25đ NH3: Chiều phân cực đôi electron chưa liên kết NH3 chiều với vectơ momen phân cực liên kết N – H NF3: Chiều phân cực đôi electron chưa