Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi rất hay rất đáng để tải về làm tư liệu cá nhân, dùng để bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa các khối lớpchuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 10 các chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 12 giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 10 đề thi hsg hóa 10 có đáp án sách bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 10 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 11 bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 12 violet
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO AN GIANG -ĐỀ THI CHÍNH THỨC Phòng : …………, SBD:………… ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN DỰ THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 CẤP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Khoá ngày: 12/11/2011 Môn: HOÁ HỌC (Ngày thi thứ nhất: Phần đại cương vô cơ) Thời gian: 180 phút (không kể thời gian phát đề) (đề thi gồm 02 trang) Câu 1: (5,0 điểm) Có thể hoà tan 0,01 mol AgCl 100ml dung dịch NH 1M không? Biết TAgCl = 1,8.10−10 ; K bền phức Ag ( NH ) 2+ 1,0.108 Hãy dự đoán số nguyên tố chu kỳ điền đầy đủ ô nguyên tố Viết cấu hình electron nguyên tử nguyên tố có Z = 107 117; Cho biết chúng xếp vào nhóm bảng tuần hoàn? Trong phân tử M2X có tổng số hạt (p, e, n) 140 hạt, số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 44 hạt Số khối nguyên tử M lớn số khối nguyên tử X 23 Tổng số hạt (p, e, n) ion X 2- ion M+ 31 hạt a Viết cấu hình electron nguyên tử M X b Viết công thức phân tử hợp chất Giải thích tạo thành phân tử M 2X Câu 2: (5,0 điểm) Tầng ozon chắn bảo vệ trái đất tránh xạ lượng cao mặt trời a Hãy viết phương trình hóa học để xác nhận vai trò ozon b Tính lượng photon có bước sóng 3400 Å mà ozon hấp thụ để phân huỷ phân tử c Tính hiệu ứng nhiệt ( ∆H ) phản ứng Cho h = 6,63.10-34J.s ; c ≈ 3.108m.s-1 Thực nghiệm cho biết ion PO43− có hình tứ diện Ion có công thức cấu tạo Lewis nào? Hãy trình bày cụ thể Tính ∆H phản ứng: C2H2 (K) + 2H2 (K) → C2H6(K a Dựa vào lượng liên kết b Dựa vào nhiệt tạo thành Biết: Năng lượng liên kết (kJ/mol) liên kết H – H ; C – H; C – C; C ≡ C tương ứng 436; 414; 347; 812 Nhiệt tạo thành (kJ/mol) C2H2 C2H6 tương ứng +227; -84,7 Câu 3: (5,0 điểm) Nhóm nguyên tố hóa học M bảng tuần hoàn có số oxi hóa không đổi tạo ba loại oxit theo tỉ lệ số mol M : O : 1; 1: : Hãy viết công thức gọi tên oxit nguyên tố nhóm (ghi kết thành bảng) Có lọ hoá chất nhãn chứa dung dịch BaCl 2, KCl, Na2SO4, Ba(OH)2, Na2CO3, Mg(NO3)2, H2SO4 có nồng độ khoảng 0,1M Hãy nêu tiến trình để 139 nhận biết chất phòng thí nghiệm có quì tím Viết phương trình phản ứng có Cho khí clo sục qua 200ml dung dịch KI tới dư Để phản ứng hết với lượng I thoát ra, cần dùng 25 ml dung dịch Na 2S2O3 0,1M Tính nồng độ mol dung dịch KI ban đầu Câu 4: (5,0 điểm) SO2 phản ứng với O2 theo phương trình: 2SO2(k) + O2(k) ⇌ 2SO3(k) Trong công nghiệp người ta dùng oxi không khí dư để thực phản ứng nhiệt độ khoảng 700K có chất xúc tác áp suất thường Những điều kiện phản ứng có phù hợp với nguyên lí Le Chatelier không? Giải thích Khi cân áp suất atm 700K thu hỗn hơp khí gồm 0,21mol SO2; 5,37 mol O2; 10,30 mol SO3 84,12 mol N2 Hãy tính: a Hằng số cân KP b Số mol ban đầu SO2; O2 N2 c Tỉ lệ chuyển hóa α SO2 thành SO3 Nếu hỗn hợp ban đầu N (nghĩa dùng oxi tinh khiết cho phản ứng) giữ số mol ban đầu SO O2 tỉ lệ chuyển hóa α SO2 thành SO3 bao nhiêu? Áp suất lúc cân giữ 1atm So sánh α hai trường hợp giải thích thực tế người ta dùng oxi không khí mà không dùng oxi tinh khiết - Hết – Lưu ý: Thí sinh sử dụng bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO AN GIANG HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN ĐỘI TUYỂN DỰ THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 CẤP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Khoá ngày: 12/11/2011 Môn: HOÁ HỌC (Ngày thi thứ nhất: Phần đại cương vô cơ) ĐỀ THI CHÍNH THỨC Câu 1: (5,0 điểm) Có thể hoà tan 0,01 mol AgCl 100ml dung dịch NH 1M không? Biết TAgCl = 1,8.10−10 ; K bền phức Ag ( NH ) +2 1,0.108 Hãy dự đoán số nguyên tố chu kỳ điền đầy đủ ô nguyên tố Viết cấu hình electron nguyên tử nguyên tố có Z = 107 117; Cho biết chúng xếp vào nhóm bảng tuần hoàn? Trong phân tử M2X có tổng số hạt (p, e, n) 140 hạt, số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 44 hạt Số khối nguyên tử M lớn số 140 khối nguyên tử X 23 Tổng số hạt (p, e, n) ion X 2- ion M+ 31 hạt a Viết cấu hình electron nguyên tử M X b Viết công thức phân tử hợp chất Giải thích tạo thành phân tử M 2X Câu 5,0 điểm Ý 2.0 điểm Nội dung Ta có phản ứng Điểm TAgCl = 1,8.10−10 AgCl ‡ˆ ˆˆ †ˆ Ag+ + Cl- với Ag+ +2NH3 ‡ˆ ˆˆ †ˆ Ag ( NH )2+ với β = 1,0.108 Phương trình tổng: AgCl +2NH3 ‡ˆ ˆˆ †ˆ Ag ( NH ) +2 + Cl- (1) K C (1) [Ag(NH ) +2 ].[Cl- ] [Ag(NH ) 2+ ].[Cl - ][Ag + ] = T β = = [NH ]2 [NH ]2 [Ag + ] = 1,8 10-10 1,0.108 = 1,8.10-2 1,0 + Gọi x nồng độ Ag ( NH ) ta có: AgCl +2NH3 ‡ˆ ˆˆ †ˆ Ag ( NH )2+ + Cl- (1) Ban đầu 0 Cân băng (1-2x) x x Kc = x2 = 1,8.10−2 (1 − x) hay x = 0,134 x = 0,106 (1 − x) 0,5 M + Kết luận: AgCl tan hoàn toàn (vì nồng độ [ Ag ( NH ) ] AgCl tan hoàn toàn 1,0 2,0 điểm 0, 01 = 0,1M ) 0,1 Nguyên tử chu kỳ 7s1 kết thúc 7p6 7s25f146d107p6: 32 nguyên tố chu kỳ Z = 107: [Rn]5f146d57s2: Nhóm VIIB Z = 117: [Rn]5f146d107s27p5: Nhóm VIIA a Gọi Z1, N1, Z2, N2 số proton, nơtron nguyên tố M, X Theo đề bài, ta có: 2(2Z1+N1) + 2Z2 + N2 = 140 (1) 4Z1+ 2Z2 – 2N1 – N2 = 44 (2) Z1 + N1 - (Z2 + N2) = 23 (3) 2Z1 + N1 – – (2Z2 + N2 + 2) = 31 (4) Giải hệ phương trình (1), (2), (3), (4) ta Z1 = p1 = 19 M kali (K) Z2 = p2 = X oxi (O) Cấu hình electron 141 0,5 0,5 0,25 0,25 1,0 0,5 K (Z=19): 1s2 2s22p63s23p64s1 O (Z = 8): 1s2 2s22p4 b Công thức phân tử: K2O Sự tạo thành phân tử K2O K →K+ + 1e O +2e → O22 K+ + O2- → K2O 0,5 Câu 2: (5,0 điểm) Tầng ozon chắn bảo vệ trái đất tránh xạ lượng cao mặt trời a Hãy viết phương trình hóa học để xác nhận vai trò ozon b Tính lượng photon có bước sóng 3400 Å mà ozon hấp thụ để phân huỷ phân tử c Tính hiệu ứng nhiệt ( ∆H ) phản ứng Cho h = 6,63.10-34J.s ; c ≈ 3.108m.s-1 Thực nghiệm cho biết ion PO43− có hình tứ diện Ion có công thức cấu tạo Lewis nào? Hãy trình bày cụ thể Tính ∆H phản ứng: C2H2 (K) + 2H2 (K) → C2H6(K a Dựa vào lượng liên kết b Dựa vào nhiệt tạo thành Biết: Năng lượng liên kết (kJ/mol) liên kết H – H ; C – H; C – C; C ≡ C tương ứng 436; 414; 347; 812 Nhiệt tạo thành (kJ/mol) C2H2 C2H6 tương ứng +227; -84,7 Câu 5.0 điểm Ý 2,0 điểm Nội dung 1a O3 → O2 + O 1b λ = 3400Å = 34.10-8m Ta có: E = hν = h 1,0 điểm Điểm 0,5 hv c (6, 63.10−34 J s.(3.108 m.s −1 ) = = 5,85.10−19 J −8 λ 34.10 m 0,5 1c Muốn phân huỷ mol O3, phân tử ozon cần hấp thụ mol photon nói E=(6,022 1023 photon) (5,85.10-19J/photon)=3,52.105 J/mol hv O2 + O có ∆H = 352 kJ/mol Vậy O3 → 3− Ion PO4 có cấu tạo Lewis sau: O O O P O O O P O O O O O P O O O Đây cấu tạo giới hạn hay cấu tạo cộng hưởng 142 P O O 0,5 0,5 2,0 điểm Cần lưu ý: Thực nghiệm xác định hình dạng chung nhất, tức có cấu tạo chung (Viết cấu tạo 0,25 đ*4 = 1.0 điểm) C2H2 (K) + 2H2 (K) → C2H6(K) ∆H ? a Dựa vào lượng liên kết H H | | H–C ≡ C–H+2H–H → H–C–C–H | | H H 1,0 ∆H = EC − H + EC ≡C + EH − H − EC − H − EC −C 1,0 = 2.414 + 812 + 436 – 414 – 347 = - 319 kJ b Dựa vào nhiệt tạo thành ∆H = ∆H nC2 H − ∆H nC2 H = -84,7 – (+227) = - 311,7 kJ Câu 3: (5,0 điểm) Nhóm nguyên tố hóa học M bảng tuần hoàn có số oxi hóa không đổi tạo ba loại oxit theo tỉ lệ số mol M : O : 1; 1: : Hãy viết công thức gọi tên oxit nguyên tố nhóm (ghi kết thành bảng) Có lọ hoá chất nhãn chứa dung dịch BaCl 2, KCl, Na2SO4, Ba(OH)2, Na2CO3, Mg(NO3)2, H2SO4 có nồng độ khoảng 0,1M Hãy nêu tiến trình để nhận biết chất phòng thí nghiệm có quì tím Viết phương trình phản ứng có Cho khí clo sục qua 200ml dung dịch KI tới dư Để phản ứng hết với lượng I thoát ra, cần dùng 25 ml dung dịch Na 2S2O3 0,1M Tính nồng độ mol dung dịch KI ban đầu Câu Ý Nội dung Điểm Tỉ lệ số mol cho số mol nguyên tử xét công thức 5,0 2,0 hóa học ta xét số điểm điểm Vì M có số oxi hóa cố định nên suy loại oxit oxi có số oxi hóa khác Trong nhóm nguyên tố bảng tuần hoàn có nhóm kim loại kiềm (M Li, Na, K, Rb, Cs) phù hợp với hai 0,5 điều kiện trên, cụ thể: Oxit M2O → M : O = : 1; tức M+1; O-2 Oxit M2O2 → M : O = : 1; tức M+1; O-1 hay O2-2 Oxit MO2 → M : O = : 2; tức M+1; O-1/2 hay O2-1 Vậy ta có bảng kết sau (bảng 3.1) (Mỗi nhóm 0,5 điểm*3=1,5) Đánh số thứ tự lọ chứa hoá chất Lấy hoá chất 2,0 lọ cho vào ống nghiệm có đánh số tương ứng điểm từ đến Cho quì tím vào ống nghiệm (Học sinh kẻ bảng 3.2, sau nêu trình tự tiến hành thí 143 nghiệm hoàn toàn nêu không kẻ bảng cho trọn điểm) - Hai ống nghiệm hoá đỏ Mg(NO3)2 H2SO4 (nhóm 1) - Hai ống nghiệm hoá xanh Ba(OH)2 Na2CO3 (nhóm 2) - Ba ống lại tượng (nhóm 3) Lấy hoá chất nhóm cho vào ống nghiệm (mỗi hoá chất ống nghiệm) Lần lượt cho vài giọt dung dịch nhóm vào ống nghiệm Ống nghiệm nhóm hoá chất cho vào nhóm có khí bay lên Na 2CO3 (nhóm 2) chất H2SO4 (nhóm 1)… Chấm điểm: - Nhận nhóm cho 0,5 điểm - Nhận chất nhóm 2: cho 1,0 điểm (có kèm phản ứng, ba phản ứng) - Nhận nhóm thứ cho 0,5 điểm (có kèm phản ứng, hai phản ứng) 1,0 điểm Ta có phản ứng: Cl2 + 2KI → 2KCl + I2 (1) 2Na2S2O3 + I2 → 2NaI + Na2S4O6 (2) Theo (1) (2) ta có: 0,5 nKI = nNa S O = 2 0,025 0,1 = 0,0025 mol Nồng độ mol dung dịch KI ban đầu: CM = 0, 0025 = 0,0125M 0, 0,5 Vậy ta có bảng kết qủa sau (bảng 3.1) Nhóm Oxit thường M2O Peoxit M2O2 Supeoxit MO2 nguyên tố Công thức Tên gọi Công thức Tên gọi Công thức Tên gọi Li Li2O Liti oxit Li2O2 Liti peoxit Natri Na Na2O Natri oxit Na2O2 peoxit Kali Kali K K2O Kali oxit K2O2 KO2 peoxit supeoxit Rubidi Rubidi Rubidi Rb Rb2O Rb2O2 RbO2 oxit peoxit supeoxit Xesi Xesi Cs Cs2O Xesi oxit Cs2O2 CsO2 peoxit supeoxit Chú ý : kali, rubiđi xesi tạo supeoxit Bảng 3.2 144 BaCl2 KCl Na2SO4 X X X Quì tím Ba(OH)2 Na2CO3 H2SO4 BaCl2 Ba(OH)2 Hoá xanh Na2CO3 Hoá xanh Mg(NO3)2 X Kết tủa trắng BaCl2 Kết tủa trắng Mg(NO3)2 H2SO4 Hoá đỏ Hoá đỏ H2SO4 Kết tủa trắng Khí CO2 KCl X X Na2SO4 X Kết tủa trắng Câu 4: (5,0 điểm) SO2 phản ứng với O2 theo phương trình: 2SO2(k) + O2(k) ⇌ 2SO3(k) Trong công nghiệp người ta dùng oxi không khí dư để thực phản ứng nhiệt độ khoảng 700K có chất xúc tác áp suất thường Những điều kiện phản ứng có phù hợp với nguyên lí Le Chatelier không? Giải thích Khi cân áp suất atm 700K thu hỗn hơp khí gồm 0,21mol SO2; 5,37 mol O2; 10,30 mol SO3 84,12 mol N2 Hãy tính: a Hằng số cân KP b Số mol ban đầu SO2; O2 N2 c Tỉ lệ chuyển hóa α SO2 thành SO3 Nếu hỗn hợp ban đầu N (nghĩa dùng oxi tinh khiết cho phản ứng) giữ số mol ban đầu SO O2 tỉ lệ chuyển hóa α SO2 thành SO3 bao nhiêu? Áp suất lúc cân giữ 1atm So sánh α hai trường hợp giải thích thực tế người ta dùng oxi không khí mà không dùng oxi tinh khiết Câu 5,0 điểm Ý 1,0 điểm 4,0 điểm Nội dung - Dùng O2 không khí dư để cân chuyển dịch sang phía tạo SO3 phù hơp với nguyên lí Le Chatelier - Nhiệt độ cao không phù hợp với nguyên lí Le Chatelier ∆H < 0, nhiệt độ cao cân chuyển dịch theo phản ứng nghịch, nhiệt độ thấp tốc độ phản ứng bé nên phải tăng nhiệt độ dùng chất xúc tác 2a Khi cân P(SO2) = 0,21.10-2atm; P(O2) = 5,37.10-2atm; P(SO3) = 10,30.10-2atm, nên: (10,30.10−2 ) KP = = 4,48.10 −2 −2 (0,21.10 ) 5,37.10 2b Gọi a, b số mol SO2, O2 ban đầu 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 145 Điểm 0,5 0,5 1,0 CB: a – 2x b–x 2x = 10,30mol ⇒ a = 10,51 mol SO2; b = 10,52mol O2; 84,12 mol N2 1,0 2c α = 10,30/10,51 = 0,98 ⇒ α = 98% Nếu dùng O2 tinh khiết: 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 CB: (10,51–2x) (10,52 – x) 2x ⇒ Σn = (21,03 –x) mol 0,5 10,51 − x P 21, 03 − x 10,52 − x PO2 = P 21, 03 − x 2x PSO3 = P 21, 03 − x PSO2 = Vì KP lớn nên coi 2x =10,51⇒ [SO2]=10,51–2x = ε, x = 5,255 (10,51) 15, 78 ⇒ 10,51 − x = 0, 086 (10,51 − x) 5, 27 ⇒ x = 10, 42 4, 48.104 = α = 10,42/10,51 = 0,9914 ⇒ α = 99,14% Dùng oxi tinh khiết α tăng thêm 1% không đáng kể, dùng O2 không khí bỏ qua giai đoạn điều chế O2 tiết kiệm nhiều 1,0 0,5 Lưu ý: Nếu thí sinh làm cách khác phù hợp, xác cho trọn số điểm Đối với điểm cụ thể phần câu, tổ chấm thảo luận, thống ghi vào biên Không làm tròn điểm câu toàn 146 ... (nhóm 1)… Chấm đi m: - Nhận nhóm cho 0,5 đi m - Nhận chất nhóm 2: cho 1,0 đi m (có kèm phản ứng, ba phản ứng) - Nhận nhóm thứ cho 0,5 đi m (có kèm phản ứng, hai phản ứng) 1,0 đi m Ta có phản... tạo thành (kJ/mol) C2H2 C2H6 tương ứng +227; -8 4,7 Câu 5.0 đi m Ý 2,0 đi m Nội dung 1a O3 → O2 + O 1b λ = 3400Å = 34.1 0-8 m Ta có: E = hν = h 1,0 đi m Đi m 0,5 hv c (6, 63.10−34 J s.(3.108 m.s... phù hợp với hai 0,5 đi u kiện trên, cụ thể: Oxit M2O → M : O = : 1; tức M+1; O-2 Oxit M2O2 → M : O = : 1; tức M+1; O-1 hay O 2-2 Oxit MO2 → M : O = : 2; tức M+1; O-1/2 hay O 2-1 Vậy ta có bảng kết