ĐỀ VÀ ĐA THI HSG GIẢI TOÁN HÓA ĐĂKLĂK 2011

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH ĐẮK LẮK CẦM TAY NĂM 2010-2011 MÔN HOÁ HỌC LỚP 12 – THPT ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 22/2/2011 ( Đề thi có 8 trang) (Thí sinh làm bài trực tiếp vào bản đề thi này) ĐIỂM CỦA TOÀN BÀI THI Các giám khảo (Họ, tên và chữ ký) SỐ PHÁCH (Do chủ tịch Hội đồng thi ghi ) Bằng số Bằng chữ Câu 1. (5 điểm) Nung 93,9 gam hỗn hợp X gồm Fe 3 O 4 với Al trong môi trường không có không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, ta được hỗn hợp Y. Chia Y thành 2 phần: - Phần 1 tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 0,672 lít khí H 2 . - Phần 2 tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 18,816 lít khí H 2 . Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp X. Biết thể tích các khí đo ở đktc. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM 1 / 8 Câu 2. (5 điểm) Tính hằng số tốc độ phản ứng: H 2 + I 2 → 2HI ở 556 K và áp suất 1 atm, biết đường kính của phân tử H 2 bằng 2 0 A , của phân tử I 2 bằng 0 A5 và năng lượng hoạt hóa của phản ứng bằng 170 kJ.mol -1 . CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Câu 3. (5 điểm) Hỗn hợp X gồm 2 chất hữu cơ A và B. Trong phân tử mỗi chất chỉ có một nhóm chức –OH hoặc – CHO. Nếu cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch AgNO 3 trong NH 3 dư thì thu được 21,6 gam Ag (không có khí thoát ra). Mặt khác nếu cho hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với H 2 (t 0 , Ni xúc tác) thấy có 4,48 lít khí H 2 (ở đktc) tham gia phản ứng, còn nếu đốt cháy hoàn toàn sản phẩm đó rồi cho toàn bộ sản phẩm đốt cháy hấp thụ vào 300 gam dung dịch KOH 28% thì sau thí nghiệm nồng độ của KOH còn lại là 11,937%. Biết X tác dụng với H 2 ((t 0 , xúc tác) tạo ra Y, Y tác dụng với Na thu được 2,24 lít H 2 (ở đktc). CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM 2 / 8 Câu 4. (5 điểm) Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được giá trị momen lưỡng cực của phân tử H 2 S là 1,09 D và của liên kết S – H là 2,61.10 –30 C.m. Hãy xác định: a. Góc liên kết b. Độ ion của liên kết S - H, biết rằng độ dài liên kết S - H là 1,33 Å. Cho 1 D = 3,33. 10 –30 C.m. Giả sử µ của cặp electron không chia của S là không đáng kể. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Câu 5. (5 điểm) Đối với 1 mol khí lý tưởng của phân tử có 2 nguyên tử hoặc phân tử có nhiều nguyên tử thẳng hàng nhiệt dung đẳng tích C V được tính theo phương trình: C V = 2 2 5 ( / T) exp( /T) R R 2 [exp( /T) 1] θ θ + θ − Trong đó θ là nhiệt độ đặc trưng của phân tử. Tính nhiệt dung đẳng áp đối với 1 mol oxi ở 500 K, biết nhiệt độ đặc trưng của oxi là 2224 K. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM 3 / 8 HSH Câu 6. (5 điểm) Ở 813 K áp suất phân ly của MgCO 3 bằng 0,996.10 5 Pa, ở 843 K, áp suất này bằng 1,786.10 5 Pa. Tại nhiệt độ nào thì áp suất phân ly bằng 1,013.10 5 Pa? CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Câu 7. (5 điểm) Cho phản ứng phân hủy Xiclobutan thành etilen C 4 H 8 → 2 C 2 H 4 . Ở 438 0 C hằng số tốc độ của phản ứng là k = 2,48 . 10 -4 s -1 . Tìm thời gian để tỉ số mol 2 4 4 8 C H C H đạt giá trị: a. Bằng 1; b. Bằng 100. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Câu 8. (5 điểm) Ở 1020K, hai cân bằng sau cùng tồn tại trong một bình kín: C gr + CO 2 (k) ⇌ 2CO(k) K p = 4,00 Fe (tt) + CO 2 (k) ⇌ FeO (tt) + CO(k) K’ p = 1,25 a. Tính áp suất riêng phần các khí lúc cân bằng. 4 / 8 b. Cho 1,00 mol Fe; 1,00 mol cacbon graphit; 1,20 mol CO 2 vào bình kín chân không dung tích 20,0 lít ở 1020K. Tính số mol các chất lúc cân bằng. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Câu 9. (5 điểm) Trộn 1,00 ml dung dịch MgCl 2 0,0010 M với 1,00 ml dung dịch NH 3 0,010M. Có kết tủa Mg(OH) 2 không? Tính pH của dung dịch thu được. Cho 2 10,9 ( ) 10 Mg OH T − = ; 4 ( ) 9,24 a NH pK + = ; * lg 12,8 MgOH β + = − ; CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM 5 / 8 6 / 8 Câu 10. (5 điểm) Độ tan của Mg(OH) 2 trong nước ở 18 o C là 9.10 -3 g/l còn ở 100 o C là 4.10 -2 g/l. a. Tính tích số tan của Mg(OH) 2 ở hai nhiệt độ và pH của các dung dịch bão hòa. b. Tính các đại lượng ΔH o , ΔG o và ΔS o của phản ứng hòa tan, coi ΔH o và ΔS o không thay đổi theo nhiệt độ. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM 7 / 8 HẾT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH ĐẮK LẮK CẦM TAY NĂM 2010-2011 MÔN HOÁ HỌC LỚP 12 – THPT HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian thi: 150 phút (không kể thời gian giao đề) ( HD chấm có 8 trang) Ngày thi: 22/2/2011 Câu 1. (5 điểm) Nung 93,9 gam hỗn hợp X gồm Fe 3 O 4 với Al trong môi trường không có không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, ta được hỗn hợp Y. Chia Y thành 2 phần: - Phần 1 tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 0,672 lít khí H 2 . - Phần 2 tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 18,816 lít khí H 2 . Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp X. Biết thể tích các khí đo ở đktc. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM 8Al + 3Fe 3 O 4 → 4Al 2 O 3 + 9Fe 8a/3 a 4a/3 3a Số mol Al dư = b – 8a/3 Thí nghiệm 1: Al 2 O 3 + 2NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O 2Al + 2NaOH + 2H 2 O → 2NaAlO 2 + 3H 2 Số mol H 2 = 0,672/22,4 = 0,03 mol → Số mol Al dư = 0,02 mol Thí nghiệm 2: Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 Al + 3HCl → AlCl 3 + 3/2 H 2 0,02k 0,02k.3/2 (Số mol mỗi chất trong thí nghiệm 2 bằng k lần số mol mỗi chất tương ứng trong thí nghiệm 1) Số mol H 2 = 84,0 4,22 816,18 k02,0 2 3 1k k a3 ==×+ + × (1) Mặt khác ta có: 232a + 27b = 93,9 (2) 2 đ 8 / 8 02,0 1k a 3 8 b = + − (3) Giải hệ ta được k = 4; a = 0,3; b = 0,9 Khối lượng Fe 3 O 4 = 232.0,03 = 6,96 gam Khối lượng của Al = 27.0,9 = 24,3 gam m Fe 3 O 4 = 6,96 gam m Al = 24,3 gam 3 đ Câu 2. (5 điểm) Tính hằng số tốc độ phản ứng: H 2 + I 2 → 2HI ở 556 K và áp suất 1 atm, biết đường kính của phân tử H 2 bằng 2 0 A , của phân tử I 2 bằng 0 A5 và năng lượng hoạt hóa của phản ứng bằng 170 kJ.mol -1 . CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Biểu thức tính hằng số tốc độ phản ứng đối với trường hợp 2 phân tử khác loại: RT/E2/1 BA 2 AB e.)] M 1 M 1 (RT8[d.N.Pk − +π= Coi P = 1, thay các giá trị ta có: ×+× + = −− 2/132 1010 23 )] 254 1 2 1 (10.556.314,8.14,3.8[) 2 10.510.2 .(10.023,6k )556.314,8/(170000 e − × = 1,905.10 -9 mol -1 m 3 s -1 = 1,905.10 -12 mol -1 ls -1 1,905.10 -12 mol -1 ls -1 2 đ 3 đ Câu 3. (5 điểm) Hỗn hợp X gồm 2 chất hữu cơ A và B. Trong phân tử mỗi chất chỉ có một nhóm chức –OH hoặc – CHO. Nếu cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch AgNO 3 trong NH 3 dư thì thu được 21,6 gam Ag (không có khí thoát ra). Mặt khác nếu cho hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với H 2 (t 0 , Ni xúc tác) thấy có 4,48 lít khí H 2 (ở đktc) tham gia phản ứng, còn nếu đốt cháy hoàn toàn sản phẩm đó rồi cho toàn bộ sản phẩm đốt cháy hấp thụ vào 300 gam dung dịch KOH 28% thì sau thí nghiệm nồng độ của KOH còn lại là 11,937%. Biết X tác dụng với H 2 ((t 0 , xúc tác) tạo ra Y, Y tác dụng với Na thu được 2,24 lít H 2 (ở đktc). CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM Trường hợp 1: Hỗn hợp không có HCHO RCHO → 2Ag 9 / 8 H α S H Số mol RCHO = ½ số mol Ag = 1,0 108 6,21 2 1 =× mol X sau khi cộng H 2 , mỗi chất có 1 nhóm –OH nên: X + Na → ½ H 2 Mặt khác: Số mol X = 2 số mol H 2 = 2,0 4,22 24,2 2 =× mol ⇒ Số mol chất còn lại = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol Giả thiết: 0,2 mol X + 0,2 mol H 2 ⇒ Trong X có một chất chứa nối C=C. Gọi CTPT 2 ancol sinh ra do cộng H 2 là OHHC 1n2n + OHHC 1n2n + → n CO 2 + ( n +1) H 2 O 0,2 0,2 n 0,2( n +1) CO 2 + 2KOH → K 2 CO 3 + H 2 O 0,2 n 0,4 n ⇒ Khối lượng KOH dư = 84 – 56.0,4 n = 84 – 22,4 n gam C% KOH = 11937,0 )1n(2,0.18n2,0.44300 n4,2284 = +++ − ⇒ n = 2 Gọi n (n≥2) là số nguyên tử C của ancol do anđehit tạo ra m là số nguyên tử C của ancol còn lại Vì số mol 2 ancol bằng nhau = 0,1 mol ⇒ n + m = 4 • n = 2, m = 2 → loại (không có nối C=C) • n = 3, m = 1 → CH 2 =CH-CHO và CH 3 OH Trường hợp 2: Hỗn hợp có HCHO N Z ∉ → loại CH 2 =CH-CHO và CH 3 OH 2 đ 3 đ Câu 4. (5 điểm) Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được giá trị momen lưỡng cực của phân tử H 2 S là 1,09 D và của liên kết S – H là 2,61.10 –30 C.m. Hãy xác định: a. Góc liên kết b. Độ ion của liên kết S - H, biết rằng độ dài liên kết S - H là 1,33 Å. Cho 1 D = 3,33. 10 –30 C.m. Giả sử µ của cặp electron không chia của S là không đáng kể. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM S Giải: a) Phân tử H 2 S có cấu trúc góc nên: 2 H S µ uuuur 2 = SH µ uuuur 2 + SH µ uuuur 2 + 2 SH µ uuuur . SH µ uuuur cos α = 2 SH µ uuuur 2 (1 + cos α) = 4 SH µ uuuur 2 .cos 2 2 α → 2 H S µ uuuur = 2 SH µ uuuur cos 2 α . Vẽ hình Biểu thức 1 đ 3 đ 10 / 8 HSH [...]... (5 điểm) Độ tan của Mg(OH)2 trong nước ở 18oC là 9.10-3 g/l còn ở 100oC là 4.10-2 g/l a Tính tích số tan của Mg(OH)2 ở hai nhiệt độ và pH của các dung dịch bão hòa b Tính các đại lượng ΔHo, ΔGo và ΔSo của phản ứng hòa tan, coi ΔHo và ΔSo không thay đổi theo nhiệt độ CÁCH GIẢI a Mg(OH)2  Mg2+ + 2OHs s 2s KẾT QUẢ ĐIỂM T=[Mg2+][OH-]2 = 4s3 14 / 8 Ở 291K: 9.10−3 3 ) = 4 (1,552.10-4)3 = 1,495.10-11 58 →... 2CO(k) FeO(tt) + CO(k) Kp = 4,00 K’p = 1,25 a Tính áp suất riêng phần các khí lúc cân bằng 12 / 8 b Cho 1,00 mol Fe; 1,00 mol cacbon graphit; 1,20 mol CO2 vào bình kín chân không dung tích 20,0 lít ở 1020K Tính số mol các chất lúc cân bằng CÁCH GIẢI ĐIỂM PCO = 1, 25 PCO2 P 2CO = 4, 00 ; PCO2 a KẾT QUẢ K P 2CO PCO : = p' = PCO PCO2 P 2 K p CO 4, 00 = 3, 20 atm 1, 25 3, 20 = = 2, 56 atm 1, 25 ⇒ PCO =... 2đ 31,07 J/K 3đ Câu 6 (5 điểm) Ở 813 K áp suất phân ly của MgCO3 bằng 0,996.105 Pa, ở 843 K, áp suất này bằng 1,786.105 Pa Tại nhiệt độ nào thì áp suất phân ly bằng 1,013.105 Pa? CÁCH GIẢI Chấp nhận ∆H không phụ thuộc vào nhiệt độ, ta có: KT 1, 786.105 RT1 T2ln 2 8,314.813.843ln( ) K T1 = ∆H = 0,996.105 = 110919,96 J T2 − T1 843 − 813 KẾT QUẢ ĐIỂM 2đ 11 / 8 Nhiệt độ T để áp suất phân ly bằng 1,013.105... trình: 5 (θ / T) 2 exp(θ / T) CV = R + R 2 [exp(θ / T) − 1]2 Trong đó θ là nhiệt độ đặc trưng của phân tử Tính nhiệt dung đẳng áp đối với 1 mol oxi ở 500 K, biết nhiệt độ đặc trưng của oxi là 2224 K CÁCH GIẢI Nhiệt dung đẳng áp CP được tính: CP = C V + R 5 (θ / T) 2 exp(θ / T) CP = R + R +R 2 [exp(θ / T) − 1]2 7 (θ / T) 2 exp(θ / T) CP = R + R 2 [exp(θ / T) − 1]2 2224 2 2224 ( ) exp( ) 7 500 500 = 31,07... ml dung dịch MgCl2 0,0010 M với 1,00 ml dung dịch NH3 0,010M Có kết tủa Mg(OH)2 không? Tính pH của dung dịch thu được * −10,9 Cho TMg (OH )2 = 10 ; pK a ( NH 4+ ) = 9, 24 ; lg β MgOH + = −12,8 ; CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM 0, 0010 = 5, 0.10−4 M 2 0, 010 = = 5, 0.10−3 M 2 CMg 2+ = CNH 3 Cân bằng: NH3 + H2O  NH4+ + OH- Kb = 10-4,76 13 / 8 C’ 5.10-3 C 5.10-3 – x x x 2 x = 10 −4,76 → x2 + 1,74.10-5x – 8,7.10-8... Mg(OH)2 bắt đầu kết tủa theo phương trình phản ứng sau: Mg2+ + 2NH3 + 2H2O  Mg(OH)2↓ + 2NH4+ K = 101,38 C: 5.10-4 5.10-3 [ ]: 5.10-4 – x 5.10-3 – 2x 2x 2 (2 x) = 101,38 ; -4 −3 2 (5.10 − x)(5.10 − 2 x) giải phương trình bậc 3 ta được x = 1,96.10-4 10-10,39 > T 1đ Vậy [NH4+] = 2x = 3,92.10-4 M; [NH3] = 4,61.10-3 M; [Mg2+] = 3,04.10-4 M −12,8 Vì *β MgOH + = 10 nhỏ nên pH của hệ được quyết định bởi hệ đệm... điểm) Cho phản ứng phân hủy Xiclobutan thành etilen C4H8 → 2 C2H4 Ở 4380C hằng số tốc độ của phản ứng là k = 2,48 10-4 s-1 C2 H 4 Tìm thời gian để tỉ số mol đạt giá trị: C4 H8 a Bằng 1; b Bằng 100 CÁCH GIẢI KẾT QUẢ Câu 1 : 1) C4H8 → 2 C2H4 1–x 2x etylen 2x ⇒ = xiclobuta n 1 − x 2x 1 a =1; → x = 1− x 3 1 1 1 1 1 0, 405 1 = ln 1,5 = → t = ln = ln k 1− x k 1− k k 3 0, 405 t= =1633 s 2, 48.10−4 2x b = 100... 8,314.373.291 1,312.10 −9 ln = 373 − 291 1, 495.10−11 = 49243,8 J/mol - Trước hết tính độ tan của Mg(OH)2 ở 298K: T298 ∆H o 1 1 49243,8 1 1 ln =− ( − )=− ( − ) , thay T291 R 298 291 8,314 298 291 T291=1,495.10-11 vào từ đó tính được T298 = 2,41.10-11, Từ biểu thức: o ∆G298 = -RTlnT298 = -8,314.298.ln2,41.10-11 = 60573,7J/mol = 60,5737 kJ/mol o ∆G298 = ΔHo - 298ΔSo , 1đ pH= 10,49 1đ pH =11,14 ΔHo = 1đ 49243,8 J/mol . DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH ĐẮK LẮK CẦM TAY NĂM 2010 -2011 MÔN HOÁ HỌC LỚP 12 – THPT ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 22/2 /2011 . thi: 22/2 /2011 ( Đề thi có 8 trang) (Thí sinh làm bài trực tiếp vào bản đề thi này) ĐIỂM CỦA TOÀN BÀI THI Các giám khảo (Họ, tên và chữ ký) SỐ PHÁCH (Do chủ tịch Hội đồng thi ghi ) Bằng số Bằng. đại lượng ΔH o , ΔG o và ΔS o của phản ứng hòa tan, coi ΔH o và ΔS o không thay đổi theo nhiệt độ. CÁCH GIẢI KẾT QUẢ ĐIỂM 7 / 8 HẾT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH