SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT BỈM SƠN KỲ THI HỌC KỲ I MÔN HÓA HỌC Câu 1(4điểm): 1.1(3điểm): Hợp chất A được tạo thành từ các ion đều có cấu hình e: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 . Trong một phân tử A có tổng số hạt p, n, e bằng 164 a. Xác định công thức phân tử của A biết A tác dụng được với một nguyên tố (đơn chất) đã có trong thành phần của A theo tỉ lệ 1:1 tạo thành chất B. Viết công thức cấu tạo của A; B b. Cho A, B tác dụng với một lượng Brom (vừa đủ) đều thu được chất rắn X. Mặt khác khi cho m gam kim loại Y có hoá tri không đổi tác dụng hết với O 2 thu được m 1 gam oxit. Nếu cho m gam kim loại Y tác dụng hết với X thu được m 2 muối. Biết m 1 = 0,68 m 2 . Xác định kim loại Y 1.2(1điểm): a.Mô tả sự hình thành liên kết hoá học trong phân tử BF 3 theo thuyết lai hoá. b.Tại sao có phân tử BF 3 ; BCl 3 nhưng không có phân tử BH 3 . Tại sao phân tử B 2 H 6 tồn tại được? ĐÁP ÁN Câu 1: 1.1 ( 3điểm): Xác định công thức phân tử của A và viết công thức của A; B Theo cấu hình electron:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 thì mỗi ion có 18 electron.Giả sử một phân tử A gồm a ion. Vì phân tử A trung hoà về điện nên: Tổng số hạt p = tổng số hạt e = 18a ………. (0,25đ) Gọi n là số hạt nơtron có trong một phân tử A Ta có: ∑ p + ∑ e + ∑ n = 164 hay 18a + 18a + n = 164 36a + n = 164 → n = 164 – 36a (1) Mà 1≤ (n/p) ≤ 1,5 (2) . Thay (1) vào (2) suy ra 2,6 ≤ a ≤ 3,03. Vì a nguyên dương nên a = 3 …… (0,25đ) Suy ra ∑ p = ∑ e = 18. 3 = 54 → ∑ n = 164 – 54 – 54 = 56 ………………………… (0,25đ) TH1: A gồm 2 cation M + và 1 anion X - → công thức M 2 X Z X = 54/3 – 2 = 16 (S) Z M = 54/3 + 1 = 19 (K). Công thức là K 2 S ……………………………….(0,25đ) TH2: A gồm 1 cation M + và 2 anion X - → c ông thức MX 2 Z X = 54/3 – 1 = 17 (Cl) Z M = 54/3 + 2 = 20 (Ca). Công thức là CaCl 2 ……………………………….(0,25đ) Theo giả thiết A tác dụng được với đơn chất có trong A nên nghiệm phù hợp là K 2 S Ptpư: K 2 S + S → K 2 S 2 ( Kali đisunfua) ……………………………….(0,25đ) Phương trình phản ứng K 2 S + Br 2 → 2KBr + S K 2 S 2 + Br 2 → 2KBr + S → X là S 2 Y + n/2 O 2 → Y 2 O n 2 Y + n S → Y 2 S n …………………………………………………………………… 0,25đ Theo bài ra ta có: nY nY 322 162 = 0,68 Suy ra : Y = 9n → n = 3 ,Y = 27 ( Al ) ………………0,25đ 1.2.a. Mô tả dạng hình học của BF 3 theo thuyết lai hoá - Cấu hình e của B là :1s 2 2s 2 2p 5 của F là: 1s 2 2s 2 2p 5 Nguyên tử B ở trạng thái kính thích lai hoá sp 2 . Khi hình thành phân tử BF 3 , nguyên tử B dùng 3AO đã lai hoá để xen phủ với AO 2p của 3 nguyên tử F tạo ra 3 liên kết . Ngoài ra ở phân tử này còn liên kết không định vị do sự xen phủ của AOp trống của B với AOp có cặp e riêng của nguyên tử F để các nguyên tử trong phân tử BF 3 đều có 8e 1.2.b. - Trong phân tử BF 3 , BCl 3 mỗi phân tử đều có 8e lớp ngoài cùng nên có các phân tử trên. Ở phân tử BH 3 không có được liên kết , quanh B chỉ có 6 e lớp ngoài cùng nên phân tử BH 3 không tồn tại được - Do sự hình thành 2 liên kết ba tâm ( sự xen phủ của 2AO lai hoá sp 3 của nguyên tử B và AO 1s của nguyên tử H) làm cho mỗi nguyên tử B đều có bão hoà phối trí và có cơ cấu bền vững nên có phân tử B 2 H 6 . SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT BỈM SƠN KỲ THI OLYMPIC THPT THỊ XÃ BỈM SƠN LẦN THỨ NHẤT NĂM 2009 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: HÓA HỌC KHỐI 10 Đường cắt phách Câu 2 ( 4 điểm) : 2.1) (2 điểm) Thực hiện phản ứng: C (r) + CO 2 (k) 2CO (k). Ở 727 0 C hằng số cân bằng K p =1,85. Xác định thành phần phần trăm thể tích các chất tại thời điểm cân bằng ở 727 0 C và áp suất p = 0,1 atm trong các trường hợp sau a. Cho CO 2 nguyên chất tác dụng với C dư b. Cho 2 mol hỗn hợp gồm CO 2 và N 2 có số mol bằng nhau tác dụng với C dư 2.2. Biết: Nhiệt thăng hoa của than chì là 170 kcal/mol Năng lượng liên kết E(O=O) trong O 2 là 118 kcal/mol Năng luợng liên kết E(C=O) trong CO 2 là 168 kcal/mol Tính nhiệt hình thành ( sinh nhiệt) chuẩn của CO từ các dữ kiện thực nghiệm sau C( rắn) + O 2 (khí) CO 2 ( khí) (1) H 0 = -94,05 kcal 2CO (khí) + O 2 (khí) CO 2 ( khí) (2) H 0 = -135,28 kcal Kết quả này có phù hợp với công thức cấu tạo của CO là C=O không? Giải thích tại sao. Viết công thức cấu tạo của CO Đáp án câu 2 2.1a) Giả sử ban đầu có 1 mol CO 2 Phản ứng: C (r) + CO 2 (k) 2CO (k). K p =1,85. Ban đầu: 1 0 phản ứng: x 2x cân bằng: 1-x 2x Số mol khí sau phản ứng: n sau = 1 +x (mol) Ta có : K p = 2 2 )( CO CO P P = p x x p x x . 1 1 . )1( )2( 2 2 2 = 2 2 1 .4 x px = 1,85 Khi p = 0,1 atm x= 0,9067 Vậy thành phần % lúc cân bằng : % CO = 95,11% ; %CO 2 = 4,89% b) Theo giả thiết có n N 2 = n CO2 = 1mol Phản ứng: C (r) + CO 2 (k) 2CO (k). K p =1,85. Ban đầu: 1 0 phản ứng: x 2x cân bằng: 1-x 2x Số mol khí sau phản ứng: n sau = n N 2 + n CO 2 + n CO = 2+x (mol) Ta có : Số phách Số phách K p = 2 2 )( CO CO P P = p x x p x x . 2 1 . )2( )2( 2 2 2 = )2)(1( .4 2 xx px = 1,85 Khi p = 0,1 atm x= 0,9355 Vậy thành phần % lúc cân bằng : % CO = 63,74% ; %CO 2 = 2,20% ; %N 2 = 34,06% 2.2. Tính nhiệt của phản ứng: C thanchì + 0,5O 2 khí CO khí 0 298 H =? Phản ứng này có đựoc do đổi chiều phản ứng (2) rồi nhân với 0,5 và cộng vớiphản ứng (1). Do đó: 0 298 H (CO) = (-94,05 + 135,28/2) = -26,41 kcal/mol Nếu chấp nhận công thức cấu tạo của CO la C=O thì theo dữ kiện bài ra ta có 0 298 H (CO) = (170 + 118/2 – 168 = 61 kcal/mol Sự chênh lệch giá trị 0 298 H (CO) chứng tỏ công thức cấu tạo C=O không đúng Công thức cấu tạo của CO là: C O SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT BỈM SƠN KỲ THI OLYMPIC THPT THỊ XÃ BỈM SƠN LẦN THỨ NHẤT NĂM 2009 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: HÓA HỌC KHỐI 10 Đường cắt phách Câu 3 (4điểm): 3.1 (2điểm): Hoà tan NaOH rắn vào nước để tạo thành hai dung dịch A và B với nồng độ phần trăm của dung dịch A gấp 3 lần nồng độ phần trăm của dung dịch B. Nếu đem trộn 2 dung dịch A và B theo tỉ lệ khối lượng m A : m B = 3 : 1 thì thu được dung dịch C có nồng độ phần trăm là 20%. Xác định nồng độ phần trăm của hai dung dịch A và B 3.2 (2điểm): Thêm 250 ml dung dịch NaOH 2M vào 200 ml dung dịch H 3 PO 4 1,5M. Xác định thành phần chất tan trong dung dịch sau phản ứng và tính khối lượng mỗi chất trong dung dịch sau phản ứng. ĐÁP ÁN 3.1. Gọi C 1 ; C 2 lần lượt là nồng độ phần trăm của các dung dịch A và B m 1 , m 2 lần lượt là khối lượng của các dung dịch A và B Ta có sơ đồ: dd A , C 1 ; m 1 20 – C 2 dd C, 20% dd B , C 2 , m 2 C 1 - 20 Suy ra: 2 1 m m = 20 20 1 2 C C Theo giả thiết ta có: 2 1 m m = 1 3 Từ (1) và (2) suy ra C 1 = 24% ; C 2 = 8% 3.2. Cã : 1 < 67,1 5,12,0 225,0 43 POH NaOH n n Tạo hỗn hợp 2 muối: NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 Sơ đồ đường chéo: Na 2 HPO 4 (n 1 = 2) (5/3 –1) = 2/3 n =5/3 NaH 2 PO 4 (n 2 = 1) (2- 5/3) =1/3 nNa 2 HPO 4 : nNaH 2 PO 4 = 2 : 1 nNa 2 HPO 4 = 2 nNaH 2 PO 4 Mà n Na2HPO4 + n NaH2PO4 = n H3PO4 = 0,3 n NaH2PO4 = 0,1mol m NaH2PO4 = 0,1.120 =12g n Na2HPO4 = 0,2mol m Na2HPO4 = 0,2.142 = 28,4g ( Thí sinh làm theo cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa) Số phách Số phách SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT BỈM SƠN KỲ THI OLYMPIC THPT THỊ XÃ BỈM SƠN LẦN THỨ NHẤT NĂM 2009 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: HÓA HỌC KHỐI 10 Đường cắt phách Câu 4 (4điểm): 4.1 (2,5 điểm): Viết các phương trình phản ứng xảy ra khi: - Dẫn khí CO 2 vào dung dịch clorua vôi, khí flo đi qua dung dịch NaOH loãng, lạnh - Dẫn khí H 2 S đi qua huyền phù I 2 và khí O 3 (dư) vào dung dịch KI - Cho dung dịch KI vào dung dịch nước gia-ven, dung dịch H 2 SO 4 loãng vào dung dịch Na 2 S 2 O 3 - Cho một lượng nhỏ chất SOClBr tác dụng với H 2 O được dung dịch A, lấy một phần A cho tác dụng với dung dịch AgNO 3 thấy có kết tủa, lấy một phần khác cho tác dụng với dung dịch KMnO 4 . 4.2 (1,5điểm): Hoà tan hoàn toàn 14,4 gam hỗn hợp A gồm Fe và oxit Fe x O y bằng dung dịch HCl dư thu được 2,24 lít khí ở 273 0 C và 1atm. Lấy dung dịch thu được cho phản ứng với dung dịch Ba(OH) 2 dư thu được kết tủa B. Nung B trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 16 gam chất rắn Xác định công thức của Fe x O y . ĐÁP ÁN Phương trình phản ứng - CO 2 + 2 CaOCl 2 + H 2 O → CaCO 3 + CaCl 2 + HClO 2F 2 + 2 NaOH → OF 2 + 2NaF + H 2 O - H 2 S + I 2 → S + 2HI O 3 +2KI +H 2 O → 2KOH + O 2 + I 2 5O 3 + I 2 + H 2 O → 2HIO 3 + 5O 2 KOH + HIO 3 → KIO 3 + H 2 O - KI + NaClO + H 2 O → KOH + NaCl + I 2 H 2 SO 4 + Na 2 S 2 O 3 → Na 2 SO 4 + S + SO 2 + H 2 O - SOClBr + H 2 O → HCl + HBr + SO 2 HCl + AgNO 3 → AgCl + HNO 3 HBr + AgNO 3 → AgBr + HNO 3 16HCl + 2KMnO 4 → MnCl 2 + 2KCl + 5Cl 2 +8 H 2 O 16HBr + 2KMnO 4 → MnBr 2 + 2KBr + 5Br 2 + 8H 2 O 4.2 Sơ đồ: Fe Fe 2 O 3 Fe x O y (m = 16 gam) Fe + HCl → FeCl 2 + H 2 Ta có : số mol H 2 = 0,05 mol.Theo ptpư: số mol Fe = số mol H 2 = 0,05 mol ……………0,25đ Số mol Fe 2 O 3 = 0,1 (mol) → ∑ n Fe = 0,2 ( mol) → ∑ m Fe = 11,2 ( gam) ……………… 0,25đ → ∑ n Fe (trong oxit) = 0,2 – 0,05 = 0,15 (mol) …………………………………………….0,5đ Mà m hỗn hợp = ∑ m Fe + ∑ m O → ∑ m O = 14,4 - 11,2 = 3,2 ( gam) → n O = 0,2 (mol) Suy ra : x : y = 0,15 : 0,2 = 3: 4 → Công thức của oxit là Fe 3 O 4 ………………………………… 0,5đ ( Thí sinh làm theo cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa) Số phách Số phách SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT BỈM SƠN KỲ THI OLYMPIC THPT THỊ XÃ BỈM SƠN LẦN THỨ NHẤT NĂM 2009 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: HÓA HỌC KHỐI 10 Đường cắt phách Câu 5 (4điểm): Nung m gam hỗn hợp A gồm FeS 2 và FeS trong một bình kín chứa 0,5 mol không khí đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn B và hỗn hợp khí C có thành phần thể tích: N 2 =84,77%; SO 2 = 10,6% còn lại là O 2 . Hoà tan B bằng dung dịch H 2 SO 4 vừa đủ, dung dịch thu được cho tác dụng với dung dịch Ba(OH) 2 dư. Lọc lấy kết tủa, lam khô cẩn thận và đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 12,885 gam chất rắn. Biết trong không khí O 2 chiếm 20% thể tích và N 2 chiếm 80% thể tích. a. Viết các phương trình hoá học đã xảy ra. b. Tính m c.Tính phần trăm khối lượng các chất trong A ĐÁP ÁN a. Vì hỗn hợp phản ứng hoàn toàn mà sau phản ứng còn oxi dư nên hỗn hợp A phản ứng hết. Sản phẩn tạo ra Fe 2 O 3 và SO 2 theo phương trình phản ứng sau …………………………….0,25đ 4 FeS + 7O 2 → 2Fe 2 O 3 + 4SO 2 4 FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 Fe 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3Ba(OH) 2 → 2Fe(OH) 3 + 3BaSO 4 2Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + 3H 2 O ………………………….0,75đ b. Gọi số mol của FeS và FeS 2 lần lượt là a và b B là: Fe 2 O 3 : ( a+b)/2 ( mol) Hỗn hợp C gồm: N 2 , O 2 dư và SO 2 : (a +2b) mol Chất rắn sau khi nung gồm: Fe 2 O 3 (a+b)/2 mol và BaSO 4 3(a+b)/2 mol …………… 0,25đ Ta có: số mol của N 2 = 0,4 mol số mol của O 2 = 0,1 mol Vì các khí đo trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất nên % V = % n Vì N 2 không cháy nên n sau = (0,4/84,77). 100= 0,472 mol ……………………………0,5đ Phương trình theo số mol của SO 2 sau phản ứng ((a +2b) / 0,472).100% = 10,6% → a + 2b = 0,05 (1) …………………. 0,75đ Phương trình theo khối lượng chất rắn 160.(a+b)/2 + 233.3(a+b)/2 = 12,885 → a + b = 0,03 (2) ………………………………………… 0,5đ Từ (1) và (2) suy ra a = 0,01 mol → m = 3,28gam ………………0,5đ b = 0,02 mol c. phần trăm khối lượng các chất trong A % FeS = 26,83% và % FeS 2 = 73,17% …………………….0,5đ ( Thí sinh làm theo cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa) Số phách Số phách . SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT BỈM SƠN KỲ THI HỌC KỲ I MÔN HÓA HỌC Câu 1(4 i m): 1.1(3 i m): Hợp chất A được tạo thành từ các ion đều có cấu hình e:. khi cho m gam kim lo i Y có hoá tri không đ i tác dụng hết v i O 2 thu được m 1 gam oxit. Nếu cho m gam kim lo i Y tác dụng hết v i X thu được m 2 mu i. Biết m 1 = 0,68 m 2 . Xác định kim. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT BỈM SƠN KỲ THI OLYMPIC THPT THỊ XÃ BỈM SƠN LẦN THỨ NHẤT NĂM 2009 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: HÓA HỌC KH I 10 Đường