Xác định tên hợp chất AB2... Câu 3: 5 điểm Nguyên tố R là phi kim thuộc nhóm A trong Hệ thống tuần hoàn.. Tỉ lệ giữa thành phần phần trăm nguyên tố R trong oxit cao nhất với thành phần
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN
TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY CẤP TỈNH
NĂM HỌC: 2011 2012
Môn: HÓA HỌC
Ngày thi: 27/11/2011 Lưu ý: Nếu thí sinh có cách giải khác hợp logic và chính xác vẫn hưởng đủ số điểm
Câu 1: (5 điểm) Một hợp chất AB2 có tổng số hạt (p, n, e) bằng 106, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 34 Tổng số hạt (p, n, e) trong nguyên tử
A nhiều hơn B cũng là 34 Số khối của A lớn hơn số khối của B là 23 Xác định tên hợp chất AB2
A : ZA, NA
B: ZB, NB
Theo đề bài ra ta có:
(2ZA + NA) + 2(2ZB + NB) = 106 (1)
(2ZA + 4ZB) - (NA + 2NB) = 34 (2)
(2ZA + NA) - (2ZB + NB) = 34 (3)
(ZA + NA) - (ZB + NB) = 23 (4)
Từ (1) và (2) ta giải được: A B
Từ (3) và (4) ta giải được: A B
Z - Z 11 (7)
Từ (5) và (7) ta giải được ZA = 19, ZB = 8
Vậy hợp chất là KO2: kali supeoxit
KO 2 Kali supeoxit
0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ
1đ + 1đ 0,5 đ 0,5đ
HƯỚNG DẪN CHẤM
Trang 2Câu 2: (5 điểm) Một nguyên tố kim loại M có bán kính nguyên tử R = 143 pm và đơn
chất kết tinh theo cấu trúc lập phương tâm diện, có khối lượng riêng D = 2,7 g/cm3 Xác định kim loại M
Trong một ô mạng cơ cở lập phương tâm diện, số nguyên tử bằng:
4 6 2
1 8 8
1
Gọi a là độ dài cạnh ô mạng cơ sở Khoảng cách ngắn nhất giữa
các nguyên tử là trên đường chéo của mặt, nên:
pm 404 2
143 4 a
4
2
a
a
Z N M
V
Z
m
d
4
) mol 10 02 , 6 ( ) cm 10 404 ( ) cm / g , 2 ( Z
N a
d
M
1 23 3
10 3
A
mol / g 79 , 26
M
Vậy M là Al
( M = 26,88 g/ml)
mol
g /
79 , 26
1đ
1đ
2,5đ 0,5
Trang 3Câu 3: ( 5 điểm) Nguyên tố R là phi kim thuộc nhóm A trong Hệ thống tuần hoàn Tỉ lệ
giữa thành phần phần trăm nguyên tố R trong oxit cao nhất với thành phần phần trăm nguyên tố R trong hợp chất khí với hidro là
34
25 , 20
a.Xác định nguyên tố R
b.Cho 4,05g một kim loại M chưa rõ hóa trị tác dụng hết với đơn chất R ở trên thì thu được 40,05g muối Xác định nguyên tố M
Gọi x là số thứ tự nhóm A (hóa trị) Công thức oxit cao nhất: R2Ox
CT hợp chất khí với H: RH8-x
Ta có:
34
25 , 20 8
: 16 2
2
R x R R
R =
5 , 27
544
392 x
x 4 5 6 7
R 37,2 51,5 65,7 80
Vậy: R là Br
2M + aBr2 2MBra 2M 2M + 160a
4,05 40,05
Tỷ lệ:
05 , 40
160 2
05 , 4
72M = 648a
M = 9a
a 1 2 3
M 9 18 27
Vậy: M là Al
R là Br
M là Al
1đ 1đ
1đ 0,5đ
1đ 0,5đ
Trang 4Câu 4: ( 5 điểm ) Tính nồng độ mol/l các ion và pH của dung dịch Na2CO3 0,01M? Biết CO32- có Kb1 = 10-3,76 ; Kb2 = 10-7,65
Na2CO3 2Na+ + CO3 2-(1) CO32- + H2O HCO3- + OH- 3 , 67
10
1
b
K
(2) HCO3- + H2O H2CO3 + OH
7 , 65
2 10
b
K
(3) H2O H+
+ OH- KW = 10-14
Vì
1
b
K >> K
2
b >> KW nên Cân bằng (1) là chủ yếu
CO32- + H2O HCO3- + OH- 3 , 67
10
1
b
K
[Bđ] 0.01
[P.ứng] x
[CB] 0.01 – x x x
1
b
2
10 01
, 0
x
x
x = 1,234.10-3
pOH = 2,908
pH = 11,092
[Na+] = 0,02M [CO32-] = 0,01 – 1,234.10-3 = 8,766.10-3M
[HCO3-] = 1,234.10-3 M
pH=11,092
[Na+] = 0,02M [CO32-]
=8,766.10-3M [HCO3-] = 1,234.10-3 M
0,5đ 0,5đ
0,5đ
1đ
1đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ
Trang 5Câu 5: (5 điểm) Ở 100 0C hằng số cân bằng của phản ứng
N2O4 2NO2
(khí) (khí)
là 4 Tính thành phần phần trăm số mol của hỗn hợp khi áp suất chung của hệ lần lượt là 2atm và 20 atm
Từ đó hãy rút ra kết luận về ảnh hưởng của áp suất đến sự chuyển dịch cân bằng
*Áp suất chung của hệ là 2atm
PN2O4 + PNO2 = 2
P2NO2 : PN2O4 = 4 => PN2O4 =
4
2 2
NO P
PNO2 = 1,464
PN2O4 = 0,536
% số mol NO2 = 73,2%
%số mol N2O4 = 26,8%
*Áp suất chung của hệ là 20 atm
PN2O4 + PNO2 = 20
P2NO2 : PN2O4 = 4 => PN2O4 =
4
2
2
NO P
PNO2 = 7,165
PN2O4 = 12,835
% số mol NO2 = 35,83%
%số mol N2O4 = 64,17%
Khi áp suất tăng từ 2 atm đến 20 atm thì %NO2 giảm từ
73,2% xuống còn 35,83% => Cân bằng chuyển dịch theo
chiều nghịch
0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ
0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ
1đ
Trang 6Câu 6: (5 điểm) Người ta có thể điều chế NaOH bằng 2 phương pháp khác nhau từ Na,
H2 và O2 Trình bày 2 cách điều chế đó và tính hiêu ứng nhiệt ở mỗi cách Biết:
Na (r) + 1/2O2 (k) → 1/2Na2O2 (r) ∆H1 = -60,3 Kcal
H2 (k) + 1/2O2 (k) → H2O (l) ∆H2 = -68,3 Kcal
1/2Na2O2 (r) + 1/2H2O (l) → NaOH (r) + 1/4O2 (k) ∆H3= -7,6 Kcal
Na (r) + H2O (l) → NaOH (r) + 1/2H2 (k) ∆H4= -33,75 Kcal
Trang 7Bài 7 (5 điểm)
Hòa tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm FexOy và Cu bằng dung dịch
H2SO4đặc, nóng (dư) Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 0,504 lít khí SO2 ( sản phẩm khử duy nhất) , ở điều kiện chuẩn và dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat a) Tìm công thức của FexOy
b)Tính phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp X
Phương trình hóa học:
2Fe x O y + (6x – 2y)H 2 SO 4 xFe 2 (SO 4 ) 3 +(3x-2y)SO 2 + (6x-2y)H 2 O
a ax/2 ( 3x-2y).a/2
Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 +2H2O
b b b
Ta có :
(56x + 16y).a + 64b = 2,44 (1)
(3x-2y).a/2 + b = 0,0225 (2)
200x.a + 160.b = 6,6 (3)
ax = 0,025
=>
ay = 0,025
b = 0,01
a) Ta có x/y = 1 => công thức FexOy là: FeO
b)Khối lượng Cu: 64.0,01 = 0,64 gam
Phần trăm khối lượng của Cu là: 0,64 100/2,44 = 26,23 %
Phần trăm khối lượng của FexOy là: 100 – 26,23 = 73,77 %
0,5 đ
0,5đ
1đ 1đ
1đ 1đ
Trang 8Bài 8: (5 điểm)
Nung hỗn hợp SO2 , O2 có số mol bằng nhau trong một bình kín có thể tích không đổi với chất xút tác thích hợp Sau thời gian đưa bình về nhiệt độ ban đầu thấy áp suất trong bình giảm 10% so với áp suất ban đầu Tính hiệu suất của phản ứng?
2 SO2 + O2 2 SO3
Ban đầu: a a 0 mol
Phản ứng: x 0,5x x
Cân bằng: a-x a-0,5x x
Số mol khí ban đầu là 2a mol
Số mol khí lúc cân bằng là: (a-x) + (a- 0,5x) + x = 2a – 0,5x
Ở cùng nhiệt độ và thể tích , tỷ lệ về số mol bằng tỷ lề về áp suất
n1/n2 = P1/p2 => 2a/(2a – 0,5x) = P/0,9P
x = 0,4a
=> H = x/a = 40%
1đ
1đ
1đ 1đ 1đ
Câu 9: (5 điểm)
Có một hỗn hợp X gồm 2 đồng đẳng của rượu etylic, oxy hoá hữu hạn là 30,75g X thu được hỗn hợp hai axit hữu cơ tương ứng Và để trung hoà hỗn hợp axit nầy phải dùng 24g NaOH Đốt cháy hoàn toàn 61,5g X rồi cho sản phẩm sinh ra lội qua bình A đựng
H2SO4 đặc, rồi lội bình B đựng Ba(OH)2
Sau thí nghiệm bình A và B tăng, giảm khối lượng thế nào?
Gọi 2 đồng đẳng của rượu etylic là: CxH2x+1CH2OH có số mol
là a
CxH2x+1CH2OH O2
CxH2x+1COOH + H2O
a a
CxH2x+1COOH + NaOH → CxH2x+1COONa + H2O
a a
a = 24/40 = 0,6 mol
Số mol rượu trong 61,5 gam X 1,2 mol
CxH2x+1CH2OH O2
(x+1) CO2 + ( x+2) H2O 2a (x+1) 2a (x+2) 2a
a = 24/40 = 0,6 mol
(14x+ 32)a = 30,75
375 , 1
6 , 0
x a
Khối lượng bình A tăng là khối lượng H2O =18(1,375+2)0,6x 2
= 72,9 gam
Khối lượng bình B tăng là khối lượng CO2 = 44(1,375+1)0,6x 2
Pt
Pt
Pt
375 , 1
6 , 0
x a
72,9 gam
125,4 gam
0,5đ 0,5đ
1đ
0,5đ 0,5đ 1đ
1 đ
Trang 9= 125,4 gam
Câu 10: (5 điểm)
Lấy 70 lít butan đem ckracking ở nhiệt độ, xúc tác thích hợp thu được 134 lít hỗn hợp A : H2, CH4, C2H6, C2H4, C3H6 , C4H8 và một phần butan chứa bị cracking Chia A làm hai phần bằng nhau Một phần cho sục từ từ vào nước brôm dư và thu lấy các khí không bị giữ lại (hỗn hợp B), sau khi tách hỗn hợp B ra thành các chất riêng lẽ theo thứ
tự phân tử lượng tăng dần ( nhờ phương pháp riêng) Người ta đốt cháy các hydro cacbon riêng lẽ đó và thu được thể tích CO2 có tỉ lệ tương ứng 1:3:1 Một phần đem hợp H2O nhờ xúc tác đặc biệt, các thể tích ở (đktc)
1.Xác định % V các chất trong A
2.Hiệu suất craking
3.Tính khối lượng rượu nhận được (không cần lưu ý đến rượu đồng phần)
C4H10 → CH4 + C3H6 (1)
V1 V1 V1
C4H10 → C2H4 + C2H6 (2)
V2 V2 V2
C4H10 → C4H8 + H2 (3)
V3 V3 V3
Gọi V1, V2, V3 , V4 lần lượt là số mol C4H10 ở (1), (2), (3) và
dư
Hỗn hợp A: CH4 : V1
C3H6 : V1
C2H6 : V2
C2H4 : V2
C4H8 : V3
H2 : V3
C4H10dư: V4
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
V1/2 V1/2
C2H6 + 7/2O2 → 2CO2 + 3H2O
V2/2 V2
C4H10 + 13/2O2 → 4CO2 + 5H2O
V4 /2 2V4
134 2
2 2
70
1 : 1 4 :
3 : 1 2 :
4 3 2 1
4 3 2 1
4 1
2 1
V V V V
V V V V
V V
V V
6 4 36 24
4 3 2 1
V V V V
% CH4 = % C3H6 = 17 , 92 %
134
100 24
x
Hpt
3 2 18 12
4 3 2 1
V V V V
Tp %
1đ
0,25x4=1đ
0,25x4=1đ
Trang 10%C2H6 = % C2H4 = 26 , 87 %
134
100 36
x
% C4H8 = % H2 = = 2,98%
134
100 4
x
%C4H10 = 4,46%
2.Hiệu suất crackinh:
%C4H10 phản ứng: 91 , 43 %
70
100 64 35
3 2 1
V
3.Khối lượng rượu:
C3H6 + H2O H , t o C3H7OH
4 , 22
1
V
C2H4 + H2O H , t o C2H5OH
4 , 22
2
V
C4H8 + H2O H , t o C4H9OH
4 , 22
3
V
Khối lượng C3H7OH =
4 , 22
1
V
x 60 32,14 2
1
Khối lượng C2H5OH = 46 36,96
2
1 4 , 22
V
gam
Khối lượng C4H9OH = 74 6 , 6
2
1 4 , 22
V
gam
Khối lượng
1đ
0,25đ
0,25đ 0,5đ