Tuyển tập đề thi học sinh giỏi hóa học

2 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌCPHẦN 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 1 SỞ GIÁO

TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC

[Tài liệu tổng hợp từ các đề thi HSG]

[copyright©2010http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl]

YDS

Phan Cuong Huy

2 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA 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 1

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ

NĂM HỌC 2007 - 2008 MÔN: HÓA HỌC LỚP 1O

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

Câu I (4 điểm)

X và Y là các nguyên tố nhóm A, đều tạo hợp chất với hiđro có dạng RH (R là kí hiệu của nguyên tố X hoặc Y) Gọi A và B lần lượt là hiđroxit ứng với hóa trị cao nhất của X và Y Trong B, Y chiếm 35,323% khối lượng Trung hòa hoàn toàn 50 gam dung dịch A 16,8% cần 150 mL dung dịch B 1M

1 Xác định các nguyên tố X và Y.

2 B’ là anion tương ứng của phân tử B (a) Hãy cho biết (có công thức minh họa) dạng hình học của B và B’ (b)

So sánh (có giải thích) độ dài liên kết Y-O trong phân tử B và B’

3 Biết X có cấu trúc tinh thể lập phương tâm khối và mật độ sắp xếp tương đối được định nghĩa bằng tỉ lệ giữa

thể tích chiếm bởi các hình cầu trong tế bào cơ sở và thể tích tế bào cơ sở Hãy tính mật độ sắp xếp tương đối trong tinh thể của X

1 Hợp chất với hiđro có dạng RH nên Y có thể thuộc nhóm IA hoặc VIIA.

Trường hợp : Nếu Y thuộc nhóm IA thì B có dạng YOH

677 , 64

323 , 35 17

Y    (loại do không có nghiệm thích hợp)

Trường hợp 2 : Y thuộc nhóm VIIA thì B có dạng HYO4

677 , 64

323 , 35 65

Y    , vậy Y là nguyên tố clo (Cl)

B (HClO4) là một axit, nên A là một bazơ dạng XOH

gam 4 , 8 gam 50 100

8 , 16

XOH + HClO4XClO4+ H2O

 n n 0,15L 1mol/L 0,15mol

4 HClO



mol 15 , 0

gam 4 , 8 mol / gam 17

MX= 39 gam/mol, vậy X là nguyên tố kali (K)

-3 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC

(a) Dạng hình học :

Axit pecloric

(dạng tứ diện)

Ion peclorat

(dạng tứ diện đều)

(b) Bậc liên kết càng lớn độ dài liên kết càng nhỏ, do vậy :

3 Gọi a là độ dài cạnh ô mạng cơ sở và R là bán kính nguyên tử, ta có 3a4R

Số nguyên tử có trong một ô mạng cơ sở bằng : 1 2

8

1

8  

a

R 3

4 2 f

3

3

Câu II (4 điểm)

1 Cho biết số oxi hóa của mỗi nguyên tử lưu huỳnh (S) trong phân tử axit thiosunfuric (H2S2O3) và của mỗi nguyên tử cacbon trong phân tử axit axetic (CH3COOH)

2 Thêm lượng dư dung dịch KI (có pha hồ tinh bột) vào 5,00 mL dung dịch K2Cr2O7 có nồng độ a M trong

H2SO4, thì dung dịch thu được có màu xanh Thêm tiếp dung dịch Na2S2O30,10 M vào cho đến khi màu xanh

biến mất thì đã dùng 15,00 mL dung dịch này Viết các phương trình phản ứng và tính a Biết sản phẩm oxi hóa

S2O32-là S4O62-

3 Hòa tan hoàn toàn 9,06 gam một mẫu hợp kim Al-Mg (giả thiết không có tạp chất nào khác) bằng dung dịch

H2SO4đặc, thu được 12,22 L khí SO2(đo ở 136,5oC; 1,1 atm) và 0,64 gam chất rắn màu vàng Xác định phần

trăm khối lượng mỗi kim loại trong mẫu hợp kim trên

4 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC

1 Số oxi hóa của các nguyên tử S và C :

1.0 đ

2 Phương trình phản ứng :

6KI + K2Cr2O7+ 7H2SO43I2+ Cr2(SO4)3+ 4K2SO4+ 7H2O (1)

2Na2S2O3+ I22NaI + Na2S4O6 (2)

0,5 đ

Từ (1) và (2) ta có : 0,015L 0,1mol/L 2,5.10 mol

6

1 n

6

1

3 2 2 7

2 2













L 10 5

mol 10 5 , 2

a

3

4



0,5 đ

3 Gọi x, y lần lượt là số mol các kim loại Mg và Al.

) mol ( 4 , 0 5 , 1 273 273

4 , 22

22 , 12 1 , 1 n

2







32

64 , 0

0 02 0 12 , 0

6 y

4 4 , 0 8 , 0 6

y

3 0 y

x

2 0

x

S e 6 S

S e 2 S e

3 Al Al

e 2 Mg Mg



























1,5 đ

Ta có :













22 , 0 y

; 13 , 0 x 92 , 0 y x

06 , 9 y 27 x 24

gam 06 , 9

mol / gam 24 mol 13 , 0 m

0,5 đ

Câu III (4 điểm)

1. Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt các loại là 60, số hạt mang điện trong hạt nhân bằng số hạt không mang

điện; Nguyên tử của nguyên tố Y có 11 electron p ; nguyên tử nguyên tố Z có 4 lớp electron và 6 electron độc thân

a) Dựa trên cấu hình electron, cho biết vị trí của các nguyên tố trên trong bảng hệ thống tuần hoàn

b)So sánh (có giải thích) bán kính của các nguyên tử và ion X, X2+và Y-

2. Vẽ hình mô tả cách tiến hành thí nghiệm điều chế dung dịch HCl bằng những hóa chất và dụng cụ đơn giản có sẵn trong phòng thí nghiệm sao cho an toàn Ghi rõ các chú thích cần thiết

5 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC

3 Sục Cl2vào dung dịch KOH loãng thu được dung dịch A, hòa tan I2vào dung dịch KOH loãng thu được dung dịch B (tiến hành ở nhiệt độ phòng)

a) Viết phương trình hóa học xảy ra và cho nhận xét

b) Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học xảy ra khi cho lần lượt các dung dịch hỗn hợp HCl và FeCl2, dung dịch Br2, H2O2vào dung dịch A (không có Cl2dư)

1. a) Xác định vị trí dựa vào cấu hình electron:

X X X X X

2Z N 60 ; Z N Z 20, X là canxi (Ca), cấu hình electron của20Ca:[Ar] 4s2

Y có 11 electron p nên cấu hình của Y là 1s22s22p63s23p5hay [Ne] 3s23p5Y là Cl

Theo giả thiết thì Z chính là crom, cấu hình electron của24Cr: [Ar] 3d54s1

Trật tự tăng dần bán kính nguyên tử: RCa2  RCl RCa

b) Bán kính nguyên tử tỉ lệ với thuận với số lớp electron và tỉ lệ nghịch với số đơn vị điện

tích hạt nhân của nguyên tử đó Bán kính ion Ca2+nhỏ hơn Cl-do có cùng số lớp electron (n

= 3), nhưng điện tích hạt nhân Ca2+(Z = 20) lớn hơn Cl-(Z = 17) Bán kính nguyên tử Ca lớn

nhất do có số lớp electron lớn nhất (n = 4)

2,0 đ

2. Điều chế HCl từ dung dịch H2SO4đậm đặc và NaCl rắn, hình 5.5 trang 128 SGK Hóa học 10

nâng cao

0,75 đ

3. a) Ở nhiệt độ thường:

2KOH + Cl2KCl + KClO + H2O

6KOH + 3I25KI + KIO3+ 3H2O

Giải thích: Trong môi trường kiềm tồn tại cân bằng: 3XO-⇌X

-+ XO3

Ion ClO-phân hủy rất chậm ở nhiệt độ thường và phân hủy nhanh khi đun nóng, ion IO-phân

hủy ở tất cả các nhiệt độ

b) Các phương trình hóa học:

Ion ClO-có tính oxi hóa rất mạnh, thể hiện trong các phương trình hóa học:

- Khi cho dung dịch FeCl2và HCl vào dung dịch A: có khí vàng lục thoát ra và dung dịch từ

1,25 đ

6 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC

không màu chuyển sang màu vàng nâu:

2 FeCl2+ KClO + 2HCl2 FeCl3+ Cl2 + H2O

- Khi cho dung dịch Br2vào dung dịch A : dung dịch brom mất màu :

Br2+ 5KClO + H2O2HBrO3+ 5KCl

- Khi cho H2O2vào dung dịch A: có khí không màu, không mùi thoát ra:

H2O2+ KClOH2O + O2+ KCl

Câu IV (4 điểm)

1 Cho biết: năng lượng liên kết của các liên kết H-H, O-O, O=O, H-O lần lượt là 436, 142, 499, 460 ( kJ/mol) Hãy viết phương trình nhiệt hóa học của phản ứng giữa khí hiđro và khí oxi tạo ra hiđropeoxit

2 Cho phản ứng: 2SO2(k) + O2(k)  2SO3(k) H = - 198 kJ

a) Để tăng hiệu suất quá trình tổng hợp SO3, người ta có thể sử dụng biện pháp nào liên quan đến áp suất, nhiệt độ

và chất xúc tác? Giải thích?

b) Cho 10,51 mol khí SO2và 37,17 mol không khí (20% về thể tích là O2còn lại là N2) có xúc tác là V2O5 Thực hiện phản ứng ở 4270C, 1 atm thì phản ứng đạt hiệu suất 98% Tính hằng số cân bằng KC, KPcủa phản ứng ở

4270C

3 A là một oxit của sắt Lấy một lượng A chia làm 2 phần bằng nhau Phần I tác dụng vừa đủ với a mol H2SO4 trong dung dịch H2SO4loãng Phần II tác dụng vừa đủ với b mol H2SO4trong dung dịch H2SO4đặc nóng tạo

SO2(sản phẩm khử duy nhất) Biết b = 1,25a, xác định công thức oxit sắt ban đầu

1 Hpư= EH-H+ EO=O- 2EO-H - EO-O

Hpư= 436 + 499 -2.460 – 142 = -127 (kJ)

H2(k) + O2(k)  H2O2(k) H = - 127 kJ

1,0 đ

- Giảm nhiệt độ của hệ phản ứng, nhưng khoảng 5000C là thích hợp vì: nếu giảm thấp quá thì

tốc độ phản ứng chậm

- Thổi liên tục SO2và không khí được nén ở áp suất cao vào lò phản ứng vì phản ứng xảy ra

theo chiều thuận làm giảm áp suất của hệ

- Dùng V2O5làm xúc tác để phản ứng mau chóng đạt trạng thái cân bằng

0,75 đ

2 nO2 bđ= 7,434 (mol), nN2 bđ= 29,736 (mol)

2SO2 (k) + O2  2SO3(k) H = - 198 kJ Ban đầu: 10,51 (mol) 7,434 (mol) 0

Lúc phản ứng: 10,3 (mol) 5,15 (mol) 10,3 (mol)

Lúc CB: 0,21 (mol) 2,284 (mol) 10,3 (mol)

∑số mol hỗn hợp ở TTCB = 0,21 + 2,284 + 10,3 + 29,736 = 42,53 (mol)

Pi= xi.P = xi.1 = xi

1,25 đ

7 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC

2 3

(Pso )

K =

(Pso ) Po và

- n

K =K (RT)

(R = 0,082, T = 427 + 273 = 7000K, n = -1)

2

4

(10,3) 42,53

K = >> 4,48.10

(0,21) 2,284

 và K =4,48.10 (0,082.700)C 4 -(-1) 257.10 4

3 Gọi FexOylà công thức của A

( 1) 2FexOy + 2yH2SO4  xFe2(SO4)2y/x + 2y H2O

n 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 3

y  3  4 A là Fe3O4

1,0 đ

Câu V ( 4 điểm)

1. Từ dung dịch H2SO498% ( D= 1,84 g.mL-1) và dung dịch HCl 5 M, trình bày phương pháp pha chế để được

200 mL dung dịch hỗn hợp H2SO41M và HCl 1M

2. Đốt cháy hoàn toàn a gam S rồi cho sản phẩm sục qua 200 mL dung dịch NaOH b M thu được dung dịch X

Chia X làm hai phần bằng nhau Phần 1 cho tác dụng với dung dịch CaCl2dư thấy xuất hiện c gam kết tủa

Phần 2 tác dụng với dung dịch nước vôi dư thấy xuất hiện d gam kết tủa Biết d >c Tìm biểu thức quan hệ giữa a và b

3. Cho các dung dịch riêng biệt mất nhãn sau: Na2SO4, AlCl3, FeSO4, NaHSO4, FeCl3 Một học sinh cho rằng nếu dùng dung dịch Na2S thì có thể phân biệt các dung dịch trên ngay ở lần thử đầu tiên Kết luận của học sinh đó

có đúng không ? Vì sao?

1.

* Phần tính toán :

Số mol H2SO4cần lấy = số mol HCl cần lấy = 200 1

0, 2 (mol) 1000

 

Khối lượng dung dịch H2SO4cần lấy : mdd= 0, 2 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 : 5 = 0,04 (L) = 40 mL

* Cách tiến hành: Lấy khoảng 100 - 120 mL nước cho vào bình thể tích 200 mL có chia vạch

1,0 đ

8 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC

Cân 20 gam dung dịch H2SO4hoặc đong 10,87 mL dung dịch H2SO4, sau đó cho từ từ vào

bình chứa nước khuấy đều Đợi dung dịch H2SO4thật nguội, đong 40 mL dung dịch HCl 5M

thêm vào bình, sau đó thêm nước vào cho đến vạch 200 mL

2 Phương trình :

(1) S + O2SO2

(2) SO2+ NaOH NaHSO3

(3) SO2+ 2 NaOHNa2SO3+ H2O

Phần I tác dụng với dung dịch CaCl2sinh kết tủa, chứng tỏ dung dịch X có chứa Na2SO3, phần

II tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 sinh nhiều kết tủa hơn chứng tỏ dung dịch X có muối

NaHSO3

(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 SO2tác dụng với dung dịch NaOH sinh 2 loại muối thì :

2

NaOH NaOH

SO S

32

 < 2

b

6, 4 3, 2

1,5 đ

3 Kết luận của học sinh trên đúng, vì khi cho dung dịch Na2S lần lượt vào mẫu thử của các

dung dịch trên thì:

- Mẫu thử không có hiện tượng chứa dung dịch Na2SO4

- Mẫu thử xuất hiện kết tủa trắng keo và có hiện tượng sủi bọt khí chứa AlCl3: 2AlCl3+ 3

Na2S + 3H2O6NaCl + 2Al(OH)3+ 3H2S

- Mẫu thử có hiện ttượng sủi bọt khí chứa dung dịch NaHSO4

2 NaHSO4+ Na2S2Na2SO4+ H2S

Mẫu thử xuất hiện kết tủa đen chứa FeCl2: Na2S + FeCl2FeS + 2NaCl

- Mẫu thử xuất hiện kết tủa đen và vàng có chứa FeCl3

2FeCl3+ 3Na2S6NaCl + S + 2FeS

1,5 đ

9 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC

ĐỀ SỐ 2

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10

NĂM HỌC 2008-2009

MÔN THI: HÓA HỌC

Thời gian làm bài : 150 phút (không kể thời gian giao đề)

ĐỀ CHÍNH THỨC

(Đề này gồm có hai trang)

Câu I: ( 2,0 điểm)

1. (a) X,Y đều là hai nguyên tố nhóm A Nguyên tử X có tổng số electron s là 7, Y là nguyên tố p, có số electron lớn hơn 15, có 3 lớp electron và có 2 electron p độc thân ở trạng thái cơ bản Xác định X, Y và gọi tên (b) So sánh bán kính của ion A+, B2-và giải thích (c) Viết sơ đồ hình thành liên kết trong oxit bậc cao nhất của X Viết công thức cấu tạo và cho biết dạng hình học của oxit bậc cao nhất và hiđroxit tương ứng của Y

2. (a) Xác định x, y và hoàn thành phương trình hạt nhân 23892U 20682Pb x He42 y e01

(b) Một mẫu đá chứa 35 mg 23892Uvà 3 mg 20682Pb Tính thời gian tồn tại của mẫu đá đó, biết chu kì bán hủy của

238

92U là 4,51.109năm

3. M là một kim loại có khối lượng nguyên tử là 1,0550817.10-22gam Trong tự nhiên M có hai đồng vị hơn kém

nhau 2 nơtron Tỉ lệ % số nguyên tử của đồng vị nhẹ hơn trong tự nhiên là 73% Xác định số khối hai đồng vị

và tính % về khối lượng của đồng vị nhẹ trong oxit MO (Cho: 1u = 1,6605.10-24gam, O = 16, giá trị nguyên tử khối của mỗi đồng vị bằng số khối.)

Câu II: ( 2,0 điểm)

1. a) Xác định số oxi hoá của P, S, Pb trong các chất sau : POCl3; Na2S2O3; Pb3O4

2. Hoàn thành và cân bằng các phản ứng sau theo phương pháp cân bằng electron:

a) Fe3O4 + HIFeI2 + I2 + ?

b) CrI3+ KOH + Cl2K2CrO4+ KIO4+ ? + ?

3. Hòa tan 1,0 gam một quặng sắt chứa Fe2O3và tạp chất trơ trong dung dịch HCl dư, loại tạp chất, thu được dung dịch A Dung dịch A phản ứng vừa đủ với một lượng dung dịch KI thu được dung dịch B và chất rắn C Chất rắn C tác dụng vừa đủ với 25 ml dung dịch Na2S2O30,2 M Tính % khối lượng Fe2O3 trong quặng sắt nói trên Cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn

Câu III: ( 2,0 điểm)

1. a) Viết phương trình hóa học thực hiện chuyển hóa sau, ghi rõ điều kiện phản ứng

KCl( ) KClO ( ) Cl ( ) Br ( ) BrF

10 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC

b) (SCN)2là một halogen giả Biết tính oxi hóa của Br2> (SCN)2> I2 Viết phương trình hóa học minh họa kết quả so sánh trên

2. Tại sao có sự khác biệt về góc liên kết của Cl2O (1110) và OF2(1050) ?

3. Để tách brom có trong 1m3 nước biển dưới dạng NaBr, người ta cho một lượng dung dịch H2SO4 vào một

lượng nước biển; tiếp đến sục khí clo vào dung dịch mới thu được; sau đó dùng không khí lôi cuốn hơi brom

vào dung dịch Na2CO3tới khi bão hoà brom Cuối cùng cho H2SO4vào dung dịch đã bão hoà brom, thu hơi brom rồi hoá lỏng, được 28,05 ml Br2có khối lượng riêng 3,12 g/ml ở 200C Viết phương trình hoá học chủ yếu xảy ra trong quá trình đó và cho biết vai trò của H2SO4 Tính % khối lượng của brom trong nước biển biết khối

lượng riêng của nước biển là 1,25 g/ml

Câu IV: ( 2,0 điểm)

1. Cho hỗn hợp Fe và FeS tác dụng với dung dịch H2SO4đậm đặc nóng thu được dung dịch X làm mất màu dung

dịch K2Cr2O7trong H2SO4loãng Viết phương trình hóa học của các quá trình thí nghiệm trên

2. A là hợp chất của lưu huỳnh, tan rất tốt trong nước tạo dung dịch X chứa một chất tan Hòa tan 25,8 gam A vào

nước thu được 200 ml dung dịch X ( D = 1,15 g/ml) Chia dung dịch X làm hai phần bằng nhau Phần 1 trung hòa

vừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH 10% (D = 1,2 g/ml) Phần 2 tác dụng với dung dịch BaCl2dư thu được một

kết tủa trắng không tan trong axit Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của A

Câu V: (2,0 điểm)

1. Hằng số cân bằng KCở 250C của phản ứng Cl2(k) ⇌ 2Cl (k) là 1,4.10-18

Tính nồng độ Cl ở 250C lúc cân bằng biết nồng độ của Cl2lúc cân bằng là 0,896 M Từ đó cho biết ở 250C, clo tồn tại chủ yếu ở dạng phân tử hay nguyên tử ?

2. Cho biết cân bằng 2FeCl2 (aq) + Cl2 (aq) ⇌ FeCl3 (aq)sẽ chuyển dời theo chiều nào khi sục một lượng khí H2S thích hợp vào dung dịch? ChoE 0,77V,E 1,36V

Cl 2 Cl 0 Fe

Fe 0

2 2

3. Phản ứng chuyển hoá một loại kháng sinh trong cơ thể người ở nhiệt độ 370C có hằng số tốc độ bằng 4,2.10-5 (s-1) Việc điều trị bằng loại kháng sinh trên chỉ có kết quả nếu hàm lượng kháng sinh luôn luôn lớn hơn 2,00

mg trên 1,00 kg trọng lượng cơ thể Một bệnh nhân nặng 58 kg uống mỗi lần một viên thuốc chứa 300 mg

kháng sinh đó

a) Hỏi bậc của phản ứng chuyển hoá?

b) Khoảng thời gian giữa 2 lần uống thuốc kế tiếp là bao lâu?

c) Khi bệnh nhân sốt đến 38,50C thì khoảng cách giữa 2 lần uống thuốc thay đổi như thế nào? Biết năng

lượng hoạt hoá của phản ứng bằng93,322 kJ.mol1.

-HẾT

-Chú ý: Học sinh được sử dụng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học và máy tính cá nhân đơn giản theo quy

định của Bộ Giáo dục và Đào tạo Giám thị không giải thích gì thêm.