De thi HSG quoc gia 2005

bộ giáo dục và đào tạo Đề thi chính thức Thí sinh phải kiểm soát kĩ: Đề thi có 03 trang. kì thi chọn Học sinh vào đội tuyển dự thi olympic hoá học Quốc tế năm 2005 Thời gian : 240 phút ( không kể thời gian giao đề ) Ngày thi thứ nhất : 09 / 5 / 2005 Câu 1 Hai xi lanh A, B đợc đậy chặt bằng piston. Xi lanh A chứa hỗn hợp khí CO 2 và H 2 theo tỉ lệ mol 1 : 1; xi lanh B chứa khí C 3 H 8 . Nung nóng cả hai xi lanh đến 527 0 C xảy ra các phản ứng sau : (A) CO 2 (k) + H 2 (k) CO (k) + H 2 O (k) K c (A) = 2,50 . 10 -1 (B) C 3 H 8 (k) C 3 H 6 (k) + H 2 (k) K c (B) = 1,30 . 10 -3 Khi đạt tới cân bằng, áp suất ở hai xi lanh bằng nhau. Thành phần phần trăm thể tích của C 3 H 8 trong xi lanh B bằng 80%. 1. Tính nồng độ cân bằng của các chất trong xi lanh B và áp suất toàn phần khi đạt tới cân bằng. 2. Tính nồng độ cân bằng của các chất trong xi lanh A. 3. Dùng piston để giảm thể tích của mỗi xi lanh còn một nửa thể tích ban đầu, trong khi giữ nguyên nhiệt độ. Tính áp suất toàn phần tại thời điểm cân bằng trong mỗi xi lanh. Câu 2 1. Hoà tan sản phẩm rắn của quá trình nấu chảy hỗn hợp gồm bột của một khoáng vật màu đen, kali hiđroxit và kali clorat, thu đợc dung dịch có màu lục đậm. Khi để trong không khí, màu lục của dung dịch chuyển dần thành màu tím. Quá trình chuyển đó còn xảy ra nhanh hơn nếu sục khí clo vào dung dịch hay khi điện phân dung dịch. a. Hãy cho biết khoáng vật màu đen là chất gì. b. Viết phơng trình của tất cả các phản ứng xảy ra trong quá trình thí nghiệm. 2. Nung hỗn hợp A gồm sắt và lu huỳnh sau một thời gian đợc hỗn hợp rắn B. Cho B tác dụng với dung dịch HCl d, thu đợc V 1 lít hỗn hợp khí C. Tỉ khối của C so với hiđro bằng 10,6. Nếu đốt cháy hoàn toàn B thành Fe 2 O 3 và SO 2 cần V 2 lít khí oxi. a. Tìm tơng quan gía trị V 1 và V 2 (đo ở cùng điều kiện). b. Tính hàm lợng phần trăm các chất trong B theo V 1 và V 2 . c. Hiệu suất thấp nhất của phản ứng nung trên là bao nhiêu phần trăm. d. Nếu hiệu suất của phản ứng nung trên là 75%, tính hàm lợng phần trăm các chất trong hỗn hợp B. Cho biết S = 32; Fe = 56; O = 16. Câu 3 1. Tính pH của dung dịch A gồm KCN 0,120 M; NH 3 0,150 M và KOH 5,00.10 -3 M. 1/9 trang 2. Tính thể tích dung dịch HCl 0,210 M cần cho vào 50,00 mL dung dịch A để pH của hỗn hợp thu đợc bằng 9,24. 3. Thêm 1,00 mL dung dịch HClO 4 0,0100 M vào 100,00 mL dung dịch KCN 0,0100 M. Thêm 2 giọt chất chỉ thị bromothimol xanh (khoảng pH chuyển màu từ 6,0 - 7,6: pH < 6,0 màu vàng; pH > 7,6 màu xanh lục). Sau đó thêm tiếp 100,00 mL dung dịch Hg(ClO 4 ) 2 0,300 M. Có hiện tợng gì xảy ra? Giải thích. 4. Thêm 1 giọt (khoảng 0,03 mL) dung dịch nớc H 2 S bão hoà vào hỗn hợp thu đợc trong mục 3. Có hiện tợng gì xảy ra? Cho biết pK a của HCN là 9,35; của NH 4 + là 9,24; của H 2 S là 7,00 và 12,92; Hg 2+ + CN HgCN + lg 1 = 18,0 Hg 2+ + 2CN Hg(CN) 2 lg 2 = 34,70 Chỉ số tích số tan pK S của HgS là 51,8. Nồng độ H 2 S trong dung dịch bão hoà bằng 0,10 M. Câu 4 Tính chất nhiệt động của một số phân tử và ion ở trạng thái tiêu chuẩn tại 25 0 C nh sau: C 3 H 8 (k) O 2 (k) CO 2 (k) H 2 O (l) CO 3 2- (aq.) OH - (aq.) H 0 s (kJmol -1 ) - 103,85 0 -393,51 -285,83 - 677,14 - 229,99 S 0 (J.K -1 mol -1 ) 269,91 205,138 213,74 69,91 - 56,9 - 10,75 Xét quá trình oxi hoá hoàn toàn 1 mol C 3 H 8 (k) với O 2 (k) tạo thành CO 2 (k) và H 2 O (l), phản ứng đợc tiến hành ở 25 0 C, điều kiện tiêu chuẩn, theo 2 cách: a) Bất thuận nghịch và b) Thuận nghịch (trong một tế bào điện hoá). 1. Tính H 0 , U 0 , S 0 , G 0 của phản ứng trong mỗi cách nói trên. 2. Tính nhiệt, công thể tích, công phi thể tích (tức là công hữu ích) mà hệ trao đổi với môi trờng trong mỗi cách. 3. Tính S của môi trờng và S tổng cộng của vũ trụ khi tiến hành quá trình theo mỗi cách. 4. Một mô hình tế bào điện hóa khác làm việc dựa trên phản ứng oxi hoá C 3 H 8 (k) bởi O 2 (k) khi có mặt dung dịch KOH 5 M với điện cực Pt. Các loại phân tử và ion (trừ KOH) đều ở trạng thái tiêu chuẩn. Hãy viết các nửa phản ứng ở catôt, ở anôt và phản ứng tổng cộng trong tế bào điện hoá. Nếu từ tế bào điện hoá đó, ở 25 0 C, ta thu đợc dòng điện 100 mA, hãy tính công suất cực đại có thể đạt đợc. Câu 5 1. Muối LiCl kết tinh theo mạng lập phơng tâm diện. Ô mạng cơ sở có độ dài mỗi cạnh là 5,14.10 -10 m. Giả thiết ion Li + nhỏ tới mức có thể xảy ra tiếp xúc anion - anion và ion Li + đợc xếp khít vào khe giữa các ion Cl - . Hãy tính độ dài bán kính của mỗi ion Li + , Cl - trong mạng tinh thể theo picomet (pm). 2/9 trang 2. Cho các phân tử XeF 2 , XeF 4 , XeOF 4 , XeO 2 F 2 . a. Viết công thức cấu tạo Li - uyt (Lewis) cho từng phân tử. b. áp dụng quy tắc đẩy giữa các cặp electron hoá trị, hãy dự đoán cấu trúc hình học của các phân tử đó. c. Hãy cho biết kiểu lai hoá của nguyên tử trung tâm trong mỗi phân tử trên. Câu 6 1. Ngời ta có thể làm tuyết nhân tạo bằng cách nén hỗn hợp hơi nớc và không khí đến áp suất cao rồi cho hỗn hợp khí đó phụt nhanh ra khỏi bình nén vào khí quyển. Hãy dùng nhiệt động học giải thích quá trình đó. 2. Trên đỉnh núi cao vào một buổi sáng mùa đông lặng gió, có sơng tuyết tạo thành. ở mặt phía Tây của đỉnh núi, nhiệt độ hạ xuống đến - 6 0 C, áp suất của hơi nớc trong khí quyển là 2,20 Torr. ở mặt phía Đông của đỉnh núi, nhiệt độ hạ xuống đến - 3 0 C, áp suất của hơi nớc trong khí quyển là 3,80 Torr. Hãy cho biết trong điều kiện nh vậy các hạt sơng tuyết có tồn tại hay không? Biết rằng: entanpi nóng chảy của nớc đá là 6,008 kJmol -1 ; entanpi bay hơi của nớc lỏng là 44,016 kJmol -1 ; áp suất không khí ở đỉnh núi là 0,6 atm; khối lợng riêng của nớc lỏng là 0,9999 gcm -3 , của nớc đá là 0,9150 gcm -3 ; H = 1,0079; O = 15,9994. Câu 7 Đồng vị phân rã phóng xạ đồng thời theo 2 phản ứng: Th ực nghiệm cho biết từ 1 mol 64 Cu ban đầu, sau 25 giờ 36 phút lấy hỗn hợp còn lại hoà tan vào dung dịch HCl d thì còn 16 gam chất rắn không tan. Từ một lợng đồng vị 64 Cu ban đầu, sau 29 giờ 44 phút lấy hỗn hợp còn lại hoà tan vào dung dịch KOH d thì phần chất rắn không tan có khối lợng bằng 50,4% khối lợng hỗn hợp. 1. Tính các hằng số phóng xạ k 1 , k 2 và chu kì bán rã của 64 Cu. 2. Tính thời gian để 64 Cu còn lại 10%. 3. Tính thời gian để khối lợng 64 Zn chiếm 30% khối lợng hỗn hợp. Thí sinh không đợc sử dụng tài liệu Giám thị không giải thích gì thêm. 3/9 trang - + Cu 64 29 30 Zn 64 + k 1 Cu 64 29 64 + k 2 Ni 28 và - - Cu 64 29 + . tạo Đề thi chính thức Thí sinh phải kiểm soát kĩ: Đề thi có 03 trang. kì thi chọn Học sinh vào đội tuyển dự thi olympic hoá học Quốc tế năm 2005 Thời gian : 240 phút ( không kể thời gian giao. olympic hoá học Quốc tế năm 2005 Thời gian : 240 phút ( không kể thời gian giao đề ) Ngày thi thứ nhất : 09 / 5 / 2005 Câu 1 Hai xi lanh A, B đợc đậy chặt bằng piston. Xi lanh A chứa hỗn hợp khí CO 2 . các hằng số phóng xạ k 1 , k 2 và chu kì bán rã của 64 Cu. 2. Tính thời gian để 64 Cu còn lại 10%. 3. Tính thời gian để khối lợng 64 Zn chiếm 30% khối lợng hỗn hợp. Thí sinh không đợc