Đề thi olympic truyền thống 30 4 môn hóa học lớp 11 chuyên trần hưng đạo bình thuận

TRƯỜNG THPT CHUYÊN TRẦN HƯNG ĐẠO – BÌNH THUẬN Câu 1: (4 điểm) 1.1 [Ru(SCN)2(CN)4]4- ion phức ruteni, kí hiệu P a Viết cơng thức Lewis phối tử thioxianat SCN- b Cho biết dạng lai hóa Ru P Mơ tả hình thành ion phức theo thuyết VB (Valence Bond) Giải thích P, liên kết hình thành Ru N phối tử SCN - mà Ru S Cho biết phức có tính thuận từ hay nghịch từ, sao? 1.2 Niken (II) oxit có cấu trúc mạng tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Các ion O2- tạo thành mạng lập phương tâm mặt, hốc bát diện có ion Ni2+ Khối lượng riêng niken (II) oxit 6,67 g/cm3 Nếu cho niken (II) oxit tác dụng với liti oxit oxi tinh thể trắng có thành phần LixNi1-xO: x x Li O + (1 − x)NiO + O → Li x Ni1− x O Cấu trúc mạng tinh thể LixNi1-xO giống cấu trúc mạng tinh thể NiO, ion Ni2+ ion liti số ion Ni2+ bị oxi hóa để bảo đảm tính trung hòa điện phân tử Khối lượng riêng tinh thể LixNi1-xO 6,21 g/cm3 a Vẽ ô mạng sở niken (II) oxit b Tính x (chấp nhận thể tích mạng sở không thay đổi chuyển từ NiO thành LixNi1-xO) c Tính phần trăm số ion Ni2+ chuyển thành ion Ni3+ viết công thức thực nghiệm đơn giản hợp chất LixNi1-xO cách dùng Ni(II), Ni(III) số nguyên Cho: Li = 6,94; O = 16,00; S = 32,07; Ni = 58,69; c =3,00.108 m.s-1; NA = 6,022.1023 mol-1; R = 8,314 J.K-1.mol-1 = 0,082 L.atm.K-1.mol-1; eV = 1,602.10-19 J Câu 2: (4 điểm) E = +0, 77V 2.1 Cho Fe3+ + 1e ↔ Fe 2+ TFe(OH)3 = 3,8.10−38 TFe(OH)2 = 4,8.10−16 Có dung dịch chứa đồn thời Fe2+ Fe3+ có nồng độ 1M pH = Thêm dẫn dung dịch NaOH vào (thể tích thay đổi khơng đáng kể) để tăng pH dung dịch lên Thí nghiệm tiến hành nhiệt độ không đổi 20℃ 3+ a Xác định phụ thuộc cặp Fe vào pH dung dịch Fe 2+ b Vẽ đồ thị E = f(pH) 2.2 Để xác định số điện li axit axetic người ta thiết lập pin sau: Pt, H2 | H+ 1M || CH3COOH 0,01M | H2,Pt Với PH = atm suất điện động pin 25℃ 0,1998V Tính số điện ti axit axetic 2.3 Dung dịch A gồm Fe(NO3)3 0,05M; Pb(NO3)2 0,10M; Zn(NO3)2 0,01 M Sục khí H2S vào dung dịch A đến bão hòa ([H2S] = 0,10 M) thu hỗn hợp B Những kết tủa tách từ hỗn hợp B? 3+ 2+ + lg* β1 = −2,17 Cho: Fe + H 2O ↔ FeOH + H Pb 2+ + H O ↔ PbOH + + H + 2+ + Zn + H 2O ↔ ZnOH + H + lg* β2 = −7,80 lg* β3 = −8,96 E 0Fe3+ /Fe2+ = 0, 771V; ES/H = 0,141V; E 0Pb2+ /Pb = −0,126 V; 2S http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word RT ln = 0, 0592 lg F PkS(PbS) = 26,6; PkS(ZnS) = 21,6; PkS(FeS) = 17,2 (pKS = -lgKS, với KS tích số tan) pK a1(H 2S) = 7, 02; pK a 2(H 2S) = 12,90; Ở 25℃: 2,303 pK a (NH+ ) = 9, 24; pK a (C H3COOH) = 4, 76 Câu 3: (4 điểm) 3.1 Cho từ từ khí CO qua ống đựng 3,2g CuO nung nóng Khí khỏi ống hấp thụ hoàn toàn vào nước vôi dư tạo thành 1g kết tủa Chất rắn lại ống sứ cho vào cốc đựng 500 ml dd HNO3 0,16 M M Sau phản xong thu thêm V2 (l) khí NO Sau thêm tiếp 12g Mg vào dd sau phản ứng thu V3 (l) hỗn hợp khí H2 N2, dd muối clorua hỗn hợp M kim loại a Tính V1, V2, V3 (đktc) b Xác định khối lượng kim loại hỗn hợp M Các chất phản ứng xảy hồn tồn 3.2 Hòa tan hoàn toàn hợp X gồm Zn, FeCO3 , Ag lượng dung dịch dư HNO3 loãng thu hỗn hợp khí A dung dịch B Hỗn hợp A gồm chất khí, có tỉ khối so với Hidro 19,2 Cho dung dịch B tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH thu kết tủa Lọc lấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi thu 5,64 gam kết tủa Tính khối lượng chất hỗn hợp đầu, biết khối lượng Zn FeCO3 chất X thử HNO3 xuống số oxi hóa xác định Câu 4: ( điểm) Hãy cho biết tương quan lập thể hai hợp chất cặp sau đây, giải thích ngắn gọn thu V1 (l) khí NO vả phần kim loại chưa tan Thêm tiếp vào cốc 760ml dd HCl Dự đoán sản phẩm cho chất sau tác dụng với Br2, FeBr3 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Giải thích brom hóa biphenyl xảy vị trí orto para vị trí meta Câu 5: (4 điểm) Đề nghị chế xúc tác axit cho đồng phân hóa sau: Hồn thành chuổi phản ứng sau: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word TRƯỜNG THPT CHUYÊN TRẦN HƯNG ĐẠO – BÌNH THUẬN Câu 1: (4 điểm) 1.1 a Tổng electron để xây dựng công thức Lewis cho SCN- + 4+5+1=16 Công thức Lewis cho SCNlà: b Ru2+ có cấu hình electron [Kr]4d65s05p0, ion trung tâm phức bát diện Vì CN- phối tử trường mạnh nên có phân lớp 4d6 Ru2+ có ghép đôi tất electron, tạo AO 4d trống Do xảy lai hóa d2sp3 Ru2+ tạo 6AO lai hóa hướng tới đỉnh hình bát diện Các khối tử (L) sử dụng cặp electron tự nguyên tử N gửi vào obitan lai hóa để tạo liên kết cho nhận phối tử ion Ru2+ d2sp [Ru(SCN)2(CN)4]41.2 a ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↓ 4d6 L ↑ ↓ 5s ↑ ↑ ↑ 5p L b Tính x: Tính cạnh a mạng sở NiO n.M NiO n.M NiO ρ NiO = → a3 = N A a N A ρ NiO n = (vì mạng lập phương tâm mặt) 4.74, 69 → a3 = → a = 4, 206.10−8 cm 23 6, 022.10 6, 67 Theo đầu bài, ô mạng sở NiO ô mạng sở LixNi1-xO giống nhau, đó: n.MLi x Ni1− x O 4.[x.6,94+(1-x).58,69+16] ρLix Ni1−x O = → 6, 21 = → x = 0,10 N A a 6, 022.1023.(4, 206.10−8 )3 c Thay x vào công thức LixNi1-xO, ta có Li0,1Ni0,9O hay cơng thức LiNi9O10 Vì phân tử trung hòa điện nên LiNi9O10 có ion Ni2+ ion Ni3+ Vậy ion Ni2+ có ion chuyển thành Ni3+ Phần trăm số ion Ni2+ chuyển thành ion Ni3+ 100% =11,1% Công thức thực nghiệm đơn giản nhất: LiNi(III)(Ni(II)) 8O10 Câu 2: (4 điểm) 2.1 a Nếu xuất phát từ dung dịch Fe3+ Fe2+ có nồng độ 1M, pH = nâng dần pH lên, kết tủa Fe(OH)3 đến Fe(OH)2 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word - Fe(OH)3 bắt đầu kết tủa [Fe3+].[OH-]3 = TFe(OH)3 → [OH − ]= → [H + ]=10 −14 TFe(OH)3 [Fe3+ ] [Fe3+ ] TFe(OH)3 [Fe3+ ] → pH = 14 − lg = 14 + lg([Fe3+ ].TFe(OH)3 ) TFe(OH)3 → pH = 14 + lg(1.3,8.10−38 ) = 1,53 Tương tự, Fe(OH)2 bắt đầu kết tủa → pH = 14 + lg([Fe 2+ ].TFe(OH)2 ) → pH = 14 + lg(1.4,8.10−16 ) = 6,33 3+ * ≤ pH < 1,53: Thế cặp Fe không phụ thuộc pH: Fe 2+ E Fe3+ = E 0Fe3+ = +0, 77V Fe2+ Fe2+ * 1,53 ≤ pH < 6,33: [Fe3+] giảm nên E Fe3+ E Fe3+ E 0Fe3+ Fe2+ = E 0Fe3+ + Fe2+ → E Fe3+ + Fe2+ Fe 2+ giảm 0, 059 [Fe3+ ] lg [Fe 2+ ] 0, 059 TFe(OH)3 lh( − lg[Fe + ]) [OH − ]3 = 0, 77 + Fe 2+ 0, 059 3,8.10−38.[H + ]3 lg( − lg1) = 1, 04 − 0,177pH (10−14 )3 * 6,33 ≤ pH ≤ 14: [Fe3+] [Fe2+] giảm 0, 059 TFe(OH)3 [OH − ]2 0, 059 TFe(OH)3 E Fe3+ = E Fe3+ + lg( ) = 0, 77 + lg( ) − − [OH ] TFe(OH )2 [OH ] TFe(OH)2 Fe2+ Fe 2+ → E Fe3+ → E Fe3+ Fe2+ 0, 059 3,8.10−38 [H + ] = 0, 77 + lg( ) 10 −14 4,8.10−16 = 0, 77 − 0, 478 − 0, 059.pH = 0, 292 − 0, 059.pH Fe2+ http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word b Đồ thị E = f(pH) 2.2 Đây pin nồng độ Vì [H+] điện cực trái cao [H+] điện cực phải nên đện cực trái điện dương điện cực điện cực âm (+)Pt, H2 | H+ 1M || CH3COOH 0,01M | H2,Pt(-) Ta có: Epin = E+ - E- = – E- = 0,1998 → E- = - 0,1998V Gọi x nồng độ H+ CH3COOH điện li điện cực âm 0, 059 x E + lg = + 0, 059 lg x = −0,1998 Ta có: E- = 2H + /H 2 PH → lg x = −3,386 → x = 10−3,386 = 4,11.10 −4 M ↔ CH3COO- + H+ CH3COOH [cân bằng] 0,01-4,11.10-4 4,11.10-4 4,11.10-4 (4,11.10−4 ) Ka = = 1, 76.10−5 −4 (0, 01 − 4,11.10 ) 0 2.3 Do E Fe3+ /Fe2+ = 0, 771V > ES/H2 S = 0,141V; 2Fe3+ + H2S → 0,05 Pb2+ + H2S → 0,10 2Fe2+ + 0,05 PbS↓ S↓ + 2H+ K1 = 1021,28 0,05 + + 2H 0,05 0,25 K2 = 106,68 Zn2+ + H2S → ZnS↓ + 2H+ K3 = 101,68 Fe2+ + H2S → FeS↓ + 2H+ K4 = 10-2,72 Vì K3 K4 nhỏ, cần phải kiểm tra điều kiện kết tủa ZnS FeS: Do môi trường axit nên ' C'Zn 2+ = C Zn2+ = 0, 010M;C Fe + = C 2+ = C 3+ = 0, 050 M Fe Fe Đối với H2S Ka2 MA nên hợp chất khí thứ hai phải khí NO có M NO < MA ⇒ Trong hỗn hợp khí A: CO2 chiếm 60% số mol; NO chiếm 40% số mol ⇒ n CO2 = 1,5n NO Gọi a,b,c số mol Zn, FeCO3, Ag có hỗn hợp, theo đề bài: 65a = 116b → a > b Với dung dịch HNO3 loãng: Chất khử yếu khử HNO3 → NO; chất khử mạnh khử HNO3 xuống mức oxi hóa thấp Nếu ba khử HNO3 thành NO thì: 3Zn + 2NO3- + 8H+ → 3Zn2+ + 2NO↑ + 4H2O 3FeCO3 + NO3- + 10H+ → 3Fe3+ + 3CO2 + NO + 5H2O 3Ag + NO3- + 4H+ → 3Ag+ + NO + 2H2O http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Thì số mol CO2 = b, số mol NO = b c a+ + 3 c Vì a > b nên số mol NO > b + > n NO > n CO2 : vô lí (loại) Vậy Zn + HNO3 → NH4NO3 4Zn + NO3- + 10H+ → 4Zn2+ + NH4+ + 3H2O b c Số mol NO = + , số mol CO2 = b ⇒ b = c 3 Dung dịch B tác dụng với NaOH dư tạo kết tủa Fe(OH)3 Ag2O t 2Fe(OH)3  → Fe 2O3 + 3H O t Ag OH  → 2Ag + 0,5O Chất rắn Fe2O3 Ag ⇒ 0,5b.160 + 108c = 5,64g ⇒ b = 0,03 Vậy m FeCO3 = 3, 48g; m Ag = 3, 24g; m Zn = 3, 48g; Câu 4: (4 điểm) Khi quay hai chất 1200 mặt phẳng nhận thấy hai chất vật ảnh khơng chồng khít lên Như hai hợp chất hai đối thân Nghịch chuyển khơng làm thay đổi cấu hình Hi cơng thức chất Hai hợp chất hai xuyên lập thể phân (khác cấu hình C4) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 10 Sự Brom hóa biphenyl xảy vị trí orto para vị trí meta: trung gian cacbocation Brom gắn vào vị trí orto para an định cộng hưởng với hai nhân thơm.Trong trung gian cacbocation Brom gắn vào vị trí meta an định nhân thơm mà http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 11 Câu 5: (4 điểm) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 12 ... 10−3,386 = 4, 11. 10 4 M ↔ CH3COO- + H+ CH3COOH [cân bằng] 0,01 -4, 11. 10 -4 4 ,11. 10 -4 4 ,11. 10 -4 (4, 11. 10 4 ) Ka = = 1, 76.10−5 4 (0, 01 − 4, 11. 10 ) 0 2.3 Do E Fe3+ /Fe2+ = 0, 771V > ES/H2 S = 0, 141 V;... http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word TRƯỜNG THPT CHUYÊN TRẦN HƯNG ĐẠO – BÌNH THUẬN Câu 1: (4 điểm) 1.1 a Tổng electron để xây dựng công thức Lewis cho SCN- + 4+ 5+1=16... trí meta an định nhân thơm mà http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 11 Câu 5: (4 điểm) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 12