Tr¹ng th¸i lai ho¸ cña c¸c nguyªn tö Cacbon trong c¸c hîp chÊt trªn.. TÝnh % khèi lîng c¸c chÊt trong hçn hîp ®Çu.[r]
Trang 1Sở GD-ĐT Hà tĩnh
kì thi học sinh giỏi tỉnh năm học 2006-2007
Môn THI: hoá học lớp 10
Thời gian làm bài: 180 phút
Câu I
1, Không dùng bảng hệ thống tuần hoàn, hãy xác định vị trí (chu kì, nhóm loại nguyên tố) của các nguyên tố
có số hiệu nguyên tử (Z) lần lợt là 26, 28, 29, 48
2, Cho biết mối liên hệ giữa số thứ tự chu kì trong bảng hệ thống tuần hoàn của một nguyên tố với số lớp electron của nguyên tử nguyên tố đó Có trờng hợp nào ngoại lệ không? Nếu có, cho ví dụ và giải thích
3, Hợp chất A đợc tạo ra từ các nguyên tố X,Y,Z Phân tử A có 3 nguyên tử, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22 Hiệu số khối giữa Y và Z gấp 10 lần số khối của X, tổng số khối của Y và Z gấp 27 lần số khối của X Tổng các hạt mang điện và không mang điện trong phân tử A là 82 Tìm công thức phân tử của A
CâuII.
1, Viết công thức electron và công thức cấu tạo (mạch hở) của các hợp chất: C3H8, C3H6, C3H4 Từ đó cho biết:
a Trạng thái lai hoá của các nguyên tử Cacbon trong các hợp chất trên
b Số liên kếtσ và số liên kếtπ trong các hợp chất đó.
c Mạch cacbon của các hợp chất trên là đờng thẳng hay đờng gấp khúc
2, Viết công thức electron và công thức cấu tạo của các hợp chất sau: HNO3, NH4Br, N2O4 Cho biết hoá trị
và số oxi hoá của N trong các hợp chất đó
3, A là hợp chất đợc tạo thành từ hai nguyên tố X và Y X có phân lớp ngoài cùng là 3p1, Y có phân lớp ngoài cùng là 3p5 Viết công thức phân tử và công thức cấu tạo của A, biết A có phân tử khối là 267
CâuIII
1, Hoà tan hoàn toàn một lợng sắt trong dung dịch HNO3 thu đợc 10,08 lít khí duy nhất NxOy (ở đktc) và dung dịch A Cô cạn dung dịch A chỉ thu đợc 40,5 gam 1 muối nitrat khan Xác định công thức của oxit NxOy
2, Cân bằng các phản ứng sau theo phơng pháp thăng bằng electron, chỉ rõ chất oxi hoá và chất khử
a Na2O2 + H2O > NaOH + O2 b NaH + H2O -> NaOH + H2
c Na2S2 + O2 -> Na2S2O3 d Na2S2O3 + Cl2 + H2O -> NaHSO4 + HCl
3, Các hợp chất NaCl, Na2SO3, KClO3 có khả năng thể hiện tính oxi hoá hay tính khử, viết các phơng trình phản ứng minh hoạ
CâuIV.
Hoà tan a gam hỗn hợp bột Fe3O4 và Fe2O3 vào 1 lợng dung dịch HCl d, đợc dung dịch A Để khử vừa hết
Fe3+ trong dung dịch A cần dùng 300 ml dung dịch Na2S 0,2M, thu đợc dung dịch B và chất rắn D Lọc bỏ chất rắn D, rồi dẫn khí clo d đi qua dung dịch B, thu đợc dung dịch C Cho NaOH d vào dung dịch C, lọc lấy kết tủa v nung đến khối là nung đến khối l ợng không đổi đợc chất rắn E nặng (a+ 0,16) gam
1 Viết các phơng trình phản ứng xẩy ra
2 Tính khối lợng của D
3 Tính % khối lợng các chất trong hỗn hợp đầu
CâuV
Hoà tan hỗn hợp gồm AgNO3 và MNO3 vào nớc đợc dung dịch A Thêm vào dung dịch A một lợng d MX , thu đợc kết tủa Sau khi sấy khô, kết tủa có khối lợng bằng khối lợng của hỗn hợp đầu Biết M là kim loại kiềm, X là halogen
1, Xác định thành phần định tính của kết tủa
2, Tính % khối lợng của MNO3 trong hỗn hợp đầu
-Hết -Sở GD-ĐT Hà tĩnh
kì thi học sinh giỏi tỉnh năm học 2006-2007
Môn THI: hoá học lớp 11
Thời gian làm bài: 180 phút
Câu 1 A,B là các kim loại thông dụng, có trong dãy hoạt động hoá học của kim loại Cho A vào
dung dịch muối của B, có hiện tợng kim loại B bám vào kim loại A Cho hỗn hợp 2 kim loại này phản ứng với dung dịch HNO3 đặc nóng (không d), đợc dung dịch D chứa 3 muối và khí NO2 thoát
ra A, B có thể là những kim loại nào? Viết các phơng trình phản ứng minh hoạ
Câu 2, Hoà tan hoàn toàn một lợng sắt trong dung dịch HNO3 thu đợc 10,08 lít khí duy nhất NxOy (ở
đktc) và dung dịch A Cô cạn dung dịch A chỉ thu đợc 40,5 gam 1 muối nitrat khan Xác định công thức của oxit N O
Trang 2Câu 3 Dẫn từ từ V lít CO2 (điều kiện tiêu chuẩn) vào 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp KOH 2M và
Na2CO3 2M Khi toàn bộ CO2 đã bị hấp thụ hết, thu đợc 44,3 gam muối Tính V
Câu 4 Trong phòng thí nghiệm có sẵn dung dịch NH3 30% (D = 0,891g/ml) Tính thể tích dung dịch NH3 ở trên và thể tích nớc cất cần dùng để pha chế đợc 0,5 lít dung dịch NH3 có pH = 11 Biết
NH3 có Kb = 1,8.10-5, coi thể tích dung dịch không bị hao hụt khi pha trộn
Câu 5 Có 4 hợp chất hữu cơ A, B, C, D, phân tử khối của chúng đều nhỏ thua 160 đvC và đều có
92,3% cacbon
- Nếu hiđro hoá hoàn toàn A đợc A1 có 80% cacbon
- ở điều kiện thích hợp, A tạo thành B Nếu cho B phản ứng với H2 d (Ni xúc tác), thì đợc B1
có chứa 85,714% cacbon Cả B và B1 đều không làm mất màu dung dịch brom
- C có thể phản ứng với H2 theo tỉ lệ mol 1: 4, thu đợc C1, C1là đồng đẳng của B1 ở điều kiện thờng, C phản ứng với brom trong dung dịch theo tỉ lệ số mol là 1:1
- D có cấu tạo mạch hở, phân tử khối của D nhỏ hơn B
Thành phần % tính theo khối lợng
Xác định công thức cấu tạo các chất A, A1, B, B1, C, C1 và D
Câu 6 Cho 19,2 gam kim loại Cu vào 500 ml dung dịch NaNO3 nồng độ 1M, thêm tiếp vào hỗn hợp 500 ml dung dịch HCl 2M, đợc dung dịch A, khí NO
Tính thể tích khí NO (đktc) và nồng độ mol/l các ion có trong dung dịch A
Câu 7 a/ Có 3 hỗn hợp khí a, b, c với thành phần % thể tích nh sau:
Ar 80%, CO2 20% (a); Ar 70%, CO2 20%, NH3 10% (b); Ar 70%, CO2 20%, Cl210%(c)
Hãy sắp xếp các hỗn hợp khí a, b, c theo thứ tự tăng dần khả năng hoà tan của CO2 trong dung dịch nớc Viết tất cả các phơng trình hoá học và giải thích sự sắp xếp đó
b/ Nêu hiện tợng, giải thích những hiện tợng đó và viết các phơng trình phản ứng hoá học đã xẩy ra trong các thí nghiệm sau đây:
- Cho khí Cl2 đi chậm qua dung dịch nớc brom
- Nhỏ từ từ dung dịch NH3 vào dung dịch CuSO4.
- Nhỏ từ từ dung dịch NH3 có hoà tan NH4Cl vào dung dịch CuSO4.
- Sục khí NO2 vào dung dịch Na2SiO3
- Cho bột Al vào dung dịch có chứa hỗn hợp NaOH và NaNO3
-HếT -Sở GD-ĐT Hà tĩnh
kì thi học sinh giỏi tỉnh năm học 2006-2007
Hớng dẫn chấm Môn hoá học lớp 11
1 Do hỗn hợp 2 kim loại mà lại tạo ra đợc 3 muối > trong hỗn hợp này phải có 1 kim
loại đa hoá trị đó chính là Fe
+Nh vậy hỗn hợp 2 kim loại đó có thể là: Mg (Al), Fe
+hoặc Fe và Cu (hoặc Fe và 1 kim loại đứng sau Fe, kim loại này tan đợc trong HNO3
đăc nóng)
Các phơng trình phản ứng minh hoạ
2 Ptp:
(5x-2y)Fe + (18x-6y)HNO3 > (5x-2y)Fe(NO3)3 + 3NxOy + (9x-2y)H2O (1)
Và có thể có: Fe + 2Fe(NO3)3 >3Fe(NO3)2 (2)
Theo bài ra ta có: số mol NxOy = 0,45 Nếu chỉ có (1) thì suy ra số mol Fe3+ =
40,5/242 = 0,16735 Dựa theo pt ta có (5x-2y)/3 = 0,16735/0,45 Do x, y nguyên
d-ơng, nên không có nghiệm phù hợp (Loại)
Nếu có (1) và (2), suy ra số mol Fe(NO3)2 = 40,5/180 = 0,225 > Số mol Fe(NO3)3 =
0,15 Dựa theo pt ta có(5x-2y)/3 = 0,15/0,45 > 5x – 2y = 1 Giá trị thích hợp là x = 1,
y = 2 Vậy công thức oxit là NO2
P: CO2 + 2KOH > K2CO3 + H2O (1)
Trớc p số mol KOH = Na2CO3 = 0,2 Nếu chỉ có phản ứng (1) thì số mol K2CO3 = 44.3
– 0,2.106/ 138 = 0,17 > Số mol KOH đã phản ứng là 0,34 > 0,2 (vô lý)
Nh vậy phải có phản ứng của CO2 với các muối trung hoà
CO2 + K2CO3 > 2KHCO3 (2)
CO2 + Na2CO3 > 2NaHCO3 (3)
Số mol K2CO3 và Na2CO3 đã p ở (2) và (3) là x và y, hỗn hợp muối gồm có 4 muối
K2CO3, Na2CO3, KHCO3, NaHCO3 với khối lợng là 44,3 gam
Ta có phơng trình đại số:
138(0,1- x) + 106(0,2 – y) + 100.2x + 84.2y = 44,3
Trang 3> x + y = 0,15 Nh vậy tổng số mol CO2 đã p là 0,1 + x + y = 0,25 > V = 5,6 lít
4 NH3 + H2O = NH4 + OH
-Dung dịch NH3 sau khi pha có pH = 11 > Nồng độ OH- = NH4 = 10-3
Ta có K= NH4 OH-/NH3cb >Nồng độ NH3cb = 10-3.10-3/1,8.10-5 = 55,6.10-3 mol/l >
Số mol NH3 cần phải lấy để pha chế 0,5 lit dung dịch có pH = 11 là 0,5(10-3 + 55,6.10
-3) = 28,3.10-3 Nh vậy thể tích dung dịch NH3 30% cần lấy là: V = 28,3.10-3.17 100/30.0,891 = 1,43 (ml)
5 Do % C = 92,3 > Khối lợng các nguyên tố còn lại trong các hợp chất này đều phải nhỏ hơn 160.7,7/100 = 12,32 gam > Các hợp chất trên chỉ chứa 2 nguyên tố là C và
H Và do % các nguyên tố nh nhau nên suy ra công thức đơn giản của chúng là nh nhau, ta kí hiệu là CxHy -> x; y = 92,3/12: 7,7/1 = 1:1 > Công thức phân tử là (CH)n
+Tìm A: A là CnHn và A1 là AnHn Theo % trong A’ Theo % trong A 1 ta có n : n = 80/12 : 20/1 = 1:3 ’ Theo % trong A
> A1 có công thức là CnH3n Vì 3n 2n +2 và 3n chẵn > n = 2 Vậy A là C2H2, A1 là C2H6
Tìm B, B1: Tơng tự trên, ta có B là CmHm, B1 là CmHm Dựa vào % các nguyên tố’ Theo % trong A
tính đợc m : m = 1 : 2 Cả B, B’ Theo % trong A 1 không làm mất màu dung dịch brom > B1 là là xicloankan Do MB1 <160 -> B1 là xiclohecxan và B là benzen
Tìm C, C1: C là CpHp, do C1 là đồng đẳng của B1, tức là xicloankan > C1 là CpH2p
Pt p: CpHp + 4H2 > CpH2p Vây 2p –p = 8 > p = 8 C làm mất màu Br2 ở đk thờng với tỉ lệ 1:1 > C là stiren và > C1 là etylxiclohecxan
- Tìm D: Do MD< MB -> B là C4H4 (vì số nguyên tử H chẵn và <6) D có cấu tạo mạch
hở, D là vinylaxetilen
6 Số mol Cu = 0,3, NaNO3 = 0,5 HCl = 1. > Số mol các ion có trong dd ban đầu là: Na+
= 0,5, NO3- = 0,5, H+ = 1, Cl- = 1
3Cu + 8H+ + 2NO3- > 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
Dựa theo phơng trình tính đợc số mol NO = 0,2 > V = 4,48 (l)
Trong dd A còn lại các ion với số mol: Na+= 0,5 NO3- = 0,3 H+ = 0,2, Cl- = 1 và Cu2+ = 0,3 -> Tính đợc nồng độ các ion tơng ứng là: Na+= 0,5 NO3- = 0,3 H+ = 0,2, Cl- = 1 và Cu2+ = 0,3 (mol/l)
7 +) Có các cân bằng sau:
CO2k = CO2 (aq) (1)
CO2(aq) + H2O = HCO3- + H+ (2)
HCO3- = H+ + CO32-.(3)
Dựa theo các pt trên ta suy ra dd CO2 có tính axit
+) NH3 có tính bazơ:
NH3(k) = NH3(aq) NH3(aq) + H2O = NH4 + OH-
Nh vậy do p axit–bazơ nên cân bằng 2 và 3 chuyển dịch theo chiều thuận và > Cân bằng 1 cũng chuyển dịch theo chiều thuận > Độ tan của CO2 tăng lên so với hh a +) Tơng tự trên, dd Cl2 có tính axit
Cl2(k) = Cl2(aq)
Cl2(aq) + H2O = H+ + Cl- + HClO
HClO = H+ + ClO
-Do nồng độ H+ tăng lên, nên tất cả các cân bằng 1,2,3 đều chuyển dịch theo chiều nghịch Vì vậy làm giảm khả năng hoà tan của CO2 trong nớc Vậy khả năng hoà tan
sẽ tăng dần theo thứ tự sau: c < a < b
Nêu hiện tợng, giải thích hiện tợng và viết các phơng trình phản ứng:
+ 5Cl2 + Br2 + 6H2O > 10HCl + 2HBrO3
Dung dịch Br2 bị mất màu, do có p trên
+ 2NH3 + 2H2O + CuSO4 > Cu(OH)2 + (NH4)2SO4
2NH3 + Cu(OH)2 > Cu(NH3)42+ + 2OH
-Đầu tiên có kết tủa, sau đó kết tủa tan dần, dd có màu xanh thẩm
+ NH3 + H2O = NH4 + OH- *
NH4Cl > NH4 + Cl- ** Do có có ** nên cân bằng * chuyển dịch sang trái, vì vậy nồng
độ OH- giảm nên không xuất hiện kết tủa và tăng nồng độ NH3 nên tạo phức màu xanh
+ 3NO2 + Na2SiO3 + H2O > 2NaNO3 + H2SiO3 + NO
Xuất hiện kết tủa keo và có khí không màu thoát ra (bị hoá nâu ngoài không khí) + 8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 2H2O > 8NaAlO2 + 3NH3
Kim loại tan dần, khí mùi khai thoát ra
Trang 4Sở GD-ĐT Hà tĩnh
kì thi học sinh giỏi tỉnh năm học 2006-2007
Hớng dẫn chấm Môn hoá học lớp 10
Z Cấu hình e Chu kì Nhóm Loại nguyên tố
26 3d64s2 4 VIIIB d
28 3d84s2 4 VIIIB d
29 3d104s1 4 IB d
48 4d105s1 5 IIB d
2) Số thứ tự của chu kì của một nguyên tố bằng số lớp e
Ngoại lệ: Pd (Z = 46) có cấu hình e 4p64d10 Chu kì 5 nhng chỉ có 4 lớp e,
do có sự bảo hoà gấp từ 4d85s2 thành 4d105s0
3)Công thức hợp chất là XYZ Dựa vào bài ra học sinh lập đợc hệ 4 pt đại số
sau:
2(px + py +pz) – (nx + ny + nz) = 22
(py+ ny) – (pz + nz) = 10(px + nx)
(py + ny) + (pz + nz) = 27(px + nx)
2(px + py + pz) + (nx + ny + nz) = 82
Giải hệ, đầu tiên tìm đợc:
px = nx = 1 > X là một đồng vị của hiđro- D)
py + pz = 25; ny + nz = 29; py + ny = 37; pz +nz = 17
Do pz nz, py ny > pz 8 và py 18 Mặt khác pz = 25 –py 25 –18 = 7 Vậy pz
= 7 hoặc = 8, Nếu pz =7 thì nz = 10 và py = 18 ny= 19( loại vì đây là khí trơ)
Nếu pz = 8 thì nz = 9 (oxi), py = 17, ny = 20 (clo) thoả mãn
Vậy ctpt A là: DClO (D là dơtri)
công thức e của các hợp chất đã cho
- Biết đợc trạng thái lai hoá của các nguyên tử C trong từng hợp chất
-Dựa vào đó biết đợc số liên kết và có trong từng hợp chất
-Mạch cacbon của từng hợp chất
2 Tơng tự trên, học sinh viết đợc các công thức e và công thức cấu tạo
các hợp chất vô cơ
Xác định đợc hoá trị và số oxi hoá của N trong các hợp chất trên
3 Dựa vào cấu hình, xác định đợc Xlà Al Y là Cl Do MA = 267 nên
suy ra A là Al2Cl6
Học sinh viết đợc công thức cấu tạo (chú ý liên kết cho nhận giữa Cl và
Al trong A)
(5x-2y)Fe +(18x-6y)HNO3 >(5x-2y)Fe(NO3)3 + 3NxOy+ (9x-2y)H2O (1)
Và có thể có: Fe + 2Fe(NO3)3 >3Fe(NO3)2 (2)
+/Theo bài ra ta có: số mol NxOy = 0,45 Nếu chỉ có (1) thì suy ra số
mol Fe3+ = 40,5/242 = 0,16735 Dựa theo pt ta có (5x-2y)/3 =
0,16735/0,45 Do x, y nguyên dơng, nên không có nghiệm phù hợp
(Loại)
+/ Nếu có (1) và (2), suy ra số mol Fe(NO3)2 = 40,5/180 = 0,225 > Số
mol Fe(NO3)3 = 0,15 Dựa theo pt ta có(5x-2y)/3 = 0,15/0,45 > 5x –
2y = 1 Giá trị thích hợp là x = 1, y = 2 Vậy công thức oxit là NO2
2.Học sinh xác định đợc số oxi hoá và chất oxi hoá, chất khử, rồi cân
bằng các pt nh dới đây:
a 2Na2O2 + H2O > 4NaOH + O2( Na2O2 vừa là chất oxi hoá vừa là chất khử)
b NaH + H2O > NaOH + H2 ( NaH là chất khử, H2O là chất oxi hoá)
c 2Na2S2 + 3O2 > 2Na2S2O3 ( Na2S2 là chất khử, O2 là chất oxi
Trang 5d Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O > 2NaHSO4
3 Cả 3 hợp chất vừa có thể đóng vai trò là chất oxi hoá vừ a có thể là chất khử
Học sinh viết đợc ptp để minh hoạ
Fe3O4 + 8HCl > FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
Fe2O3 + 6HCl > 2FeCl3 + 3H2O
Fe3+ + S2- > 2Fe2+ + S
Cl2 + 2Fe2+ > 2Fe3+ + Cl
-OH- + H+ > H2O
3OH- + Fe3+ > Fe(OH)3
2Fe(OH)3 > Fe2O3 + H2O
2 Tính đợc khối lợng D = khối lợng của S = 0,06.32 = 1,92 (g)
3.Gọi x, y lần lợt là số mol của Fe3O4 và Fe2O3, dựa vào các ptp, tính
đợc số mol Fe3+ = 2x + 2y = 2nS2- = 0,12 > x + y = 0,06
Dựa vào sơ đồ 2Fe3O4 > 3Fe2O3
ta thấy khối lợng tăng 0,16 gam, theo bài ra khối lợng oxit sau p cũng tăng 0,16 gam > số mol Fe3O4 có trong hh đầu là 0,02 mol, khối lợng
Fe3O4 là 0,02.232 = 4,64 gam Do tổng số mol Fe3+ = 0,12 > số mol
Fe2O3 = (0,12 – 0,02.2): 2 = 0,04 mol > khối lợng Fe2O3 = 64 gam vậy % của 2 oxit lần lợt là Fe3O4 = 42% và 3Fe2O3 = 58%
Gọi x, y lần lợt là số mol của AgNO3 và MNO3, ta có mkt = x(108 + X) mhh đầu= x(108+62) + y(62+M)
Do khối lợng kết tủa bằng khối lợng hh đầu > x(108 + X) = x(108+62) + y(62+M) > X = 62 + (M + 62)y/x > X > 62 do x là halogen, nên X
có thể là Br (80) hoặc I (127) Vậy kết tủa có thể là AgBr hoặc AgI
2 Tìm % MNO3 trong hh đầu:
- Nếu X là Br > 80 = 62 + (M + 62)y/x > (M + 62)y/x = 8 (*)
% MNO3 = (M + 62)y/ mhhđầu = (M + 62)y : (180x + (M + 62)y) (**) Thay (*) vào (**) đợc % MNO3 = 4,255 (%)
Tơng tự, nếu X là I, tính đợc % MNO3 là 26,53%