2.1 Vi ết phương trình nhiệt hoá học của phản ứng xảy ra.. Hãy xác ñịnh nhiệt hình thành etan và n ăng lượng liên kết C=O... Hãy tắnh ựộ biến thiên entropi của phản ứng ựã cho theo ựơ
Trang 1KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4
L ẦN THỨ XIII TẠI THÀNH PHỐ HUẾ
ðỀ THI MÔN HÓA 10
Thời gian làm bài 180 phút
ðỀ CHÍNH THỨC
Chú ý: Mỗi câu hỏi thí sinh làm trên 01 tờ giấy riêng biệt
Câu I :
I.1 X thuộc chu kỳ 4, Y thuộc chu kỳ 2 của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học I i là n ăng
l ượng ion hoá thứ i của một nguyên tử Thực nghiệm cho biết tỉ số I k+1 / I k c ủa X và Y như
sau:
k
k
I
I +1
1
2
I
I
2
3
I
I
3
4
I
I
4
5
I
I
5
6
I I
L ập luận ñể xác ñịnh X và Y
I.2 Phân tử CuCl kết tinh dưới dạng lập phương mặt tâm
2.1 Hãy biểu diễn ô mạng cơ sở của tinh thể này
2.2 Tính số ion Cu +
và Cl- r ồi suy ra số phân tử CuCl chứa trong ô mạng cơ sở
2.3 Xác ñịnh bán kính ion của Cu +
Cho d CuCl = 4,316 g/cm3; r Cl- = 1,84Ao; Cu = 63,5; Cl = 35,5 Bi ết N= 6,023.10 23
I.3 Urani phân rã phóng xạ thành radi theo chuỗi sau :
U
238
92 →α
Th→β −
Pa →β −
U →α
Th →α
Ra
Vi ết ñầy ñủ các phản ứng của chuỗi trên
Câu II:
II.1
Trong bình chân không dung tích 500cm3 ch ứa m gam HgO rắn ðun nóng bình ñến 500 0
C x ảy
ra ph ản ứng:
2HgO(r) 2Hg(k) + O 2 (k)
Áp su ất khi cân bằng là 4 atm
1.1 Tính KP c ủa phản ứng
1.2 Tính khối lượng nhỏ nhất của thuỷ ngân oxit cần lấy ñể tiến hành thí nghiệm này
Cho Hg = 200
II.2 ðốt cháy etan ( C 2 H 6 ) thu s ản phẩm là khí CO 2 và H 2 O ( l ỏng ) ở 25°C
2.1 Vi ết phương trình nhiệt hoá học của phản ứng xảy ra Hãy xác ñịnh nhiệt hình thành etan
và n ăng lượng liên kết C=O Biết khi ñốt cháy 1 mol etan toả ra lượng nhiệt là 1560,5KJ Và :
Trang 2∆H ht ( KJ.mol-1) Liên k ết N ăng lượng liên kết
( KJ.mol-1 )
2.2 Phản ứng có ∆Gồ = -1467,5 ( KJ.mol -1
) Hãy tắnh ựộ biến thiên entropi của phản ứng ựã cho
theo ựơn vị J.mol -1
.K-1
Câu III:
III.1 Thêm 1 ml dung dịch NH SCN 0,10 M vào 1ml dung dịch 4 Fe 3 + 0,01 M và F − 1M Có màu
ựỏ của phức FeSCN hay không? Biết rằng màu chỉ xuất hiện khi 2+ 2+ 6
FeSCN
C > 7.10 M − và dung
d ịch ựược axit hóa ựủ ựể sự tạo phức hidroxo của Fe (III) xảy ra không ựáng kể
F
β − = − ; β1FeSCN2+ = 103,03( β là h ằng số bền)
III.2 đánh giá thành phần cân bằng trong hỗn hợp gồm Ag + 1,0.10-3 M; NH 1,0 M và Cu bột 3
Cho
3 2
7,24 2Ag(NH ) 10
β + = ;
3
2 12,03 4Cu(NH )4 10
Ag / Ag Cu / Cu
E + = 0,799V;E + = 0,337V
( ở 25 0
C)
Câu IV:
IV.1 Biết thế oxi hóa khử tiêu chuẩn:
E0Cu2+/Cu+ = +0,16 V E0Fe3+/Fe2+ = +0,77 V E0Ag+/Ag = +0,8 V
E0Cu+/Cu = +0,52 V E0Fe2+/Fe = -0,44 V E0I 2 /2I- = +0,54 V
Hãy cho bi ết hiện tượng gì xảy ra trong các trường hợp sau:
1.1 Cho bột sắt vào dung dịch sắt (III) sunfat
1.2 Cho bột ựồng vào dung dịch ựồng (II) sunfat
1.3 Cho dung dịch bạc nitrat vào dung dịch sắt (II) nitrat
1.4 Cho dung dịch sắt (III) nitrat vào dung dịch kali iotua
IV.2 Hoà tan 7,82 gam XNO3 vào n ước thu ựược dung dịch A điện phân dung dịch A với ựiện
c ực trơ
- N ếu thời gian ựiện phân là t giây thì thu ựược kim loại tại catot và 0,1792 lắt khắ (ựktc)
t ại anot
- N ếu thời gian ựiện phân là 2t giây thì thu ựược 0,56 lắt khắ (ựktc)
Xác ựịnh X và tắnh thời gian t biết I = 1,93 A
Câu V:
V.1 đốt cháy hoàn toàn 4,4g sunfua của kim loại M (công thức MS) trong oxi dư Chất rắn sau
ph ản ứng ựem hoà tan trong 1 lượng vừa ựủ dung dịch HNO 3 37,8% th ấy nồng ựộ phần trăm của
mu ối trong dung dịch thu ựược là 41,72% Khi làm lạnh dung dịch này thì thoát ra 8,08g muối
r ắn Lọc tách muối rắn thấy nồng ựộ phần trăm của muối trong dung dịch là 34,7% Xác ựịnh
công thức muối rắn
V.2 Viết các phương trình phản ứng xảy ra:
2.1 Ion I- trong KI b ị oxi hoá thành I 2 b ởi FeCl 3 , O3; còn I2 oxi hoá ựược Na 2 S2O3
2.2 Ion Br- b ị oxi hoá bởi H 2 SO 4 ựặc, BrO3-(môi tr ường axit); còn Br 2 l ại oxi hoá ựược P thành
axit t ương ứng
2.3 H2O2 b ị khử NaCrO 2 (trong môi tr ường bazơ) và bị oxi hoá trong dung dịch KMnO 4 (trong môi tr ường axit)
H ọc sinh không ựược sử dụng bảng tuần hoàn
- H ết -
Trang 3đÁP ÁN
đáp án câu 1:
đối với X, từ I2 lên I3 tăng ựột ngột, vậy ion X2+
có cấu hình của một khắ hiếm do
ựó :
đối với Y, từ I4 lên I5 tăng ựột ngột, vậy ion Y4+
có cấu hình của một khắ hiếm do ựó:
2.1 Hãy biểu diễn ô mạng cơ sở của tinh thể này
2.2 Tắnh số ion Cu+
và Cl- rồi suy ra số phân tử CuCl chứa trong ô mạng cơ sở
2.3 Xác ựịnh bán kắnh ion của Cu+
Cho dCuCl = 4,316 g/cm3; r Cl-= 1,84Ao; Cu = 63,5; Cl = 35,5 Biết N= 6,023.1023
Giải:
I.2.1 (0,5 ự)
Cl- ở 8 ựỉnh: 1
8
1
8 ừ = ion Cl-
6 mặt: 3
2
1
6 ừ = ion Cl-
Cu+ở giữa 12 cạnh : 3
4
1
12 ừ = ion Cu+
ở t âm : 1x1=1 ion Cu+
Vậy số phân tử trong mạng cơ sở là 4Cu+
+ 4Cl- = 4CuCl
2.3 (0,50 ự)
V N
M N d
A
CuCl
.
.
= với V=a3
( N: số phân tử, a là cạnh hình lập phương)
,
.
,
, ,
) , , ( ,
.
o
3 24 23
A
CuCl 3
A 4171 5 a
cm 10 965 158 10
023 6 136 4
5 35 5 63 4 N
d
M N a
=
⇒
=
+
=
=
(0,25 ự)
Mặt khác theo hình vẽ ta có a= 2r+ + 2r
-Cl
-Cu+
⇒4 ion Cl
-⇒ 4 ion Cu+
Trang 4o
A r
a
2
84 , 1 2 4171 , 5 2
2
=
−
=
−
=
I.3
U
238
92 → 23490Th + 24He 0,25
Th
234
90 → 23491Pa + −01e 0,25
Pa
234
91 → 23492U + 0e
1
U
234
92 → 23090Th + 4He
Th
230
90 → 22688Ra + 24He 0,25
đáp án câu 2:
1.1 (1 ự) 2HgO (r) 2Hg(k) + O2(k)
[ ]0 a mol 0 0
p Hg O
HgO
4.0, 5
3 0, 0105
0, 082.773 Vay a = 0,021 mol
m 0, 021.216 4, 53
PV
RT
g
II.2 đốt cháy etan ( C2H6 )thu sản phẩm là khắ CO2 và H2O ( lỏng ) ở 25ồC
hình thành etan và năng lượng liên kết C=O Biết khi ựốt cháy 1 mol etan toả ra
lượng nhiệt là 1560,5KJ Và :
∆Hht ( KJ.mol-1) Liên kết Năng lượng liên
kết ( KJ.mol-1
)
) Hãy tắnh ựộ biến thiên entropi của
phản ứng ựã cho theo ựơn vị J.mol-1
.K-1
Giải:
2.1 C2H6 +
2
7
O2 → 2CO2 + 3H2O ∆H = - 1560,5 KJ
( 2C H + 7O → 4CO + 6H O ∆H = - 3121
0,5
Trang 5KJ )
∆Hp ư = 4 ∆HhtCO2 + 6 ∆HhtH2O - 7∆HhtO2 - 2 ∆HhtC2H6
∆HhtC2H6 = [ ( ) ( ) ( ) ]
2
3121 8
, 285 6 5 , 393
= - 83,9 ( KJ.mol-1)
0,5
∆Hp ư = 2 EC Ờ C + 12 EC Ờ H + 7EO=O - 8 EC = O - 12 EH Ờ O
8
3121 464
x 12 495 x 7 413 x 12 347
= 833(
KJ.mol-1)
0,5
2.2 ∆Gồ = ∆Hồ - T∆Sồ
(25 273)
5 , 1467 5
, 1560
+
−
−
−
= - 0,312 (kJ.mol-1K-1) = -312 J.mol
-1
.K-1
0,5
đáp án câu 3:
III.1 Ta có: C Fe 3 + << C ( 1)F− = βFeF3 rất lớn
Vì vậy trong dung dịch, Fe3+
tác dụng hết với F
tạo ra phức FeF3 3+
3
Fe + 3F − → FeF
Ban ựầu 0,01 1
Sau phản ứng 0,97 0,01
0.5ự
Sau khi trộn với NH SCN4 :
3
FeF
C = 5.10-3M; CF−= 0,485M; CSCN− = 5.10 M −2
FeF3 Fe3+
Fe3+ + SCN- FeSCN2+
10+3,03 FeF3 + SCN- FeSCN2+
+ 3F- K = 10-10,07 0,5 ự
C 5.10-3 5.10-2 0,485 [ ] (5.10-3-x) (5.10-2-x) x 0,485+3x
3
10,07
x(0,485 3x) 10 (5.10 − x)(5.10 − x) −
+
− −
0.5ự
Với x << 5.10-3
07 10 5
10 x 7 10 x 86 1 485
0
10 x 10 x 25
−
−
<
=
,
,
0,5
ự Vậy màu ựỏ của phức FeSCN 2+không xuất hiện, nghĩa là F-ựã che hoàn toàn
Fe3+
III.2 Các quá trình xảy ra:
- Tạo phức 2+
3
Ag(NH ) ( CNH > CAg+
Ag+ + 2NH3 Ag(NH3)2+ β2 = 107,24
Trang 61,0.10-3 1,0
1,0-2,0.10-3 1,0.10-3
0.5ự
3
Ag(NH ) bởi Cu:
2x Ag(NH3)2+ Ag+
2 10
β − = − (1) 2Ag+ + Cu 2Ag + Cu2+ 15,61
0 10
K = (2)
- Tạo phức của Cu2+
với NH3 ( > 2 +
Cu2+ + 4NH3 Cu(NH3)42+ 12,03
4 10
β = (3)
Tổ hợp (1)(2) và (3):
2Ag(NH3)2+ + Cu 2Ag + Cu(NH3)42+ ; 2 0 4
2 K
K = β − β
.
0,5 ự
1,0.10-3 - 5,0.10-4
TPGH: Cu(NH )3 42+: 5,0.10-4M ; NH :1,0 2.103 − −3 ≈ 1,0M
Cân bằng Cu(NH3)4
2+
+ 2Ag 2Ag(NH3)2
+
+ Cu 10 - 13,16
C 5,0.10-4 [ ] 5,0.10-4-x 2x
2
13,16 4
(2x) 10 (5,0.10 − x) −
−
x = 5.10 - 4 2x = 4 13 16 8 23 4
10 x 5 10
10 10
x − − , = −, < −
Vậy: + -8,23 9
3 2
[Ag(NH ) ]=2x=10 = 5,9.10 M −
2+ -4
3 4
[Cu(NH ) ]=5,0.10 M
0.5ự
Mặc dù Ag+
tồn tại dưới dạng phức Ag(NH )3 2+nhưng vẫn bị Cu khử hoàn toàn
đáp án câu 4:
IV.1
1.1 Vì E0Fe3+/Fe2+ = +0,77 V > E0Fe2+/Fe = -0,44 V
Tắnh oxi hóa: Fe3+ mạnh hơn Fe2+
Tắnh khử: Fe mạnh hơn Fe2+
2 Fe++ Fe → 3 Fe +
1.2 Vì E0Cu+/Cu = +0,52 V > E0Cu2+/Cu+ = +0,16 V
Tắnh oxi hóa: Cu+ mạnh hơn Cu2+
Tắnh khử: Cu+
mạnh hơn Cu
Cu++ Cu+ → Cu ++ Cu
Trang 7Do ựó phản ứng nghịch không xảy ra nghĩa là cho bột ựồng vào dung dịch CuSO4 không có hiện tượng gì
(0.5ự)
1.3.Vì E0Ag+/Ag = +0,8 V > E0Fe3+/Fe2+ = +0,77
Tắnh oxi hóa: Ag+ mạnh hơn Fe3+
Tắnh khử: Fe2+
mạnh hơn Ag
Fe ++ Ag+ → Fe++ Ag Dung dịch màu lục nhạt chuyển sang màu vàng (0.5ự)
1.4 Vì E0Fe3+/Fe2+ = +0,77 V > E0I2/2I- = +0,54 V
Tắnh oxi hóa: Fe3+ mạnh hơn I2
Tắnh khử: I
mạnh hơn Fe2+
2
2I−+ 2Fe + → + I 2Fe +
IV.2
điện phân dung dịch A: (2ự)
XNO ←→ X++NO−
Ở anot : H2O Ờ 2e →2H+ + ơ O2
Ở catot : X+
+ 1e →X Ứng với 2t giây, số mol O2 = 2 x 0,1792/22,4 = 0,008.2 < 0,56/22,4 = 0,025
mol 0,5 ự
Vậy ở catot có khắ H2 thoát ra : 0,025 - 0,016 = 0,009 mol
Chứng tỏ X+ựã bị khử hết
Ở catot : X+
+ 1e →X 2H2O + 2e →2OH- + H2
Ở anot : H2O Ờ 2e →2H+ + ơ O2 0,5 ự
Theo nguyên tắc cân bằng electron cho nhận ở 2 ựiện cực:
a + 0,009.2 = 0,008.2.4 (với a là số mol của XNO3)
⇒ a = 0,046
Thay a = 0,046 ta ựược X = 108 (Ag)
0,5 ự
Ứng với thời gian t suy ra số mol electron trao ựổi : 0 032
2
064 0 96500
It 1
, ,
=
=
t 96500.0, 032 1600 giây
1, 93
đáp án câu 5:
Vì O2 dư nên M có hoá trị cao nhất trong oxit
(0,25 ự)
M2On + 2nHNO3 2M(NO3)n + n H2O (0,25 ự)
0,5a an a
Khối lượng dung dịch HNO3
Trang 8m = an × 63 × 100 : 37,8 = 500an : 3 (g)
Khối lượng dung dịch sau phản ứng
m = aM + 8an + 500an : 3 (g)
Ta có (aM + 62an) : (aM + 524an: 3) = 0,4172
Chọn n = 3 Suy ra M = 56 (Fe)
Ta có: a(M+32)= 4,4 Suy ra a = 0,05
khối lượng Fe(NO3)3 là m= 0,05 × 242 = 12,1(g)
Khối lượng dung dịch sau khi muối kết tinh :
mdd = aM + 524an: 3 – 8,08 =20,92 (g)
Khối lượng Fe(NO3)3 còn lại trong dung dịch là :
m = 20,92 × 34,7 : 100 = 7,25924 (g)
Khối lượng Fe(NO3)3 kết tinh
ðặt công thức Fe(NO3)3 nH2O
Suy ra 4,84:242 × (242 + 18n) = 8,08 Suy ra n = 9
V.2 Viết các phương trình phản ứng xảy ra:
2.1 Ion I- trong KI bị oxi hoá thành I2 bởi FeCl3, O3; còn I2 oxi hoá ñược Na2S2O3
2.2 Ion Br- bị oxi hoá bởi H2SO4 ñặc, BrO3-(môi trường axit); còn Br2 lại oxi hoá ñược P thành axit tương ứng
2.3.H2O2 bị khử NaCrO2(trong môi trường bazơ) và bị oxi hoá trong dung dịch KMnO4(trong môi trường axit)
Giải:V 2 (Mỗi phương trình 0,25 ñ)
2.1 2KI + 2FeCl3 2FeCl2 + 2KCl + I2
2KI + O3 + H2O 2KOH + O2 + I2
I2 + 2Na2S2O3 2NaI + Na2S4O6
2.2 2Br- + 4H+ + SO42-( ñặc) Br2 + SO2 + 2H2O
5Br- + BrO3- + 6H+ 3Br2 + 3H2O
5Br2 + 2P + 8H2O 10 HBr + 2H3PO4
2.3 3H2O2 + 2NaCrO2 + 2NaOH 2Na2CrO4 + 4H2O
5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 2MnSO4 + K2SO4 + 5O2 + 8H2O