Tuyển tập đề thi học sinh giỏi môn Hoá học

Đây là tài liệu tuyển tập đề thi học sinh giỏi môn hoá học gửi đến các bạn học sinh tham khảo để củng cố kiến thức môn hoá học.

TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC [Tài liệu tổng hợp từ đề thi HSG] [copyright©2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl] YDS Phan Cuong Huy TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC PHẦN 1: CÁC ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG (Nguồn: Thầy Đặng Công Anh Tuấn – GV Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn – Đà Nẵng) ĐỀ SỐ SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG NĂM HỌC 2007 - 2008 MƠN: HĨA HỌC LỚP 1O Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu I (4 điểm) X Y nguyên tố nhóm A, tạo hợp chất với hiđro có dạng RH (R kí hiệu nguyên tố X Y) Gọi A B hiđroxit ứng với hóa trị cao X Y Trong B, Y chiếm 35,323% khối lượng Trung hịa hồn tồn 50 gam dung dịch A 16,8% cần 150 mL dung dịch B 1M Xác định nguyên tố X Y B’ anion tương ứng phân tử B (a) Hãy cho biết (có cơng thức minh họa) dạng hình học B B’ (b) So sánh (có giải thích) độ dài liên kết Y-O phân tử B B’ Biết X có cấu trúc tinh thể lập phương tâm khối mật độ xếp tương đối định nghĩa tỉ lệ thể tích chiếm hình cầu tế bào sở thể tích tế bào sở Hãy tính mật độ xếp tương đối tinh thể X ĐÁP ÁN Hợp chất với hiđro có dạng RH nên Y thuộc nhóm IA VIIA Trường hợp : Nếu Y thuộc nhóm IA B có dạng YOH Ta có : Y 35,323   Y  9,284 (loại khơng có nghiệm thích hợp) 17 64,677 Trường hợp : Y thuộc nhóm VIIA B có dạng HYO4 Ta có : Y 35,323   Y  35,5 , Y nguyên tố clo (Cl) 65 64,677 B (HClO4) axit, nên A bazơ dạng XOH mA  16,8  50 gam  8,4 gam 100 XOH + HClO4  XClO4 + H2O  n A  n HClO4  0,15 L  mol / L  0,15 mol  M X  17 gam / mol  8,4 gam 0,15 mol  MX = 39 gam/mol, X nguyên tố kali (K) B HClO4, B’ ClO4Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl ĐIỂM TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC (a) Dạng hình học : Axit pecloric Ion peclorat (dạng tứ diện) (dạng tứ diện đều) (b) Bậc liên kết lớn độ dài liên kết nhỏ, : Gọi a độ dài cạnh ô mạng sở R bán kính ngun tử, ta có Số ngun tử có mạng sở :  3a  4R 1   R 3 Vậy f v   68% a3 Câu II (4 điểm) Cho biết số oxi hóa nguyên tử lưu huỳnh (S) phân tử axit thiosunfuric (H2S2O3) nguyên tử cacbon phân tử axit axetic (CH3COOH) Thêm lượng dư dung dịch KI (có pha hồ tinh bột) vào 5,00 mL dung dịch K2Cr2O7 có nồng độ a M H2SO4, dung dịch thu có màu xanh Thêm tiếp dung dịch Na2S2O3 0,10 M vào màu xanh biến dùng 15,00 mL dung dịch Viết phương trình phản ứng tính a Biết sản phẩm oxi hóa S2O32- S4O62- Hịa tan hồn tồn 9,06 gam mẫu hợp kim Al-Mg (giả thiết khơng có tạp chất khác) dung dịch H2SO4 đặc, thu 12,22 L khí SO2 (đo 136,5oC; 1,1 atm) 0,64 gam chất rắn màu vàng Xác định phần trăm khối lượng kim loại mẫu hợp kim Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC ĐÁP ÁN ĐIỂM Số oxi hóa nguyên tử S C : 1.0 đ Phương trình phản ứng : 6KI + K2Cr2O7 + 7H2SO4  3I2 + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H2O 2Na2S2O3 + I2  2NaI + Na2S4O6 Từ (1) (2) ta có : n K 2Cr2O7  a 2,5.10 4 mol 5.10 3 L 0,5 đ (1) (2) 1 n Na 2S2O3   0,015 L  0,1 mol / L  2,5.10 4 mol 6 0,5 đ  0,05 M Gọi x, y số mol kim loại Mg Al n SO  1,1  12,22 0,64  0,4 (mol) ; Chất rắn S, n S   0,02 ( mol) 22,4 32  273  1,5 273 2 x 3 Mg  Mg  2e 2x Al  Al 3e y 3y 6 4 S  2e  S 6 0,8 0, S  6e  S y 0,12 0.02 24 x  27 y  9,06  x  0,13; y  0,22  x  3y  0,92 Ta có :   %m Mg  1,5 đ 0,5 đ 0,13mol  24gam / mol  100%  34,44% % m Al  65,56% 9,06gam Câu III (4 điểm) Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt loại 60, số hạt mang điện hạt nhân số hạt không mang điện; Nguyên tử nguyên tố Y có 11 electron p ; nguyên tử nguyên tố Z có lớp electron electron độc thân a) Dựa cấu hình electron, cho biết vị trí nguyên tố bảng hệ thống tuần hồn b) So sánh (có giải thích) bán kính nguyên tử ion X, X2+ Y- Vẽ hình mơ tả cách tiến hành thí nghiệm điều chế dung dịch HCl hóa chất dụng cụ đơn giản có sẵn phịng thí nghiệm cho an tồn Ghi rõ thích cần thiết Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC Sục Cl2 vào dung dịch KOH loãng thu dung dịch A, hịa tan I2 vào dung dịch KOH lỗng thu dung dịch B (tiến hành nhiệt độ phòng) a) Viết phương trình hóa học xảy cho nhận xét b) Nêu tượng viết phương trình hóa học xảy cho dung dịch hỗn hợp HCl FeCl2, dung dịch Br2, H2O2 vào dung dịch A (khơng có Cl2 dư) ĐÁP ÁN ĐIỂM a) Xác định vị trí dựa vào cấu hình electron: 2ZX  N X  60 ; ZX  N X  ZX  20 , X canxi (Ca), cấu hình electron 20Ca:[Ar] 4s2 Y có 11 electron p nên cấu hình Y 1s22s22p63s23p5 hay [Ne] 3s2 3p5 Y Cl 2,0 đ Theo giả thiết Z crom, cấu hình electron 24Cr: [Ar] 3d5 4s1 STT Chu kỳ nguyên tố Nhóm nguyên tố Ca 20 IIA Cl 17 VIIA Cr 24 VIB Trật tự tăng dần bán kính nguyên tử: R Ca   R Cl   R Ca b) Bán kính nguyên tử tỉ lệ với thuận với số lớp electron tỉ lệ nghịch với số đơn vị điện tích hạt nhân ngun tử Bán kính ion Ca2+ nhỏ Cl- có số lớp electron (n = 3), điện tích hạt nhân Ca2+ (Z = 20) lớn Cl- (Z = 17) Bán kính nguyên tử Ca lớn có số lớp electron lớn (n = 4) Điều chế HCl từ dung dịch H2SO4 đậm đặc NaCl rắn, hình 5.5 trang 128 SGK Hóa học 10 nâng cao a) Ở nhiệt độ thường: 2KOH + Cl2  KCl + KClO + H2O 6KOH + 3I2  5KI + KIO3 + 3H2O Giải thích: Trong môi trường kiềm tồn cân bằng: 3XO- ⇌X- + XO 3 Ion ClO- phân hủy chậm nhiệt độ thường phân hủy nhanh đun nóng, ion IO- phân hủy tất nhiệt độ b) Các phương trình hóa học: Ion ClO- có tính oxi hóa mạnh, thể phương trình hóa học: - Khi cho dung dịch FeCl2 HCl vào dung dịch A: có khí vàng lục dung dịch từ Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 0,75 đ 1,25 đ TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC khơng màu chuyển sang màu vàng nâu: FeCl2 + KClO + 2HCl  FeCl3 + Cl2 + H2O - Khi cho dung dịch Br2 vào dung dịch A : dung dịch brom màu : Br2 + 5KClO + H2O  2HBrO3 + 5KCl - Khi cho H2O2 vào dung dịch A: có khí khơng màu, khơng mùi ra: H2O2 + KClO  H2O + O2 + KCl Câu IV (4 điểm) Cho biết: lượng liên kết liên kết H-H, O-O, O=O, H-O 436, 142, 499, 460 ( kJ/mol) Hãy viết phương trình nhiệt hóa học phản ứng khí hiđro khí oxi tạo hiđropeoxit Cho phản ứng: 2SO2 (k) + O2 (k)  2SO3 (k) H = - 198 kJ a) Để tăng hiệu suất trình tổng hợp SO3, người ta sử dụng biện pháp liên quan đến áp suất, nhiệt độ chất xúc tác? Giải thích? b) Cho 10,51 mol khí SO2 37,17 mol khơng khí (20% thể tích O2 cịn lại N2) có xúc tác V2O5 Thực phản ứng 4270C, atm phản ứng đạt hiệu suất 98% Tính số cân KC, KP phản ứng 4270C A oxit sắt Lấy lượng A chia làm phần Phần I tác dụng vừa đủ với a mol H2SO4 dung dịch H2SO4 loãng Phần II tác dụng vừa đủ với b mol H2SO4 dung dịch H2SO4 đặc nóng tạo SO2 (sản phẩm khử nhất) Biết b = 1,25a, xác định công thức oxit sắt ban đầu ĐÁP ÁN ĐIỂM Hpư= EH-H + EO=O - 2EO-H - EO-O 1,0 đ Hpư = 436 + 499 -2.460 – 142 = -127 (kJ) H2(k) + O2(k)  H2O2(k) H = - 127 kJ - Giảm nhiệt độ hệ phản ứng, khoảng 5000 C thích hợp vì: giảm tốc độ phản ứng chậm thấp - Thổi liên tục SO2 khơng khí nén áp suất cao vào lị phản ứng phản theo chiều thuận làm giảm áp suất hệ ứng xảy 0,75 đ - Dùng V2O5 làm xúc tác để phản ứng mau chóng đạt trạng thái cân nO2 bđ = 7,434 (mol), nN2 bđ = 29,736 (mol) 2SO2 (k) + O2 1,25 đ  2SO3 (k) Ban đầu: 10,51 (mol) 7,434 (mol) Lúc phản ứng: 10,3 (mol) 5,15 (mol) 10,3 (mol) Lúc CB: 0,21 (mol) 2,284 (mol) 10,3 (mol) H = - 198 kJ ∑số mol hỗn hợp TTCB = 0,21 + 2,284 + 10,3 + 29,736 = 42,53 (mol) Pi = xi.P = xi.1 = xi Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC (Pso )2 K C =K P (RT)- n (R = 0,082, T = 427 + 273 = 7000K, n = -1) KP = (Pso ) Po  KP = (10,3)2 42,53 >> 4,48.10 K C =4,48.10 (0,082.700)-(-1)  257.10 (0,21) 2,284 Gọi FexOy công thức A ( 1) 2FexOy + 2yH2SO4  xFe2(SO4)2y/x + 2y H2O n 1,0 đ ny (2) 2FexOy + (6x-2y) H2SO4  xFe2(SO4)3 + (3x-2y) SO2 + ( 6x-2y) H2O n n (3x-y) Theo giả thiết : n(3x-y) = 1,25 ny  x 2, 25  A Fe3O4   y Câu V ( điểm) Từ dung dịch H2SO4 98% ( D= 1,84 g.mL-1) dung dịch HCl M, trình bày phương pháp pha chế để 200 mL dung dịch hỗn hợp H2SO4 1M HCl 1M Đốt cháy hoàn toàn a gam S cho sản phẩm sục qua 200 mL dung dịch NaOH b M thu dung dịch X Chia X làm hai phần Phần cho tác dụng với dung dịch CaCl2 dư thấy xuất c gam kết tủa Phần tác dụng với dung dịch nước vôi dư thấy xuất d gam kết tủa Biết d >c Tìm biểu thức quan hệ a b Cho dung dịch riêng biệt nhãn sau: Na2SO4, AlCl3, FeSO4, NaHSO4, FeCl3 Một học sinh cho dùng dung dịch Na2S phân biệt dung dịch lần thử Kết luận học sinh có khơng ? Vì sao? ĐÁP ÁN ĐIỂM * Phần tính tốn : 1,0 đ Số mol H2SO4 cần lấy = số mol HCl cần lấy = Khối lượng dung dịch H2SO4 cần lấy : mdd = 200   0, (mol) 1000 0,  98  100  20 (gam) 98 Thể tích dung dịch H2SO4 cần lấy = 20 : 1,84 = 10,87 (mL) Thể tích dung dịch HCl cần lấy = 0,2 : = 0,04 (L) = 40 mL * Cách tiến hành: Lấy khoảng 100 - 120 mL nước cho vào bình thể tích 200 mL có chia vạch Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC Cân 20 gam dung dịch H2SO4 đong 10,87 mL dung dịch H2SO4, sau cho từ từ vào bình chứa nước khuấy Đợi dung dịch H2SO4 thật nguội, đong 40 mL dung dịch HCl 5M thêm vào bình, sau thêm nước vào vạch 200 mL Phương trình : (1) S + O2  SO2 (2) SO2 + NaOH  NaHSO3 (3) SO2 + NaOH  Na2SO3 + H2O Phần I tác dụng với dung dịch CaCl2 sinh kết tủa, chứng tỏ dung dịch X có chứa Na2SO3, phần II tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 sinh nhiều kết tủa chứng tỏ dung dịch X có muối NaHSO3 1,5 đ (4) Na2SO3 + CaCl2  CaSO3 + 2NaCl (5) NaHSO3 + Ca(OH)2  CaSO3 + Na2SO3 + 2H2O ns = a/32 (mol) , nNaOH = 0,2 b ( mol) Theo (2),(3), để SO2 tác dụng với dung dịch NaOH sinh loại muối : 1 n NaOH n NaOH 0, 2b 6, 4b (SCN)2 > I2 Viết phương trình hóa học minh họa kết so sánh Tại có khác biệt góc liên kết Cl2O (1110) OF2 (1050) ? Để tách brom có 1m3 nước biển dạng NaBr, người ta cho lượng dung dịch H2SO4 vào lượng nước biển; tiếp đến sục khí clo vào dung dịch thu được; sau dùng khơng khí lơi brom vào dung dịch Na2CO3 tới bão hoà brom Cuối cho H2SO4 vào dung dịch bão hoà brom, thu brom hố lỏng, 28,05 ml Br2 có khối lượng riêng 3,12 g/ml 200C Viết phương trình hố học chủ yếu xảy q trình cho biết vai trị H2SO4 Tính % khối lượng brom nước biển biết khối lượng riêng nước biển 1,25 g/ml Câu IV: ( 2,0 điểm) Cho hỗn hợp Fe FeS tác dụng với dung dịch H2SO4 đậm đặc nóng thu dung dịch X làm màu dung dịch K2Cr2O7 H2SO4 loãng Viết phương trình hóa học q trình thí nghiệm A hợp chất lưu huỳnh, tan tốt nước tạo dung dịch X chứa chất tan Hòa tan 25,8 gam A vào nước thu 200 ml dung dịch X ( D = 1,15 g/ml) Chia dung dịch X làm hai phần Phần trung hòa vừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH 10% (D = 1,2 g/ml) Phần tác dụng với dung dịch BaCl2 dư thu kết tủa trắng không tan axit Xác định công thức phân tử viết công thức cấu tạo A Câu V: (2,0 điểm) Hằng số cân KC 250C phản ứng Cl2 (k) ⇌ 2Cl (k) 1,4.10-18 Tính nồng độ Cl 250C lúc cân biết nồng độ Cl2 lúc cân 0,896 M Từ cho biết 250C, clo tồn chủ yếu dạng phân tử hay nguyên tử ? Cho biết cân 2FeCl2 (aq) + Cl2 (aq) ⇌ FeCl3 (aq) chuyển dời theo chiều sục lượng khí H2S thích hợp vào dung dịch? Cho E Fe3 Fe   0,77V, E Cl 2 Cl   1,36V Phản ứng chuyển hoá loại kháng sinh thể người nhiệt độ 370C có số tốc độ 4,2.10-5 (s-1) Việc điều trị loại kháng sinh có kết hàm lượng kháng sinh luôn lớn 2,00 mg 1,00 kg trọng lượng thể Một bệnh nhân nặng 58 kg uống lần viên thuốc chứa 300 mg kháng sinh a) Hỏi bậc phản ứng chuyển hoá? b) Khoảng thời gian lần uống thuốc bao lâu? c) Khi bệnh nhân sốt đến 38,50C khoảng cách lần uống thuốc thay đổi nào? Biết lượng hoạt hoá phản ứng 93,322 kJ.mol1 HẾT - Chú ý: Học sinh sử dụng Hệ thống tuần hồn ngun tố hóa học máy tính cá nhân đơn giản theo quy định Bộ Giáo dục Đào tạo Giám thị không giải thích thêm Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 51 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC gam Hỗn hợp ban đầu có 50% khối lượng kim loại Câu X (3 điểm) Cho dung dịch : glucozơ, axit fomic, axit axetic, andehit axetic, etylenglicol rượu etylic Phân biệt dung dịch phương pháp hoá học viết sơ đồ phản ứng chuyển hố glucozơ thành chất cịn lại Trong dãy chuyển hóa điều chế axit picric từ benzen đây, dãy hợp lí dãy khơng hợp lí Giải thích rõ hợp lí khơng hợp lí (a) benzen  phenyl clorua  phenol  axit picric (1) ( 2) ( 3) (b) benzen  phenyl clorua  1-clo-2,4-dinitrobenzen  2,4-dinitrophenol  axit picric (1) ( 2) ( 3) ( 4) Đáp Án Điểm Tóm tắt cách giải: glucozơ axit fomic axit axetic and axetic etylenglicol rượu etylic - (B) đỏ (A) đỏ (A) - (B) - (B) - (B) kết tủa trắng bạc -  đỏ gạch dd xanh - q tím (A) AgNO3 NH3 (B) Cu(OH)2 OH-, t dd xanh  đỏ gạch O , Mn  C6H12O6   C2H5OH  CH3CHO   CH3COOH men CuO, t    CH2=CH2   4  CH2(OH)CH2(OH) C2H5OH  H SO , t KMnO NO , 400  600o O , Mn  CH3COOH    CH4    HCHO   HCOOH NaOH,CaO, t (1) ( 2) ( 3) (a) benzen  phenyl clorua  phenol  axit picric Dãy khơng hợp lí nitro hóa phenol (3), HNO3 có tính oxi hóa mạnh oxi hóa đồng thời oxi hóa phenol Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 52 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC (b) benzen  phenyl clorua  1-clo-2,4-dinitrobenzen  2,4-dinitrophenol (1) ( 2) ( 3) ( 4) axit picric  Dãy hợp lí Giai đoạn (2) Cl- -NO2 nhóm phản hoạt hóa nên dinitro Giai đoạn (4), hai nhóm -NO2 làm bền hóa phenol, tránh q trình oxi hóa xảy nitro hóa Câu XI (4 điểm) Hidrocacbon mạch thẳng A có m C : m H  36 : Xác định cơng thức cấu tạo A hồn thành dãy chuyển hoá:  H , Ni CuO KMnO ,H  A  A2  A3  Phenol     A4   A5   4  A6  tơ nilon 6,6 Tiến hành thí nghiệm sau: Cho 1mL CHCl3 rửa ion halogenua vào ống nghiệm có sẵn 3mL dung dịch NaOH 10% ống nghiệm, lắc đun sôi hỗn hợp cách cẩn thận Làm lạnh hỗn hợp phản ứng, gạn lấy phần dung dịch phía chia làm ba phần: Phần 1: Cho thêm vài giọt dung dịch HNO3, sau thêm tiếp vài giọt dung dịch AgNO3 1% Phần 2: Cho 1mL dung dịch AgNO3/NH3 vào phần đun nóng nhẹ Phần 3: Cho vài giọt dung dịch KMnO4 1% vào phần Nêu tượng xảy thí nghiệm phần dung dịch trên, giải thích, viết phương trình phản ứng minh họa Viết chế phản ứng dehidrat hóa 3,3-dimetylbutan-2-ol xiclobutylmetanol H2SO4 đặc Đáp Án (a) n C : n H  36 :  3:7 12 Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl Điểm 53 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HĨA HỌC Cơng thức ngun: (C3H7)n Ta có điều kiện: 7n  6n + 7n số chẵn  n = 2, công thức phân tử A C6H14 Cơng thức cấu tạo: CH3(CH2)4CH3 (n-hexan) Dãy chuyển hóa: Cl n-C6H14 Al2O3/Cr2O3 H2 O Cl2, as OH OH 425 H2, Ni o O CuO, t KMnO4, H+ HOOC(CH2)4COOH H2N(CH2)6NH2 T¬ nilon-6,6 t (b) CHCl3 + NaOH  HCOONa + NaCl + H2O Ở phần xuất kết tủa trắng : NaCl + AgNO3  AgCl + NaNO3 Ở phần xuất kết tủa Ag ( phản ứng tráng gương) : t HCOONa + [Ag(NH3)2 ]OH  NaHCO3 + 2Ag + 4NH3 + H2O Ở phần , dung dịch màu tím hồng KMnO4 chuyển sang màu xanh do: HCOONa + KMnO4 + NaOH  Na2CO3 + K2MnO4 + Na2MnO4 + H2O (c) Cơ chế: CH3 CH3 C CH CH3 CH3 OH H+ CH3 CH3 C CH CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 C CH CH3 CH3 C CH CH3 - H2O CH3 OH2 CH3 -H+ CH3 C C CH3 CH3 CH3 Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 54 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC CH2OH H+ CH2OH2 - H2O - H+ Câu XII (3 điểm) Hỗn hợp Y gồm hai chất hữu A B chức hoá học Nếu đun nóng 15,7 gam hỗn hợp Y với NaOH dư thu muối axit hữu đơn chức 7,6 gam hỗn hợp hai rượu no đơn chức bậc dãy đồng đẳng Nếu đốt 15,7 gam hỗn hợp Y cần dùng vừa hết 21,84 lít O2 thu 17,92 lít CO2 (các thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn) Xác định công thức cấu tạo A B Đáp Án Este đơn chức có dạng chung CxHyO2 n O  0,975mol ; n CO  0,8mol 15,7  0,975  32  0,8  44  0,65mol 18  n H 2O   nY   C 0,8  5,33 0,15 (5 < 5,33 < 6) H 0,65   8,66 0,15 (8 < 8,66 < 10)  0,65  0,8   0,975   0,15mol Công thức phân tử este C5H8O2 C6H10O2 M ROH  ,6  50,66 0,15  Hai rượu C2H5OH (M = 46) n-C3H7OH (M = 60)  Công thức hai este CH2=CHCOOC2H5 CH2=CHCOOC3H7-n Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl Điểm 55 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC ĐỀ SỐ SỞ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO KÌ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG NĂM HỌC 2005 - 2006 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HỌC LỚP 12 - BẢNG A Câu (3,0 điểm) Dựa vào phương pháp gần Slater, tính lượng ion hóa I1 cho He (Z = 2) Dựa mô hình VSEPR, giải thích dạng hình học phân tử NH3, ClF3 XeF4 Hoạt tính phóng xạ đồng vị 210 84 Po giảm 6,85 % sau 14 ngày Xác định số tốc độ trình phân rã, chu kỳ bán hủy thời gian bị phân rã 90 % ĐÁP ÁN ĐIỂM Câu (3,0 điểm)  13,6 Z*2 He có cấu hình 1s2, E *He  2  n *2  He+có cấu hình 1s1, E *He     13,62  0,32        78,6eV     13,6 Z 13,6  2    54,4eV n2 0,75 Q trình ion hóa He - e  He+;  I1  E *He   E *He  (54,4eV )  (78,6eV )  24,2eV Cấu tạo phân tử NH3 cho thấy quanh N có khơng gian khu trú, có cặp electron tự (AB3E) nên phân tử NH3 có dạng tháp đáy tam giác với góc liên kết nhỏ 109o28' (cặp electron tự đòi hỏi khoảng không gian khu trú lớn hơn): H N H H 0,50 N H H H Phân tử ClF3 có năm khoảng khơng gian khu trú, có hai cặp electron tự (AB3E2) nên có dạng chữ T (các electron tự chiếm vị trí xích đạo): 0,50 Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC F F Cl F F F Cl F Phân tử XeF4 có sáu khoảng khơng gia khu trú, có hai cặp electron tự (AB4E2) nên có dạng vng phẳng (các cặp electron tự phân bố xa nhất): F F F F F Xe F Từ ln 56 Xe 0,50 F F m0 100  kt  k  ln  0,00507 ngày-1 mt 14 100  6,85  t1/  ln 0,693   137 ngày k 0,00507 Thời gian để 210 84 Po 0,75 bị phân rã 90% là: t  100 ln  454 ngày 0,00507 100  90  Câu (3,0 điểm) Trộn 15,00 mL dung dịch CH3COONa 0,030 M với 30,00 mL dung dịch HCOONa 0,15 M Tính pH dung dịch thu Biết pKa (CH3COOH) = 4,76 pKa (HCOOH) = 3,75 Tính nồng độ ban đầu HSO4- (Ka = 10-2), biết giá trị sức điện động pin: PtI- 0,1 M; I3- 0,02 MMnO4- 0,05 M, Mn2+ 0,01 M, HSO4- C MPt 25oC đo 0,824 V Cho E oMnO  / Mn   1,51V E oI  / I   0,5355V 3 Tính nồng độ ion H+ đủ để làm giảm nồng độ Ag(NH3)2+ 0,10 M xuống 1,0.10-8 M Biết pKb (NH3) = 4,76 số bền β [Ag(NH3)2+] = 7,24 ĐÁP ÁN ĐIỂM Câu (3,0 điểm) 0,03  15 0,15  30  0,010M ; C HCOO -   0,100M 45 45 Các cân bằng: C CH COO -  H2O ⇌ H+ + OH- Kw = 10-14 Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl (1) 57 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC CH3COO- + H2O ⇌ CH3COOH + OH- Kb = 10-9,24 HCOO- + H2O ⇌ HCOOH + OH- (2) Kb’ = 10-10,25 (3) Do K b  C CH COO -  10 11, 24  K 'b  C HCOO   10 11, 25 khơng thể tính gần theo cân Điều kiện proton: h = [H+] = [OH-] - [CH3COOH] - [HCOOH] h 1 Kw 1 K a [CH COO - ]  (K 'a ) 1[HCOO - ] (4) Chấp nhận [CH3COO-]o = 0,010; [HCOO-]o = 0,10 thay vào (4) để tính h1: h1  10 14  10 4,76.10   10 3,75.10 1  2,96.10 9 Từ giá trị h1 tính lại [CH3COO-]1 [HCOO-]1 theo biểu thức: [CH COO - ]1  0,010 [HCOO - ]1  0,10 10 4,76  0,010  [CH COO - ]o 10  4,76  2,96.10 9 10 3,75  0,10  [HCOO - ]o 3, 75 9 10  2,96.10 Kết lập lại Vậy h = 2,96.10-9 = 10-8,53  pH = 8,5 Ở điện cực phải: MnO4- + 8H+ + 5e ⇌ Mn2+ + 4H2O Ở điện cực trái: 3I- ⇌ I3- + 2e Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 1,00 58 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC E p  E oMnO  / Mn   E t  E oI  / 3I   0,059 [MnO 4 ][H  ]8 0,059 0,05[H  ]8 lg  , 51  lg 5 0,01 [Mn 2 ] 1,00 0,059 [I 3 ] 0,059 0,02 lg   0,5355  lg  0,574V 2 [I ] (0,1) 0,059 lg(5[H+]8) – 0,574 ΔE = Ephải - Etrái  0,824 = 1,51 + Suy h = [H+] = 0,053 M Mặt khác từ cân bằng: H2SO4- ⇌ H+ + SO42[] C – h Suy h Ka = 10-2 h h2 h2  Ka  hC Ch Ka Thay giá trị h = 0,053 Ka = 1,0.10-2, tính C HSO   0,334M Do [Ag(NH3)2+] = 1,0.10-8 M