TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC [Tài liệu tổng hợp từ đề thi HSG] [copyright©2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl] YDS Phan Cuong Huy TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC PHẦN 1: CÁC ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG (Nguồn: Thầy Đặng Công Anh Tuấn – GV Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn – Đà Nẵng) ĐỀ SỐ SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG NĂM HỌC 2007 - 2008 MÔN: HÓA HỌC LỚP 1O Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu I (4 điểm) X Y nguyên tố nhóm A, tạo hợp chất với hiđro có dạng RH (R kí hiệu nguyên tố X Y) Gọi A B hiđroxit ứng với hóa trị cao X Y Trong B, Y chiếm 35,323% khối lượng Trung hòa hoàn toàn 50 gam dung dịch A 16,8% cần 150 mL dung dịch B 1M Xác định nguyên tố X Y B’ anion tương ứng phân tử B (a) Hãy cho biết (có công thức minh họa) dạng hình học B B’ (b) So sánh (có giải thích) độ dài liên kết Y-O phân tử B B’ Biết X có cấu trúc tinh thể lập phương tâm khối mật độ xếp tương đối định nghĩa tỉ lệ thể tích chiếm hình cầu tế bào sở thể tích tế bào sở Hãy tính mật độ xếp tương đối tinh thể X ĐÁP ÁN Hợp chất với hiđro có dạng RH nên Y thuộc nhóm IA VIIA Trường hợp : Nếu Y thuộc nhóm IA B có dạng YOH Ta có : Y 35,323 Y 9,284 (loại nghiệm thích hợp) 17 64,677 Trường hợp : Y thuộc nhóm VIIA B có dạng HYO4 Ta có : Y 35,323 Y 35,5 , Y nguyên tố clo (Cl) 65 64,677 B (HClO4) axit, nên A bazơ dạng XOH mA 16,8 50 gam 8,4 gam 100 XOH + HClO4 XClO4 + H2O n A n HClO4 0,15 L mol / L 0,15 mol M X 17 gam / mol 8,4 gam 0,15 mol MX = 39 gam/mol, X nguyên tố kali (K) B HClO4, B’ ClO4Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl ĐIỂM TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC (a) Dạng hình học : Axit pecloric Ion peclorat (dạng tứ diện) (dạng tứ diện đều) (b) Bậc liên kết lớn độ dài liên kết nhỏ, : Gọi a độ dài cạnh ô mạng sở R bán kính nguyên tử, ta có Số nguyên tử có ô mạng sở : 3a 4R 1 R 3 Vậy f v 68% a3 Câu II (4 điểm) Cho biết số oxi hóa nguyên tử lưu huỳnh (S) phân tử axit thiosunfuric (H2S2O3) nguyên tử cacbon phân tử axit axetic (CH3COOH) Thêm lượng dư dung dịch KI (có pha hồ tinh bột) vào 5,00 mL dung dịch K2Cr2O7 có nồng độ a M H2SO4, dung dịch thu có màu xanh Thêm tiếp dung dịch Na2S2O3 0,10 M vào màu xanh biến dùng 15,00 mL dung dịch Viết phương trình phản ứng tính a Biết sản phẩm oxi hóa S2O32- S4O62- Hòa tan hoàn toàn 9,06 gam mẫu hợp kim Al-Mg (giả thiết tạp chất khác) dung dịch H2SO4 đặc, thu 12,22 L khí SO2 (đo 136,5oC; 1,1 atm) 0,64 gam chất rắn màu vàng Xác định phần trăm khối lượng kim loại mẫu hợp kim Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC ĐÁP ÁN ĐIỂM Số oxi hóa nguyên tử S C : 1.0 đ Phương trình phản ứng : 6KI + K2Cr2O7 + 7H2SO4 3I2 + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H2O 2Na2S2O3 + I2 2NaI + Na2S4O6 Từ (1) (2) ta có : n K 2Cr2O7 a 2,5.10 4 mol 5.10 3 L 0,5 đ (1) (2) 1 n Na 2S2O3 0,015 L 0,1 mol / L 2,5.10 4 mol 6 0,5 đ 0,05 M Gọi x, y số mol kim loại Mg Al n SO 1,1 12,22 0,64 0,4 (mol) ; Chất rắn S, n S 0,02 ( mol) 22,4 32 273 1,5 273 2 x 3 Mg Mg 2e 2x Al Al 3e y 3y 6 4 S 2e S 6 0,8 0, S 6e S y 0,12 0.02 24 x 27 y 9,06 x 0,13; y 0,22 x 3y 0,92 Ta có : %m Mg 1,5 đ 0,5 đ 0,13mol 24gam / mol 100% 34,44% % m Al 65,56% 9,06gam Câu III (4 điểm) Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt loại 60, số hạt mang điện hạt nhân số hạt không mang điện; Nguyên tử nguyên tố Y có 11 electron p ; nguyên tử nguyên tố Z có lớp electron electron độc thân a) Dựa cấu hình electron, cho biết vị trí nguyên tố bảng hệ thống tuần hoàn b) So sánh (có giải thích) bán kính nguyên tử ion X, X2+ Y- Vẽ hình mô tả cách tiến hành thí nghiệm điều chế dung dịch HCl hóa chất dụng cụ đơn giản có sẵn phòng thí nghiệm cho an toàn Ghi rõ thích cần thiết Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC Sục Cl2 vào dung dịch KOH loãng thu dung dịch A, hòa tan I2 vào dung dịch KOH loãng thu dung dịch B (tiến hành nhiệt độ phòng) a) Viết phương trình hóa học xảy cho nhận xét b) Nêu tượng viết phương trình hóa học xảy cho dung dịch hỗn hợp HCl FeCl2, dung dịch Br2, H2O2 vào dung dịch A (không có Cl2 dư) ĐÁP ÁN ĐIỂM a) Xác định vị trí dựa vào cấu hình electron: 2ZX N X 60 ; ZX N X ZX 20 , X canxi (Ca), cấu hình electron 20Ca:[Ar] 4s2 Y có 11 electron p nên cấu hình Y 1s22s22p63s23p5 hay [Ne] 3s2 3p5 Y Cl 2,0 đ Theo giả thiết Z crom, cấu hình electron 24Cr: [Ar] 3d5 4s1 STT Chu kỳ nguyên tố Nhóm nguyên tố Ca 20 IIA Cl 17 VIIA Cr 24 VIB Trật tự tăng dần bán kính nguyên tử: R Ca R Cl R Ca b) Bán kính nguyên tử tỉ lệ với thuận với số lớp electron tỉ lệ nghịch với số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử Bán kính ion Ca2+ nhỏ Cl- có số lớp electron (n = 3), điện tích hạt nhân Ca2+ (Z = 20) lớn Cl- (Z = 17) Bán kính nguyên tử Ca lớn có số lớp electron lớn (n = 4) Điều chế HCl từ dung dịch H2SO4 đậm đặc NaCl rắn, hình 5.5 trang 128 SGK Hóa học 10 nâng cao a) Ở nhiệt độ thường: 2KOH + Cl2 KCl + KClO + H2O 6KOH + 3I2 5KI + KIO3 + 3H2O Giải thích: Trong môi trường kiềm tồn cân bằng: 3XO- ⇌X- + XO 3 Ion ClO- phân hủy chậm nhiệt độ thường phân hủy nhanh đun nóng, ion IO- phân hủy tất nhiệt độ b) Các phương trình hóa học: Ion ClO- có tính oxi hóa mạnh, thể phương trình hóa học: - Khi cho dung dịch FeCl2 HCl vào dung dịch A: có khí vàng lục thoát dung dịch từ Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 0,75 đ 1,25 đ TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC không màu chuyển sang màu vàng nâu: FeCl2 + KClO + 2HCl FeCl3 + Cl2 + H2O - Khi cho dung dịch Br2 vào dung dịch A : dung dịch brom màu : Br2 + 5KClO + H2O 2HBrO3 + 5KCl - Khi cho H2O2 vào dung dịch A: có khí không màu, không mùi thoát ra: H2O2 + KClO H2O + O2 + KCl Câu IV (4 điểm) Cho biết: lượng liên kết liên kết H-H, O-O, O=O, H-O 436, 142, 499, 460 ( kJ/mol) Hãy viết phương trình nhiệt hóa học phản ứng khí hiđro khí oxi tạo hiđropeoxit Cho phản ứng: 2SO2 (k) + O2 (k) 2SO3 (k) H = - 198 kJ a) Để tăng hiệu suất trình tổng hợp SO3, người ta sử dụng biện pháp liên quan đến áp suất, nhiệt độ chất xúc tác? Giải thích? b) Cho 10,51 mol khí SO2 37,17 mol không khí (20% thể tích O2 lại N2) có xúc tác V2O5 Thực phản ứng 4270C, atm phản ứng đạt hiệu suất 98% Tính số cân KC, KP phản ứng 4270C A oxit sắt Lấy lượng A chia làm phần Phần I tác dụng vừa đủ với a mol H2SO4 dung dịch H2SO4 loãng Phần II tác dụng vừa đủ với b mol H2SO4 dung dịch H2SO4 đặc nóng tạo SO2 (sản phẩm khử nhất) Biết b = 1,25a, xác định công thức oxit sắt ban đầu ĐÁP ÁN ĐIỂM Hpư= EH-H + EO=O - 2EO-H - EO-O 1,0 đ Hpư = 436 + 499 -2.460 – 142 = -127 (kJ) H2(k) + O2(k) H2O2(k) H = - 127 kJ - Giảm nhiệt độ hệ phản ứng, khoảng 5000 C thích hợp vì: giảm tốc độ phản ứng chậm thấp - Thổi liên tục SO2 không khí nén áp suất cao vào lò phản ứng phản theo chiều thuận làm giảm áp suất hệ ứng xảy 0,75 đ - Dùng V2O5 làm xúc tác để phản ứng mau chóng đạt trạng thái cân nO2 bđ = 7,434 (mol), nN2 bđ = 29,736 (mol) 2SO2 (k) + O2 1,25 đ 2SO3 (k) Ban đầu: 10,51 (mol) 7,434 (mol) Lúc phản ứng: 10,3 (mol) 5,15 (mol) 10,3 (mol) Lúc CB: 0,21 (mol) 2,284 (mol) 10,3 (mol) H = - 198 kJ ∑số mol hỗn hợp TTCB = 0,21 + 2,284 + 10,3 + 29,736 = 42,53 (mol) Pi = xi.P = xi.1 = xi Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC (Pso )2 K C =K P (RT)- n (R = 0,082, T = 427 + 273 = 7000K, n = -1) KP = (Pso ) Po KP = (10,3)2 42,53 >> 4,48.10 K C =4,48.10 (0,082.700)-(-1) 257.10 (0,21) 2,284 Gọi FexOy công thức A ( 1) 2FexOy + 2yH2SO4 xFe2(SO4)2y/x + 2y H2O n 1,0 đ ny (2) 2FexOy + (6x-2y) H2SO4 xFe2(SO4)3 + (3x-2y) SO2 + ( 6x-2y) H2O n n (3x-y) Theo giả thiết : n(3x-y) = 1,25 ny x 2, 25 A Fe3O4 y Câu V ( điểm) Từ dung dịch H2SO4 98% ( D= 1,84 g.mL-1) dung dịch HCl M, trình bày phương pháp pha chế để 200 mL dung dịch hỗn hợp H2SO4 1M HCl 1M Đốt cháy hoàn toàn a gam S cho sản phẩm sục qua 200 mL dung dịch NaOH b M thu dung dịch X Chia X làm hai phần Phần cho tác dụng với dung dịch CaCl2 dư thấy xuất c gam kết tủa Phần tác dụng với dung dịch nước vôi dư thấy xuất d gam kết tủa Biết d >c Tìm biểu thức quan hệ a b Cho dung dịch riêng biệt nhãn sau: Na2SO4, AlCl3, FeSO4, NaHSO4, FeCl3 Một học sinh cho dùng dung dịch Na2S phân biệt dung dịch lần thử Kết luận học sinh có không ? Vì sao? ĐÁP ÁN ĐIỂM * Phần tính toán : 1,0 đ Số mol H2SO4 cần lấy = số mol HCl cần lấy = Khối lượng dung dịch H2SO4 cần lấy : mdd = 200 0, (mol) 1000 0, 98 100 20 (gam) 98 Thể tích dung dịch H2SO4 cần lấy = 20 : 1,84 = 10,87 (mL) Thể tích dung dịch HCl cần lấy = 0,2 : = 0,04 (L) = 40 mL * Cách tiến hành: Lấy khoảng 100 - 120 mL nước cho vào bình thể tích 200 mL có chia vạch Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC Cân 20 gam dung dịch H2SO4 đong 10,87 mL dung dịch H2SO4, sau cho từ từ vào bình chứa nước khuấy Đợi dung dịch H2SO4 thật nguội, đong 40 mL dung dịch HCl 5M thêm vào bình, sau thêm nước vào vạch 200 mL Phương trình : (1) S + O2 SO2 (2) SO2 + NaOH NaHSO3 (3) SO2 + NaOH Na2SO3 + H2O Phần I tác dụng với dung dịch CaCl2 sinh kết tủa, chứng tỏ dung dịch X có chứa Na2SO3, phần II tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 sinh nhiều kết tủa chứng tỏ dung dịch X có muối NaHSO3 1,5 đ (4) Na2SO3 + CaCl2 CaSO3 + 2NaCl (5) NaHSO3 + Ca(OH)2 CaSO3 + Na2SO3 + 2H2O ns = a/32 (mol) , nNaOH = 0,2 b ( mol) Theo (2),(3), để SO2 tác dụng với dung dịch NaOH sinh loại muối : 1 n NaOH n NaOH 0, 2b 6, 4b (SCN)2 > I2 Viết phương trình hóa học minh họa kết so sánh Tại có khác biệt góc liên kết Cl2O (1110) OF2 (1050) ? Để tách brom có 1m3 nước biển dạng NaBr, người ta cho lượng dung dịch H2SO4 vào lượng nước biển; tiếp đến sục khí clo vào dung dịch thu được; sau dùng không khí lôi brom vào dung dịch Na2CO3 tới bão hoà brom Cuối cho H2SO4 vào dung dịch bão hoà brom, thu brom hoá lỏng, 28,05 ml Br2 có khối lượng riêng 3,12 g/ml 200C Viết phương trình hoá học chủ yếu xảy trình cho biết vai trò H2SO4 Tính % khối lượng brom nước biển biết khối lượng riêng nước biển 1,25 g/ml Câu IV: ( 2,0 điểm) Cho hỗn hợp Fe FeS tác dụng với dung dịch H2SO4 đậm đặc nóng thu dung dịch X làm màu dung dịch K2Cr2O7 H2SO4 loãng Viết phương trình hóa học trình thí nghiệm A hợp chất lưu huỳnh, tan tốt nước tạo dung dịch X chứa chất tan Hòa tan 25,8 gam A vào nước thu 200 ml dung dịch X ( D = 1,15 g/ml) Chia dung dịch X làm hai phần Phần trung hòa vừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH 10% (D = 1,2 g/ml) Phần tác dụng với dung dịch BaCl2 dư thu kết tủa trắng không tan axit Xác định công thức phân tử viết công thức cấu tạo A Câu V: (2,0 điểm) Hằng số cân KC 250C phản ứng Cl2 (k) ⇌ 2Cl (k) 1,4.10-18 Tính nồng độ Cl 250C lúc cân biết nồng độ Cl2 lúc cân 0,896 M Từ cho biết 250C, clo tồn chủ yếu dạng phân tử hay nguyên tử ? Cho biết cân 2FeCl2 (aq) + Cl2 (aq) ⇌ FeCl3 (aq) chuyển dời theo chiều sục lượng khí H2S thích hợp vào dung dịch? Cho E Fe3 Fe 0,77V, E Cl 2 Cl 1,36V Phản ứng chuyển hoá loại kháng sinh thể người nhiệt độ 370C có số tốc độ 4,2.10-5 (s-1) Việc điều trị loại kháng sinh có kết hàm lượng kháng sinh luôn lớn 2,00 mg 1,00 kg trọng lượng thể Một bệnh nhân nặng 58 kg uống lần viên thuốc chứa 300 mg kháng sinh a) Hỏi bậc phản ứng chuyển hoá? b) Khoảng thời gian lần uống thuốc bao lâu? c) Khi bệnh nhân sốt đến 38,50C khoảng cách lần uống thuốc thay đổi nào? Biết lượng hoạt hoá phản ứng 93,322 kJ.mol1 HẾT - Chú ý: Học sinh sử dụng Hệ thống tuần hoàn nguyên tố hóa học máy tính cá nhân đơn giản theo quy định Bộ Giáo dục Đào tạo Giám thị không giải thích thêm Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl ... http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 1,5 đ 2AlCl3 + TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC ĐỀ SỐ SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG NĂM HỌC 2008-2009 MÔN THI: HÓA HỌC Thời gian làm :...2 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC PHẦN 1: CÁC ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG (Nguồn: Thầy Đặng Công Anh Tuấn – GV Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn – Đà Nẵng) ĐỀ SỐ SỞ GIÁO... dịch HCl hóa chất dụng cụ đơn giản có sẵn phòng thí nghiệm cho an toàn Ghi rõ thích cần thi t Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC Sục