Đề thi học sinh giỏi 12(có giải) hóa1 tiền giang

Đề thi học sinh giỏi 12(có giải) hóa1 tiền giang

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THỊ CHỌN HỌC SINH GIỎI CÁP TÍNH

Môn: Hóa học Bang: A

DE THI CHINH THUC Thời gian: 180 phút (không kẻ thời gian giao đè)

Ngày thi thứ nhất: 23/10/2012

(Dé thi 2 trang, gồm 5 câu)

1 Cacbon 14 phan ra phong xa theo phan tmg sau:

RCO N+ e

Thời gian bán rã là 5730 năm Hãy tính tuổi của một mẫu gỗ khảo cô có độ phóng xạ

băng 72% độ phóng xạ của mẫu gỗ hiện tại

2 Cho cân bằng:

N, + 3H, 2NH;

Dùng hỗn hợp ban đầu theo tỉ lệ số mol N;:H; = 1:3 để thực hiện phản ứng

a) Đặt a = p>? trong do Pau, là áp suât riêng phân của NH; và P la ap suat chung của hỗn hợp ở trang thái cân bằng Thiết lập công thức liên hệ giữa a, P va Kp

b) Tinh a 6 500°C va P = 300atm, biết rang ở nhiệt độ này thì Kp = 1,5.10” Từ đó tính hiệu suất chuyên hóa œ của N; (hoặc H;) thành NH; khi cân bằng

Nếu thực hiện phản ứng ở P = 600atm thì œ bằng bao nhiêu? So sánh a ở hai trường hợp và giải thích tại sao trong thực tế người ta chỉ thực hiện phản ứng ở khoảng 300atm Câu 2: (4,0 điểm)

Bromometan có thê phản ứng được với OH' theo co ché Sy

a) Viết phương trình của phản ứng thế này

Tốc độ ban đầu của phản ứng và các nồng độ ban đầu của CH;Br và KOH cho ở

bảng dưới đây, tất cả các thí nghiệm đều tiến hành ở 259C

Thinghiém 1 | 0,10mol.L” 0,10mol.L” 2,80.10°

Thinghiém2 | 0,10mol.L™ 0,17mol.L” 4,76.10

Thi nghiém 3 |0,033mol.L” |0,20molL” 1,85.10°

b) Xác định bậc riêng phân của phản ứng theo từng chất và bậc riêng phân của phản ứng e) Tính hằng số tốc độ của phản ứng

Câu 3: (4,0 điểm)

Một pin điện hóa gồm hai phần, được nối bằng cầu muối Phần bên trái của sơ đồ pin là một thanh Zn(r) nhúng trong dung dịch Zn(NO;);(aqg) 0,2M; còn phan bén phải là

Đề thi chọn học sinh giỏi Tỉnh Môn Hóa Học — Ngày thứ nhất — Nam hoc 2012-2013 — Trang 1/2

một thanh Ag(r) nhúng trong dung dịch AgNO;(ag) 0,1M Mỗi dung dịch có thê tích 1,0 L tai 25°C

a) Vẽ giản đồ pin và viết phương trình phản ứng tương ứng của pin

b) Hãy tính sức điện động của pin và viết phương trinh phản ứng khi pin phóng điện Giả

sử pin phóng điện hoản toàn và lượng Zn có dư

c) Hãy tính điện lượng phóng thích trong qúa trình phóng điện

Cho thế điện cực chuẩn tại 25°C như sau:

Zn” q¿ + 2e —> Znạ E° = -0,76V

Ag (aq) te > Aga) E°=+0,80V

Câu 4: (4,0 điểm)

Tính pH của dung dịch natribenzoat: C¿H;COONa nồng độ 2,0x10 °M Biết hằng số

axit cua axit benzoic bang 6,29x0° va K,, =10""

Câu 5: (4,0 diém)

Cho 23,52g hỗn hợp X gồm Mg, Fe, Cu vào 200ml dung dich HNO; 3,4M khuấy đều thấy thoát ra một khí duy nhất hơi nặng hơn không khí, trong dung dịch còn dư một kim

loại chưa tan hết, đồ tiếp từ từ dung dịch H;SOa 5M vào, chất khí trên lại thoát ra cho đến khi kim loại vừa tan hết thì hết đúng 44ml axit, thu được dung dịch A Lay một nửa dung

dich A, cho dung dich NaOH vao dén du, lọc kết tủa, rửa rồi nung kết tủa ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn B nặng 15,6g

a) Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X

b) Tính nồng độ các ion (trừ ion H”, OH) trong dung dịch A Giả sử thể tích dung dịch

không bị hao hụt trong các thí nghiệm

2 Sử dụng phương trình phản ứng hóa học minh họa các ứng dụng được mô tả dưới đây: a) Mau trắng chì của các bức tranh cô lâu ngày bị đen lại do tao hop chat PbS Dé tai tao màu trắng này, người ta rửa tranh bằng H;O;

b) Natri peoxit được sử dụng làm nguồn cung cấp oxi và hấp thụ khí cacbondioxit trong tàu ngầm và cũng được thêm một lượng nhỏ vào bột giặt để làm chất tây trắng

e) Trong dung dịch, khí CO có thể khử được muối paladi clorua đến kim loại tự do Người

ta đã dùng phản ứng này để phát hiện lượng vết CO có trong hỗn hợp khí

d) Lợi dụng phản ứng của Si với dung dịch kiềm, trước đây người ta dùng hợp kim

ferosilic đề điều chế nhanh khí hidro ngoài mặt trận

Biét: Fe = 56, Cu = 64, Mg = 24, Na = 23, N = 14, S = 32, O = 16, H = 1

Hết

Thí sinh không được sử dụng tài liệu Giám thị không giải thích gì thêm

Đề thi chọn học sinh giỏi Tỉnh Môn Hóa Học — Ngày thứ nhất — Nam hoc 2012-2013 — Trang 2/2

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THỊ CHỌN HỌC SINH GIỎI CÁP TỈNH

Môn: Hóa học Bang: A

Thời gian: 180 phút (không kế thời gian giao dé)

Ngày thi thứ nhất: 23/10/2012

ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC

(Đáp án 5 trang, gồm 5 câu) Câu 1: (4,0 điểm)

1 Cacbon 14 phân rã phóng xạ theo phản ứng sau

KC >! N46

Thời gian bán rã là 5730 năm Hãy tính tuổi của một mẫu gỗ khảo cỗ có độ phóng xạ bằng 72% độ phóng xạ của mẫu gỗ hiện tại

2 Cho cân bằng

N;ạ+3H; 2NH;

Dùng hỗn hợp ban đầu theo tỉ lệ số mol N;:H; = 1:3 để thực hiện phản ứng

a) Dat a= Pp? trong đó Pau, la ap suat :riéng phan cua NH; va P là áp suat chung của hỗn hợp ở trạng thái cân bằng Thiết lập công thức liên hệ giữa a, P và Kẹ

b) Tính a ở 500°C và P = 300atm, biết rằng ở nhiệt độ này thì Kp = 1,5.10” Từ đó tính

hiệu suất chuyển hoa a cua N; (hoặc H;) thành NH; khi cân bằng

Nếu thực hiện phản ứng ở P = 600atm thì œ băng bao nhiêu? So sánh œ ở hai trường hợp và giải thích tại sao trong thực tế người ta chỉ thực hiện phản ứng ở khoảng 300atm DAP AN

1 Ta co:

f,ạ =——;Ìn—* = kí > t = + In—- = 2716 nam 1,0đ

2

a) PNH3 = a.P; Pha = 3PN2: P= 4PN2 + aP

_ Pq-a), _ 3P(-a)

Py, ~ 4? H; 4

b) P = 300atm => a = 0,226; P = 600atm = a = 0,334

N.+ 3H, =2NH; _

CB: l-a 3-30 2œ => <n = (4- 2a) mol

1,5d

Dap an chọn Học sinh giỏi Tỉnh Môn Hóa Học — Ngày thứ nhất - Năm học 2012-2013 — Trang 1/5

2 ^^

a = 0,226 = —*— > a = 37%

2—ơ

a=0,334=—— = a = 50%

P tang > a tang phù hợp với nguyên li Le Chartelier, nhung P qua cao khéng dam bao sản xuất an toàn lâu dài Mặt khác trong qúa trình sản xuất NH; được ngưng tụ tách khỏi

Câu 2: (4,0 điểm)

Bromometan có thể phản ứng được với OH' theo cơ chế Sy

a)Viết phương trình của phản ứng thế này

Tốc độ ban đầu của phản ứng và các nồng độ ban đầu của CH;Br và KOH cho ở bảng dưới đây, tất cả các thí nghiệm đều tiến hanh 6 25°C

Thinghiém1 | 0,10mol.L” 0,10mol.L” 2,80.10°

Thi nghiém2 | 0,10mol.L” 0,17mol.L” 4,76.10°

Thi nghiém3 |0,033molL'” — | 0,20mol.L” 1,85.10°

b) X4c dinh bac riéng phan cua phan ứng theo từng chất và bậc riêng phân của phản ứng c) Tính hăng số tốc độ của phản ứng

ĐÁP ÁN

a)

b)

V.=K (0,1)*(0,1)” = 2,80.10° (1)

V2=K (0,1)°(0,17)° =4,76.10° (2)

V3 =K (0,033)* (0,20)° = 1,85.10° (3)

(2):(1) > b=1 (1):3) > a=

c)

v =k.C(CH;Br).C(OH => k = Ain =2,8.10~ Lmol”.s" 1,04

Câu 3: (4,0 điểm)

Một pin điện hóa gồm hai phần, được nối bằng cầu muối Phần bên trái của sơ đồ pin là một thanh Zn(Œ) nhúng trong dung dich Zn(NO3)2(aq) 0,2M; còn phân bên phải là

Đáp án chọn Học sinh giỏi Tỉnh Môn Hóa Học — Ngày thứ nhất - Năm học 2012-2013 — Trang 2/5

một thanh Ag(r) nhúng trong dung dịch AgNO:(aq) 0,1M Mỗi dung dịch có thê tích 1,0 L tại 25°C

a) Vẽ giản đồ pin và viết phương trình phản ứng tương ứng của pin

b) Hãy tính sức điện động của pin và viết phương trinh phản ứng khi pin phóng điện Giả

sử pin phóng điện hoàn toàn và lượng Zn có dư

c) Hãy tính điện lượng phóng thích trong qúa trình phóng điện

Cho thế điện cực chuẩn tại 25°C như sau

Zn œ„ + 2e —> Znạ, E° = -0,76V

Ag so +e—> Agu E°=+0,80V

ĐAPAN

Gian đồ pin này thoả quy ước của IUPAC với qúa trình oxy hóa phía bên trái

Trai, oxy hoa: Zng > Zn” (aq + 2e

Phải, khử: Ag”œœ + e — Agœ (nhân cho 2)

Phương trình Nernst tương ứng với pin nêu trên (Cũng có thể trình bày theo nửa pin và các bán phản ứng)

Hoạt độ a của một chất tan tính gan đúng từ nông độ của chất ay (chia cho nồng độ tiêu chuẩn) và hoạt độ của một chất rắn bằng 1

0,05916, 0,200

0/05916, ? lg 4 y_2-(4,,+)° -

nn» dy a,.) 2 (0100)

oO pin +

E on =E

Trị số dương của Eạin cho thấy rằng phản ứng pin viết như trên là phản ứng có thê tự xảy ra trong qúa trình phóng điện

Phản ứng có thể tự xay ra: Zng) + Ag” > Zn” ¿qj + 2A 0,5d c) Khi phóng điện hoàn toàn, E„¡„= 0 và phản ứng trong pin đạt cân bằng

0 = 1,56 - 0,05916/2.lgK = K = 5,5.10”; nghĩa là cân bằng của phản ứng pin dịch chuyên hắn về bên phải, nên thực tế không còn ion Ag” trong dung dịch

Luong Ag’ va electron da van chuyén:

n(Ag’) = [Ag’].V = 0,100mol va n(e’) = n(Ag’) = 0,100mol

Hằng số Faraday F là số điện lượng ứng với I mol electron

Câu 4: (4,0 điểm)

Tính pH của dung dịch natribenzoat: CcH;COONa nông độ 2,0x10°M Biết hằng số axit của axit benzoic bằng 6,29x0 và K„ =10”'4

Đáp án chọn Học sinh giỏi Tỉnh Môn Hóa Học — Ngày thứ nhất — Năm hoc 2012-2013 — Trang 3/5

ĐÁP ÁN

C¿H;COO” + HạO =——— CạH;COOH + OH: Ky

K 10°"

Do nồng độ đầu của C¿ẴHzCOOr nhỏ; mặt khác hằng số của quá trình không lớn hơn

nhiều so với 10” nên phải tính đến sự điện li của nước 0,5d

CsH;COO- + HO — C.<H;COOH + OH™ Ky (1)

2,0 x10°°- [OH]

Theo định luật bảo toàn điện tích: [OH”] = [C¿ẴHzCOOH] + [H”]

10°“

hay [CsH;COOH] = [OH] -[H’]=[OH]- OH: ]

-14

(=> B [C,H,COO- [C,H,COO' |

2

| OH | -10

=> 2x10" -[ OH] 1,59 x10” => [OH] + 1,59 x10°''[OH] - 13,18 x10-° =0

= [OH ]= 1,148 x10” => pOH =- Ig(1,148 x10)=6,94 => pH = 7,06 1,0đ Câu 5: (4,0 điểm)

Cho 23,52g hỗn hợp X gồm Mg, Fe, Cu vào 200ml dung dịch HNO; 3,4M khuấy đều thấy thoát ra một khí duy nhất hơi nặng hơn không khí, trong dung dịch còn dư một km loại

chưa tan hết, đỗ tiếp tir tir dung dich H,SO, 5M vào, chất khí trên lại thoát ra cho đến khi kim loại vừa tan hết thì hết đúng 44ml axit, thu được dung dịch A Lấy một nửa dung dịch

A, cho dung dịch NaOH vào đến dư, lọc kết tủa, rửa rồi nung kết tủa ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn B nặng 15,6g

a) Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X

b) Tính nồng độ các ion (trừ ion H”, OH) trong dung dịch A Giả sử thể tích dung dịch không bị hao hụt trong các thí nghiệm

2 Sử dụng phương trình phản ứng hóa học minh họa các ứng dụng được mô tả dưới đây: a) Màu ứrắng chì của các bức tranh cổ lâu ngày bị đen lại do tạo hop chat PbS Dé tai tao

màu trắng này, người ta rửa tranh bang H,O,

b) Natri peoxit được sử dụng làm nguồn cung cấp oxi và hấp thụ khí cacbondioxit trong tàu ngầm và cũng được thêm một lượng nhỏ vào bột giặt để làm chất tây trắng

Đáp án chọn Học sinh giỏi Tỉnh Môn Hóa Học — Ngày thứ nhất — Nam học 2012-2013 — Trang 4/5

€) Trong dung dịch, khí CO có thể khử được muỗi paladi clorua đến kim loại tự do Người

ta đã dùng phản ứng này đề phát hiện lượng vết CO có trong hỗn hợp khí

d) Lợi dụng phản ứng của Si với dung dịch kiềm, trước đây người ta dùng hợp kim ferosilic dé điều chế nhanh khí hidro ngoài mặt trận

ĐÁP ÁN

1.a) Gọi x, y, z là số mol Mg, Fe, Cu trong hỗn hợp, ta có

24x + 56y + 64z = 23,52 (1)

Kim loại chưa tan hết là Cu

3Cu + 8H” + 2NO; — 3Cu”” + 2NO + 4H,0

Bảo toàn mol electron, ta được

l 2.Neu dy = 3.72.50, 044 => ng, a = 0,165 mol

3,4.0,2

2(x + y+z—0,165) = 3 4 (2)

mp = Ý.40 + “.160 + 2 80 = 15,6 (3)

(1,2,3) => x = 0,06; y= 0,12; z= 0,24

=> YmMg = 6,12%; Y%mFe = 28,57%; YemCu = 65,31%

b) Vag = 0,2 + 0,044 = 0,244 lit

Mg”]= onal = 0,246 M

on = 0,984 M; [Fe”]=0,492M;

[SO¿”]=0,9M; [NO;]=1,64M

2.a) PbS + 4H;O; — PbSO¿ + 4H;O

b) Na;O; + 2H;O — 2NaOH + H;O;

H,0, > H,0 + 1/20,

2NaOH + CO; — Na;COa + H;ạO

e) PdCl;ạ + HạO + CO — Pd + 2HCI + CO;

d) Si + 20H + H,O > SiO,” + 2H,

Hết

0,25đ 0,25đ

0,5đ 0,5đ 0,25đ 0,25đ

0,25đx3

0,25đ

0,25dx2 0,25dx2 0,5d

0,5đ 0,5đ 0,5đ

Đáp án chọn Học sinh giỏi Tỉnh Môn Hóa Học — Ngày thứ nhất — Nam học 2012-2013 — Trang 5/5