Đề thi Olympic 30/4 môn Hóa lớp 10 - Đề số 21

Tỉnh : Vĩnh Long Trường : Lưu văn Liệt - Thị xã Vĩnh Long Môn : Hóa học - Khối 10 Tên Giáo viên biên soạn : Giảng Thành Hưng Số mật mã: Số mật mã : Câu 1: 4 điểm 1.1 .( 1,5 điểm ) Một mẫu đá uranynit có tỉ lệ khối lượng 206 Pb : 238 U = 0,0453. Cho chu kì bán hủy của 238 U là 4,55921.10 9 năm. Hãy tính tuổi của mẫu đá đó. 1.2. ( 1 diểm ) Một mẫu than củi đuợc tìm thấy trong một hang động khi tốc độ phân hủy còn 2,4 phân hủy/phút tính cho 1 gam. Giả định rằng mẫu than này là phần thừa của mẫu than do 1 họa sĩ dùng vẽ tranh, hỏi bao nhiêu năm sau người ta tìm thấy mẫu than Biết rằng trong cơ thể sống tốc độ phân hủy C là 13,5 phân hủy/giây, chu kì bán hủy của C là 5730 năm. 1.3. ( 1,5 điểm ) A, B là 2 nguyên tố kế tiếp nhau trong cùng một chu kỳ của bảng tuần hoàn trong đó B có tổng số lượng tử ( n + l ) lớn hơn tổng số lượng tử ( n + l ) của A là 1. Tổng số đại số của bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng của cation A + a là 3,5. a)Xác định bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng trên A, B. b)Viết cấu hình electron và xác định tên của A, B. Câu 2: 4 điểm 2.1. ( 3 điểm ) Trong 1 bình kín dung tích không đổi 0,42lít chứa mêtan và hơi nước. Nung nóng bình sau 1 thời gian để điều chế hỗn hợp H 2 , CO. Sau đó làm lạnh bình tới 25 o C, thấy áp suất bình là 776,7mmHg. Biết thể tích chất lỏng không đáng kể, áp suất hơi nước ở 25 0 C là 23,7 mmHg. Lấy tất cả khí trong bình đem đốt cháy thấy tỏa 1,138Kcal nhiệt. Biết nhiệt đốt cháy của CO, H 2 , CH 4 tương ứng là H ∆ = - 24,4 ; - 63,8 ; - 212,8 Kcal/mol. Tính % CH 4 bị chuyển hóa? 2.2. ( 1 điểm ) Tại 25 0 C, ∆ G 0 tạo thành của các chất như sau: (theo Kj/mol) H 2 O (K) CO 2 (k) CO (k) H 2 O (l) -228,374 - 394,007 - 137,133 - 236,964 a) Tính Kp của phản ứng CO (k) + H 2 O (l) = H 2(k) + CO 2(k) tại 25 0 C b) Tính P hơi nước ở 25 0 C Caâu 3 : 4 điểm 3.1 ( 2 điểm ) Tỉnh : Vĩnh Long Trường : Lưu văn Liệt - Thị xã Vĩnh Long Mơn : Hóa học - Khối 10 Tên Giáo viên biên soạn : Giảng Thành Hưng Số mật mã: Đánh giá khả năng hòa tan AgI trong NH 3 1 M . Cho biết K s ( AgI ) = 10 - 16 và hằng số bền của Ag(NH 3 ) + là β = 10 7,24 3.2 . 2 điểm ) Tính p H của dung dòch CH 3 COONH 4 0,4 M biết rằng K A (CH 3 COONH 4 ) = 1,8.10 -5 ; K B ( NH 3 )= 1,6 .10 – 5 Câu 4 : ( 4 điểm ) 4.1. ( 2 điểm ) Mắc nối tiếp các bình điện phân sau đây : bình I đựng CuSO 4 , bình II đựng dung dòch KCl (có màng ngăn xốp), bình III đựng dung dòch AgNO 3 . Hỏi sau khi ở catốt bình (I) thoát ra 3,2 gam kim loại thì ở các điện cực còn lại thoát ra những chất gì ? bao nhiêu gam (đối với chất rắn), bao nhiêu lít (ở đktc, đối với chất khí) biết rằng sau điện phân trong các dung dòch vẫn còn muối và không dùng công thức của đònh luật Faraday. 4.2. ( 2 điểm ) Một dung dòch chứa CuSO 4 0,1M ; NaCl 0,2M ; Cu dư và CuCl dư. a) Chứng minh rằng xảy ra phản ứng sau ở 25 o C : Cu + Cu 2+ + 2Cl -  2 CuCl ↓ Biết rằng Tt CuCl = 10 -7 và thế khử chuẩn ở 25 o C của Cu 2+ /Cu + và Cu + /Cu lần lượt là 0,15V và 0,52V. b) Tính hằng số cân bằng của phản ứng trên và nồng độ của các ion Cu 2+ và Cl - khi cân bằng. Câu 5: 4 điểm 5.1. ( 3 điểm ) Đun nóng một hỗn hợp gồm bột đồng, đồng I oxit, đồng II oxit với dung dịch H 2 SO 4 lỗng sau phản ứng khối lượng kim loại còn lại bằng 4 1 khối lượng hỗn hợp ban đầu. Cũng khối lượng hỗn hợp ban đầu như trên nếu cho tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl đặc thì thấy có 85% khối lượng hỗn hợp tác dụng. a)Trình bày cách tính riêng tồn bộ đồng trong hỗn hợp. b)Tính khối lượng hỗn hợp cần dùng để điều chế 42,5 (g) đồng. Tỉnh : Vĩnh Long Trường : Lưu văn Liệt - Thị xã Vĩnh Long Môn : Hóa học - Khối 10 Tên Giáo viên biên soạn : Giảng Thành Hưng Số mật mã 5.2. ( 1 diểm ) Cation R + và anion Y − điều có cấu hình electron ở lớp ngoài cùnglà 3p 6 . a)Viết cấu hình electron nguyên tử các nguyên tổ R, Y. Từ đó cho biết tên R, Y. b)X là hợp chất tạo bởi 2 nguyên tố R và Y. Viết phương trình phản ứng theo dãy biến hoá sau: A 1 A 2 A 3 X X X X B 1 B 2 B 3 Tỉnh : Vĩnh Long Trường : Lưu văn Liệt - Thị xã Vĩnh Long Môn : Hóa học - Khối 10 Tên Giáo viên biên sọan : Giảng Thành Hưng Số mật mã Đáp án: Câu 1: 4 điểm 1.1 1,5 điểm Số mol 238 U phóng xạ = số mol 206 Pb = 206 0453,0 (mol) (0,25 điểm) m U ban đầu = 1 + 206 0453,0 . 298 = 1,0523 (g) (0,25 điểm) k = 3 10.55921,4 2ln (0,25 điểm) k = t 1 ln N N 0 (0,25 điểm) t = 693,0 10.55921,4 3 ln 1 0523.1 = 3,35.10 8 năm (0,5 điểm) 1.2 1 điểm k = 5730 693,0 (0,5 điểm) t = 693,0 5730 ln 04,0 5,13 = 4,8.10 4 năm (0,5 điểm) 1.3. 1,5 điểm a)Vì 2 nguyên tố kế tiếp nhau trong cùng một chu kỳ nên 2 nguyên tố có cùng số lớp electron ( cùng n ). Mà tổng ( n + l ) của B lớn hơn tổng ( n + l ) của A là 1 nên: Cấu hình electron lớp ngoài cùng của A, B là: • A: ns 2 . • B: np 1 Mặt khác A có 2e ở lớp ngoài cùng ⇒ cation A có dạng A 2+ . Vậy tổng đại số của 4 số lượng tử của A 2+ là: (0,25 điểm) (n – 1 ) + 1 + 1 - 2 1 = 3,5 (0,25 điểm) Vậy 4 số lượng tử của : A: n = 3 l = 0 m = 0 s = - 2 1 (0,25 điểm) B: n = 3 l = 1 m = - 1 s = + 2 1 (0,25 điểm) Tỉnh : Vĩnh Long Trường : Lưu văn Liệt - Thị xã Vĩnh Long Môn : Hóa học - Khối 10 Tên Giáo viên biên soạn : Giảng Thành Hưng Số mật mã: b)Cấu hình electron của A, B: A: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ( Mg ). (0,25 điểm) B: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 ( Al ). (0,25 điểm) Câu 2: 4 điểm 2.1 3 điểm CH 4 + H 2 O  CO + 3H 2 x x 3x gọi x là số mol CH 4 tham gia phản ứng P tổng CO, H 2 , CH 4 = 776,7 – 23,7 = 753 mmHg n = RT PV = )27325( 273 4,22 42,0. 760 753 + = 0,017 mol Số mol CH 4 còn lại : 0,017 – (x + 3x) = 0,017 – 4x Số mol CH 4 ban đầu : x + 0.017 – 4x= 0,017 – 3x CO + 2 1 O 2 0 t CO 2 ∆ H 1 = - 24,4Kcal/mol H 2 + 2 1 O 2 0 t H 2 O ∆ H 2 = - 63,9 Kcal/mol CH 4 + 2O 2 0 t CO 2 + 2H 2 O ∆ H 3 = - 212,8Kcal/mol Nhiệt tỏa ra là 1,138 Kcal/mol x. 24,4 + 3x. 63,8 + (0,017 – 4x) . 212,8 = 1,138 (0,25 điểm) x = 0,004 (0,25 điểm) vậy %CH 4 đã chuyển hóa là: x x 3017,0 − .100 = 004,0.3017,0 004,0 − .100 = 80% (0,5 điểm) 2.2 1 điểm a) CO (k) + H 2 O (l)  H 2(k) + CO 2(k) ∆ G 0 298pư = ∆ G 0 H 2(k) + ∆ G 0 CO (k) - ∆ G 0 CO (k) - ∆ G 0 H 2 O (l) = 0 – 394,007 + 137,133 + 266,946 = - 19,91 Kj/mol (0,5 điểm) Mà : ∆ G 0 = - RT lnKp = - RT.2,303lgKp lg Kp = RT G 303,2 0 ∆− = 298.10.314,8.303,2 91,19 3 − = 3,4894 (0,25 điểm) Kp = 10 3,4894 = 3,086.10 3 (0,25 điểm) b) Xét cân bằng: H 2 O (l)  H 2 O (k) Kp = P H 2 O (k) Tỉnh : Vĩnh Long Trường : Lưu văn Liệt - Thị xã Vĩnh Long Môn : Hóa học - Khối 10 Tên Giáo viên biên soạn : Giảng Thành Hưng Số mật mã: ∆ G 0 298pư = ∆ G 0 H 2 O (k) - ∆ G 0 H 2 O (l) = - 228,374 + 236,946 = 8,59 Kj/mol (0,25 điểm) lg Kp = RT G 303,2 0 ∆− = 298.10.314,8.303,2 59,8 3 − − = -1,5055 (0,25 điểm) Kp = 10 -1,5055 = 3,12 .10 - 2 (0,25 điểm) vậy P H 2 O (k) = 3,12.10 -2 atm Câu 3: 4 điểm 3.1 2 điểm AgI ↓ Ag + + I - K s = 10 - 16 Ag + + 2 NH 3 Ag ( NH 3 ) 2 + β 2 = 10 7, 2 4 AgI + 2 NH 3 Ag (NH 3 ) 2 + + I -- K = 10 -- 8,76 (1) (0,25 điểm) K bé có thể dự đoán là AgI khó tan trong NH 3 Tính độ tan của Ag I theo phương trình (1) : Gọi x là nồng độ của I – trong dung dịch ở trạng thái cân bằng AgI + 2 NH 3 Ag (NH 3 ) 2 + + I -- K = 10 -- 8,76 (1) C 1 M 2x x x CB 1 – 2x x x (0,5 điểm) Với 2x << 1 ( x << 0,5 ) = > x = 10 - 4,38 << 0,5 . (0,25 điểm) % NH 3 đã tiêu thụ cho phản ứng hoà tan AgI là không đáng kể : 2. 4,2 . 10 – 5 . 100 = 8,4 . 10 – 3 % (0,25 điểm) Vậy có thể coi AgI tan không đáng kể trong NH 3 (0,25 điểm) 3.2 2 điểm NH 4 + là axit A 1 , CH 3 COO – là baz B 2 Các cặp axit – baz liên hợp : CH 3 COOH / CH 3 COO -- với : 38,476,8 2 2 10 21 10 )21( : −− = − ===>= − x x x x dltdKL Độ tan của AgI : [ ] [ ] MINHAgS AgI 583,4 23 10.2,410)( −−−+ ==== (0,5 điểm) 10 5 14 3 10.56,5 10.8,1 10 )( 2 − − − −− === COOCHKK BB (0,25 điểm) Tỉnh : Vĩnh Long Trường : Lưu văn Liệt - Thị xã Vĩnh Long Môn : Hóa học - Khối 10 Tên Giáo viên biên soạn : Giảng Thành Hưng Số mật mã: NH 4 + / NH 3 với Tiến hành các phép thử : (0,25 điểm) (0,25 điểm) (0,25 điểm) Ta tính được : (0,25 điểm) (0,25 điểm) (0,25 điểm) Câu 4 : a) 2 điểm Cu + Cu 2+ + 2Cl - = 2 CuCl ↓ (0,25 điểm) 0,1M 0,2M Cu 2+ + e → Cu + ε Cu 2+ / Cu + = ε 0 Cu 2+ / Cu + + 0,059 . lg [Cu + ] = = = 5.10 -7 M (0,25 điểm) [Cu 2+ ] [Cu + ] Tt [ Cl - ] 10 -7 0,2 10 5 14 4 10.25,6 10.6,1 10 )( 1 − − − + === NHKK AA (0,25 điểm) 1 1 13 10 6,25.10 .0,4 2.10 A A K xC − − = > (0,25 điểm) 2 2 1 1 2 2 10 13 10 10 5,56 .10 . 0,4 2 .10 0, 4 380 6, 25.10 0 , 4. 380 5,56 .10 B B A A B B K xC C K C K − − − − = > = > = > 4,0 21 == BA CC [ ] 510 10.8,1.10.25,6 21 −−+ == AA KKH [ ] 97,610.06,1 7 =⇒= −+ HpH Tnh : Vnh Long Trng : Lu vn Lit - Th xó Vnh Long Mụn : Húa hc - Khi 10 Tờn Giỏo viờn biờn son : Ging Thnh Hng S mt mó: Cu 2+ / Cu + = 0,15 + 0,059 . lg = 0,463 V (0,25 im) Cu + + e = Cu Cu + / Cu = 0 Cu + / Cu + 0,059 . lg[ Cu + ] Cu + / Cu = 0,52 + 0,059 lg 5.10 -7 = 0,148 V (0,5 im) Vỡ Cu 2+ / Cu + = 0,463 V > Cu + / Cu = 0.148 V (0,5 im) neõn phaỷn ửựng xaỷy ra theo chieu thuaọn. (0,25 im) b). Tớnh K : ( 2 im ) Cu + Cu 2+ + 2Cl - 2CuCl K 1 K 2 (0,25 im) 2Cu + + 2Cl - K = K 1 .K 2 (0,25 im) lg K 1 = = K 1 = 5,35.10 -7 (0,25 im) K 2 = = = 10 14 (0,25 im) K = 5,35.10 -7 . 10 14 = 5,35.10 7 (0,25 im) K nE 0 0,059 1 (0,15 0,52) 0,059 1 2 Tt 1 10 -14 0,1 5 . 10 -7 Tỉnh : Vĩnh Long Trường : Lưu văn Liệt - Thị xã Vĩnh Long Mơn : Hóa học - Khối 10 Tên Giáo viên biên soạn : Giảng Thành Hưng Số mật mã: c) Tính nồng độ của Cu 2+ và Cl - Cu + Cu 2 + + 2 C l - 2CuCl ↓ (0,25 điểm) Ban đầu : 0,1M 0,2M Cân bằng : 0,1 – x 0,2 – 2x 5,35.10 7 = = = ⇒ [Cu 2+ ] = (0,1 – x) = 1,67.10 -3 M. (0,25 điểm) ⇒ [Cl - ] = 2(0,1 – x) = 3,34 .10 -3 M. (0,25 điểm) Câu 5: ( 4 điểm ) 5.1. (3 điểm ) Gọi m là khối lượng của hỗn hợp gồm: a mol Cu, b mol CuO, c mol Cu 2 O: Ta có: 64a + 80b + 144c = m (1). (0,25 điểm) • Phản ứng với H 2 SO 4 lỗng: CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O. Cu 2 O + H 2 SO 4 = Cu + CuSO 4 + H 2 O. c c Cu + H 2 SO 4 a (0,25 điểm) Khối lượng kim loại còn lại là khối lượng của Cu: m Cu = 64 ( a + c ) = 4 1 m ⇒ a + c = 644x m (2) (0,25 điểm) • Phản ứng với HCl đặc: CuO + HCl = CuCl 2 + H 2 O. Cu 2 O + 8HCl = 2H 3 (CuCl 4 ) + H 2 O. Cu + HCl (0,25 điểm) 85% khối lượng hỗn hợp tác dụng với HCl là CuO và Cu 2 O. Vậy: 100 – 85 = 15% Khơng tác dụng là Cu. 1 (0,1 – x)(0,2 – 2x) 2 1 (0,1 – x) [2(0,1 – x)] 2 1 4(0,1 – x) 3 Tỉnh : Vĩnh Long Trường : Lưu văn Liệt - Thị xã Vĩnh Long Môn : Hóa học - Khối 10 Tên Giáo viên biên soạn : Giảng Thành Hưng Số mật mã: %Cu = 64a = 100 15 m ⇒ a = 64 15,0 m. (0,25 điểm) a) Để tách toàn bộ đồng trong hỗn hợp ta cho hỗn hợp tác dụng với H 2 đun nóng cho một luồng khí hidro dư đi qua để khử toàn bộ Cu 2+ và Cu + về Cu kim loại. Cu + H 2 a CuO + H 2 = Cu + H 2 O. b b Cu 2 O + H 2 = 2Cu + H 2 O. c 2c (0,25 điểm) b) Ta có: 64( a + b + 2c ) = 42,5 (3) (0,25 điểm) Thay a = 64 15,0 m vào (2) ⇒ c = 644x m - 64 15,0 m = 64 1,0 m (0,25 điểm) Thay a, c vào (1) ⇒ 64. 64 15,0 m + 80b + 144. 64 1,0 m = m ⇒ b = 80 625,0 m (0,25 điểm) Thay a, b, c vào (3) ⇒ 64. 64 15,0 m + 80. 80 625,0 m + 144. 64 1,0 m = 42,5 (0,25 điểm) ⇒ 0,85 m = 42,5 ⇒ m = 50 (g). (0,25 điểm) 5.2. (1 điểm) a)Cấu hình electron của R: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 ( R: Kali ). Cấu hình electron của Y: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ( Y: Clo ). (0,25 điểm) b)Phương trình phản ứng: 1) KCl K + 2 1 Cl 2 . 2) K + 2 1 Cl 2 = KCl. (0,25 điểm) (A 1 ) (B 1 ) (X) 3) K + H 2 O = KOH + 2 1 H 2 . 4) 2KOH + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2H 2 O. (0,25 điểm) (A 2 ) (A 3 ) 5) H 2 + Cl 2 = 2HCl 6) KOH + HCl = KCl + H 2 O. (0,25 điểm) (B 2 ) 7) Ba + 2HCl = BaCl 2 + H 2 . 8) K 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2KCl. (0,25 điểm) (B 3 ) t 0 c t 0 c dpnc . [Cu 2+ ] [Cu + ] Tt [ Cl - ] 10 -7 0,2 10 5 14 4 10. 25,6 10. 6,1 10 )( 1 − − − + === NHKK AA (0,25 điểm) 1 1 13 10 6,25 .10 .0,4 2 .10 A A K xC − − = > (0,25. 2 10 13 10 10 5,56 .10 . 0,4 2 .10 0, 4 380 6, 25 .10 0 , 4. 380 5,56 .10 B B A A B B K xC C K C K − − − − = > = > = > 4,0 21 == BA CC [ ] 510 10.8,1 .10. 25,6