Đề thi chọn HSG Quốc gia 2011 môn hóa ngày thi thứ nhất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 Môn: HOÁ HỌC Thi gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi th nht: 11/01/2011  thi có 02 trang, gm 06 câu Câu 1. (3,5 điểm) 1. Clo, brom, iot có th kt hp vi flo to thành các hp cht dng XF m . Thc nghim cho thy rng m có 3 giá tr khác nhau nu X là Cl hoc Br, m có 4 giá tr khác nhau nu X là I. a) Hãy vit công thc các hp cht dng XF m ca mi nguyên t Cl, Br, I. b) Da vào cu to nguyên t và  âm in ca các nguyên t, hãy gii thích s hình thành các hp cht trên. Cho:  âm in ca F là 4,0; Cl là 3,2; Br là 3,0; I là 2,7. 2. 32 P phân rã β - vi chu kì bán hu 14,28 ngày, c iu ch bng phn ng gia ntron vi ht nhân 32 S. a) Vit các phng trình phn ng ht nhân  iu ch 32 P và biu din s phân rã phóng x ca 32 P. b) Có hai mu phóng x 32 P c kí hiu là mu I và mu II. Mu I có hot  phóng x 20 mCi c lu gi trong bình t ti bung làm mát có nhit  10 o C. Mu II có hot  phóng x 2 µCi bt u c lu gi cùng thi im vi mu I nhng  nhit  20 o C. Khi hot  phóng x ca mu II ch còn 5.10 -1 µCi thì lng lu hunh xut hin trong bình cha mu I là bao nhiêu gam? Trc khi lu gi, trong bình không có lu hunh. Cho: 1 Ci = 3,7.10 10 Bq (1Bq = 1 phân rã/giây); s Avogaro N A = 6,02.10 23 mol -1 ; hot  phóng x A = .N ( là hng s tc  phân rã, N là s ht nhân phóng x  thi im t). Câu 2. (3,5 điểm) Mt phn ng pha khí xy ra theo phng trình: X(k) → Y(k) (1). Khi nng  u [X] 0 = 0,02 mol.L -1 thì tc  u ca phn ng v 0 ( 25 o C) là 4.10 -4 mol.L -1 .phút -1 ; nh lut tc  ca phn ng có dng: v = k.[X] (2), trong ó k là hng s tc  ca phn ng. 1. Tìm biu thc liên h lgv (logarit ca tc  phn ng) vi thi gian phn ng t và tính các h s trong biu thc này cho trng hp ca phn ng (1). 2. Tính thi gian phn ng mt na trong các iu kin nói trên. 3. Phn ng 2NO (k) + 2H 2 (k) → N 2 (k) + 2H 2 O (k) tuân theo quy lut ng hc thc nghim: v = k[NO] 2 [H 2 ]. Hai c ch c  xut cho phn ng này: C ch 1: 2 NO (k) → N 2 O 2 (k) (nhanh) N 2 O 2 (k) + H 2 (k) → 2HON (k) (nhanh) HON (k) + H 2 (k) → H 2 O (k) + HN (k) (chm) HN (k) + HON (k) → N 2 (k) + H 2 O (k) (nhanh). C ch 2: 2 NO (k) N 2 O 2 (k) (nhanh) N 2 O 2 (k) + H 2 (k) → N 2 O (k) + H 2 O (k) (chm) N 2 O (k) + H 2 (k) → N 2 (k) + H 2 O (k) (nhanh). C ch nào phù hp vi quy lut ng hc thc nghim? Ti sao? Câu 3. (3,5 điểm) Cho hng s khí R = 8,314 J.mol –1 .K –1 .  áp sut tiêu chun P 0 = 1,000 bar = 1,000.10 5 Pa, nhit  298 K, ta có các d kin nhit ng hc: Khí H 2 N 2 NH 3 Bin thiên entanpi hình thành 0- f H (kJ.mol ) 1 0 0 - 45,9 Entropi S 0 (J.mol –1 .K –1 ) 130,7 191,6 192,8 Liên kt NN N=N N-N H-H Bin thiên entanpi phân li liên kt 0 b H (kJ.mol –1 ) 945 466 159 436 Trang 1/2 Thö vieän THPT Yeân Vieân 1. Tính bin thiên entanpi, bin thiên entropi, bin thiên nng lng t do Gibbs và hng s cân bng K ca phn ng tng hp amoniac t nit và hiro  iu kin nhit  và áp sut trên. 2. Trong thc t sn xut, phn ng tng hp amoniac c thc hin  nhit  cao. a) Chp nhn gn úng vic b qua s ph thuc nhi t  ca H và S, hãy tính hng s cân bng K ca phn ng  T = 773 K. b) Nhn xét v hng u tiên ca phn ng  298 K và 773 K. Gii thích ti sao li tin hành tng hp NH 3  nhit  cao.  tng hiu sut tng hp amoniac trong công nghip, có th a ra bin pháp gì? Gii thích. 3. Tính bin thiên entanpi phân li liên kt 0 b H ca mt liên kt N-H trong phân t amoniac. 4. Tính bin thiên entanpi hình thành tiêu chun ca gc  NH 0 f H 2 . Cho 2 0 b (H-NH ) H = 380 kJ.mol -1 . Câu 4. ( 3,0 điểm ) Trong môi trng axit, H 2 C 2 O 4 b KMnO 4 oxi hoá thành CO 2 . Trn 50,00 mL dung dch KMnO 4 0,0080 M vi 25,00 mL H 2 C 2 O 4 0,20 M và 25,00 mL dung dch HClO 4 0,80 M c dung dch A . 1. Vit phng trình phn ng xy ra. Tính hng s cân bng ca phn ng và xác nh thành phn ca dung dch A . 2. Trn 10,00 mL dung dch A vi 10,00 mL dung dch B gm Ca(NO 3 ) 2 0,020 M và Ba(NO 3 ) 2 0,10 M. Có kt ta nào tách ra? Chp nhn s cng kt là không áng k; th tích dung dch to thành khi pha trn bng tng th tích ca các dung dch thành phn. Cho: ;  25 -+ 2+ 2224 4 00 CO /H C O MnO , H /Mn E = 1,51 V; E = - 0,49 V o C: RT 2,303 = 0,0592 F ; ; 224 224 2 2 2 2 a1(H C O ) a2(H C O ) a1(H O + CO ) a2(H O + CO ) pK = 1,25; pK = 4,27; pK = 6,35; pK 10,33 = ; 24 3 24 3 s(CaC O ) s(CaCO ) s(BaC O ) s(BaCO ) pK = 8,75; pK = 8,35; pK = 6,80; pK = 8,30 (pK S = - lgK S , vi K S là tích s tan; pK a = - lgK a , vi K a là hng s phân li axit).  tan ca CO 2 trong nc  25 o C là = 0,030 M. 2 CO L Câu 5. ( 3,0 điểm ) 1. Cho: - + 2+ 2- + + 2+ 4422 00 0 MnO, H/Mn MnO , H/MnO MnO, H/Mn E = 1,51 V; E = 2,26 V; E = 1,23 V. a) Tính và - 42 2 0 MnO , H O/MnO E -2 44 0 MnO /MnO E. - b) Nhn xét v kh nng oxi hóa ca trong môi trng axit, trung tính và baz. Gii thích. - 4 MnO 2. Vit phng trình ion ca các phn ng  minh ha kh nng oxi hóa ca ion pemanganat ph thuc vào pH ca môi trng. Câu 6. ( 3,5 điểm )  xác nh hàm lng ca crom và st trong mt mu gm Cr 2 O 3 và Fe 2 O 3 , ngi ta un nóng chy 1,98 gam mu vi Na 2 O 2  oxi hóa Cr 2 O 3 thành −2 4 CrO . Cho khi ã nung chy vào nc, un sôi  phân hu ht Na 2 O 2 . Thêm H 2 SO 4 loãng n d vào hn hp thu c và pha thành 100,00 mL, c dung dch A có màu vàng da cam. Cho dung dch KI (d) vào 10,00 mL dung dch A , lng (sn phm ca phn ng gia I 3 - I – và I 2 ) gii phóng ra phn ng ht vi 10,50 mL dung dch Na 2 S 2 O 3 0,40 M. Nu cho dung dch NaF (d) vào 10,00 mL dung dch A ri nh tip dung dch KI n d thì lng gii phóng ra ch phn ng ht vi 7,50 mL dung dch Na 3 - I 2 S 2 O 3 0,40 M. 1. Vit các phng trình phn ng xy ra. 2. Gii thích vai trò ca dung dch NaF. 3. Tính thành phn % khi lng ca crom và st trong mu ban u. Cho : Fe = 56; Cr = 52. HT * Thí sinh không được sử dụng tài liệu . * Giám thị không giải thích gì thêm. Trang 2/2 Thö vieän THPT Yeân Vieân . TẠO ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 Môn: HOÁ HỌC Thi gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi th nht: 11/01 /2011  thi có. 0 b H (kJ.mol –1 ) 945 466 159 436 Trang 1/2 Thö vieän THPT Yeân Vieân 1. Tính bin thi n entanpi, bin thi n entropi, bin thi n nng lng t do Gibbs và hng s cân bng K ca phn ng tng hp amoniac. Khí H 2 N 2 NH 3 Bin thi n entanpi hình thành 0- f H (kJ.mol ) 1 0 0 - 45,9 Entropi S 0 (J.mol –1 .K –1 ) 130,7 191,6 192,8 Liên kt NN N=N N-N H-H Bin thi n entanpi phân li liên