Giúp các bạn học sinh củng cố lại phần kiến thức đã học, biết cấu trúc ra đề thi như thế nào và xem bản thân mình mất bao nhiêu thời gian để hoàn thành đề thi này. Hãy tham khảo Đề thi chọn HSG cấp tỉnh lớp 12 THPT môn Hóa học năm 2016-2017 (Vòng 1) sau đây.
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH THPT
NĂM HỌC 2016-2017
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
(Đề thi gồm có 02 trang)
Môn: Hóa học
Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)
Ngày thi thứ nhất: 28/10/2016
Câu 1 (4,0 điểm)
1 Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được giá trị momen lưỡng cực của phân tử H2O là 1,85D, góc liên kết HOH là 104,5o
và độ dài liên kết O – H là 0,0957 nm
Hãy xác định độ ion của liên kết O – H trong phân tử nước với giả thiết rằng momen tạo ra do 2 cặp electron hóa trị không tham gia liên kết của oxi được bỏ qua
Cho: 1D = 3,33.10–30 C.m; 1nm = 10-9m; e = 1,6.10-19C
2 Cho biết bộ dụng cụ trong hình vẽ bên
được sử dụng để điều chế chất nào trong số
các chất: HNO3, N2O, N2? Hãy cho biết các
hợp chất A, B tương ứng? Viết phương trình
hóa học xẩy ra trong quá trình điều chế, nêu
vai trò của chất C?
Câu 2: (4,0 điểm)
Khi nung nóng đến nhiệt độ cao PCl5 bị phân li theo phương trình
PCl5 (k) PCl3 (k) + Cl2 (k)
1 Cho m gam PCl5 vào một bình kín dung tích không đổi là V lít, đun nóng bình đến nhiệt độ T (K)
để xảy ra phản ứng phân li PCl5 Sau khi đạt tới cân bằng áp suất khí trong bình bằng p Hãy thiết lập biểu thức của Kp theo độ phân li và áp suất p Thiết lập biểu thức của Kc theo , m, V
2 Trong thí nghiệm 1 thực hiện ở nhiệt độ T1 người ta cho 83,4 gam PCl5 vào bình kín dung tích không đổi là V1 lít Sau khi đạt tới cân bằng đo được áp suất bằng 2,70 atm Hỗn hợp khí trong bình
có tỉ khối so với hiđro bằng 69,5 Tính và Kp
3 Trong thí nghiệm 2 giữ nguyên lượng PCl5 và nhiệt độ như ở thí nghiệm 1 nhưng thay bình có dung tích không đổi là V2 lít thì đo được áp suất cân bằng là 0,5 atm Tính tỉ số 2
1
V
V
4 Trong thí nghiệm 3 giữ nguyên lượng PCl5 và dung tích bình V1 như ở thí nghiệm 1 nhưng hạ nhiệt độ của bình đến T3 = 0,9 T1 thì đo được áp suất cân bằng là 1,944 atm Tính Kp và Từ đó cho biết phản ứng phân li PCl5 thu nhiệt hay phát nhiệt
Cho: Cl = 35,5 ; P = 31,0 ; Các khí đều là khí lí tưởng
Câu 3: (4,0 điểm)
Dung dịch X gồm Na2S 0,010M, KI 0,060M, Na2SO4 0,050M
1 Tính pH của dung dịch X
2 Thêm dần Pb(NO3)2 vào dung dịch X cho đến nồng độ 0,090M thì thu được kết tủa A và dung dịch B
a, Cho biết thành phần hoá học của kết tủa A và dung dịch B
b, Tính nồng độ các ion trong dung dịch B (không kể sự thuỷ phân của các ion, coi thể tích dung
dịch không thay đổi khi thêm Pb(NO3)2)
c, Nhận biết các chất có trong kết tủa A bằng phương pháp hoá học, viết các phương trình phản ứng
(nếu có)
Cho: pK axit: H2S pK1 = 7,00, pK2 = 12,90 ; HSO4- pK=2,00
Tích số tan: PbS = 10-26 ; PbSO = 10-7,8 ; PbI = 10-7,6
Nước đá
Hợp chất B
Bông tẩm chất C Dung dịch chất A
Trang 2Câu 4: (4,0 điểm)
Cho m gam hỗn hợp gồm hai kim loại Mg và Al có tỉ lệ mol tương ứng là 4:5 vào dung dịch HNO3 20% Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch A và có 6,72 lít hỗn hợp khí X gồm NO, N2O, N2 thoát ra Thêm một lượng O2 vừa đủ vào X, sau phản ứng, thu được hỗn hợp khí
Y Dẫn từ từ Y qua dung dịch NaOH dư thì có 4,48 lít hỗn hợp khí Z thoát ra Tỉ khối hơi của Z so với H2 là 20 Mặt khác, cho dung dịch KOH vào dung dịch A thì lượng kết tủa thu được lớn nhất là (m + 39,1) gam Biết các thể tích khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn và lượng HNO3 ban đầu dùng dư 20% so với lượng cần thiết Tính nồng độ % của muối Al(NO3)3 trong dung dịch A
Câu 5: (4,0 điểm)
Cho 20 gam hỗn hợp A gồm FeCO3, Fe, Cu, Al tác dụng với 60 ml dung dịch NaOH 2M, thu được 2,688 lít khí H2 Sau khi kết thúc phản ứng, cho tiếp 740 ml dung dịch HCl 1M vào hỗn hợp rồi đun nóng, thu được hỗn hợp khí B và còn một phần chất rắn chưa tan (C) Sục khí B vào dung dịch Ca(OH)2 dư thì xuất hiện 10 gam kết tủa Cho chất rắn C tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng,
dư, thu được dung dịch D và 1,12 lít một chất khí duy nhất Cho D tác dụng với dung dịch NaOH
dư, thu được kết tủa E Nung E đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn Tính khối lượng các chất trong A và tính m Các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn, các phản ứng đều xẩy ra hoàn toàn
- HẾT -
- Học sinh không được sử dụng tài liệu (trừ bảng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học)
- Cán bộ coi thi không phải giải thích gì thêm
Họ và tên thí sinh ……… … Số báo danh ………… Phòng thi …… Cán bộ coi thi thứ nhất ……… Cán bộ coi thi thứ hai ………
Trang 3H OH
O
2
H O
OH
H
H
SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH CẤP THPT
ĐĂK NÔNG NĂM HỌC 2016-2017
HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HOÁ HỌC LỚP 12
Câu 1 (4,0 điểm)
1 Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được giá trị momen lưỡng cực của phân tử H2O là 1,85D, góc liên kết HOH là 104,50 và độ dài liên kết O – H là 0,0957 nm
Hãy xác định độ ion của liên kết O – H trong phân tử nước với giả thiết rằng momen tạo ra do 2 cặp electron hóa trị không tham gia liên kết của oxi được bỏ qua
Cho: 1D = 3,33.10–30 C.m; 1nm = 10-9m; e = 1,6.10-19C
2 Cho biết bộ dụng cụ trong hình vẽ bên
được sử dụng để điều chế chất nào trong số
các chất: HNO3, N2O, N2? Hãy cho biết các
hợp chất A, B tương ứng? Viết phương trình
hóa học xẩy ra trong quá trình điều chế, nêu
vai trò của chất C?
Hướng dẫn chấm
1
Theo phương pháp cộng véctơ ta có công thức :
2
H O
= 2OH
cos
2
Suy ra OH
= 2
2
2cos
H O
= 1,85 1,51
2 os52,25c D
Mô men lưỡng cực tính theo lý thuyết của liên kết OH là:
30
0, 0957.10 1, 6.10
3,33.10
Độ ion của liên kết O – H:
% 1, 51 100 32,8%
4, 60
1,0 đ
0,5 đ
0,5 đ
2
Bộ dụng cụ đã cho dùng điều chế HNO3 A là dung dịch H2SO4 đặc, B là KNO3
rắn (hoặc NaNO3 rắn ), C là bazơ kiềm dùng để tránh HNO3 thoát ra ngoài
Phương trình hóa học xảy ra:
KNO3(r) + H2SO4(đ) KHSO4 + HNO3
2KNO3(r) + H2SO4(đ) K2SO4 +2 HNO3
1,0 điểm 1,0 điểm
Câu 2: (4,0 điểm)
t0
t 0
Nước đá Hợp chất B Bông tẩm chất C Dung dịch chất A
Trang 4Khi nung nóng đến nhiệt độ cao PCl5 bị phân li theo phương trình
PCl5 (k) PCl3 (k) + Cl2 (k)
1 Cho m gam PCl5 vào một bình kín dung tích không đổi là V lít, đun nóng bình đến nhiệt độ T (K)
để xảy ra phản ứng phân li PCl5 Sau khi đạt tới cân bằng áp suất khí trong bình bằng p Hãy thiết lập biểu thức của Kp theo độ phân li và áp suất p Thiết lập biểu thức của Kc theo , m, V
2 Trong thí nghiệm 1 thực hiện ở nhiệt độ T1 người ta cho 83,4 gam PCl5 vào bình kín dung tích không đổi là V1 lít Sau khi đạt tới cân bằng đo được áp suất bằng 2,70 atm Hỗn hợp khí trong bình
có tỉ khối so với hiđro bằng 69,5 Tính và Kp
3 Trong thí nghiệm 2 giữ nguyên lượng PCl5 và nhiệt độ như ở thí nghiệm 1 nhưng thay bình có dung tích không đổi là V2 lít thì đo được áp suất cân bằng là 0,5 atm Tính tỉ số 2
1
V
V
4 Trong thí nghiệm 3 giữ nguyên lượng PCl5 và dung tích bình V1 như ở thí nghiệm 1 nhưng hạ nhiệt độ của bình đến T3 = 0,9 T1 thì đo được áp suất cân bằng là 1,944 atm Tính Kp và Từ đó cho biết phản ứng phân li PCl5 thu nhiệt hay phát nhiệt
Cho: Cl = 35,5 ; P = 31,0 ; Các khí đều là khí lí tưởng
1 Thiết lập biểu thức cho Kp, Kc
PCl5 (k) PCl3 (k) + Cl2 (k)
ban đầu a mol
cân bằng a x x x (mol)
Tổng số mol khí lúc cân bằng: a + x = n
x
a
;
5 PCl
M = 208,5 (g/mol);
208,5
m = a mol PCl5 ban đầu
Tính Kp:
Áp suất riêng phần lúc cân bằng của mỗi khí:
PCl
Cl
PCl P
x
5
2
2 2 2
Cl PCl
PCl
x p
2
x
Tính Kc:
PCl5 =
V
) 1 (
a
; PCl3 = Cl2 =
V a
Kc =
] PCl [
] Cl ][
PCl [
5
2 3
=
) 1 ( V 5 , 208
m )
1 ( V
a ) 1 ( a
V V
) a
2 2
Hoặc: Kp = Kc (RT) khí = 1
Kp = Kc (RT) pV = nRT = (a + x) RT RT =
) 1 ( a
pV x
a
pV
Kp =
x a
pV
KC
2
=
x a
pV
KC
2
=
) 1 ( a
pV
KC
2 C
1
) 1 ( V
a K
0,5 đ
Trang 5(1 )
C
K
0,5 đ
2 Thí nghiệm 1:
5
PCl ban dau
n a 83, 4 0, 40
M của hỗn hợp cân bằng: 69,5 2,0 = 139,0 g/mol
Tổng số mol khí lúc cân bằng: n1 = a (1 + 1) = 83,4:139,0 = 0,60mol
n1 = a (1 + 1) = 0,400 (1 + 1) = 0,600 1 = 0,500
Tìm Kp tại nhiệt độ T1: 2 2
0,5
2, 7 0,90
0,25
0,25
0,5
3 Thí nghiệm 2: - Giữ nguyên nhiệt độ Kp không đổi
- Giữ nguyên số mol PCl5 ban đầu: a = 0,40mol
- áp suất cân bằng p2 = 0,50 atm
Ta có 2
2
2 2
1
p2 = Kp = 2
2
2 2
1
0,50 = 0,90 22 = 0,64286 ; 2
= 0,802
Tổng số mol khí lúc cân bằng: n2 = 0,400.(1+ 2) 0,721 (mol)
Thể tích bình trong TN 2: V2 =
2
2 p
RT n
so với V1 =
1
1 p
RT n
2 2 1
0, 721.2, 7
6, 489 0, 6.0, 5
0,25 0,25
0,5
4 Thí nghiệm 3:
- Thay đổi nhiệt độ Kp thay đổi
- Giữ nguyên số mol PCl5 ban đầu a = 0,400 mol và V1
- áp suất cân bằng p3 thay đổi do: nhiệt độ giảm (T3 = 0,9 T1), tổng số mol khí thay đổi (n3 n1)
p3 = 1,944 atm ; 3 là:
n3 = a (1+ 3) = 0,400 (1+ 3) ; p3V1 = n3RT3 = 0,9 n3RT1 ; p1V1 = n1RT1
3
0, 9 1, 944 0, 400 (1 ) 0, 9
0, 200
2, 700 0, 600
n3 = 0,48 mol;
3
3 3
3
(0, 200)
1, 944 0, 081
T
P
Khi hạ nhiệt độ, Kp giảm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch Chiều
nghịch là chiều phát nhiệt Chiều thuận là chiều thu nhiệt
0,25
0,25
0,5
Câu 3: (4,0 điểm)
Dung dịch X gồm Na2S 0,010M, KI 0,060M, Na2SO4 0,050M
1 Tính pH của dung dịch X
2 Thêm dần Pb(NO3)2 vào dung dịch X cho đến nồng độ 0,090M thì thu được kết tủa A và dung dịch B
a, Cho biết thành phần hoá học của kết tủa A và dung dịch B
b, Tính nồng độ các ion trong dung dịch B (không kể sự thuỷ phân của các ion, coi thể tích dung
dịch không thay đổi khi thêm Pb(NO ))
Trang 6c, Nhận biết các chất có trong kết tủa A bằng phương pháp hoá học, viết các phương trình phản ứng
(nếu có)
Cho: pK axit: H2S pK1 = 7,00, pK2 = 12,90 ; HSO4- pK=2,00
Tích số tan: PbS = 10-26 ; PbSO4 = 10-7,8 ; PbI2 = 10-7,6
Hướng dẫn chấm
1 Tính pH của dung dịch
Na2S 2 Na+ + S2- 0,01
0,01
KI K+ + I
0,06
0,06
Na2SO4 2Na+ + SO42-
0,05
0,05
S2- + H2O HS- + OH- Kb(1) 10-1,1 (1)
SO42- + H2O HSO4- + OH- Kb(2) 10-12 (2)
Kb(1) >> Kb(2) nên cân bằng (1) quyết định pH của dung dịch:
S2- + H2O HS- + OH- 10-1,1
C 0,01
[ ] (0,01 -x) x x
2
x
0, 01 x
x = [OH-] = 8,98 10-3
pH = 11,95
0,25
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
0,5
2
a,
Pb2+ + S2- PbS (Ks-1) = 1026
0,09 0,01
0,08 -
Pb2+ + SO42- PbSO4 (Ks-1) = 107,8 0,08 0,05
0,03 -
Pb2+ + 2 I- PbI2 (Ks-1) = 107,6 0,03 0,06
Thành phần hỗn hợp: A : PbS , PbSO4 , PbI2
Dung dịch B : K+ 0,06M Na+ 0,12M
Ngoài ra còn có các ion Pb2+ ; SO42- ; S2- ; I- do kết tủa tan ra
b, Dung dịch B : K+ 0,06M ;Na+ 0,12M; ngoài ra còn có các ion Pb2+ ; SO42- ;
S2- ; I- do kết tủa tan ra
Độ tan của
3 7,6 2,7
2
PbI : S 10 / 4 10 ;
7,8 3,9
4
PbSO : S 10 10 ;
PbS : S 10 10 ;
Bởi vì độ tan của PbI2 là lớn nhất nên cân bằng chủ yếu trong dung dịch là cân
bằng tan của PbI2
PbI2 Pb2+ + 2I- Ks
Do đó [Pb2+] = 10-2,7 = 2 x 10-3M
0,25 0,25
Trang 7[I-] = 4.10-3M;
10
2.10
và
26
3
10
2.10
Các nồng độ SO42-, S2- đều rất bé so với nồng độ Pb2+, như vậy nồng độ Pb2+ do
PbS và PbSO4 tan ra là không đáng kể nên cách giải gần đúng trên là hoàn toàn
chính xác
c, Nhận biết các chất có trong kết tủa A: PbS; PbSO4; PbI2
Cho kết tủa hoà tan trong NaOH dư : PbS không tan, có màu đen
Dung dịch có PbO22-, SO42-, I-, OH-, Na+
PbSO4 + 4 OH- PbO22- + SO42- + 2 H2O
PbI2 + 4 OH- PbO22- + 2 I- + 2 H2O Nhận ra ion SO42-: cho BaCl2 dư: có kết tủa trắng BaSO4, trong dung dịch
có PbO22-, OH-, Ba2+, I-, Na+, Cl-
Nhận ra I-, Pb2+: axit hoá dung dịch bằng HNO3 dư sẽ có kết tủa vàng PbI2 xuất hiện:
OH- + H+ H2O
PbO22- + 4 H+ Pb2+ + 2H2O
Pb2+ + 2 I- PbI2
0,25 0,25
0,5
0,5
Câu 4: (4,0 điểm)
Cho m gam hỗn hợp gồm hai kim loại Mg và Al có tỉ lệ mol tương ứng là 4:5 vào dung dịch HNO3 20% Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch A và có 6,72 lít hỗn hợp khí X gồm NO, N2O, N2 thoát ra Thêm một lượng O2 vừa đủ vào X, sau phản ứng, thu được hỗn hợp khí
Y Dẫn từ từ Y qua dung dịch NaOH dư thì có 4,48 lít hỗn hợp khí Z thoát ra Tỉ khối hơi của Z so với H2 là 20 Mặt khác, cho dung dịch KOH vào dung dịch A thì lượng kết tủa thu được lớn nhất là (m + 39,1) gam Biết các thể tích khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn và lượng HNO3 ban đầu dùng dư 20% so với lượng cần thiết Tính nồng độ % của muối Al(NO3)3 trong dung dịch A
Hướng dẫn chấm
Hỗn hợp Z gồm N2 và N2O có M = 40, đặt số mol tương ứng là a, b, ta có hệ:
a + b = 0,2 ; 28a + 44b = 8 Giải hệ ta a = 0,05, b= 0,15, từ đó ta có số mol NO
= 0,1 mol
Khi cho KOH vào dung dịch A tạo kết tủa lớn nhất gồm Mg(OH)2 và Al(OH)3,
theo giả thiết nếu gọi 4x và 5x lần lượt là số mol của Mg và Al thì ta có tổng số
mol OH trong kết tủa là 23x = 39,1:17 = 2,3 Vậy x = 0,1
tổng số mol electron do Mg và Al nhường ra = 2,3 mol
Mặt khác từ số mol khí trên thì số mol electron do HNO3 nhận = 2 mol
sản phẩm có NH 4 NO 3 = 0,0375 mol
tổng số mol HNO3 đã dùng là: 2,3 + 0,05x2 + 0,15x2 + 0,1 + 0,0375x2 = 2,875
mol Vì axit lấy dư 20% nên số mol HNO3 đã lấy là:
3,45 mol => khối lượng dung dịch HNO3 = 1086,75 gam
khối lượng dung dịch sau phản ứng = 1086,75 + 0,4x24 + 0,5x27 - 0,05x28 –
0,15x44 – 0,1x30 = 1098,85 gam; khối lượng Al(NO3)3 = 106,5 gam
C% = 106,5x100 :1098,85 = 9,69%
1,0 điểm
1,0 điểm 1,0 điểm
1,0 điểm
Câu 5: (4,0 điểm)
Cho 20 gam hỗn hợp A gồm FeCO3, Fe, Cu, Al tác dụng với 60 ml dung dịch NaOH 2M, thu được 2,688 lít khí H2 Sau khi kết thúc phản ứng, cho tiếp 740 ml dung dịch HCl 1M vào hỗn hợp rồi đun nóng, thu được hỗn hợp khí B và còn một phần chất rắn chưa tan (C) Sục khí B vào dung dịch
Trang 8Ca(OH)2 dư thì xuất hiện 10 gam kết tủa Cho chất rắn C tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng,
dư, thu được dung dịch D và 1,12 lít một chất khí duy nhất Cho D tác dụng với dung dịch NaOH
dư, thu được kết tủa E Nung E đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn Tính khối lượng các chất trong A và tính m Các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn, các phản ứng đều xẩy ra hoàn toàn
Hướng dẫn chấm
Gọi x, y, z, t lần lượt là số mol FeCO3, Fe, Cu, Al trong 20 gam X
Ta có: 116x + 56y + 64t + 27z = 20
PTPU với NaOH
Al + H2O + NaOH Na AlO2 + 1,5H2
Số mol H2 = 0,12 mol => Số mol NaOH dư = 0,04 mol
Vậy Al hết và t=0,08 mol
Hỗn hợp thu được gồm: dung dịch Na AlO2, NaOH và chất rắn FeCO3, Cu, Fe
Khi tác dụng với HCl
HCl + NaOH NaCl + H2O
4HCl + Na AlO2 AlCl3 + NaCl + 2H2O
2HCl + FeCO3 FeCl2 + CO2 + H2O
2HCl + Fe FeCl2 + H2
Khí B gồm H2 và CO2: tác dụng với Ca(OH)2 dư
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
Từ các phản ứng trên ta có x = 0,1
Chất rắn C có Cu và có thể có Fe dư, không có FeCO3 vì tác dụng với HNO3 chỉ
tạo một khí NO2 = 0,05 mol
+ TH1: Nếu Fe hết, C chỉ có Cu
Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
z = 0,025 mol
Kết hợp các Ptpu trên ta có y = 0,08286
t = 0,08
Tổng số mol HCl pư = 0,7257 < 0,74 Vậy HCl còn dư và Fe hết là thõa mãn
+TH2: Fe dư và chuyển hết thành Fe3+
Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Fe + 6HNO3 Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Giải hệ ta có: x = 0,1; y = 0,1; z = 0,01, t = 0,08
m FeCO3 =11,6 (gam), m Fe =5,6 (gam), m Cu =0,64 (gam), m Al = 2,16 (gam)
m=0,025*160+0,01*80= 4,8 (gam)
0,5 điểm
1,5 điểm
1,0 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm
- HẾT -