đề thi và đáp án olympic hóa học sinh viên toàn quốc 2014 lý thuyết

Dưới đây là đề thi và đáp án chi tiết đề thi olympic hóa học sinh viên toàn quốc 2014 phần lý thuyết, các bạn tham khảo nhé. Nếu có thắc mắc nào thì mọi người liên hệ anh ha. Anh có trong tay rất nhiều tài liệu luyện thi học sinh giỏi quốc gia.

LIÊN HIỆP CÁC HỘI KH&KT VIỆT NAM

BÀI THI OLYMPIC HOÁ HỌC SINH VIÊN CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC VÀ

CAO ĐẲNG TOÀN QUỐC LẦN THỨ VIII (4/2014)

Họ và tên thí sinh:

Ngày tháng năm sinh:

Số báo danh:

Đơn vị:

Số phách:

Tổng điểm bằng chữ

Điểm

Cần Thơ, ngày 06 tháng 04 năm 2014

CHẤM THI BẢNG A

Hướng dẫn thí sinh khi làm bài thi

1 Thí sinh phải viết họ, tên, ngày tháng năm sinh và số báo danh vào tờ bìa của bài thi (Vì đây là phách của bài thi)

2 Các trang bên trong của bài thi không được viết bất cứ thông tin cá nhân nào, mà chỉ làm bài bằng bút xanh hoặc đen, không được dùng bút đỏ Tất cả các kết quả trả lời mỗi câu hỏi phải được viết trong khung quy định của bài thi Làm khác quy định sẽ không được chấm điểm

3 Bài thi gồm 08 câu, 16 trang Khi làm bài xong thí sinh phải nộp toàn bộ bài thi và ký xác nhận trước khi ra về

4 Thí sinh có 180 phút để làm bài thi

5 Thí sinh không được sử dụng tài liệu tham khảo, chỉ được sử dụng máy tính không có thẻ nhớ

6

C 12.01

7

N 14.01

8

O 16.00

9

F 19.00

10

Ne 20.18

14

Si 28.09

15

P 30.97

16

S 32.07

17

Cl 35.45

18

Ar 39.95

22

Ti 47.87

23

V 50.94

24

Cr 52.00

25

Mn 54.94

26

Fe 55.85

27

Co 58.93

28

Ni 58.69

29

Cu 63.55

30

Zn 65.38

31

Ga 69.72

32

Ge 72.64

33

As 74.92

34

Se 78.96

35

Br 79.90

36

Kr 83.80

40

Zr 91.22

41

Nb 92.91

42

Mo 95.96

43

Tc [98]

44

Ru 101.07

45

Rh 102.91

46

Pd 106.42

47

Ag 107.87

48

Cd 112.41

49

In 114.82

50

Sn 118.71

51

Sb 121.76

52

Te 127.60

53

I 126.90

54

Xe 131.29

72

Hf 178.49

73

Ta 180.95

74

W 183.84

75

Re 186.21

76

Os 190.23

77

Ir 192.22

78

Pt 195.08

79

Au 196.97

80

Hg 200.59

81

Tl 204.38

82

Pb 207.2

83

Bi 208.98

84

Po (209)

85

At (210)

86

Rn (222)

104

Rf (261)

105

Ha (262)

58

Ce 140.12

59

Pr 140.91

60

Nd 144.24

61

Pm (145)

62

Sm 150.36

63

Eu 151.96

64

Gd 157.25

65

Tb 158.93

66

Dy 162.50

67

Ho 164.93

68

Er 167.26

69

Tm 168.93

70

Yb 173.05

71

Lu 174.97

90

Th 232.04

91

Pa 231.04

92

U 238.03

93

Np 237.05

94

Pu (244)

95

Am (243)

96

Cm (247)

97

Bk (247)

98

Cf (251)

99

Es (254)

100

Fm (257)

101

Md (256)

102

No (254)

103

Lr (257)

Số phách

Câu I:

Cán bộ 1 Cán bộ 2

a Trong quá trình luyện gang, thép; một lượng nhỏ cacbon thường xâm nhập vào các pha tinh thể của sắt

Khi cacbon xâm nhập vào tinh thể Fe- (có cấu trúc lập phương tâm khối), các nguyên tử cacbon có thể chiếm vị trí tâm mặt của ô mạng cơ sở Cho biết bán kính kim loại của Fe- là 0,124nm; bán kính cộng hóa trị của cacbon là 0,077nm Hỏi độ dài cạnh a của ô mạng cơ sở sẽ tăng thêm bao nhiêu khi Fe- có chứa cacbon so với Fe- ở trạng thái nguyên chất

Tính tương tự cho Fe- có cấu trúc lập phương tâm mặt; biết rằng các nguyên tử cacbon có thể chiếm vị trí tâm của ô mạng cơ sở; bán kính kim loại của Fe- là 0,128nm

So sánh khả năng xâm nhập của cacbon vào hai loại tinh thể của sắt trên

Số phách

b Bằng thuyết lai hóa VB giải thích sự tạo thành liên kết trong phân tử CO và phức chất Fe(CO)5

Số phách

Câu II:

Cán bộ 1 Cán bộ 2

a Sự thải thủy ngân ra khỏi cơ thể người là một phản ứng bậc nhất, có thời gian bán hủy

2

t =60 ngày Hàm lượng thủy ngân cho phép trong cơ thể người là 25 ppb (một phần tỉ) theo thể trọng Một người cân nặng 70 kg bị nhiễm thủy ngân vượt quá ngưỡng cho phép là 7,5.10-3g Cần bao nhiêu thời gian tối thiểu để lượng thủy ngân đào thải khỏi cơ thể xuống dưới ngưỡng cho phép ?

b Hàm lượng SO2 trong không khí được xác định theo nguyên tắc: hấp thụ SO2 vào dung dịch Ce(SO4)2 dư, sau đó chuẩn độ lượng Ce4+ dư bằng dung dịch FeSO4

Người ta hút không khí ở khu vực của một nhà máy vào 50 ml dung dịch Ce(SO4)2 0,011 M với tốc độ 3,2 lit/phút, sau 75 phút thì cần 13,95 ml dung dịch FeSO4 0,038 M để chuẩn độ lượng Ce4+ dư

- Viết các phản ứng xảy ra

- Biết nồng độ cho phép của SO2 trong không khí theo tiêu chuẩn là 2ppm Hỏi mẫu không khí trên có bị ô nhiễm bới SO2 không?

Số phách

Câu III: a b Tổng điểm Cán bộ 1 Cán bộ 2 Hóa học xanh (green chemistry) luôn hướng tới các quá trình sản xuất sạch hơn, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tách loại, thu hồi, tái sử dụng lại các chất thải Dưới đây là một ví dụ: Để tách loại các kim loại nặng Cr (VI), Ni (II) từ nước thải mạ điện, người ta tiến hành khử Cr(VI) về Cr(III) bằng FeSO4 trong môi trường axit, sau đó dùng kiềm để kết tủa các hydroxit Cr(OH)3, Ni(OH)2, Fe(OH)3 tại các pH thích hợp nhằm thu hồi, tái sử dụng lại hydroxit của các kim loại này a) Hãy viết các phương trình phản ứng xảy ra trong quá trình tách loại này

Số phách

b) Giả thiết nồng độ ban đầu của các ion Cr (VI) và Ni (II) trong nước thải đều bằng 10-3M; lượng FeSO4 lấy vừa đủ để khử Cr(VI) về Cr(III) (coi thể tích dung dịch nước thải không đổi) Hãy xác định các giá trị pH đối với từng hydroxit kim loại: - pHbđ của dung dịch khi bắt đầu xuất hiện kết tủa hydroxit kim loại - pHht của dung dịch khi kết tủa hoàn toàn hydroxit kim loại (các hydroxit kim loại được xem như kết tủa hoàn toàn khi nồng độ ion kim loại còn lại trong dung dịch bằng

10-6M) - Khoảng giá trị pH tối ưu để có thể tách riêng từng hydroxit kim loại khỏi hỗn hợp của chúng Cho biết tích số tan của Fe(OH)3, Cr(OH)3, Ni(OH)2 lần lượt bằng 10-38, 10-30, 10-15

Số phách

Câu IV: a b c Tổng điểm Cán bộ 1 Cán bộ 2 Người ta lắp pin: (-)Ag/Ag2S/H2S(1atm)/KClO410-2M//KClO4 10-2M/H+1M/H2(1atm)/Pt(+) Có sức điện động bằng 64,6mV ở 298K a) Viết phản ứng xảy ra khi pin hoạt động (KClO4 là chất điện ly không tham gia phản ứng điện hóa)

Số phách

b) Cho biết Entropi chuẩn của các chất ở 298K; S0298 (J/K.mol) tương ứng là

H2 (130,6); H2S (205,8); Ag (42,6); Ag2S (144,1) Tính ∆Go, ∆Ho và hằng số cân bằng K của phản ứng ở 298K

c) Dung dịch H2S bão hòa (dưới áp suất 1atm) có [H2S] = 0,1M Tính tích số tan của Ag2S ở 298K Cho biết hằng số điện ly của H2S là K1 = 10-7; K2 = 10-13 và EO(Ag+/Ag) = 0,80V; Eo(H+/H) = 0.00V

Số phách

Câu V: a b Tổng điểm Cán bộ 1 Cán bộ 2 Ion Hg2+ tạo với I- một kết tủa HgI2 (có tích số tan bằng 10-28) và một phức chất tan HgI42- có hằng số không bền là 10-30 ( 2 2 4 (HgI  Hg  4I ) Trong một thí nghiệm người ta thêm dung dịch KI 1M vào 10 ml dung dịch chứa ion Hg2+ có nồng độ là 10-2M (coi thể tích của dung dịch không bị thay đổi) a Vậy với thể tích V1 của dung dịch KI bằng bao nhiêu thì xuất hiện kết tủa HgI2? Tính nồng độ các chất có trong dung dịch tại thời điểm này?

b Với thể tích V2 của dung dịch KI bằng bao nhiêu thì kết tủa HgI2 bị hòa tan hoàn toàn? Tính nồng độ các chất có trong dung dịch tại thời điểm đó?

Số phách

Số phách

Câu VI:

điểm

Cán bộ 1

Cán bộ 2

1 Cho phương trình phản ứng:

O

O

dd Br2 1:1 A

B dd NaOH

to C + D

a Viết công thức và gọi tên A, B, C, D

b Gọi tên cơ chế phản ứng từ A đến B, từ B đến C

c Cho biết số đồng phân lập thể của A, B, C, D

2 Hợp chất A có công thức phân tử C4H8O Hãy vẽ các cấu trúc đồng phân thỏa mãn các điều kiện sau: a Là các đồng phân hình học

Số phách

b Là các đồng phân quang học

c Vừa là đồng phân hình học vừa là đồng phân quang học

Câu VII: 1 2 Tổng điểm Cán bộ 1 Cán bộ 2 Hoàn thành các dãy phản ứng sau: 1 m- 3 o 4 o 3 1.ClSO H HCOOH t NaBH 6 8 2 3 4 7 8 3 2 4 2.NH ,0 180 C Cloanilin A(C H ClS N O )  B C D(C H ClN S O )

Số phách

2

o

CH NO   A     B C D E  F

o

t

F   G H(C H Cl N O )

Câu VIII: Tổng điểm Cán bộ 1 Cán bộ 2 Hợp chất A (C5H9OBr) khi tác dụng với dung dịch iot trong kiềm loãng tạo ra kết tủa màu vàng A tác dụng với dung dịch NaOH tạo ra 2 xeton B và C có cùng công thức phân tử C5H8O B và C đều không làm mất màu dung dịch kali pemanganat ở lạnh, chỉ có B tạo kết tủa vàng với dung dịch iot trong kiềm Cho B tác dụng với CH3MgBr rồi với nước thì thu được D (C6H12O) D tác dụng với HBr tạo ra 2 đồng phân cấu tạo E, F có cùng công thức phân tử C6H11Br, trong đó chỉ có F làm mất màu kali pemanganat ở lạnh Dùng công thức cấu tạo viết sơ đồ phản ứng từ A tạo thành B, C, D, E, F Gọi tên A, D theo danh pháp IUPAC Từ C viết sơ đồ điều chế 1-xiclopentenylmetanol

Số phách

-HẾT -

ĐÁP ÁN BẢNG A Câu I: (2 điểm)

- Obitan py của cacbon chứa một electron độc thân xen phủ với obitan py của O (chứa 1 electron độc thân)  tạo liên kết 

- Obitan pz của oxi chứa 2 electron xen phủ với obitan pz trống của cacbon tạo liên kết  cho nhận theo kiểu PO PC

Công thức cấu tạo của CO:

* Sự hình thành liên kết trong phức Fe(CO)5

Fe (Z = 26) [Ar] 3d64s2

Khi đi vào phức Fe(CO)5 do CO là phối tử cho  nên tạo trường mạnh  đẩy các electron của

Fe ghép đôi với nhau tạo ra 5 obitan trống dsp3

hướng tới 5 đỉnh của hình lưỡng chóp đáy tam giác đều

có tâm là nguyên tử Fe Năm phân tử CO sẽ dùng 5 cặp electron tự do của mình (trên nguyên tử C của CO)tạo liên kết phối trí với các obitan lai hóa dsp3 của Fe, tạo phức Fe(CO)5 nghịch từ (S = 0)

25.70.10

1, 75.1010



Lượng Hg trong cơ thể người bị nhiễm thủy ngân: 1,75.10-3

+ 7,5.10-3 = 9,25.10-3 gam

0, 02.10

10 mol2

tại nhà máy không bị ô nhiễm bởi SO2

Câu III: (2 điểm)

b (1,5 điểm – mỗi cặp pH 0,5 điểm)

Tính pHbđ và pHht của các hidroxit kim loại

- Đối với Fe(OH)3



[oh ]bđ =

38

12 3

3

10

1, 49.103.10

6

10

1010

3

10

1010

6

10

1010

[oh ] bđ =

15

6 3

10

1010

6

10

1010

28 HgI

13 12 1

  rất nhỏ (gần như toàn bộ Hg2+ đã đi vào phức chất HgI24)

- Nồng độ tổng cộng của I- có trong dung dịch lúc đó

b Cơ chế A sang B là AE; C sang D SN2 (CO)

c Số đồng phân lập thể: A có 4 đồng phân; B có 8 đồng phân; C có 2 đồng phân; D có 2 đồng phân

2 (1,5 điểm)

a

C CH

CH2OH

CH2OHHH

H3C

ZE

H

OCH3E

OCH3HH

O

CH3H

O

c

O

CH3H

H

CH3H

CH3H

CH3H

HOH

CH3H

OH

Hmeso

Câu VII (2 điểm)

to

HN

S N

O O

Cl

SO2NH2H

CH2OCOCH3 HNO3

OOCCH3

CH NHCOCH3

CH2OCOCH3

OH-, H2O

OH

CH NHCOCH3

(A)

-OH -H2O

LIÊN HIỆP CÁC HỘI KH&KT VIỆT NAM HỘI HÓA HỌC - TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

OLYMPIC HOÁ HỌC SINH VIÊN CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC VÀ

CAO ĐẲNG TOÀN QUỐC LẦN THỨ VIII (4/2014)

BÀI THI LÝ THUYẾT

Bảng: B

Họ và Tên thí sinh: ………

Số báo danh:……… Ngày thi:………

Chỉ dẫn chung:

 Bài thi gồm 8 câu, 13 trang

 Thí sinh có 180 phút để làm bài thi

Các kết quả trả lời mỗi câu hỏi phải được viết trong khung quy định của phiếu trả lời Làm khác quy định sẽ không được chấm điểm

Cán bộ coi thi thứ nhất Cán bộ coi thi thứ hai Số phách

6

C 12.01

7

N 14.01

8

O 16.00

9

F 19.00

10

Ne 20.18

14

Si 28.09

15

P 30.97

16

S 32.07

17

Cl 35.45

18

Ar 39.95

22

Ti 47.87

23

V 50.94

24

Cr 52.00

25

Mn 54.94

26

Fe 55.85

27

Co 58.93

28

Ni 58.69

29

Cu 63.55

30

Zn 65.38

31

Ga 69.72

32

Ge 72.64

33

As 74.92

34

Se 78.96

35

Br 79.90

36

Kr 83.80

40

Zr 91.22

41

Nb 92.91

42

Mo 95.96

43

Tc [98]

44

Ru 101.07

45

Rh 102.91

46

Pd 106.42

47

Ag 107.87

48

Cd 112.41

49

In 114.82

50

Sn 118.71

51

Sb 121.76

52

Te 127.60

53

I 126.90

54

Xe 131.29

72

Hf 178.49

73

Ta 180.95

74

W 183.84

75

Re 186.21

76

Os 190.23

77

Ir 192.22

78

Pt 195.08

79

Au 196.97

80

Hg 200.59

81

Tl 204.38

82

Pb 207.2

83

Bi 208.98

84

Po (209)

85

At (210)

86

Rn (222)

104

Rf (261)

105

Ha (262)

58

Ce 140.12

59

Pr 140.91

60

Nd 144.24

61

Pm (145)

62

Sm 150.36

63

Eu 151.96

64

Gd 157.25

65

Tb 158.93

66

Dy 162.50

67

Ho 164.93

68

Er 167.26

69

Tm 168.93

70

Yb 173.05

71

Lu 174.97

90

Th 232.04

91

Pa 231.04

92

U 238.03

93

Np 237.05

94

Pu (244)

95

Am (243)

96

Cm (247)

97

Bk (247)

98

Cf (251)

99

Es (254)

100

Fm (257)

101

Md (256)

102

No (254)

103

Lr (257)

b Giải thích sự khác nhau về góc liên kết trong các dãy hợp chất sau:

Dãy 1 H2O (105) H2S (92o) H2Se (91o) H2Te (90o)

c So sánh và giải thích độ dài và độ bền của liên kết N–N trong N2O4 và N2H4.

Câu 2:

a) Tại Thế vận hội mùa đông Sochi năm 2013 đã xảy ra một vấn đề thời sự lý thú Đó là ảnh hưởng của sự biến đổi khí hậu, làm nóng lên toàn cầu, vì vậy việc chuẩn bị cho thi đấu thể thao mùa đông hết sức phức tạp và tốn kém Người ta phải làm tuyết nhân tạo bằng cách nén hỗn hợp hơi nước và không khí đến áp suất cao rồi cho hỗn hợp khí đó phụt nhanh ra khỏi bình nén vào khí quyển Hãy dùng nhiệt động học giải thích quá trình đó

5

Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B

Số phách

b) Cũng mùa đông năm đó, trên đỉnh núi Sa Pa của nước ta vào một buổi sáng lặng gió, có sương tuyết tạo thành Ở mặt phía Tây của đỉnh núi, nhiệt độ hạ xuống đến

- 6C, áp suất của hơi nước trong khí quyển là 2,20 Torr Ở mặt phía Đông của đỉnh núi, nhiệt độ hạ xuống đến - 3C, áp suất của hơi nước trong khí quyển là 3,80 Torr

Hãy cho biết trong điều kiện như vậy các hạt sương tuyết có tồn tại hay không?

Biết rằng: entanpi nóng chảy của nước đá là 6,008 kJ.mol-1; entanpi bay hơi của nước lỏng là 44,016 kJmol-1; áp suất không khí ở đỉnh núi là 456 Torr; ở áp suất không khí bằng

760 Torr nước đá nỏng chảy ở 0C