Đề thi chọn học sinh giỏi THPT chuyên Duyên hải bắc bộ lần thứ 4 năm học 2010 - 2011 môn: Hoá Học

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NAM
TRƯỜNG THPT CHUYÊN BIÊN HOÀ
ĐỀ GIỚI THIỆU
Giáo viên ra đề : Đinh Trọng Minh
KỲ THI CHỌN HSG THPT CHUYÊN DUYÊN HẢI BẮC BỘ LẦN THỨ 4
Năm học 2010-2011
MÔN: HOÁ HỌC
Thời gian làm bài: 180 phút 
Câu 1: 
Hợp chất A được tạo bởi hai nguyên tố XaYb, trong đó X chiếm 15,0485% về khối lượng. Trong hạt nhân nguyên tử X có Z + 1 = N, còn trong hạt nhân của Y có Z' +1 = N'. Biết rằng tổng số proton trong một phân tử A là 100 và a + b = 6. Tìm công thức phân tử của A?
Câu 2:
 Muối A chứa 5,960%Al; 3,091%N; 6,181%H; 70,640%O và còn lại là nguyên tố X về khối lượng. Hãy xác định công thức phân tử của A?
Câu 3:
Cho các chất BF3, CF4, NH3.
a) Viết công thức Liuyt, cho biết cấu trúc hình học của các phân tử, trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm.
b) Các chất trên có tác dụng được với nhau hay không? Nếu có hãy viết phương trình phản ứng.
Câu 4: 
Liti hiđrua LiH có cấu trúc tinh thể kiểu lập phương tâm diện.
a) Hãy biểu diễn ô mạng cơ sở của tinh thể? Tính số phân tử LiH có trong một ô mạng cơ sở?
b/ Tính độ chặt khí của tinh thể LiH?
c) Cho bán kính của các cation và anion lần lượt là 0,76 và 1,36 ; Li = 6,94; H = 1. Tính khối lượng riêng của LiH (g/cm3) ?
Bài 5: 
Ở toc thực hiện phản ứng este hóa một hỗn hợp ban đầu gồm 55,2 gam ancol etylic và 108gam axit axetic. Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng thì phản ứng đạt hiệu suất là 78,475% . Tính hằng số cân bằng KC?
 Nếu cũng ở điều kiện trên, thực hiện phản ứng với hỗn hợp gồm 0,2mol ancol etylic; 0,4mol axit axetic; 0,6mol H2O và 0,8 mol etyl axetat. Tính số mol của các chất tại thời điểm cân bằng mới. 
Câu 6:
 Hòa tan hết 1,32gam một axit hữu cơ đơn chức (viết tắt là HA) vào nước được 100ml dung dịch A. Chia dung dịch A thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 cho tác dụng với 25ml dung dịch NaOH 0,125M thu được dung dịch X có pH = 4,68. Phần 2 đem chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,125M khi đến điểm tương đương thấy vừa hết 60ml, sau phản ứng thu được dung dịch Y. Tính phân tử khối của HA, Ka và pH của dung dịch Y?
Bài 7:
 Một pin điện hóa được tạo bởi 2 điện cực. Điện cực thứ nhất là tấm đồng nhúng vào dung Cu(NO3)2 0,8M. Điện cực 2 là một đũa Pt nhúng vào dung dịch chứa hỗn hợp Fe2+ và Fe3+ (trong đó [Fe3+] = 4[Fe2+]. Thế điện cực chuẩn của Cu2+/ Cu và Fe3+/Fe2+ lần lượt là 0,34V và 0,77V.
a) Xác định điện cực dương, điện cực âm. Tính suất điện động khi pin bắt đầu làm việc.
b) Tính tỉ lệ khi pin hết điện (coi thể tích của dung dịch Cu(NO3)2 0,8M là rất lớn).
Bài 8: 
Cho các số liệu nhiệt động của một số phản ứng sau ở 250C
Chất
H2 (k)
H2O (k)
CO (k)
CO2 (k)
0
-241,8
-110,5
-393,5
130,6
188,7
197,6
213,6
Cho phản ứng: H2 (k) + CO2 (k) H2O (k) + CO (k)
a) Tính và hằng số cân bằng của phản ứng ở 250C.
b) Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 1500C
Câu 9:
 Hòa tan hoàn toàn 25 gam một cacbonat kim loại bằng dung dịch HCl 7,3% (vừa đủ) thu được dung dịch muối 10,511%. Khi làm lạnh dung dịch này thấy thoát ra 26,28 gam muối rắn A và nồng độ phần trăm của muối trong dung dịch còn lại là 6,07%. Xác định công thức của muối A?
Câu 10 Biết rằng 238U và 235U có chu kỳ bán huỷ là 4,5.109 và 7,13.108 năm.
	a/ Tính số nguyên tử 238U bị phân rã trong 100 năm của 10 gam 238U ban đầu?
	b/ Nếu trong một mẫu Urani có tỉ lệ 238U : 235U là 140:1 còn tại thời điểm hình thành Trái Đất tỉ lệ là 3:4. Tính tuổi của Trái Đất ở thời điểm phân tích mẫu trên?
---------------------Hết--------------------
Đáp án và hướng dẫn chấm đề hoá 10
trường thpt chuyên Biên Hoà
Câu 1: Hợp chất A được tạo bởi hai nguyên tố XaYb, trong đó X chiếm 15,0485% về khối lượng. Trong hạt nhân nguyên tử X có Z + 1 = N, còn trong hạt nhân của Y có Z' +1 = N'. Biết rằng tổng số proton trong một phân tử A là 100 và a + b = 6. Tìm công thức phân tử của A?
Cách giải
Điểm
Theo bài ta có các phương trình đại số:
Z+1 =N (2)
Z' +1 =N' (3)
aZ+b.Z'=100 (4)
a+b=6 (5)
Thế 2 và 3 vào 1 => 
Thế 4 vào 6 => 
Lập bảng: 
A
1
2
3
4
5
Z
15
7,25
4,67
3,375
2,8
B
5
4
3
2
1
Z'
17
Kết luận
Nhận
Loại
Loại
Loại
Loại
Kết luận: X là P; Y là Cl; chất A là PCl5
0.5 đ
0.5 đ
1đ
Câu 2: Muối A chứa 5,960%Al; 3,091%N; 6,181%H; 70,640%O và còn lại là nguyên tố X về khối lượng. Hãy xác định công thức phân tử của A?
Cách giải
Điểm
%X=100%-(5,960+3,091+6,181+70,640)%= 14,128%
Trường hợp N+5: Định luật bảo toàn điện tích: 
 X=16n (không có giá trị phù hợp).
Trường hợp N-3: Định luật bảo toàn điện tích: => X=16n/3
Nghiệm phù hợp n=6 và X=32 là S
Tỉ lệ nguyên tử: Al:N:H:O:S=1:1:28:20:2 => CTPT AlNH28O20S2 
Công thức phân tử dạng muối: (NH4)Al(SO4)2.12H2O 
hoặc (NH4)2SO4. Al2(SO4)3. 2H2O
0.5 đ
0.5đ
1đ
Câu 3 
a) (1,5 điểm)
Chất
Công thức Liuyt
Loại phân tử
TT lai hoá
Hình học e
Hình học phân tử
BF3
AX3E0
sp2
 giác
 giác 
CF4
AX4E0
sp3
Tứ diện
Tứ diện 
NH3
AX3E1
sp3
Tứ diện
Tháp tam giác
b) (0,5 điểm)
Câu 4: Liti hiđrua LiH có cấu trúc tinh thể kiểu lập phương tâm diện.
a) Hãy biểu diễn ô mạng cơ sở của tinh thể? Tính số phân tử LiH có trong một ô mạng cơ sở?
b/ Tính độ chặt khí của tinh thể LiH?
c) Cho bán kính của các cation và anion lần lượt là 0,76 và 1,36 ; Li = 6,94; H = 1. Tính khối lượng riêng của LiH (g/cm3) ?
Cách giải
Điểm
a/ Hình vẽ: 
 Số ion Li+ trong 1 đơn vị cấu trúc = 8.1/8 + 6.1/2 = 4 => số phân tử LiH trong một đơn vị cấu trúc = 4.
r(Li+) = 0,76 ; r(H-) = 1,36 ; 
b/ Độ chặt khít = 
c/ Khối lượng riêng
0.5 đ
0.5 đ
1đ
Bài 5: Thực hiện phản ứng este hóa một hỗn hợp ban đầu gồm 55,2 gam ancol etylic và 108gam axit axetic. Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng thì phản ứng đạt hiệu suất là 78,475% . Tính hằng số cân bằng KC?
 Thực hiện phản ứng với hỗn hợp gồm 0,2mol ancol etylic; 0,4mol axit axetic; 0,6mol H2O và 0,8 mol etyl axetat. Tính số mol của các chất tại thời điểm cân bằng mới. 
Cách giải
Điểm
* n(C2H5OH) = 55,2/46= 1,2 mol; n(CH3COOH) = 108/60 = 1,8 mol => Hiệu suất phản ứng tính theo C2H5OH, số mol C2H5OH phản ứng = 1,2.78,475%=0,9417 mol
Phản ứng: CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O KC
 Cb: 0,8583 0,2583 0,9417 0,9417
Kc = 0,94172 / (0,8583.0,2583) = 4
* Ban đầu (0,8.0,6):(0,2.0,4) = 6 > KC => cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch:
Phản ứng: CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH KC-1
 Cb: (0,8-x) (0,6-x) (0,4+x) (0,2+x)
KC-1 = [(0,4+x).(0,2+x)] / [(0,8-x).(0,6-x) = 1/4 => x = 0,0408
Vậy số mol các chất tại thời điểm cân bằng mới là: 
CH3COOC2H5 = 0,7592 mol ; H2O = 0,5592 mol
CH3COOH = 0,4408 mol; C2H5OH = 0,2408 mol 
đ
1.0 đ
Câu 6: Hòa tan hết 1,32gam một axit hữu cơ đơn chức (viết tắt là HA) vào nước được 100ml dung dịch A. Chia dung dịch A thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 cho tác dụng với 25ml dung dịch NaOH 0,125M thu được dung dịch X có pH = 4,68. Phần 2 tác dụng với 60ml dung dịch NaOH 0,125M, thấy các chất tác dụng với nhau vừa hết thu được dung dịch Y. Tính phân tử khối của HA, Ka và pH của dung dịch Y?
Cách giải
Điểm
Phương trình phản ứng: HA + NaOH --> NaA + H2O
* Xét phản ứng ở phần 2: n(NaOH) = 0,06.0,125 = 7,5.10-3 mol = n(HA) ở mỗi phần = n(NaA) trong dung dịch Y).
=> Phân tử khối của HA = 1,32: (7,5.10-3.2) = 88
* Xét phản ứng ở phần 1: n(NaOH) = 0,025.0,125 = 3,125.10-3 mol = n(HA) pư=n(NaA).
 => n(HA) còn dư = 4,375.10-3.
 => nồng độ của HA = 4,375.10-3 / (0,05+0,025) = 7/120 M
 nồng độ của A- = 3,125.10-3 / (0,05+0,025) = 1/24 M
 pH = pKa + lg ([A-] / [HA]) => Ka= 1,49.10-5.
* Nồng độ NaA trong dd Y = 7,5.10-3 : (0,05+0,06) = 3/44 M
Cân bằng: A- + H2O HA + OH- K = W / Ka = 6,71.10-10 (bỏ qua H2O)
 [ ] 3/44 - x x x
 x2 /(3/44 - x) = 6,71.10-10 => x = 6,76.10-6 
=> pH = 14 + lg (6,76.10-6) = 8,83
0.5đ
1.0đ
0.5 đ
Bài 7: Một pin điện hóa được tạo bởi 2 điện cực. Điện cực thứ nhất là tấm đồng nhúng vào dung Cu(NO3)2 0,8M. Điện cực 2 là một đũa Pt nhúng vào dung dịch chứa hỗn hợp Fe2+ và Fe3+ (trong đó [Fe3+] = 4[Fe2+]. Thế điện cực chuẩn của Cu2+/ Cu và Fe3+/Fe2+ lần lượt là 0,34V và 0,77V.
a) Xác định điện cực dương, điện cực âm. Tính suất điện động khi pin bắt đầu làm việc.
b) Tính tỉ lệ khi pin hết điện (coi thể tích của dung dịch Cu(NO3)2 0,8M là rất lớn).
Cách giải
Điểm
E(Fe3+/Fe2+) = 0,77 + 0,059/1 . lg4 = 0,8055 V
E(Cu2+/Cu) = 0,34 + 0,059/2 . lg0,8 = 0,3371 V
Vậy điện cực dương là điện cực Pt; điện cực âm là điện cực Cu
Epin = 0,8055 - 0,3371 = 0,4684 V
b/ Pin hết điện tức là Epin = 0. Khi đó E (Cu2+/Cu) = E (Fe3+/Fe2+)
Vì thể tích dung dịch Cu(NO3)2 rất lớn => nồng độ Cu2+ thay đổi không đáng kể 
 => E (Cu2+/Cu)=0,3371 V
E (Fe3+/Fe2+) = 0,77 + 0,059/1 . lg ([Fe3+]/[Fe2+]) = 0,3371 => [Fe3+]/[Fe2+] = 4,5995.10-8.
0.5đ
0.5đ
1.0đ
Bài 8: Cho các số liệu nhiệt động của một số phản ứng sau ở 250C
Chất
H2 (k)
H2O (k)
CO (k)
CO2 (k)
0
-241,8
-110,5
-393,5
130,6
188,7
197,6
213,6
Cho phản ứng: H2 (k) + CO2 (k) H2O (k) + CO (k)
a) Tính và hằng số cân bằng của phản ứng ở 250C.
b) Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 1500C
Cách giải
Điểm
a.S0 	= 	188,7+ 197,6 - 130,6 - 213,6 	= 	42,1 J.mol-1 .K-1
H0 	= 	- 241,8 - 110,5 + 0 + 393,5 	= 	41,2 KJ
G0 	= 	41,2.103 - 298.42,1 	= 	28654,2 J
b.
G0 	 	=	-RT.lnK 	
28654,2	= 	- 8,314.298.lnK => K 	=	9,4884.10-6 
	ln(K423 / K298) = (1/298 - 1/423). H0 /R
=> lnK423 	= (1/298 - 1/423). 41,2.103 /8,314 + ln(9,4884.10-6 )
 => K423 = 1,2922.10-3
1đ
1đ
Câu 9: Hòa tan hoàn toàn 25 gam một cacbonat kim loại bằng dung dịch HCl 7,3% (vừa đủ) thu được dung dịch muối 10,511%. Khi làm lạnh dung dịch này thấy thoát ra 26,28 gam muối rắn A và nồng độ phần trăm của muối trong dung dịch còn lại là 6,07%. Xác định công thức của muối A?
Cách giải
Điểm
* Phương trình phản ứng: M2(CO3)x + 2xHCl --> 2MClx + xH2O + xCO2
Xét số mol: 1 2x 2 x x
Ta có: 
	 M=20x 	Nghiệm phù hợp: n = 2; M = 40; kim loại là Ca.
* Phương trình: CaCO3 + 2HCl --> CaCl2 + H2O + CO2
 	 0,25mol -----------> 0,25mol
Khối lượng dd sau phản ứng: 
Khối lượng dd sau làm lạnh: 264 -26,28=237,72g
Đặt công thức của A là CaCl2.nH2O
Số mol của CaCl2 ban đầu = 0,25mol = => n = 6
=> CT của A là CaCl2.6H2O
1đ
1đ
Câu 10 Biết rằng 238U và 235U có chu kỳ bán huỷ là 4,5.109 và 7,13.108 năm.
	a/ Tính số nguyên tử 238U bị phân rã trong 100 năm của 10 gam 238U ban đầu?
	b/ Nếu trong một mẫu Urani có tỉ lệ 238U : 235U là 140:1 còn tại thời điểm hình thành Trái Đất tỉ lệ là 3:4. Tính tuổi của Trái Đất ở thời điểm phân tích mẫu trên?
Cách giải
Điểm
a/ áp dụng N = No.e-t 
 = No.(1-e-t ) No.e-t = 
 = 3.8804.1014 nguyên tử
b/ áp dụng ct trên và biến đổi => t= 6,3932.109 n¨m
1,0 đ
1,0 đ