Kỳ thi olympic truyền thống 304 lần VIII Năm 2002 môn Hóa học khối 1050517

Sở Giáo Dục & Ðào Tạo TP HỒ CHÍ MINH Trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 LẦN VIII - NĂM 2002 MƠN HĨA HỌC KHỐI 10 ĐÁP ÁN Sở Giáo Dục & Ðào Tạo TP HỒ CHÍ MINH Trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 LẦN VIII - NĂM 2002 MƠN HĨA HỌC KHỐI 10 Thời gian làm bài: 180 phút Câu 1.1 Cho hai nguyên tố A, B đứng kế bảng hệ thống tuần hoàn có tống số n  ฀  nhau; số lượng tử A lớn số lượng tử B Tống đại số số lượng tử electron cuối B 4,5 a Hãy xác định số lượng tử electron cuối A, B b Hợp chất X tạo A, Cl, O có thành phần phần trăm theo khối lượng là: 31,83%; 28,98% ; 39,18% Xác định công thức phân tử X 1.2 Mơ tả dạng hình học phân tử, trạng thái lai hóa nguyên tử nguyên tố trung tâm phân tử: IF5, XeF4, Be( CH3)2 1.3 So sánh độ lớn góc liên kết phân tử sau Giải thích PI3, PCl5, PBr3, PF3 1.4 So sánh nhiệt độ nóng chảy chất sau Giải thích NaCl, KCl, MgO Câu 2.1 Chuẩn độ dung dịch CH3COOH 0,1M dung dịch NaOH 0,1M Khi 50% lượng axit axetic dung dịch trung hòa pH dung dịch thu bao nhiêu? Biết CH3COOH có Ka = 1,8.10-5 2.2 Tính pH dung dịch NaHCO3 1M Biết: H2CO3 ฀ H+ + HCO 3 pK1 = 6,56 HCO 3 ฀ H+ + CO 32 pK2 = 10,25 Câu 3.1 Cân phương trình phản ứng theo phương pháp thăng electron Fe x O y  HNO  FeNO 3  N n O m  H O 3.2 Hồn thành cân phản ứng oxihố - khử sau theo phương pháp thăng ion-electron NaNO  KI  H O  NO   3.3 Hoà tan hoàn toàn 9,28 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Zn với số mol lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 đặc nóng, thu dung dịch Y 0,07 mol sản phẩm chứa lưu huỳnh Xác định xem sản phẩm chứa lưu huỳnh sản phẩm số chất sau: H2S, S, SO2? ThuVienDeThi.com Câu 4.1 Cho kiện sau C H k  H k   C H k  H  136,951 KJ.mol 1 C H k  O k   2CO k  3H O Cr  O k   CO k  H  1559,837 KJ.mol 1 H  393,514 KJ.mol 1 H  285,838 KJ.mol 1 H k  O k   H Ok  Hãy xác định: a Nhiệt tạo thành etylen (Htt) b Nhiệt đốt cháy etylen (Hđc) 4.2 Từ hệ thức: G  RT ln K phương trình: G  H  S K a Lập biểu thức: ln K1  Trong K1, K2 số phản ứng nhiệt độ thấp nhiệt độ cao  Khi H0 S0 không thay đổi theo nhiệt độ b Áp dụng cho phản ứng: NO (k) + O ฀ NO2 (k) Biết H = -56,484 KJ KP = 1,3 10-6 250 Tính KP 3250C c Tính H0 phản ứng:   N k  H k    NH k  2 Biết KP 4000C 1,3.10-2 5000C 3,8.10-3 Câu Cho 3, 87 gam hỗn hợp A gồm Mg Al vào 350 ml dung dịch X chứa HCl 1M H2SO4 0,5M dung dịch B 4,368 lít H2 (đktc) 5.1 Chứng minh dung dịch B cịn axit 5.2 Tính thành phần phần trăm khối lượng chất hỗn hợp A 5.3 Tính thể tích dung dịch C gồm NaOH 0,02M Ba(OH)2 0,01M cần trung hoà hết axit dư B 5.4 Tính thể tích tối thiểu dung dịch C (với nồng độ trên) tác dụng với dung dịch B để lượng kết tủa lớn Tính lượng kết tủa 5.5 Tìm giới hạn khối lượng muối thu dung dịch B Câu A, B đứng hệ thống tuần hồn có (n + ℓ) nhau, nA > nB  cấu hình cùng: B : np  n   ฀   4,5  n   A : n  1s a Vậy số lượng tử A: n = 4, ℓ = 0, m = 0, s   2 ThuVienDeThi.com B: n =3 ℓ = 1, m = 1, s   b Gọi công thức hợp chất X: KxClyOz  x:y:z  31,83 28,98 39,18 : :  1:1: 39 35,5 16 Vậy công thức hợp chất X KClO3 Mô tả dạng hình học phân tử a IF5: F F F I F F Dạng chóp vng I lai hóa sp3d2 5s2 5p5 5d0 sp3d2 XeF4: vuông phẳng, Xe lai hóa sp2d F F Xe F F Be(CH3)2: thẳng hàng, Be có kiểu lai hóa sp H3C Be CH3 So sánh độ lớn góc liên kết phân tử: PI3 > PBr3 > PCl3 > PF3 ThuVienDeThi.com Vì độ âm điện I < Br < Cl < F Độ âm điện phối tử lớn tương tác lớn làm góc liên kết nhỏ lại b So sánh nhiệt độ nóng chảy chất: MgO > NaCl > KCl Giải tích: bán kính ion K+ > Na+ Điện tích ion Mg2+ > Na+ O2- > ClNăng lượng phân ly tỉ lệ thuận với điện tích, tỉ lệ nghịch với bán kính ion Câu Xét lít dung dịch CH3COOH 0,1M, số mol CH3COOH ban đầu 0,1 mol CH3COOH + NaOH   CH3COONa + H2O 0,05 0,05 0,05 Thể tích dung dịch sau thí nghiệm: + 0,5 = 1,5 lít CH3COONa   CH3COO- + Na+ 0,05 0,05 CH3COOH ฀ CH3COO- + H+ 0,05 0,05 x x x 0,05-x 0,05 + x x Ta có: x x  0,05 1,5.1,5 K  1,8.10 5 0,05  x 1,5  x = 2,5.10-5 pH = -lg(2,7.10-5) = 4,75 Trong dung dịch:  Na+ + HCO3NaHCO3  mol mol Các cân diễn ra: HCO3- ฀ H+ + CO32- (1) HCO3- + H2O ฀ H2CO3 + OH- (2) (2) có pHTP = 14 – pK1 = 14 –6,75 = 7,25 < 10,25  (2) diễn chủ yếu: pOH  pK TP  lg C 7,25  lg   3,625 2  pH = 14 – 3,625 = 10,375 ThuVienDeThi.com Câu  2y x 5  3 2m n  FeNO 3  N n O m  H O Fe x O y  H N O  Chất khử Chất oxihóa 3x  y  5n  2m   5 2m n N  5n  2m   n N  2y x 3 x Fe  3x  y   x Fe 5n  2m Fe x O y  18nx  2ny  6mx HNO  5n  2m xFeNO 3  3x  y N n O m  8nx  ny  3mx H O NaNO2 + KI + H2SO4   NO + I2 + K2SO4 + H2O  NO 2  1e  2H   NO  H O 2I   2e  I 2 NO 2  2I   4H   NO  I  2H O NaNO  2KI  2H SO  NO  I  K SO  Na SO  2H O Gọi a số mol Mg, Al, Zn 24a + 27a + 65a = 9,28 116a = 9,28 a = 0,08 Mg – 0,08 Al 0,16 – 0,08 Zn 0,07 3e   Al3+ 0,24 – 0,08 S+6 2e   Mg2+  Zn2+ 2e  0,16 + (6 –x)e   Sx 0,07(6 –x) 0,07(6 –x) = 0,56  x = -2 Sản phẩm H2S Câu Xác định nhiệt tạo thành a Phương trình phản ứng hình thành C2H4 2Cr  2H k   C H k  * H tt Ta có (*) = 2c + 3d – a – b ThuVienDeThi.com Vậy: H tt  2H c  3H d  H a  H b  52,246 KJ.mol 1 b Phương trình phản ứng đốt cháy C2H4 C H k  3O k   2CO k  2H Ol  * * H đc Ta có: (**) = (a) + (b) – (d) H đc  H a  H b  H d  1410,95 KJ.mol 1 Lập biểu thức, vận dụng a G H S   RT RT R 0 H S ln K    RT1 R ln K   ln K   ln b H S  RT2 R  K 1 H  1    hay lg      K1 2,303R  T2 T1   T2 T1  K2 H  K1 R Áp dụng: Thay giá trị K, H0, R vào biểu thức, ta có: lg K 325 56484  1      K 25 2,303.8,314  598 298  lg K 325 56484  1      6 2,303.8,314  598 298  1,3.10 lgK325 =1,147  K325 = 14 K p 325   PNO 2 O2  14 PNO P c Tương tự ta có lg 3,8.10 3 H        2 2,303.8,314  773 673  1,3.10 H  53,136 KJ Câu Chứng minh dung dịch B có dư axit Các phản ứng xảy dạng ion: Mg + 2H+   Mg2+ + H2 (1) H2 (2) Al + 3H+   Al3+ + ThuVienDeThi.com 4,368  0,195 mol 22,4 Số mol H2:  số mol H+ = 0,195.2 = 0,39 mol Số mol H+ 250 ml dung dịch X: 0,25 + 0,25 = 0,5 mol Số mol H+ phản ứng 0,39 < 0,50 mol  dung dịch B dư axit Số mol H+ dư: 0,50 – 0,39 = 0,11 mol Tính % khối lượng A Gọi x, y số mol Mg, Al Ta có: x  1,5 y  0,195 x  0,06   24 x  27 y  3,87  y  0,09 %Mg  37,21% %Al  62,79 Tính thể tích dung dịch C cần trung hịa axit dư dung dịch B: Gọi V thể tích dung dịch C Số mol OH- dung dịch C: 0,02V + 0,02V =0,04V mol Phản ứng trung hòa: H+ + OH-   H2O Trung hòa: 0,04V=0,11  V = 2,75 lít Thể tích dung dịch C để lượng kết tủa nhỏ Trong dung dịch B có: Mg 2 0,06 mol Al 3 B H  SO 0,09 mol 0,11 mol 2 Cl  0,125 mol 0,25 mol Các phản ứng ion 4 H   OH   H O mol : 0,11 0,11 Mg 2  2OH   Mg OH 2 mol : 0,06 0,12 0,06 Al 3  3OH   AlOH 3 mol : 0,09 0,27 0,09 7  0,09 Ba 2  SO 24  BaSO mol : 6 0,09 AlOH 3  OH   AlO 2  2H O mol : 5 8 0,125 0,125 0,125 n Ba   1,25.0,1  0,125 mol ThuVienDeThi.com Để lượng kết tủa nhỏ phương trình (4), (5), (6), (7), (8) n OH   0,04V'  0,11  0,12  0,27  0,09  0,59  V'  14,75 lít Thể tích dung dịch C tối thiểu để kết tủa nhỏ là: 14,75 lít Kết tủa sinh gồm có 0,06 mol Mg(OH)2 0,125 mol BaSO4 Khối lượng kết tủa nhỏ là: m   0,06.58  0,125.233  32,6 g Giới hạn muối thu dung dịch B Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng Ta có m muối = m hh kl  m SO   m Cl  Trong dung dịch  đt ()   đt   2n SO 24   n Cl   n H   0,39 Giả sử dung dịch HCl phản ứng trước: n Cl   0,25  n SO   0,07 m m '  3,87  0,25.35,5  0,07.96  19,456 g Giả sử dung dịch H2SO4 phản ứng trước: n SO   0,125  n Cl   0,14 m m '  3,87  0,14.35,5  0,125.96  20,84 g Vậy 19,456 < m muối < 20,84 ThuVienDeThi.com ... tử a IF5: F F F I F F Dạng chóp vng I lai hóa sp3d2 5s2 5p5 5d0 sp3d2 XeF4: vng phẳng, Xe lai hóa sp2d F F Xe F F Be(CH3)2: thẳng hàng, Be có kiểu lai hóa sp H3C Be CH3 So sánh độ lớn góc liên... với dung dịch B để lượng kết tủa lớn Tính lượng kết tủa 5.5 Tìm giới hạn khối lượng muối thu dung dịch B Câu A, B đứng hệ thống tuần hồn có (n + ℓ) nhau, nA > nB  cấu hình ngồi cùng: B : np... 2 ThuVienDeThi.com B: n =3 ℓ = 1, m = 1, s   b Gọi công thức hợp chất X: KxClyOz  x:y:z  31,83 28,98 39,18 : :  1:1: 39 35,5 16 Vậy công thức hợp chất X KClO3 Mơ tả dạng hình học phân tử