Tài liệu Đề thi HSG lớp 12 tỉnh Thanh Hóa năm 2011 môn Hóa pot

S GIO DC V O TO THANH HO K THI CHN HC SINH GII LP 12 THPT GII TON TRấN MY TNH CM TAY NM HC 2011-2012 CHNH THC Thi gian thi: 150 phỳt (khụng k thi gian giao ) ( gm 09 trang) Ngy thi: 13/12/2011 (Thớ sinh lm trc tip vo bn thi ny) MễN: HO HC IM CA TON BI THI Cỏc giỏm kho (H, tờn v ch ký) S PHCH (Do ch tch ghi ) Bng s Bng ch Chú ý: 1. Chỉ giải tóm tắt và ghi kết quả mà không đợc có thêm ký hiệu gì khác. 2. Đợc sử dụng bảng toàn hoàn các nguyên tố hoá học do nhà xuất ban giáo dục phát hành. 3. Nếu đề không nói gì thì lấy kết quả sau dấu phẩy năm số thập phân. Cõu 1 (2,0 im) Tin hnh phn ng nhit nhụm m gam hn hp A gm Al v Fe x O y thu c hn hp cht rn B. Cho B tỏc dng vi dung dch NaOH d thu c dung dch C, phn khụng tan D v 0,672 lớt H 2 . Cho t t dung dch HCl vo dung dch C n khi thu c lng kt ta ln nht ri lc kt ta, nung n khi lng khụng i c 5,1 gam cht rn. Phn khụng tan D cho tỏc dng vi dung dch H 2 SO 4 c, núng. Sau phn ng thu c dung dch E ch cha 1 mui st duy nht v 2,688 lớt khớ SO 2 . a. Xỏc nh cụng thc phõn t oxit st b. Tớnh giỏ tr ca m. (Cho: Hiu sut cỏc phn ng t 100% v khớ o ktc) Li gii túm tt Kết quả Câu 2 (2,0 điểm) Với mạng tinh thể lập phương tâm diện, trong 1 ô cơ sở các nguyên tử tiếp xúc với nhau ở mặt bên. Đường chéo của mặt có độ dài bằng 4 lần bán kính của nguyên tử. Hãy xác định phần trăm chiếm chỗ của nguyên tử kim loại trong loại mạng này? Lời giải tóm tắt Kết quả Câu 3 (2,0 điểm) Một công đoạn xử lí HCl để tái tạo clo trong công nghiệp sản xuất vinyl clorua từ etilen là dùng khí O 2 để oxi hoá HCl. a. Viết phương trình hoá học của của phản ứng xảy ra (với các hệ số chất tham gia và tạo thành nguyên tối giản). b. Tính hằng số cân bằng Kp theo Pa của phản ứng trên ở 298K từ các dữ kiện sau: O 2 (k) Cl 2 (k) HCl (k) H 2 O (k) 0 298 S (J/mol.K) 205,03 222,9 186,7 188,7 0 298 HΔ (kJ/mol) 0 0 -92,31 -241,83 c. Giả thiết rằng ∆H và ∆S của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ. Hãy tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng ở 698K. d. Từ dữ kiện tính toán hãy đề xuất biện pháp nâng cao hiệu suất phản ứng? Lời giải tóm tắt Kết quả Câu 4 (2,0 điểm) Ở nhiệt độ xác định và dưới áp suất hệ 1,0 atm độ phân li của N 2 O 4 thành NO 2 là 11%. a. Tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng này (theo atm và theo Pa) b. Độ phân li sẽ thay đổi thế nào khi áp suất chung của hệ giảm từ 1,0 atm xuống 0,8 atm? Từ đó cho biết ảnh hưởng của áp suất tới cân bằng của hệ? Lời giải tóm tắt Kết quả Câu 5 (2,0 điểm) Xét phản ứng trong dung dịch ở 25 0 C: 2Fe 3+ + Sn 2+ ⇄ 2Fe 2+ + Sn 4+ a. Để nghiên cứu động học của phản ứng, tiến hành 3 thí nghiệm sau: Thí nghiệm Nồng độ đầu Fe 3+ ( o Fe C +3 ) (mol/l) Nồng độ đầu Sn 2+ ( 0 2+ Sn C ) (mol/l) Tốc độ đầu v 0 1 10 -2 10 -2 v 2 2.10 -2 2.10 -2 8v 3 2.10 -2 10 -2 4v Xác định bậc riêng phần đối với từng chất và bậc toàn phần của phản ứng b. Tính hằng số cân bằng của phản ứng biết 0 / 23 ++ FeFe E = 0,77V và 0 / 24 ++ SnSn E = 0,15 V Lời giải tóm tắt Kết quả Câu 6 (2,0 điểm) A là dung dịch CH 3 COOH 0,2M, B là dung dịch NaOH 0,2M và C là dung dịch CH 3 COONa 0,2 M a. Tính pH của dung dịch A, B b. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn A với B theo tỉ lệ thể tích bằng nhau c. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn A với C theo tỉ lệ thể tích bằng nhau Cho: Ka (CH 3 COOH ) =1,8.10 -5 . Lời giải tóm tắt Kết quả Câu 7 (2,0điểm) Hợp chất A có công thức MX x trong đó M chiếm 46,67% về khối lượng; M là kim loại, X là phi kim ở chu kì 3. Trong hạt nhân M có tổng số hạt nơtron trừ đi tổng số hạt proton là 4, trong hạt nhân X có tổng số hạt nơtron bằng tổng số hạt proton. Tổng số proton trong MX x là 58. a. Xác định tên, số khối của M, X b. Viết cấu hình electron nguyên tử của M, X Lời giải tóm tắt Kết quả . Câu 8 (2,0 điểm) A là một chất độc hóa học đã được sử dụng trong chiến tranh Việt Nam. Trong A có chứa các nguyên tố C, H, O và nguyên tố X. Kết quả phân tích cho thấy A chứa hàm lượng % C, H, O theo khối lượng lần lượt là 44, 72%; 1,24%; 9,94% và còn lại là hàm lượng X. Trong phân tử A chứa 2 nguyên tử oxi và số nguyên tử X gấp 2 lần số nguyên tử oxi a. Hãy tìm công thức đơn giản nhất và công thức phân tử A b. Viết công thức cấu tạo A biế t A có cấu tạo đối xứng và chứa vòng benzen (A bền nhiệt, axit, bazơ và A có tâm đối xứng). Lời giải tóm tắt Kết quả Câu 9 (2,0 điểm) Cho m gam este X thuần chức tạo bởi axit hữu cơ đơn chức và ancol đơn chức tác dụng hết với dung dịch NaOH. Sau phản ứng cho toàn bộ lượng ancol thu được qua bình đựng Na dư thu được khí Y có thể khử được 3 8 gam Fe 2 O 3 ở nhiệt độ cao tạo ra Fe và bình đựng Na khối lượng tăng thêm 3,1 gam. Mặt khác 2 m gam X làm mất màu vừa hết 8 gam Br 2 trong CCl 4 và thu được sản phẩm chứa 61,54% brom theo khối lượng. a. Xác định giá trị của m b. Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo có thể có của X. Lời giải tóm tắt Kết quả Câu 10 (2,0 điểm) Dung dịch X có chất tan là muối M(NO 3 ) 2 . Người ta dùng 200 ml dung dịch K 3 PO 4 vừa đủ để phản ứng với 200 ml dung dịch X, thu được kết tủa là M 3 (PO 4 ) 2 và dung dịch Y. Khối lượng kết tủa đó (đã được sấy khô) khác khối lượng M(NO 3 ) 2 ban đầu là 6,825 gam. Điện phân 400 ml dung dịch X bằng dòng điện 1 chiều với I =2,000 ampe tới khi khối lượng catot không tăng thêm nữa thì dừng, được dung dịch Z. Giả sử sự điện phân có hiệu suất 100% a. Hãy tìm nồng độ các ion của dung dịch X, dung dịch Y, dung dịch Z. Cho biết sự gần đúng phải chấp nhận khi tính nồng độ dung dịch Y, dung dịch Z. b. Tính thời gian (theo giây) đã điện phân c. Tính thể tích khí thu được ở 27,3 0 C, 1 atm trong sự điện phân. Lời giải tóm tắt Kết quả Cho: C=12; H=1; O=16; N=14; Cl=35,5; Na=23; K=39; S=32; Ca=40; Br=80. - Biết: ΔG=ΔH-TΔS; ΔG=-RTlnK= -n.F.∆E và ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − Δ = 122 1 11 )( )( ln TTR H TK TK P P (theo đơn vị J) - Hằng số khí: R=8,314 J.K -1 . mol -1 ; P = 1atm=1,013.10 5 Pa ; N A = 6,022. 10 23 ; 1 cal = 4,18J; Hằng số Faraday: F= 96500 C. mol -1 ; π =3,14. Hết Trang 1/10 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY NĂM HỌC 2011-2012 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC MÔN HOÁ HỌC Câu 1 (2,0 điểm) Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm m gam hỗn hợp A gồm Al và Fe x O y thu được hỗn hợp chất rắn B. Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được dung dịch C, phần không tan D và 0,672 lít H 2 . Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch C đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất rồi lọc kết tủa, nung đến khối lượng không đổi được 5,1 gam chất rắn. Phần không tan D cho tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 đặc, nóng. Sau phản ứng thu được dung dịch E chỉ chứa 1 muối sắt duy nhất và 2,688 lít khí SO 2 . a. Xác định công thức phân tử oxit sắt b. Tính giá trị của m. (Cho: Hiệu suất các phản ứng đạt 100% và khí đo ở đktc) Hướng dẫn chấm a. (1,5 điểm) Phản ứng nhiệt Al: 2yAl + 3Fe x O y ⎯→⎯ yAl 2 O 3 + 3xFe (1) Vì chất rắn sau phản ứng: B + dung dịch NaOH có H 2 tạo ra nên trong B có Al dư và B gồm: Al 2 O 3 : a mol , Fe: b mol và Al : c mol dư. B + dung dịch NaOH: Al 2 O 3 + 2NaOH + H 2 O ⎯→⎯ 2Na[Al(OH) 4 ] (2) mol a 2a 2Al + 2NaOH + 3H 2 O ⎯→⎯ 2Na[Al(OH) 4 ] + 3H 2 ↑ (3) mol 0,02 0,02 4,22 672,0 = 0,03 Theo (3): nAl dư= c = 0,02 mol (I) Dung dịch C thu được gồm: NaOH dư, Na[Al(OH) 4 ]: 2a+ 0,02 mol tác dụng với dung dịch HCl NaOH + HCl ⎯→⎯ NaCl + H 2 O (4) Na[Al(OH) 4 ] + HCl ⎯→⎯ NaCl + Al(OH) 3 ↓ + H 2 O (5) mol 2a + 0,02 2a + 0,02 Theo (5): nAl(OH) 3 = 2a + 0,02 mol nung: Al(OH) 3 ⎯→⎯ 0 t Al 2 O 3 + H 2 O (6) mol 2a + 0,02 a + 0,01 Theo (6) nAl 2 O 3 = a + 0,01 = 102 1,5 = 0,05 mol (II) Phần không tan D: Fe + dung dịch H 2 SO 4 đặc, nóng sau phản ứng thu được 1 muối Fe duy nhất nên có 2 trường hợp: - TH1: Tạo muối sắt (III): 2Fe + 6H 2 SO 4 ⎯→⎯ Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 ↑ + 6H 2 O (7) mol 0,08 4,22 688,2 = 0,12 Theo (7): nFe= b= 0,08 mol (III) Từ (I, II, III) có a= 0,04; b= 0,08; c=0,02 mol [...]... gộp 1) Fe + 2H2SO4 ⎯ ⎯→ FeSO4 + SO2↑ + 2H2O (8) mol 0 ,12 0 ,12 Theo (8): nFe = b = 0 ,12 mol (IV) Từ (I,II, IV) có: a= 0,04; b= 0 ,12; c= 0,02 mol x 1 nFe 3 x 0 ,12 ⎯→ oxit là FeO ⎯ ⎯→ = ⎯ = = Theo (1): y 1 nAl 2 O3 y 0,04 b.(0,5 điểm) -TH1: m = mAl2O3 + mFe + mAl dư = 0,04.102 + 0,08.56 + 0,02.27 = 9,1 gam - TH2: m=mAl2O3 + mFe + mAl dư = 0,04.102 + 0 ,12. 56 + 0,02.27 = 11,34 gam Biểu điểm: a Tìm được mỗi... -241,83 c Giả thi t rằng ∆H và ∆S của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ Hãy tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng ở 698K d Từ dữ kiện tính toán hãy đề xuất biện pháp nâng cao hiệu suất phản ứng? Hướng dẫn chấm a (0,5 điểm) Phương trình hóa học của phản ứng: 4HCl(k) + O2 (k) ⇄ 2Cl2 (k) + 2H2O (k) (1) 0 0 0 b.(0,5 điểm) Ta có: ∆ S 298 = Σ S 298 (sản phẩm)- Σ S 298 (chất phản ứng) = -128 ,63 (J/K) 0... ra x/3 mol PO43- làm thay đổi khối lượng 6,825 gam 6.6,825 = 0,225 mol từ đó suy ra: Vậy có ngay: x = 182 n NO − 0, 1125 3 - Trong dung dịch X: n M @ + = = 0, 1125 mol từ đó có ngay C(M2+) = = 0,5625M ; 0,2 2 0,225 = 1 ,125 M C(NO3-) = 0,2 - Theo (1): nK+ = nNO3- = nKNO3 =2.nM(NO3)2 = 2.0, 1125 = 0,225 mol Coi VddY ≈ VddX + Vdd K3PO4 ≈ 400 ml Vậy trong dung dịch Y: 0,225 C(K+) =C(NO3-) = = 0,5625M (3) 0,4... 44,1 = = x: y : z: t = : : : : : : 12 12 1 1 16 16 X X ⎛ 44,1 16 ⎞ = 6: 2:1: ⎜ (*) ⎟ ⎝ X 9,94 ⎠ ⎛ 44,1 16 ⎞ Do số nguyên tử X gấp 2 lần số nguyên tử O trong A nên có: ⎜ ⎟ = 2 rút ra X = 35,5 và ⎝ X 9,94 ⎠ X là Cl Thay ngược trở lại (*) được x: y:z:t = 6:2:1:2 CTĐGN của A là C6H2OCl2 CTPT của A dạng (C6H2OCl2)n, A có 2 nguyên tử O nên n=2, công thức phân tử A là C12H4O2Cl4 b.(0,75 điểm) Công thức cấu... 1000 nHNO3 1000 Vậy C(H+) = C (NO3-) = = 1 ,125 M 400 Các gần đúng đã chấp nhận khi tính nồng độ dung dịch Z: - Coi Vdd Z ≈ Vdd X , bỏ qua sự thay đổi thể tích do sự điện phân gây ra - Bỏ qua sự phân li của H2O vì Z là dung dịch HNO3 Trang 9/10 2+ Nồng độ ion: dd X: C(M ) = 0,5625 M ; C(NO3-)= 1 ,125 M dd Y: C(K+) = C( NO3- ) = 0,5625 M dd Z: C(H+ ) = C (NO3- ) = 1 ,125 M b (0,25 điểm) Tính thời gian điện... dd Z: C(H+ ) = C (NO3- ) = 1 ,125 M b (0,25 điểm) Tính thời gian điện phân: Theo (4) nO2 = 1/2 nM(NO3)2 = 0, 1125 mol AO mO2 4.96500 It Từ công thức: mO2 = 2 suy ra: t = = 21 712, 5 (s) 4 96500 AO2 I c (0,25 điểm) Tính thể tích khí thu được ở 27,30C, 1 atm trong sự điện phân dung dịch Z nRT 0, 1125 .0,082.300,3 VO2 = = ≈ 2,77 lít 1 P Biểu điểm: a Tính được nồng độ các ion mỗi dung dịch: 0,5 điểm b Tìm được... 11% = 0,11 và P = 1,0 atm vào (1) được Kp ≈ 0,049 atm Theo Pa: Kp= 0,049 1,013.105 = 4963,7 Pa b (0,5 điểm) Từ (1) có: (1-α2) Kp = 4α2.P rút ra độ phân li α = Kp K p + 4P = 0,049 ≈ 0,049 + 4.0,8 0 ,123 hay bằng 12, 3% Vậy khi giảm áp suất thì độ phân li tăng tức tăng áp suất cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch (tạo N2O4) và giảm áp suất cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận (tạo NO2) Biểu điểm: a - Viết... Σ S 298 (sản phẩm)- Σ S 298 (chất phản ứng) = -128 ,63 (J/K) 0 0 0 ΔH 298 = Σ ΔH 298 (sản phầm)-Σ ΔH 298 (chất phản ứng) = - 114,42 (kJ) 0 0 0 Từ đó có: ∆ G298 = ΔH 298 - T.∆ S 298 = -114,42 103 + 298 128 ,63 = - 76088,26 J ⎛ ΔG ⎞ 13 -1 Mặt khác: ∆G = -RT.lnKp nên Kp = exp ⎜ − ⎟ = 2,175 10 (Pa ) RT ⎠ ⎝ c (0,5 điểm) Do ∆H và ∆S của phản ứng không phụ thuộc nhiệt độ nên ta có biểu thức: K p (698) − 114,42.10... m=mAl2O3 + mFe + mAl dư = 0,04.102 + 0 ,12. 56 + 0,02.27 = 11,34 gam Biểu điểm: a Tìm được mỗi công thức oxit sắt: 0,75 điểm b Tìm được m ứng với mỗi công thức: 0,25 điểm (Chú ý: Nếu học sinh viết phương trình hóa học của Al, Al2O3 với NaOH tạo NaAlO2 cũng chấp nhận được và NaAlO2 với axit như cũ cũng được nhưng không cho điểm tối đa câu này vì dạng NaAlO2 chỉ tồn tại ở trạng thái nóng chảy) Câu 2 (2,0 điểm)... (2) Với hạt nhân X: NX = ZX (3) Tổng số proton trong MXx là ZM + x ZX = 58 (4) Từ (4) viết: ZM + ZM + 2x.ZX =116 thay (2) và (3) vào được NM - 4 + ZM + (ZX + NX).x =116 suy ra: ZM + NM + (ZX + NX).x =120 (5) Thay (5) vào (1) được ZM + NM =56 (6) Kết hợp (2,6) được: ZM =26, NM =30→ M là Fe, số khối Fe: AFe = ZM + NM = 56 Thay ngược trở lại (4) được x ZX = 32 Do X thuộc chu kỳ 3 và là phi kim nên thỏa . ĐÀO TẠO THANH HOÁ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY NĂM HỌC 2011- 2 012 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC MÔN HOÁ. V O TO THANH HO K THI CHN HC SINH GII LP 12 THPT GII TON TRấN MY TNH CM TAY NM HC 2011- 2 012 CHNH THC Thi gian thi: 150 phỳt (khụng k thi gian