Nếu có chất không điều chế được bằng phương pháp này thì hãy giải thích tại sao?. Thêm vài giọt phenolphtalein vào dung dịch Na2S dd X, sau đó sục khí SO2vào dung dịch thu được cho đến d
Trang 1TRƯỜNG THPT
CHUYÊN HẠ LONG-QUẢNG NINH
ĐỀ GIỚI THIỆU
ĐỀ THI CHỌN HSG VÙNG DUYÊN HẢI BẮC BỘ
LẦN THỨ VI MÔN: HOÁ HỌC LỚP 10 (2012-2013)
Thời gian làm bài 180 phút Câu 1 Cấu tạo nguyên tử - Phản ứng hạt nhân (2,5 điểm)
1 So sánh, có giải thích
a Độ lớn góc liên kết của các phân tử:
CH4; NH3; H2O
H2O; H2S
b Nhiệt độ nóng chảy của các chất : NaCl; KCl; MgO
c Nhiệt độ sôi của các chất : C2H5Cl; C2H5OH; CH3COOH
2 137Ce tham gia phản ứng trong lò phản ứng hạt nhân, có chu kì bán hủy 30,2 năm 137Ce là một trong những đồng vị bị phát tán mạnh ở nhiều vùng của châu Âu sau tai nạn hạt nhân Trecnibun Sau bao lâu lượng chất độc này còn 1% kể từ lúc tai nạn xảy ra
Câu 2 Liên kết hoá học, hình học phân tử - Định luật tuần hoàn (2,5 điểm)
Hợp chất Z tạo thành từ 3 nguyên tố A,B,X có M2 < 120 Tổng số hạt proton, nơtron,electron trong các phân tử AB2 , XA2 , XB lần lượt là 66,96,81
a Xác định trên các nguyên tố A,B,X và công thức hóa học của Z
b Nguyên tố Y tạo với A hợp chất Z’gồm 7 nguyên tử trong phân tử và tổng số hạt mang điện trong Z’ là 140 Xác định Y và Z’
c Viết công thức electron , công thức cấu tạo của các chất AB,AB2, XA2,XB,ZZ’, YCl3 ,
Y2Cl6 ( Cl : Clo )
Câu 3 Nhiệt hóa học và cân bằng hóa học (2,5 điểm)
Cho các phản ứng sau với các dữ kiện nhiệt động của các chất ở 250C:
CO2 + H2 CO + H2O
H0
298 (KJ/mol)
S0
298 (J/mol)
-393,5 213,6
0 131,0
-110,5 197,9
-241,8 188,7
a Hãy tính H0
298 , S0
298 và G0
298của phản ứng và nhận xét phản ứng có tự xảy ra theo chiều thuận
ở 250C hay không?
b Giả sử H0 của phản ứng không thay đổi theo nhiệt độ Hãy tính G0
1273của phản ứng thuận ở
10000C và nhận xét
c Hãy xác định nhiệt độ (0C) để phản ứng thuận bắt đầu xảy ra ( giả sử bỏ qua sự biến đổi H0, S0
theo nhiệt độ)
Câu 4 (Dung dịch – 2,5 điểm)
Cho H2S có K1 = 10-7,02
, K2 = 10-12,9
, -= 10-2, = 10-9,24 Tính số ml dung dịch
4
HSO
4
NH K (NH4)2SO4 0,10 (M) cần thêm vào 100,00 ml dung dịch Na2S 0,10 (M) để pH của hệ giảm đi 0,76 đơn
vị
Câu 5 (Điện hóa – 2,5 điểm)
1 Cho Eo(Ag+/Ag) = 0,799 (V); Eo(Cu2+/Cu) = 0,337 (V) TAgCl = 10-10
Tính hằng số cân bằng của phản ứng : 2AgCl + Cu 2Ag + Cu2+ + 2Cl-
2 Tính nồng độ ban đầu của HSO4-biết rằng ở 25oC, suất điện động của pin
Pt | I- 0,1 (M) I3- 0,02 (M) || MnO4- 0,05 (M) Mn2+ 0,01 (M) HSO4-C (M) | Pt có giá trị 0,824 (V) Cho Eo(MnO4-/Mn2+) = 1,51 (V); Eo(I3-/3I-) = 0,5355 (V) -= 10-2
4
HSO K
Câu 6 Halogen (2,5 điểm)
Trang 21 (1,5 điểm)
Hãy hoàn thành các PTPƯ điều chế clo trong phòng thí nghiệm theo sơ đồ chuyển hoá sau:
(1) + KCl + + Cl2 (2) + PbCl2 + + Cl2 (3) + t0 + + Cl2 (4) + + + + Cl2 (5) + 0 + + + Cl2
t
(6) + + 0 + MnSO4 + + + Cl2
t
2 (0,5 điểm)
Cho các chất sau: HF, HCl, HBr, HI
Hãy cho biết phương pháp sunfat có thể điều chế được chất nào nêu trên ? Nếu có chất không điều chế được bằng phương pháp này thì hãy giải thích tại sao? Viết các PTPƯ (nếu có) để minh họa
3 (0,5 điểm)
Chất rắn A là kim loại hoặc là một trong các chất MnO2, KMnO4, K2Cr2O7, CaOCl2 Khi hoà tan 15 gam A vào dd HCl thì tạo ra 8,4 lít đơn chất khí B bay ra (đktc) Hãy chứng minh rằng B không thể là
Cl2
Câu 7 Oxi- lưu huỳnh (2,5 điểm)
1) Viết hai phương trình hóa học của phản ứng minh họa tính oxi hóa của O3 > O2
2) Hãy trình bày và giải thích các hiện tượng xảy ra trong các thí nghiệm sau:
a Thêm vài giọt phenolphtalein vào dung dịch Na2S (dd X), sau đó sục khí SO2vào dung dịch thu được cho đến dư
b Thêm HCl dư vào dung dịch X và đun nóng
c Thêm vài giọt dung dịch CuCl2 vào dung dịch X
d Thêm vài giọt dung dịch AlCl3 vào dung dịch X
e Thêm vài giọt dung dịch X vào dung dịch hỗn hợp KMnO4 và H2SO4
3) Trộn 60g bột Fe với 30g bột lưu huỳnh rồi đun nóng ( trong điều kiện không có không khí) thu được chất rắn X Hòa tan chất rắn X bằng dung dịch H2SO4 loãng, dư thu được dung dịch B và khí C Đốt cháy C cần V (l) O2(đktc) Tính giá trị của V
Câu 8 Thực hành – thí nghiệm (chủ đề chuẩn độ) (2,5 điểm)
1 (2,5 điểm)
Hoà tan hết 1,25 gam một đơn axit hữu cơ (viết tắt là HA) vào nước đến mức 50 mL, được dung dịch A Tiến hành chuẩn độ dung dịch A bằng dung dịch chuẩn NaOH 0,09 M Biết rằng: khi thêm 8,24 mL dung dịch NaOH vào dung dịch A thì pH của dung dịch thu được bằng 4,30; khi thêm 41,20 mL dung dịch NaOH vào dung dịch A thì đạt tới điểm tương đương
a Tính khối lượng mol của axit HA
b Tính hằng số axit Kacủa HA
c Tính pH của dung dịch tại điểm tương đương trong phép chuẩn độ trên
d Chọn chất chỉ thị thích hợp cho phép chuẩn độ trên trong số các chất chỉ thị sau:
- Metyl da cam (pH = 4,4)
- Metyl đỏ (pH = 6,2)
- Phenolphtalein (pH = 9,0)
Trang 3SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG
NINH
TRƯỜNG THPT CHUYÊN HẠ
LONG
ĐỀ GIỚI THIỆU
ĐỀ THI- ĐÁP ÁN
ĐỀ THI CHỌN HSG VÙNG DUYÊN HẢI BẮC BỘ
LẦN THỨ V MÔN: HOÁ HỌC LỚP 10
Thời gian làm bài 180 phút
Câu 1 Cấu tạo nguyên tử - Phản ứng hạt nhân (2,5 điểm)
Hợp chất Z tạo thành từ 3 nguyên tố A,B,X có M2 < 120 Tổng số hạt proton, nơtron,electron trong các phân tử AB2 , XA2 , XB lần lượt là 66,96,81
a.Xác định trên các nguyên tố A,B,X và công thức hóa học của Z
b.Nguyên tố Y tạo với A hợp chất Z’gồm 7 nguyên tử trong phân tử và tổng số hạt mang điện trong Z’ là 140 Xác định Y và Z’
c.Viết công thức electron , công thức cấu tạo của các chất AB,AB2, XA2,XB,ZZ’, YCl3 ,
Y2Cl6 ( Cl : Clo )
Đáp án
Đáp án
a) Gọi a,b,x lần lượt là tổng số hạt proton ,nơ tron , electron trong1 nguyên tử A,B,X
Theo đề bài ,ta có :
a + 2b = 66 (1)
x + 2a = 96 (2)
x + b = 84 (3 ) (1),(2),(3)
Gọi PA ,PB, PX lần lượt là số proton của A,B,X
nA ,nB , nX lần lượt là số nơ tron của A,B,X
Ta có : 2PA + nA = 18 2PB + nB = 24 2PX + nX = 60
Vì AP nA 1, 5 PA
A
P
A
A
Vậy A là Cacban (C)
Tương tự
B
P
0,5 đ
Trang 4số khối = 7 +10 = 17 ( Loại )
số khối = 8 + 8 = 16 ( Chấp nhận )
Vậy B là Oxi (O )
X
P
X
( Loại vì khí trơ không tạo liên kết hóa học ) X
số khối = 19 + 22 = 41 ( Loại )
số khối = 20 + 20 = 40 ( Chấp nhận )
Vậy X là Canxi (Ca)
Vậy công thức Z là CaCO3 ( thỏa điều kiện MZ < 120 đ.v.c )
b) Z’ : YxCY (x+y = 7 )
Gọi số proton của nguyên tử Y là PY
(2PY)x + 12y = 140
PYx + 6(7-x) = 70
x
Vậy Y là nhôm ( Al )
và Z ‘ là Al 4C3
0,5 đ
0,5 đ
0,5 đ
c) Viết công thức electron , công thức cấu tạo của các chất AB,AB2, XA2,XB,ZZ’, YCl3 , Y2Cl6 ( Cl : Clo )
. CaC2 Ca C
C
-+
2
C C
. CaO Ca2+ O 2
-O Ca
0,5 đ
1 34
2 20
4 13 ( nhôm )
0,5 đ
x
PY
Trang 5
. CaCO3
O
Ca
-O
O
.AlCl3 Cl Al Cl
Cl
Cl
Cl Al Cl
.Al2Cl6 Cl Al Cl
Cl
Al
Cl Al
Cl
Cl Cl
2 2
g g gg
Câu 2: Liên kết hoá học, hình học phân tử - Định luật tuần hoàn (2,5 điểm)
1 So sánh, có giải thích
a Độ lớn góc liên kết của các phân tử:
CH4; NH3; H2O
H2O; H2S
b Nhiệt độ nóng chảy của các chất : NaCl; KCl; MgO
c Nhiệt độ sôi của các chất : C2H5Cl; C2H5OH; CH3COOH
2 137Ce tham gia phản ứng trong lò phản ứng hạt nhân, có chu kì bán hủy 30,2 năm 137Ce là một trong những đồng vị bị phát tán mạnh ở nhiều vùng của châu Âu sau tai nạn hạt nhân Trecnibun Sau bao lâu lượng chất độc này còn 1% kể từ lúc tai nạn xảy ra
ĐÁP ÁN
1
a CH4 > NH3 > H2O
Giải thích:
H
|
C N H O
H | H H H H H
H
Số cặp e chưa tham gia liên kết càng nhiều càng đẩy nhau, góc liên kết càng nhỏ
b H2O > H2S
Giải thích: Vì độ âm điện của O > S, độ âm điện của nguyên tử trung tâm càng lớn
sẽ kéo mây của đôi e- liên kết về phía nó nhiều hơn làm tăng độ lớn góc liên kết
c So sánh nhiệt độ nóng chảy của các chất:
MgO > NaCl > KCl
Giải thích: bán kính ion K+ > Na+
Điện tích ion Mg2+ > Na+ và O2- > Cl
-0,5 đ
0,5 đ
Trang 6(Năng lượng phân li tỉ lệ thuận với điện tích ion và tỉ lệ nghịch với bán kính ion) 0,5 đ
2
Áp dụng công thức:
K =
N
N lg K
3 , 2 t N
N lg t
3 , 2 N
N ln
t
Mà k =
N
N lg 693 , 0
T 3 , 2 t T
693 ,
693 , 0
2 2 , 30 3 , 2 100 lg 693 , 0
2 , 30 3 , 2 100 N
N lg 693 , 0
2 , 30 3 , 2 t
o
Vậy sau 200,46 năm thì lượng chất độc trên còn 1% kể từ lúc tai nạn xảy ra
0,5 đ
0,5 đ
Câu 3 Nhiệt hóa học và cân bằng hóa học (2,5 điểm) Câu 5 (2,0 điểm)
Cho các phản ứng sau với các dữ kiện nhiệt động của các chất ở 250C:
CO2 + H2 CO + H2O
H0
298 (KJ/mol)
S0
298 (J/mol)
-393,5 213,6
0 131,0
-110,5 197,9
-241,8 188,7
a Hãy tính H0
298 , S0
298 và G0
298của phản ứng và nhận xét phản ứng có tự xảy ra theo chiều thuận
ở 250C hay không?
b Giả sử H0 của phản ứng không thay đổi theo nhiệt độ Hãy tính G0
1273của phản ứng thuận ở
10000C và nhận xét
c Hãy xác định nhiệt độ (0C) để phản ứng thuận bắt đầu xảy ra ( giả sử bỏ qua sự biến đổi H0, S0
theo nhiệt độ)
Đáp án
a H0
298 , S0
298 và G0
298
Pt phản ứng: CO2 + H2 CO + H2O
ta có : H0298(pư) = [H0
298(CO) + H0
298(H2O)] – [H0
298(CO2) + H0
298(H2O)] = (-110,5 – 241,8) – ( -393,5) = 41,2 KJ/mol
S0298(pư) = [ S0
298(CO) + S0
298(H2O) – [S0
298(CO2)] = 42 J/mol G0298(pư) = H0298(pư) –TS0298(pư) = 41200 – 298 x 42 = 28684 J/mol
Vì G0298(pư) > 0 nên phản ứng không tự diễn ra theo chiều thuận ở 250C
0,5 đ
0,5 đ
b áp dụng công thức :
) / 1 / 1
0 1
2
1
T
G T
Thay số tìm ra G0
1273 = 1273[ 28684/298 + 41200(1/1273 – 1/298)] = -12266 J/mol
0,5 đ
0,5 đ
Trang 7Vì G0
1273 < 0 nên phản ứng tự diễn ra theo chiều thuận ở 10000C
c Để phản ứng tự diễn ra theo chiều thuận thì :
Câu 4 Dung dịch điện li: Cân bằng axit bazơ, kết tủa, tạo phức (2,5 điểm)
Cho H2S có K1 = 10-7,02
, K2 = 10-12,9
, -= 10-2, = 10-9,24 Tính số ml dung dịch
4
HSO
4
NH K (NH4)2SO4 0,10 (M) cần thêm vào 100,00 ml dung dịch Na2S 0,10 (M) để pH của hệ giảm đi 0,76 đơn
vị
Đáp án
* Khi chưa thêm (NH4)2SO4 vào, trong dung dịch Na2S có các cân bằng :
S2- + H2O → HS- + OH- Kb1 = 10-14 + 12,9 = 10-1,1 (1)
HS- + H2O → H2S + OH- Kb2 = 10-14 + 7,02 = 10-6,98 (2)
* So sánh ta thấy Kb1 >>Kb2>>Kw→ Cân bằng (1) là chủ yếu :
S2- + H2O → HS- + OH- Kb1 = 10-1,1 (1)
[ ] 0,1 – x x x
→ x = [OH-] = [HS-] = 5,78.10-2
2
-1,1
x
=10
0,1-x
→ [H+] = 10-12,76 → pH = 12,76
* Gọi V là số ml dung dịch (NH4)2SO4 0,10 M cần thêm vào 100ml dung dịch Na2S 0,10M để
pH = 12,76 – 0,76 = 12
2-2
Na S
S
Phản ứng : NH4+ + S → NH3 + HS- K= 10-9,24 + 12,9 = 103,66
Co 0,2V
100+V
10 100+V [ ] - 10 - 0,2V
100+V
0,2V 100+V
0,2V 100+V Thành phần giới hạn:
S2-: 10 - 0,2V (M); NH3 : (M);
100+V
0,2V 100+V
100+V
0,1V 100+V
0,5 đ
0,5 đ
* Các quá trình xảy ra:
Trang 8HS-→ S2- + H+ Ka2 = 10-12,9 (1)
H2O → OH- + H+ Kw = 10-14 (2)
NH3 + H+ → NH4+ Ka-1 = 109,24 (3)
HS- + H+ → H2S Ka1-1 = 107,02 (4)
SO42- + H+→ HSO4- (K’)-1 = 102 (5)
(K’)-1 << Ka1-1 nên có thể bỏ qua (5) so với (4)
Điều kiện proton:
[H+] = [OH-] – [H2S] + [S2-] - 10 - 0,2V - [NH4+] (6)
100+V
Vì [H2S] << [HS-] ≈ [S2-] nên có thể bỏ qua [H2S] so với [S2-]
Từ (6) ta có:
+
Thay Ka = 10-9,24, Ka2 = 10-12,9 , [H+] = 10-12, Kw = 10-14
Tính được V bằng 37,6 ml
0,5 đ
0,5 đ
Câu 5 Phản ứng oxi hóa khử - Điện phân (2,5 điểm)
1 Cho Eo(Ag+/Ag) = 0,799 (V); Eo(Cu2+/Cu) = 0,337 (V) TAgCl = 10-10
Tính hằng số cân bằng của phản ứng : 2AgCl + Cu → 2Ag + Cu2+ + 2Cl-
2 Tính nồng độ ban đầu của HSO4-biết rằng ở 25oC, suất điện động của pin
Pt | I- 0,1 (M) I3- 0,02 (M) || MnO4- 0,05 (M) Mn2+ 0,01 (M) HSO4-C (M) | Pt
có giá trị 0,824 (V)
Cho Eo(MnO4-/Mn2+) = 1,51 (V); Eo(I3-/3I-) = 0,5355 (V) -= 10-2
4
HSO K
Lời giải:
Đáp án
1.
1
K =10
1x Cu → Cu + 2e -1 -2E (Cu /Cu)/0,0592o 2+
2
2AgCl + Cu → 2Ag + Cu2+ + 2Cl
2 -1 2(E (AgCl/Ag) - E (Cu /Cu))/0,0592
Trong đó Eo(AgCl/Ag) được tính từ sự tổ hợp các cân bằng sau:
AgCl → Ag+ + Cl- T = 10-10
3
K =10
o
E (AgCl/Ag)/0,0592 1
K =10
→ Eo(AgCl/Ag) = Eo(Ag+/Ag) – 0,0592x10 = 0,207 (V)
Vậy K = 102(0,207 – 0,337)/0,0592 = 10-4,39
0,5 điểm
0,5 điểm
2. Ở điện cực phải: MnO4- + 8H+ + 5e→ Mn2+ + 4H2O
Ephải = Eo(MnO4-/Mn2+) +
4 2+
Trang 9 Ở điện cực trái: 3I- → I3- + 2e
Etrái = Eo(I3-/3I-) +
-3
[I ]
Epin = Ephải - Etrái
lg(5.[H ] ) -0,574 2
→ [H+] = 0,054 (M)
0,5điểm
Mặt khác từ cân bằng
HSO4-→ H+ + SO4- Ka = 10-2
Co C
[ ] C – [H+] [H+] [H+]
→
-2
+
10
C 0,054
C [H ]
-4
HSO
0,5điểm
Câu 6 Halogen (2,5 điểm)
1 (1,5 điểm)
Hãy hoàn thành các PTPƯ điều chế clo trong phòng thí nghiệm theo sơ đồ chuyển hoá sau:
(1) + KCl + + Cl2 (2) + PbCl2 + + Cl2 (3) + 0 + + Cl2
t
(4) + + + + Cl2 (5) + 0 + + + Cl2
t
(6) + + 0 + MnSO4 + + + Cl2
t
2 (0,5 điểm)
Cho các chất sau: HF, HCl, HBr, HI
Hãy cho biết phương pháp sunfat có thể điều chế được chất nào nêu trên ? Nếu có chất không điều chế được bằng phương pháp này thì hãy giải thích tại sao? Viết các PTPƯ (nếu có) để minh họa
3 (0,5 điểm)
Chất rắn A là kim loại hoặc là một trong các chất MnO2, KMnO4, K2Cr2O7, CaOCl2 Khi hoà tan 15 gam A vào dd HCl thì tạo ra 8,4 lít đơn chất khí B bay ra (đktc) Hãy chứng minh rằng B không thể là
Cl2
Trang 101 (1,5 điểm)
(1) KClO3(r) + 6HCl(đặc) KCl + 3H2O + Cl2
(2) PbO2 + 4HCl(đặc) PbCl2 + 2H2O + Cl2
(hoặc Pb3O4 + 8HCl(đặc) 3PbCl2 + 4H2O + Cl2)
(3) MnO2(r) + 4HCl(đặc) 0 MnCl2 + 2H2O + Cl2
t
(4) 2KMnO4(r) + 16HCl(đặc) 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2
(5) K2Cr2O7(r ) + 14HCl(đặc) t0 2KCl + 2CrCl3 + 7H2O + 3Cl2
(6) 2NaCl + MnO2 + 3H2SO4 t0 2NaHSO4 + MnSO4 + 2H2O + Cl2 (0,25 điểm)
0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25
2 (0,5 điểm)
+ HF và HCl điều chế được bằng phương pháp sunfat:
CaF2(r ) + H2SO4(đ) CaSO4 + 2HF (1) NaCl(r) + H2SO4(đ) 2500C NaHSO4 + HCl (2a)
NaCl (r) + H 2 SO 4(đ) 4000C Na 2 SO 4 + 2HCl (2b)
- H2SO4(đ) phản ứng với NaBr
NaBr(r ) + H2SO4(đ) 0 NaHSO4 + HBr(k)
t
- HBr tạo ra bị H2SO4(đ) oxi hoá thành Br2 nên không thu được HBr
2HBr + H2SO4(đ) 0 SO2 + 2H2O + Br2
t
- H2SO4(đ) phản ứng với NaI
NaI(r ) + H2SO4(đ)t0 NaHSO4 + HI(k)
- HI tạo ra bị H2SO4(đ) oxi hoá thành I2 nên không thu được HI
8HI + H2SO4(đ)t0 H2S + 4H2O + 4I2
không thể điều chế HBr và HI bằng phương pháp sufat
0,25
0,25
3 (0,5 điểm)
+ Các PTPƯ:
MnO2 + 4H+ + 2Cl- Mn2+ + Cl2 + 2H2O (1)
2MnO4- + 16H+ + 10Cl- 2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2O (2)
Cr2O72- + 14H+ + 6Cl- 2Cr3+ + 3Cl2 + 7H2O (3)
OCl22- + 2H+ Cl2+ H2O (4)
+ Để thu được 8,4 lít Cl2 (0,375 mol) thì cần 0,125 số mol A 0,375
23,7g mA 47,6 g trái với giả thiết là mA = 15g Vậy B không thể là Cl2 0,25
0,25
Câu 7 Oxi- lưu huỳnh (2,5 điểm)
1) Viết hai phương trình hóa học của phản ứng minh họa tính oxi hóa của O3 > O2
2) Hãy trình bày và giải thích các hiện tượng xảy ra trong các thí nghiệm sau:
a Thêm vài giọt phenolphtalein vào dung dịch Na2S (dd X), sau đó sục khí SO2vào dung dịch thu được cho đến dư
b Thêm HCl dư vào dung dịch X và đun nóng
c Thêm vài giọt dung dịch CuCl2 vào dung dịch X
d Thêm vài giọt dung dịch AlCl3 vào dung dịch X
e Thêm vài giọt dung dịch X vào dung dịch hỗn hợp KMnO4 và H2SO4
