Sở Giáo dục Đào tạo Phú Yên Trường THPT chuyên Lương văn Chánh Giáo viên biên soạn: Phan thị Mỹ Lệ Kỳ thi Olympic truyền thống 30/4 lần XII - 2006 Môn hóa học – Khối 10 Đề thi và đáp án Câu 1 Nguyên tử C có electron cuối cùng ứng với 4 số lượng tử: n = 3, l = 1, m = 0, m s = -1/2 Hai nguyên tố A, B với Z A < Z B < Z C ( Z là điện tích hạt nhân ). Biết rằng: - tích số Z A . Z B . Z C = 952 -tỉ số ( Z A + Z C ) / Z B = 3. 1. Viết cấu hình electron của C, xác định vị trí của C trong bảng Hệ thống tuần hoàn, từ đó suy ra nguyên tố C? 2. Tính Z A , Z B . Suy ra nguyên tố A, B? 3. Hợp chất X tạo bởi 3 nguyên tố A, B, C có công thức ABC. Viết công thức cấu tạo của X. Ở trạng thái lỏng, X có tính dẫn điện.Vậy X được hình thành bằng các liên kết hóa học gì? Đáp án 1. Nguyên tố C có cấu hình electron cuối cùng :3p 5 ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ +1 0 -1 Cấu hình electron của C:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 Vị trí của C: STT 17, chu kì 3, nhóm VII A. C là Clo. 2. Z C = 17 Z B . Z A = 56 Z A = 7 , A là Nitơ Z A + 17 = 3Z B Z B = 8 , B là Oxi 3. CTCT X Cl - N = O NOCl ở trạng thái lỏng có tính dẫn điện vậy trong chất lỏng phải có các ion NO + và Cl - . Do đó trong phân tử NOCl có liên kết ion và liên kết cộng hóa trị. Câu 2 Cho hỗn hợp cân bằng trong bình kín: N 2 O 4 (k) 2NO 2 (k) ( 1 ) Thực nghiệm cho biết: Khi đạt tới trạng thái cân bằng ở áp suất chung 1 atm - ở 35 0 C hỗn hợp có khối lượng mol trung bình M hh = 72,45 g/mol - ở 45 0 C hỗn hợp có khối lượng mol trung bình M hh = 66,8 g/mol 1. Hãy xác định độ phân li α của N 2 O 4 ở mỗi nhiệt độ trên. 2. Tính hằng số cân bằng K P của ( 1 ) ở mỗi nhiệt độ (lấy tới chữ số thứ ba sau dấu phẩy).Trị số này có đơn vị không ? Giải thích? 3.Hãy cho biết phản ứng theo chiều nghịch của phản ứng (1) là thu nhiệt hay tỏa nhiệt? Giải thích?. Đáp án 1. Goị a là số mol của N 2 O 4 có trong 1 mol hỗn hợp. (1-a) là số mol của NO 2 . Ở 35 0 C có M hh = 92a + 46 (1-a ) = 72,45 → a = 0,575 → n N 2 O 4 = 0,575 và n NO 2 = 0,425 N 2 O 4 2NO 2 n(bđ) x n(pư) 0,2125 0,425 n(cb) x- 0,2125 0,425 → x - 0,2125 = 0,575 → x = 0,7875 mol → α = 0,2125/0,7875 = 26,98% Ở 45 0 C có M = 92a + 46(1-a) = 66,8 N 2 O 4 2NO 2 n(bđ) y n(pư) 0,27395 0,5479 n(cb) y-0,27395 0,5479 → y –0,27395 = 0,4521 → y = 0,72605 → α = 0,27395/0,72605= 37,73% 2. Ở 35 0 C PNO 2 = (0,425/ 1). 1 = 0,425 PN 2 O 4 = (0,575/ 1). 1 = 0,575 K P = (0,425) 2 / 0,575 = 0,314 (mol) Ở 45 0 C P NO 2 = (0,5479/ 1). 1 = 0,5479 P N 2 O 4 = (0,4521/ 1). 1 = 0,4521 K P = (0,5479) 2 / 0,4521 = 0,664 (mol) 3. Độ điện li tăng , K P tăng nghĩa là phản ứng diễn ra theo chiều thuận. Khi tăng nhiệt độ phản ứng diễn ra theo chiều thuận, vậy chiều thuận là chiều thu nhiệt, chiều nghịch là chiều tỏa nhiệt. Câ u 3 Độ tan của AgCl trong nước cất ở một nhiệt độ nhất định là 1,81 mg/dm 3 .Sau khi thêm HCl để chuyển pH về 2,35, giả thiết thể tích dung dịch sau khi thêm axit vẫn giữ nguyên và bằng 1dm 3 . Hãy : 1.Tính nồng độ ion Cl - trong dung dịch trước và sau khi thêm HCl. 2.Tính tích số tan T trong nước của AgCl ( dùng đơn vị thứ nguyên ). 3.Tính xem độ tan của AgCl đã giảm đi mấy lần sau khi axit hóa dung dịch ban đầu đến khi có pH=2,35. 4.Tính khối lượng của NaCl và của Ag tan được trong 10 m 3 dung dịch NaCl 10 -3 M Đáp án 1. * Trước: [Cl - ] = [AgCl] = 1,81.10 -3 g/dm 3 = 1,26.10 -5 mol/dm 3 = 1,26.10 -5 mol/l. * Sau: C (Cl - ) = C (H + ) = 10 -2,35 = 4,47.10 -3 mol/l. 2. Tích số tan T (AgCl) = [Ag ]. [Cl - ] = (1,26.10 -5 )(1,26.10 -5 ) = 1,59.10 -10 mol 2 /l 2 . 3. Khi axit hóa dung dịch đến pH = 2,35: [Cl - ]= [HCl ] = 4,47.10 -3 [AgCl]= [Ag + ]= T (AgCl)/[Cl - ] = 1,59.10 -10 /4,47.10 -3 = 3,56.10 -8 mol/l Như vậy độ tan của AgCl = 3,56.10 -8 mol/l, giảm đi 1,26.10 -5 /3,56.10 -8 = 354 lần 4. * Số mol NaCl = 10 -3 . 10. 10 3 = 10 mol m NaCl= 10. 58,5= 585g [Ag + ]= T AgCl/ [Cl - ]= 1,59. 10 -10 / 10 -3 = 1,59. 10 -7 mol/l * Số mol Ag + = 1,59. 10 -7 . 10. 10 3 = 1,59. 10 -3 mAg = mAg + = 1.59. 10 -3 .108= 0,17g. Câu 4 Đốt cháy hòan tòan 12g một muối sunfua kim loại M (hóa trị II), thu được chất rắn A và khí B.Hoà tan hết A bằng một lượng vừa đủ dung dịch H 2 SO 4 24,5% thu được dung dịch muối có nồng độ 33,33%. Làm lạnh dung dịch muối này thấy tách ra 15,625g tinh thể muối ngậm nước X, phần dung dịch bão hòa lúc này có nồng độ 22,54%. 1.Xác định kim loại M và công thức hoá học muối tinh thể ngậm nước X. 2.Viết các phương trình phản ứng xảy ra khi: a. Đun nóng khí B với nước trong ống kín ở 150 0 C thấy thóat ra chất rắn màu vàng. b. Cho khí B đi qua nước Brom cho đến khi vừa mất màu đỏ nâu của dung dịch . Sau đó thêm dung dịch BaCl 2 vào thấy kết tủa trắng. Đáp án 1. 2MS + 3O 2 2MO + 2SO 2 MO + H 2 SO 4 MSO 4 + H 2 O Cứ 1 mol H 2 SO 4 hay (98/24,5).100 = 400g dung dịch H 2 SO 4 hòa tan được (M + 96)g muối MSO 4 . Ta có: Khối lượng dung dịch thu được = (M+16)+400, khối lượng chất tan = (M+96)g Theo baì cho, ứng với 100 g dung dịch có 33,33g chất tan Tính được M= 64, M là Cu. Ta có : m dd baõ hoà = m CuO + m dd H 2 SO 4 – m muối tách ra = 0,125 . 50 + 0,125 . 400 – 15,625 = 44,375g. Khối lượng CuSO 4 còn laị trong dung dịch bão hòa = (44,375 . 22,54)/100% = 10g Số mol CuSO 4 còn laị trong dung dịch = 10 /160 = 0,0625 mol Số mol CuSO 4 ban đầu = số mol CuO = số mol CuS = 12/96 = 0,125 mol Số mol CuSO 4 đã tách ra = 0,125 – 0,0625 = 0,0625 mol Nếu công thức muối ngậm nước là CuSO 4 .nH 2 O ta có (160+18n) . 0,0625 = 15,625 n = 5 2. 3SO 2 + 2H 2 O 150 2H 2 SO 4 + S ↓(maù vàng) SO 2 +Br 2 + 2H 2 O H 2 SO 4 + 2HBr H 2 SO 4 + BaCl 2 BaSO 4 ↓ + 2HCl Câu 5 Dung dịch bão hoà canxi cacbonat trong nước có độ pH = 9,95. Axit cacbonnic có K a 1 = 4,5.10 -7 mol/l và K a 2 = 4,7.10 -11 mol/l. 1. Hãy tính độ tan của CaCO 3 trong nước và tích số tan của CaCO 3 . 2. Hãy tính nồng độ tối đa cuả ion Ca 2+ trong dung dịch CaCO 3 với pH=7,40 và nồng độ cân bằng cuả HCO 3 - = 0,022 M. Cho tích số tan K L (CaCO 3 )= 5,2.10 -9 (mol/l) 2 (giá trị này không trùng với phần tính của baì 1.). Đáp án 1. CaCO 3 hoà tan trong nước. Goị x là độ tan của CaCO 3 . pH = 9,95 [OH - ]= 10 -4,05 CaCO 3 Ca 2+ + CO 3 2- x x x CO 3 2- + H 2 O HCO 3 - + OH - K b = K w . K 2 -1 = 10 -14 . 4,7. 10 -11 = 0,21. 10 -3 . x-10 -4,05 10 -4,05 10 -4.05 Theo định luật tác dụng khối lượng ta có: 10 -4,05 . 10 -4,05 K b = = 0,21. 10 -3 x = 1,26. 10 -4 mol/l. x - 10 -4,05 Tích số tan cuả CaCO 3 K L = x. (x-10 -4,05 )= 4,7.10 -9 (mol/l) 2 2. Ta có pH = 7,4 [OH - ]= 10 -6,6 . CO 3 2- + H 2 O HCO 3 - + OH - K P = 0,21. 10 -3 0,022 10 -6,6 [HCO 3 - ][OH - ] K P = = 0,21. 10 -3 . [CO 3 2- ] = 10 -4,6 [CO 3 2- ] [Ca 2+ ] = K L (CaCO 3) / [CO 3 2- ] = 5,2.10 -9 / 10 -4,6 = 2.10 -4 mol/l. . 1,26 .10 -5 /3,56 .10 -8 = 354 lần 4. * Số mol NaCl = 10 -3 . 10. 10 3 = 10 mol m NaCl= 10. 58,5= 585g [Ag + ]= T AgCl/ [Cl - ]= 1,59. 10 -10 / 10 -3 = 1,59. 10 -7 mol/l * Số mol Ag + = 1,59. 10 -7 K 2 -1 = 10 -14 . 4,7. 10 -11 = 0,21. 10 -3 . x -10 -4,05 10 -4,05 10 -4.05 Theo định luật tác dụng khối lượng ta có: 10 -4,05 . 10 -4,05 K b = = 0,21. 10 -3 x = 1,26. 10 -4 mol/l. x - 10 -4,05 . 1,26 .10 -5 mol/dm 3 = 1,26 .10 -5 mol/l. * Sau: C (Cl - ) = C (H + ) = 10 -2,35 = 4,47 .10 -3 mol/l. 2. Tích số tan T (AgCl) = [Ag ]. [Cl - ] = (1,26 .10 -5 )(1,26 .10 -5 ) = 1,59 .10 -10 mol 2 /l 2 . 3.