Hãy xác định thành phần hỗn hợp khí ở trạng thái cân bằng được tạo thành theo phản ứng: CO + H2O ƒ H2 + CO2 từ hai thể tích như nhau của cacbon oxit và hơi nước ở điều kiện trên.. Chất A[r]
(1)BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA THPT NĂM 2014 Môn: HOÁ HỌC Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi thứ nhất: 03/01/2014 (Đề thi có 03 trang, gồm 05 câu) ĐỀ THI CHÍNH THỨC Cho: H = 1; C = 12; O = 16; Na = 23; Cl = 35,5; K = 39; Mn = 55; Cu = 63,54; eV = 1,602.10-19J; NA = 6,022.1023 mol-1; T(K) = t(oC) + 273; R = 8,314 J.mol-1.K-1 = 0,082 atm.L.mol-1.K-1; ZCo = 27; ZRu = 44; F = 96500 C.mol-1; 1pm = 10-12 m Câu I (3,0 điểm) Nhiệt phân hoàn toàn x gam KClO3 (có MnO2 xúc tác), khí thoát thu qua chậu đựng dung dịch H2SO4 loãng (D = 1,15 g/mL) vào ống nghiệm úp ngược (như hình vẽ) Các kiện thí nghiệm: Nhiệt độ 17oC; áp suất khí 752 mm Hg; thể tích khí thu ống nghiệm V = 238 cm3; khoảng cách mặt thoáng h = 27 cm; khối lượng riêng Hg là 13,6 g/cm3; áp suất nước ống nghiệm là 13,068 mm Hg Tính x Nung nóng thời gian hỗn hợp A gồm 10x gam KClO3 (giá trị x thu trên) và y gam KMnO4, thu chất rắn B và 3,584 lít khí O2 (đktc) Cho B tác dụng hết với dung dịch HCl đặc, nóng, dư, thu 6,272 lít khí Cl2 (đktc) Viết tất các phương trình phản ứng có thể xảy và tính y Câu II (4,0 điểm) Cho các ion sau đây: He+, Li2+, Be3+ a) Áp dụng biểu thức tính lượng: En = -13,6(Z2/n2) (có đơn vị là eV); n là số lượng tử chính, Z là số điện tích hạt nhân, hãy tính lượng E2 theo đơn vị kJ/mol cho ion trên (trong đáp số có chữ số thập phân) b) Có thể dùng trị số nào các trị số lượng tính trên để tính lượng ion hóa hệ tương ứng? Tại sao? c) Ở trạng thái bản, số các ion trên, ion nào bền nhất, ion nào kém bền nhất? Tại sao? Thực nghiệm cho biết đồng tinh thể có khối lượng riêng D = 8,93 g/cm3; bán kính nguyên tử đồng là 128 pm Đồng kết tinh theo mạng tinh thể lập phương đơn giản hay lập phương tâm diện? Tại sao? 130 Đồng vị 131 53 I dùng y học thường điều chế cách bắn phá bia chứa 52Te nơtron lò phản ứng hạt nhân Trong phương pháp này, trước tiên Te , đồng vị này phân rã - tạo thành 131 52 131 53 - Tính nồng độ ban đầu 131 53 131 53 Te nhận nơtron chuyển hóa thành I a) Viết phương trình các phản ứng hạt nhân xảy điều chế b) Trong thời gian giờ, mL dung dịch 130 52 131 53 I I ban đầu phát 1,08.1014 hạt - I dung dịch theo đơn vị mol/L - Sau bao nhiêu ngày, hoạt độ phóng xạ riêng dung dịch Biết chu kì bán rã 131 53 131 53 I còn 103 Bq/mL? I là 8,02 ngày trang 1/3 DeThi.edu.vn (2) Câu III (4,5 điểm) Cho phản ứng: 2A + B → C + D Thực nghiệm cho biết phương trình động học tốc độ phản ứng có dạng sau: [A]2 [B] v=k [C] Giản đồ lượng phản ứng có dạng hình vẽ Thực nghiệm cho biết phản ứng xảy qua giai đoạn, giai đoạn đó là thuận nghịch E a) Đề xuất chế phản ứng cho phù hợp với phương trình động học và giản đồ lượng đã cho b) Trên sở chế phản ứng, hãy tìm hệ thức liên hệ số tốc độ chung phản ứng với các số tốc độ các giai đoạn Ea2 c) Tìm hệ thức liên hệ lượng hoạt hóa chung (Ea) phản ứng với các giá trị Ea1, Ea–1 và Ea2 Biết rằng, Ea-1 Ea1 lượng hoạt hóa E phụ thuộc vào số tốc độ phản C+M+B ứng k theo phương trình: 2A + B C+D dlnk Đối với phản ứng đề hiđro hóa etan: dT C2H6 (k) ƒ C2H4 (k) + H2 (k) (1) o -1 có các số liệu sau: ΔG 900K = 22,39 kJ.mol và các giá trị entropy ghi bảng đây: E = RT o 900K S Chất [J.mol-1.K-1] H2 163,0 C2H6 319,7 C2H4 291,7 a) Tính Kp phản ứng (1) 900K o b) Tính H 900 K phản ứng C2H4 (k) + H2 (k) C2H6 (k) c) Tính Kp 600K phản ứng (1), giả thiết khoảng nhiệt độ từ 600K đến 900K thì ΔH o và ΔSo không thay đổi Ở 1396K và áp suất 1,0133.105 N.m-2, độ phân li nước thành hiđro và oxi là 0,567.10-4; độ phân li cacbon đioxit thành cacbon oxit và oxi là 1,551.10-4 Hãy xác định thành phần hỗn hợp khí (ở trạng thái cân bằng) tạo thành theo phản ứng: CO + H2O ƒ H2 + CO2 từ hai thể tích cacbon oxit và nước điều kiện trên Câu IV (4,5 điểm) Chất A là hợp chất có thành phần gồm nitơ và hiđro Chất A sử dụng làm nhiên liệu cho tên lửa Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, thể tích A có khối lượng khối lượng cùng thể tích khí oxi a) Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo A và cho biết trạng thái lai hóa nitơ A b) Dựa vào đặc điểm cấu tạo, hãy so sánh tính bazơ và tính khử A với NH3 Giải thích c) Người ta thực thí nghiệm sau: cho 25,00 mL dung dịch A nồng độ 0,025M vào dung dịch Fe2(SO4)3 dư, đun nóng, thu dung dịch B và chất khí X Chuẩn độ 1/2 dung dịch B môi trường axit, cần vừa đủ 12,40 mL dung dịch KMnO4 Biết chuẩn độ 10,00 mL dung dịch H2C2O4 0,05M (trong môi trường axit H2SO4) cần vừa đủ 9,95 mL dung dịch KMnO4 trên Xác định chất X trang 2/3 DeThi.edu.vn (3) Năm 1965, các nhà khoa học đã tìm phương pháp cố định nitơ nhiệt độ phòng cách dẫn khí nitơ qua dung dịch pentaaminoaquơruteni(II) (A1) Khi đó, nitơ thay nước cầu nội A1 tạo phức chất A2 Phức chất A2 có tính thuận từ a) Viết phương trình phản ứng xảy b) Áp dụng thuyết liên kết hóa trị (VB), hãy mô tả liên kết phức A2 và dự đoán cấu trúc hình học nó Xác định hóa trị và số oxi hóa ruteni phức chất A2 Trong dung dịch OH- 1,0M [Co(NH3)5Cl]2+ tồn cân bằng: [Co(NH3)5Cl]2+ + OH- ƒ [Co(NH3)4(NH2)Cl]+ + H2O Ở 25oC, thời điểm cân xác định ít 95% phức chất tồn dạng axit [Co(NH3)5Cl]2+ Chứng minh [Co(NH3)5Cl]2+ là axit yếu có K a 5,26.10-16 NH3 có khả phản ứng với nhiều ion kim loại chuyển tiếp Alfred Werner (được giải Nobel hóa học năm 1913) đã phân lập thành công số phức chất CoCl3 và NH3, đó có phức chất bát diện với công thức phân tử là CoCl34NH3 Tùy thuộc vào điều kiện tổng hợp, phức chất này có màu tím màu xanh Khi cho lượng dư dung dịch AgNO3 tác dụng với dung dịch chứa mol phức chất này thu mol AgCl kết tủa Hãy xác định các công thức có thể có phức chất nêu trên Câu V (4,0 điểm) Tính số cân phản ứng: Cr2O72- + H2O ƒ 2CrO42- + 2H+ Trộn 10,00 mL dung dịch K2Cr2O7 0,80M với 10,00 mL dung dịch A gồm BaCl2 0,08M và SrCl2 0,08M thu hỗn hợp B Hãy cho biết tượng xảy và thành phần hỗn hợp B Tính khối lượng CH3COONa cần cho vào hỗn hợp B, có mặt C6H5COOH 0,02M để bắt đầu có kết tủa SrCrO4 tách (bỏ qua tăng thể tích thêm CH3COONa) Tính khoảng pH cần thiết lập để có thể tách hoàn toàn ion Ba2+ khỏi ion Sr2+ K2Cr2O7 trộn 10,00 mL dung dịch K2Cr2O7 0,80M với 10,00 mL dung dịch A (coi Ba2+ tách hoàn toàn nồng độ còn lại Ba2+ dung dịch nhỏ 1,0.10-6M) Cho: CrO42- + H2O ƒ HCrO4- + OH- Kb = 10-7,5 Cr2O72- + H2O ƒ 2HCrO4K = 10-1,64 pKa(CH3COOH) = 4,76; pKa(C6H5COOH) = 4,20; pKw(H2O) = 14,0; pKs(BaCrO4) = 9,93; pKs(SrCrO4) = 4,65 HẾT -* Thí sinh không sử dụng tài liệu; * Giám thị không giải thích gì thêm trang 3/3 DeThi.edu.vn (4)