Họ, tên và chữ kí SỐ PHÁCH Do Chủ tịch HĐ chấm thi ghi Quy định: Thí sinh trình bày cách giải, kết quả tính toán vào ô trống liền kề bài toán.. Các kết quả tính chính xác tới 4 chữ số ph
Trang 1UBND TỈNH THÁI NGUYÊN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
KÌ THI CHỌN HSG GIẢI TOÁN TRÊN MTCT LỚP 10
NĂM HỌC 2013 – 2014 MÔN THI: HÓA HỌC
Thời gian làm bài: 120 phút (không kể thời gian giao đề)
Chú ý: - Đề thi gồm có 06 trang.
- Thí sinh làm bài trực tiếp vào đề thi này.
(Họ, tên và chữ kí)
SỐ PHÁCH
(Do Chủ tịch HĐ chấm thi ghi)
Quy định: Thí sinh trình bày cách giải, kết quả tính toán vào ô trống liền kề bài toán Các kết quả
tính chính xác tới 4 chữ số phần thập phân sau dấu phẩy theo quy tắc làm tròn số của đơn vị tính quy
định trong bài toán
Câu I: ( 5,0 điểm )
1 Tính bán kính nguyên tử gần đúng của Fe ở 200C, biết tại nhiệt độ đó khối lượng
cầu, có độ đặc khít là 68%
2 Một khoáng chất có chứa 20,93% nhôm; 21,7% silic và còn lại là oxi và hidro (về
khối lượng) Hãy xác định công thức của khoáng chất này.
3 Cho biết me = 5,5.10-4 u; mp = 1,0072 u; mn= 1,0086 u và khối lượng của nguyên tử
8O.
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 2Câu II: ( 5,0 điểm )
1 Tính nhiệt tạo thành chuẩn của khí CO từ những dữ kiện thực nghiệm sau:
C(graphit) + O2 (k) CO2 (k) Ho
2 Kết quả này có phù hợp với công thức cấu tạo của CO không, nếu giả thiết công
thức cấu tạo của CO là C=O? Vì sao? Cho biết nhiệt thăng hoa của than chì là 170
C=O trong CO2 l 168 kcal/mol à 168 kcal/mol.
Câu III: ( 5,0 điểm )
Trang 3Hợp chất Z tạo thành từ 3 nguyên tố A, B, X có MZ < 120 Tổng số hạt proton,
1 Xác định tên các nguyên tố A, B, X và công thức hóa học của Z.
2 Nguyên tố Y tạo với A hợp chất Z’gồm 7 nguyên tử trong phân tử và tổng số hạt
Câu IV: ( 5,0 điểm )
Trang 4Hỗn hợp X có khối lượng 24,5 gam gồm kim loại M (hoá trị II, không đổi) và muối
dư Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch B và 13,44 lít hỗn hợp khí
C (đktc) gồm 2 khí có tỉ khối so với khí hidro bằng 27,42; tỉ khối giữa 2 khí là 1,7534;
phản ứng hết với các chất trong dung dịch B Kết thúc phản ứng thu được 209,6 gam kết tủa, nung kết tủa đến khối lượng không đổi được chất rắn E có khối lượng giảm a gam so với lượng kết tủa đem nung
1 Xác định nồng độ mol/lít của dung dịch H2SO4
2 Xác định kim loại M và muối halogen của kim loại kiềm đã dùng
Câu V: ( 5,0 điểm )
Trang 51 Hòa tan hết 17,55 gam hỗn hợp Mg, Al trong 150 gam dung dịch H2SO4 98% thu
2 Có 120 gam dung dịch NaCl bão hoà ở 900C Hỏi có bao nhiêu gam tinh thể tách ra
Câu VI: ( 5,0 điểm )
Trang 6Nung a gam một hiđroxit của kim loại R trong không khí đến khối lượng không đổi, thấy khối lượng chất rắn giảm đi 9 lần, đồng thời thu được một oxit kim loại Hòa tan
gam kết tủa Tính a, m, biết lượng axit đã lấy dư 10% so với lượng cần thiết để phản ứng với oxit
Biết NTK: C=12; H=1; Si=28; S=32; O=16; Cl=35,5; Ca=40; Ba=137; Fe=56;
Zn=65; K=39; Cu=64; Mg=24; Al=27.
Hết
( Học sinh không được sử dụng bất kì tài liệu nào Giám thị coi thi không giải thích gì thêm)
UBND TỈNH THÁI NGUYÊN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
KÌ THI CHỌN HSG GIẢI TOÁN TRÊN MTCT LỚP 10
NĂM HỌC 2013 – 2014
Trang 7MÔN THI: HÓA HỌC
Thời gian làm bài: 120 phút (không kể thời gian giao đề)
HƯỚNG DẪN CHẤM
Câu I: ( 5,0 i m ) điểm ) ểm )
1 Thể tích của 1 mol Fe = 756,87 = 7,1156 cm3
1 mol Fe chứa NA = 6,02.1023 nguyên tử Fe
Theo độ đặc khít, thể tích của 1 nguyên tử Fe = 6 , 02 10 23
68 , 0 1156 , 7
= 8,0376.1024 cm3
Từ V = 4 3
r
3
Bán kính nguyên tử Fe = r = 3 3V
4 = 3
24
14 , 3 4
10 0376 , 8
= 1,2429 108 cm
2 Đặt % lượng oxi = a thì % lượng hidro = (57,37 – a)
Ta có, tỷ lệ số nguyên tử Al : Si : O : H = 20,93 21,7 a: : : (57,37 a)
Mặt khác, phân tử khoáng chất trung hòa điện nên
3 20,93 4 21, 7 2 a (57,37 a) 0
Giải phương trình cho a = 55,82
Suy ra, Al : Si : O : H = 20,93 21,7 55,82: : :1,55
27 28 16 = 2 : 2 : 9 : 4 Vậy công thức khoáng chất Al2Si2O9H4 hay Al2O3.2SiO2.2H2O (Cao lanh)
3 Hạt nhân 16
8O gồm 8 proton và 8 nơtron
Sự hụt khối lượng trong trường hợp này sẽ là:
m = (8mp + 8 mn) - (m0 + 8 me)
Thay số vào ta có:
m = 8.1,0072 + 8.1,0086 – (15,9950 + 8.5,5.10-4) = 0,1374
Trước hết ta tính năng lượng liên kết
Ei = mc2 = m.931,5 = 0,1374 u 931,5 = 128 MeV
Mặt khác ta lại biết nucleon của 168O là 16, vậy năng lượng liên lết riêng của 168O là:
Er =
16
128
A
E i
= 8MeV
2,0
3,0
Câu II: ( 5,0 điểm )
1 C(graphit) + O2 (k) CO2 (k) H1 = - 94,05 kcal/mol (1)
2CO(K) + O2 (k) 2CO2 (k) H2 = - 135,28 kcal/mol (2)
C(graphit) + ½ O2 (k) CO (k) H3 (3)
Ta có: (1) – ½ (2) (3) nên:
H3 = H1 - ½ H2 = - 26,41 kcal/mol
2 Giả sử CO có công thức cấu tạo là C=O thì nhiệt tạo thành chuẩn của CO được
tính như sau:
2,0
3,0
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 8C(graphit, r) C(k) H4
½ O2(k) O(k) H5
C(k) + O(k) C=O H6
C(graphit, r) + ½ O2(k) C=O H7
H7 = H4 + H5 + H6 = (170 + 118/2 -168) kcal/mol = 61 kcal/mol
Kết quả này không phù hợp với thực tế (có sự khác nhau quá lớn giữa H3 và
H7) Vậy CO có công thức cấu tạo C=O là không đúng
Câu III: ( 5,0 i m ) điểm ) ểm )
1 Gọi a, b, x lần lượt là tổng số hạt proton, nơ tron, electron trong 1 nguyên tử A, B,
X Theo đề bài ,ta có :
a + 2b = 66 (1)
x + 2a = 96 (2)
x + b = 84 (3)
Gọi PA, PB, PX lần lượt là số proton của A, B, X
nA, nB , nX lần lượt là số nơtron của A, B, X
Ta có : 2PA + nA = 18 ; 2PB + nB = 24; 2PX + nX = 60
Vì PA nA 1, 5 PA 18 A 18
P
→ 5,14 ≤ PA ≤ 6 PA 6 A là cacbon(C)
P
→ 6,86 ≤ PB ≤ 8 → PB = 7 → NB = 10 → số khối = 7 +10 = 17 ( Loại )
→ PB = 8 → NB = 8 → số khối = 8 + 8 = 16 ( Chấp nhận )
Vậy B là oxi(O )
Tương tự 60 PX 60
→ 17,14 ≤ PX ≤ 20 PX 18 ( Loại vì khí trơ không tạo liên kết hóa học )
PX 19 nX 22 số khối = 19 + 22 = 41 ( Loại )
PX 20 nX 20 số khối = 20 + 20 = 40 ( Chấp nhận )
→ X là canxi (Ca)
Vậy công thức Z là CaCO3 ( thỏa điều kiện MZ < 120 đ.v.c )
2 Đặt công thức phân tử của Z’ là YxCy ( x+y = 7 )
Gọi số proton của nguyên tử Y là PY
(2PY)x + 12y = 140 hay xPY + 6y = 70
xPY + 6(7-x) = 70
xPY - 6x = 28
3,5
1,5
1 34
2 20
4 13
x P
Y
Trang 9 PY 28 6 ( x 7 )
x
Vậy Y là nhụm (Al) và Z ‘ là Al4C3
Cõu IV: ( 5,0 i m ) điểm ) ểm )
1 Tớnh nồng độ dd H2SO4:
Số mol hỗn hợp khí C: 0 , 6mol
4 , 22
44 , 13
Đặt khối lợng mol 2 khí là Mx và My ( Mx > My )
Giả sử 0,2Mx + 0,4My = 0,6 2 27,42
Mx = 1,7534My Giải đợc: My = 43,83 ; Mx = 76,86 Không phù hợp
Vậy: 0 , 4Mx 0 , 2My 32 , 904(*)
Mx 1 , 7534 My (**)
Giải đợc Mx = 64 ; My = 36,5 => 2 khí là SO2 và HCl
Số mol SO2 = 0,4 mol; số mol HCl = 0,2 mol
Các phơng trình phản ứng:
RCl + H2SO4 t0
M + 2H2SO4 t0
MSO4 + SO2 + 2H2O (2) Dung dịch B: RHSO4 ; MSO4 ; H2SO4 d
Khi cho dd Ba(OH)2 vào có các phản ứng:
Ba(OH)2 + RHSO4 BaSO4 + ROH + H2O (3)
Ba(OH)2 + MSO4 BaSO4 + M(OH)2 (4)
Ba(OH)2 + H2SO4 BaSO4 + 2H2O (5)
M(OH)2 t0
Theo (1); (2) số mol H2SO4 tham gia p: 0,8 + 0,2 = 1,0 (mol)
Theo (5) Số mol H2SO4 d: 0,4.2 – 0,2 – 0,4 = 0,2 (mol)
Tổng số mol H2SO4 = 1,2 mol => nồng độ dd H2SO4 là 3
4 , 0
2 , 1
(M)
2 Xác định kim loại và muối:
Theo (2) và (4) số mol M(OH)2 = 0,4 mol => 0,4(M + 34) = 209,6 – 0,8.233 =23,2
=> M = 24 vậy kim loại là Mg
Theo đầu bài :
0,4.24 + 0,2(R + 35,5) = 24,5
=> R = 39 vậy kim loại kiềm là K, muối là KCl
Ta cú: a = khối lượng H2O sinh ra ở (6) = 0,4.18 = 7,2 gam
1,5
2,0
1,5
Cõu V: ( 5,0 điểm )
Trang 10Cách giải Điểm
1 Ta có các PTHH của SO2, H2S với dung dịch KMnO4:
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2H2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 (1)
5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O (2)
Mol: 0,15 0,09 0,15
Ta có: n H SO 1 , 5mol
100 98
98 150 4
2 ; nS = 4,8/32 = 0,15 mol; 0 , 225
233
425 , 52
BaSO
n
mol
Theo ĐLBTNT đối với (1) và (2):
2 4
2
2 H S S BaSO SO
SO n n n n
Các quá trình cho và nhận e như sau:
Mg → Mg+2 + 2e S+6 + 2e → S+4 (SO2)
Mol: a 2a 0,45 0,225
Al → Al+3 + 3e S+6 + 8e → S-2 ( H2S)
Mol: b 3b 1,2 0,15
Theo ĐLBT e ta có: 2a + 3b = 0,45 + 1,2 = 1,65 (I)
Theo đề bài, ta có: 24a + 27b = 17,55 (II)
Từ (I) và (II) → a = 0,45; b = 0,25 → %Mg = 100 %
55 , 17
24 45 , 0
= 61,54%
Theo ĐLBTNT:
2
75 , 0 45 , 0 225 , 0 15 , 0 2
3 2
2 4
a n n pu
→ n H2SO4dư = 1,5 -1 ,2 = 0,3 mol.
Theo ĐLBTKL: mX = 17,55 + 150 – 64.0,225 – 34.0,15 = 148,05 gam
Vậy C% H2SO4 trong X = 19 , 86 %
05 , 148
% 100 98 3 , 0
2 * Ở 900C:
Theo độ tan: Cứ 150 gam dung dịch NaCl thì có 50 gam chất tan
Theo đề bài: Cứ 120 gam dung dịch NaCl thì có 120.50 40
150 gam chất tan.
Gọi khối lượng muối kết tinh là m (gam) Suy ra khối lượng dung dịch sau khi hạ nhiệt
độ là (120 – m) (gam)
* Ở 00C:
- Theo độ tan: Cứ 135 gam dung dịch NaCl thì có 35 gam chất tan
- Theo đề bài: Cứ 120 – m gam dung dịch NaCl thì có (120 ).35 840 7
chất tan
Khối lượng muối kết tinh: m = 40 - 840 7
27
m
m = 12 (gam)
3,5
1,5
Câu VI: ( 5,0 điểm )
Trang 11
Đặt công thức của hiđroxit là R(OH)n, công thức oxit là R2Om (1≤n≤m≤3; n, m N*)
o
t
m n
2
Khối lượng chất rắn giảm đi 9 lần
mgiảm đi = a
9 R O 2 m
a 8a
9 9
mR (OH)n 9mR O2 m
8
2 m
R (OH)
R O
R 136n 72m
Kim loại R là sắt, công thức hiđroxit: Fe(OH)2
o
t
4Fe(OH) O 2Fe O 4H O (2)
Gọi x là số mol của H2SO4 phản ứng với oxit
x 10 x 0,33.1 x 0,3(mol)
100
nH SO d2 4 10 0,3 0,03(mol)
100
Phương trình hóa học:
Fe O 3H SO Fe (SO ) 3H O (3)
Mol : 0,1 0,3 0,1
Fe (SO ) 3Ba(OH) 2Fe(OH) 3BaSO (4)
Mol: 0,1 0,2 0,3
H SO Ba(OH) BaSO 2H O (5)
Mol : 0,03 0,03
Kết tủa thu được gồm: Fe(OH)3 0,2 mol; BaSO4 0,33 mol
m m Fe(OH)3 mBaSO4 0, 2.107 0,33.233 98, 29 (gam).
Theo sự bảo toàn nguyên tố Fe nFe(OH)2 2nFe O2 3 2.0,1 0, 2(mol)
a = 0,2.90=18 (g)
2,5
2,5
Hết
Kết