KÌ THI CHỌN HỌC SINH VÀO CÁC ĐỘI TUYỂN QUỐC GIA DỰ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2010 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI DỰ BỊ Môn: HOÁ HỌC
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH VÀO CÁC ĐỘI TUYỂN
QUỐC GIA DỰ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2010
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI DỰ BỊ
Môn: HOÁ HỌC
Câu 1 (3 điểm)
Một mẫu đá gồm các chất có tỉ lệ sau đây:
Người ta cho rằng, khi mẫu đá này hình thành đã chứa sẵn chì tự nhiên Chì tự nhiên bao gồm 4 đồng vị bền với thành phần đồng vị cho trong bảng dưới đây:
Phần trăm khối
Biết chu kì bán hủy của 238U là 4,47.109 năm, giả thiết trong suốt thời gian mẫu đá tồn tại, 238U và các đồng vị bền của chì hoàn toàn không bị rửa trôi bởi nước mưa Hãy tính tuổi của mẫu khoáng vật
Hướng dẫn giải:
= 0,1224 mol 206Pb và = 1,623.10-3 mol 204Pb
Tỉ số mol của 206Pb và 204Pb trong chì tự nhiên là:
= 17,05 1,623.10-3 mol 204Pb sẽ tương ứng với số mol 206Pb vốn có trong chì tự nhiên là:
1,623.10-3.17,05 = 0,0277 (mol 206Pb)
Như vậy số mol 206Pb sinh ra do sự phân rã 238U trong mẫu là:
0,1224 - 0,0277 = 0,0947 (mol)
Nếu hiện nay còn 1 mol 238U thì khi mẫu đá mới hình thành, số mol 238U là:
1 + 0,0947 = 1,0947 (mol)
Câu 2 (3 điểm)
Hai chất A và B có cùng thành phần nguyên tố, chứa anion phức xiano Khi cho 20
mL dung dịch 0,1 M của A tác dụng với 1,325 gam Pb(NO3)2 thì tạo thành 1,2527 gam kết tủa trắng và trong dung dịch chỉ còn lại muối kali Khi cho 1,5192 g FeSO4 vào một lượng dư dung dịch A thì tạo thành 1,6184 gam kết tủa trắng C (C chứa 51,77 % khối lượng là sắt), trong khi đó nếu cho dung dịch A tác dụng với dung dịch Fe2(SO4)3 đặc thì thu được kết tủa D có màu xanh chàm Mặt khác nếu cho dung dịch B phản ứng với FeCl2 loãng, được kết tủa xanh E
1 Xác định A, B, C, D, E
Trang 22 Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
3 Cho biết sự khác nhau giữa A và B
Hướng dẫn giải:
1 Khi cho dung dịch A tác dụng với Pb(NO3)2 thì tạo thành kết tủa trắng và trong dung dịch chỉ còn lại muối kali trong thành phần của hai chất A và B có chứa kali Kí hiệu anion phức xiano trong hợp chất A là X, ta có:
= 2:1 Anion phức trong A là X
n (mol) 4.10-3 2.10-3
2Fe2+ + X4- Fe2X
A và B có cùng thành phần nguyên tố, chứa anion phức xiano, trong đó A (là hợp chất của Fe2+) tác dụng được với dung dịch Fe3+ (Fe2(SO4)3), còn B phản ứng với dung dịch Fe2+ (FeCl2) B là hợp chất của Fe3+ B là K3[Fe(CN)6] D là Fe4[Fe(CN)6]3
và E là Fe3[Fe(CN)6]2
2. K4[Fe(CN)6] + 2Pb(NO3)2 Pb2[Fe(CN)6] + 4KNO3
K4[Fe(CN)6] + 2FeSO4 Fe2[Fe(CN)6] + 2K2SO4
3K4[Fe(CN)6] + 2Fe2(SO4)3 Fe4[Fe(CN)6]3 + 6K2SO4
2K3[Fe(CN)6] + 3FeCl2 Fe3[Fe(CN)6]2 + 2KCl
3 A (kali hexaxianoferat(II)) là hợp chất của Fe2+; B (kali hexaxianoferat(III)) là hợp chất của Fe3+
Câu 3 (4 điểm)
Trộn 20,00 ml dung dịch H3PO4 0,50 M với 37,50 ml dung dịch Na3PO4 0,40 M, rồi pha loãng bằng nước cất thành 100,00 ml dung dịch A
1 Tính pH của dung dịch A.
2 Cần phải thêm bao nhiêu ml dung dịch HCl 0,050 M vào 20,00 ml dung dịch A để
thu được dung dịch có pH =5,00 (metyl đỏ đổi màu)
3 Cần phải thêm bao nhiêu ml dung dịch NaOH 0,10 M vào 25,00 ml dung dịch A để
hỗn hợp thu được có màu đỏ tía của phenolphtalein (pH = 10,00)
4 Để xácđịnh nồng độ ion Cu2+ trong nước thải của một nhà máy mạ điện, người ta đo điện thế của điện cực đồng so với điện cực hiđro tiêu chuẩn Điện thế đo được là +0,25
Hướng dẫn giải:
Trang 2/8
Trang 31 0,10 (M); 0,15 (M).
H3PO4 + + K1 = Ka1 = 1010,17
0,1 0,15
0 0,05 0,1 0,1
+ 2 K2 = Ka2 = 105,11
0,1 0,05 0,1
0,05 0 0,2
2 pH = 5,00 = 4,68 có thể coi lượng HCl thêm vào 20,00
+ H+
3 Tương tự = 9,765 10,00 có thể coi lượng NaOH thêm vào
4 Ta có: =
Câu 4 (3,5 điểm)
Năng lượng liên kết có thể được tính dựa vào biến thiên entanpi của quá trình chuyển các nguyên tử tự do thành phân tử (tính cho 1 mol) Đại lượng này thường gọi là sinh nhiệt nguyên tử Năng lượng liên kết của các liên kết có trong một chất được định nghĩa là biến thiên entanpi của quá trình biến đổi một số Avogadro phân tử của chất đã cho thành các nguyên tử tự do Như vậy, năng lượng liên kết ngược dấu với sinh nhiệt nguyên tử
Ở điều kiện tiêu chuẩn, cho biến thiên entanpi của phản ứng phân li các phân tử H2,
Br2, của sự thăng hoa than chì (Ctc) như sau:
H2(k) 2H(k) H1 = 432,2 kJ/mol
Br2(l) 2Br(h) H2 = 190 kJ/mol
Ctc(r) C(k) H3 = 710,6 kJ/mol
và biến thiên entanpi hình thành của CH4 và CH3Br lần lượt là:
Tính năng lượng liên kết C-Br trong CH3Br
Trang 4Hướng dẫn giải:
2H2(k) 4H(k) 2.H1 = 2.432,2 kJ/mol
(1)
Ctc(r) C(k) H3 = 710,6 kJ/mol
(2)
2H2(k) + Ctc(r) CH4(k) H4 = = -74,8 kJ/mol (3) Lấy (3) trừ đi (2) và (1) ta có:
4H(k) + C(k) CH4(k) H5
H5 = - 74,8 - 710,6 - 2.432,2 = -1649,8 (kJ/mol)
Trong CH4 có 4 liên kết C-H Năng lượng liên kết trung bình của mỗi liên kết C-H là:
= 412,45 (kJ/mol)
Br2(l) 2Br(h) H2 = 190 kJ/mol (4) 3H2(k) 6H(k) 3.H1 = 3.432,2 kJ/mol (5) 2Ctc(r) 2C(k) 2.H3 = 2.710,6 kJ/mol (6) 3H2(k) + Br2(l) + 2Ctc(r) 2CH3Br(k) 2 =2.(-35,6) kJ/mol)
(7)
Từ (4), (5), (6) và (7) ta có: 6H(k) + 2Br(h) + 2C(k) 2CH3Br(k)
Hay: 3H(k) + Br(h) + C(k) CH3Br(k) H6
Trong phân tử CH3Br có 3 liên kết C-H và 1 liên kết C-Br, nên:
E(C-Br) = -H6 – 3 E(C-H) = 1489,5 – 3.412,45 = 252,15 (kJ/mol)
Câu 5 (3 điểm)
1 Một laze có năng lượng 0,4J được tạo ra từ các xung bức xạ trong 3,0 ns (nano giây).
Tính công suất do 1 xung của laze đó tạo ra
2 Hãy tính năng lượng Gipxơ tại 27,3 oC, áp suất biến đổi từ 2 bar đến 3 bar cho:
a Nước lỏng
b Hơi nước (được coi là khí lí tưởng)
3 Ở áp suất hệ 1,0 bar độ phân li α của khí CO2 thành khí CO và O2 ở các nhiệt độ khác nhau được thực nghiệm cho biết như sau:
Giả thiết G0
phản ứng là không đổi
b Nhận xét kết quả tính được và cho biết đó là phản ứng tỏa hay thu nhiệt?
Hướng dẫn giải:
1 Công suất P của laze được tính theo biểu thức: P = E(J)/t(s) với E là năng lượng, t là
thời gian
P = E/t = 0,40/(3.10-9) = 1,3.107 W = 13 MW
2 Từ dG = Vdp – SdT
Khi T = const dG = Vdp
a Nước lỏng: V = const Vậy = V = 18,0.10-6 m3/mol.105Pa = 1,8 J/mol
Trang 4/8
Trang 5b Hơi nước là khí lí tưởng nên = RTln(p2/p1) = 8,314.300,3.ln1,5 = 1012 J/mol = 1,012 kJ/mol
3 Từ cân bằng: 2 CO2 (k) 2 CO (k) + O2 (k) (1)
Số mol ban đầu n
Số mol cân bằng n – nα nα nα/2
Áp suất pi
Từ số liệu tính được;
Câu 6 (3,5 điểm)
1 Quá trình sinh hóa học xảy ra trong dung dịch nước được biểu thị bằng phương trình
tổng quát:
X + n H+
trong đó R là hằng số khí, T là nhiệt độ
Thực nghiệm cho biết phản ứng: A B + 2 H+
phản ứng (3) có tự xảy ra hay không?
2 Cho phản ứng: CH3CHO (k) CH4 (k) + CO (k) (a)
Cơ chế được thừa nhận của phản ứng trên là:
Dựa vào cơ chế trên hãy thiết lập biểu thức định luật tốc độ của phản ứng (a)
Hướng dẫn giải:
1 Xét quá trình: B + 2 H+
(aq) A (3’)
Trang 6Áp dụng (2) tính được = 60,67 kJ/mol
2 Áp dụng biểu thức định luật tốc độ cho 4 cân bằng:
v1 = k1[CH3CHO] (1) v2 = k2[CH3CHO][ ] (2)
v3 = k3[ ] (3) v4 = k4[ ]2 (4)
Ta có: = 0 (5) = 0 (6)
-HẾT -Trang 6/8