Đề thi chọn học sinh giỏi trại hè hùng vương lần IX - Năm 2013. môn thi: Hóa học lớp 10

THPT CHUYÊN CAO BẰNG
TỈNH CAO BẰNG
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN IX- NĂM 2013.
ĐỀ ĐỀ XUẤT
Môn thi : HÓA HỌC LỚP 10
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Đề thi có 2 trang gồm 8câu
Câu 1: Cấu tạo nguyên tử-Hóa học hạt nhân (2,5 điểm)
 1. Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt proton, notron, electron là 180. Trong đó tổng số hạt mang điện gấp 1,432 lần số hạt không mang điện.
 a) Viết cấu hình electron của nguyên tử X.
 b) Hãy dự đoán tính chất hóa học của X ở dạng đơn chất và viết phương trình minh họa.
 c) Dạng đơn chất của X tác dụng được với dung dịch AgNO3 có kết tủa vàng và một chất XNO3 (dung môi không phải là nước). Hãy viết phương trình phản ứng xảy ra và cho biết phản ứng thuộc loại nào?. Tại sao?
2. Thực nghiệm cho biết một mẫu đá có tỉ lệ khối lượng 206Pb : 328U = 1: 19 và chu kỳ bán hủy của 238U là 4,6.109 năm. Hãy tính tuổi của mẫu đá.
Câu 2: Hình học phân tử- Liên kết hóa học- Tinh thể - Định luật tuần hoàn (2,5 điểm)
1.Nguyên tử của nguyên tố X có electron cuối cùng ứng với 4 số lượng tử: n= 3, l= 1, m= 0, ms= -1/2. Hai nguyên tố E, G với ZE<ZG< ZX (Z là điện tích hạt nhân)
Biết rằng: - Tích số ZE.ZG.ZX = 952
 - Tỉ số (ZE+ZX)/ZG = 3 
 a) Viết cấu hình electron nguyên tử của X, xác định vị trí của X trong bảng tuần hoàn từ đó suy ra nguyên tố X.
 b) Tính ZE, ZG từ đó suy ra nguyên tố E,G.
 c) Hợp chất A tạo bởi 3 nguyên tố E, G, X có công thức EGX. Viết công thức cấu tạo của A?
2. Áp dụng mô hình VSEPR, dự đoán dạng hình học của các phân tử và ion dưới đây, đồng thời cho biết kiểu lai hóa các AO hóa trị của nguyên tử trung tâm và so sánh các góc liên kết trong từng dãy sau đây:
 a) PH3 và PH4+ b) SF2 và SCl2
Câu 3: (Nhiệt hóa học)
Thực hiện phản ứng tổng hợp NH3: N2(k) + 3H2(k) 2NH3(k)
Cho các số liệu nhiệt động sau: 
Chất N2 H2 NH3
 (KJ/mol) -- -- -46,19
 (J/mol.K) 191,49 130,59 192,51
 a) Hãy cho biết ở điều kiện chuẩn (25oC) cân bằng chuyển dịch theo chiều nào?.
 b) Nếu coi , của phản ứng là không đổi theo nhiệt độ thì ở nhiệt độ nào phản ứng ở điều kiện chuẩn sẽ đổi chiều?.
 c) Để thu được NH3 với hiệu suất cao thì cần áp suất như thế nào?.
 d) Ở áp suất nào với nhiệt độ 450oC thì hiệu suất tổng hợp NH3 là 80% nếu xuất phát từ tỉ lệ N2: H2 = 1:3 theo số mol?.
Câu 4: (Động hóa học)
Cho cân bằng sau: N2O4(k) 2NO2(k)
 a) Lấy 9,2 gam N2O4 vào bình dung tích 2,952 lit ở 27oC. Lúc cân bằng áp suất của hỗn hợp khí trong bình là 1atm. Tính áp suất riêng phần của NO2 và N2O4 ở trạng thái cân bằng.
 b) Nếu giảm áp suất của hệ lúc cân bằng xuống bằng 0,5atm thì áp suất riêng phần của NO2 và N2O4 lúc này là bao nhiêu?. Kết quả tìm có phù hợp với nguyên lí LeChatelier không?
Câu 5 (Cân bằng trong dung dịch điện li): 
Trộn V(l) dung dịch HA aM với V(l) dung dịch HB bM thu được dung dịch X có pH=2,485.Trộn V(l) dd HB aM với V(l) dung dịch HA bM thu được dung dịch Y có pH= 2,364
 a) Tính a,b.
 b) Trộn dung dịch X với dung dịch Y thu được dung dịch Z. Tính pH của dung dịch Z.
 c) Trộn V(l) dung dịch NaOH 0,8M vào dung dịch Z thu được dung dịch T. Cô cạn dung dịch T thu được 10,6 gam chất rắn. Tính V?
 d) Trộn 100ml dung dịch HA aM với 100ml dung dịch NaOH 0,05M. Tính pH của dung dịch thu được. pH của dung dịch thay đổi như thế nào khi thêm 5.10-4 mol HCl vào 
Cho KHA = 1,7.10-4; KHB = 1,8.10-5 ; MHA= 46; MHB= 60.
Câu 6 ( Phản ứng oxi hóa khử, pin điện, điện phân) 
Thiết lập pin được tạo bởi điện cực Pt nhúng trong 30ml dung dịch gồm Fe2+ 0,010M, Fe3+ 0,030M ở pH=1 ghép qua cầu muối với điện cực Cu nhúng trong dung dịch CuSO4 0,25M 
 a) Tính Epin. Viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt động.
 b) Biết thể tích của dung dịch CuSO4 rất lớn. Tính tỉ số khi pin ngừng hoạt động.
 Cho : = 0,337V ; = 0,771 V
Câu 7( Halogen-oxi- Lưu huỳnh)
1.X,Y là 2 nguyên tố halogen thuộc 2 chu kỳ liên tiếp trong bảng tuần hoàn. Hỗn hợp A gồm 2 muối X,Y với Natri. Để kết tủa hoàn toàn 1,1 gam hỗn hợp A phải dùng hết 150 ml dung dịch AgNO3 0,1M. Tính lượng kết tủa muối bạc thu được.
 2. Hòa tan a gam oleum H2SO4.3SO3 vào 131 gam dung dịch H2SO4 40% thu được một oleum chứa 10% SO3 về khối lượng. Hãy xác định a.
Câu 8 (Bài tập tổng hợp)
Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp A gồm Mg, Cu vào một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 70% (đặc, nóng), thu được 1,12 lít khí SO2(đkc) và dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư, được kết tủa C; Nung C đến khối lượng không đổi, được hỗn hợp chất rắn E. Cho E tác dụng với lượng dư H2 (nung nóng) thu được 2,72 gam hỗn hợp rắn F.
 a) Tính số gam Mg, Cu có trong hỗn hợp A.
 b) Cho thêm 6,8 gam nước vào dung dịch B được dung dịch B’. Tính nồng độ các chất trong B’ ( xem như lượng nước bay hơi không đáng kể).
HƯỚNG DẪN CHẤM
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN IX- NĂM 2013
MÔN: HÓA HỌC LỚP 10
Câu 
Ý
Hướng dẫn giải
Điểm
Câu 1
1
2p + n = 180
2p= 1,432 n
giải hệ phương trình trên ta được p = e = 53; n= 74. Vậy X là Iot
a) Cấu hình e: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5
b) Iot có 7 electron ở lớp ngoài cùng nên có khuynh hướng dễ nhận thêm 1 electron để đạt được cấu hình electron của khí hiếm nên Iot có tính oxihoa
 2Al + 3I2 2AlI3
 C.Khư C.Oxh
Iot ở gần cuối nhóm VII A nên ngoài tính oxihoa Iot có khả năng khử một số chất có tính oxi hóa mạnh
 3I2 +10HNO3 6HIO3 + 10 NO + 2H2O
C. Khử
c) I2 + AgNO3 AgI + INO3
đây là phản ứng tự oxi hóa khử
3y x0,5đ= 1,5 đ
2 
 t= 3,92.108 năm 
1,0đ
Câu 2 
1
Nguyên tử nguyên tố X có cấu hình electron cuối cùng là 3p5
a) Cấu hình electron nguyên tử của X: 1s22s22p63s23p5
Vị trí của X : ô 17, chu kì 3, nhóm VIIA, X là nguyên tố Clo (Cl)
b) Tính ZE, ZG
ZE.ZG= 56
ZE+17 = 3ZG
ZE=7 (N) ; ZG= 8 (O)
c) Hợp chất A: NOCl
Công thức cấu tạo: Cl - N=O
3y x0,5đ= 1,5đ
2
a)PH3 công thức VSEPR AX3E1 chóp tam giác, P lai hóa sp3
PH4+ công thức VSEPR : AX4 tứ diện đều, P lai hóa sp3
góc HPH trong PH4+ > góc HPH trong PH3
b) SF2 và SCl2 đều có công thức VSEPR là AX2E2 gấp khúc, S lai hóa sp3
góc FSF < ClSCl
1,0đ
Câu 3
a)pu= 2x(-46,19) = -92,38 KJ = -92380 J
pư = -198,24 J.K-1
 = -92380-298x(-198,24) = -33304,48 J <0 nên pư xảy ra theo chiều thuận
b) Để pư đổi chiều >0 nên T< = 466K 
--> t < 193oC
c) Để thu được NH3 với hiệu suất cao thì theo nguyên lí Lechartelie áp suất cao
d) N2(k) + 3H2(k) 2NH3(k)
Bđ 1 3
pu x 3x 2x ( Với x = 0,8)
cb 1-x 3-3x 2x
Kp = = 
Mặt khác Kp= = 2,085.10-4
P2= 341,33/2,085.10-4 --> P = 1279,,5 atm
1,0
0,5
0,5
0,5
Câu 4
 a) = 0,1 mol 
 N2O4(k) 2NO2(k)
Bđ 0,1
pu x 2x
cb 0,1-x 2x n2 = 0,1+x
n2 = PV/RT= 0,12 mol =0,1+x --> x= 0,02
Tai cân bằng : = 0,08 mol ; = 0,04 mol 
= 1/3 atm; = 2/3 atm
b) + = 0,5 
Kp = 1/6 = --> = 0,217 atm ; = 0,283 atm
 = 0,77 
So với kết quả ‎ ở câu a = 0,5 
khi giảm áp suất của hệ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận phù hợp với nguyên lí Le Chatelier
1,5 đ
1,0đ
Câu 5 
1. Tính a,b
 Có các cân bằng : HA H+ + A- KHA
 HB H+ + B- KHB
 H2O H+ + OH- Kw = 10-14
Theo ĐKP mức không : HA,HB,H2O.
 [H+] = [A-] + [B-] + [OH-] 
[A-] =CHA. ; [B-] = CHB.; [H+] = 10-2,485.
 DD X : C HA = a/2M ; CHB = b/2M
 h = 10-11,515 + a/2. + b/2.
 89a+ 9b = 10,715 (*)
DD Y : CHA = b/2M ; CHB = a/2M ; [H+] = 10-2,364
ta có : 9a + 89b = 18,71 (2*)
 a= 0,100M ; b= 0,200M
2. Trộn dd X với dd Y dd Z
CHA = CHB = = 0,075M
Theo ĐKP mức không : HA,HB,H2O.
 [H+] = [A-] + [B-] + [OH-] 
h = Kw/h + 0,075. + 0,075. 
 h= 3,834.10-3 pH = 2,416
3. Số mol của NaOH = 0,8V (mol) ; Số mol của HA = 0,075.4V = 0,3V (mol)
 Số mol của HB = 0,075.4V = 0,3V (mol) 
DD T : NaA : 0,3V (mol) ; NaB: 0,3V (mol) ; NaOH = 0,2V mol
Khối lượng rắn = 0,3V.68+ 0,3V.82+ 0,2V.40= 10,6 
 V= 0,2 (l) = 200 mL 
4. Số mol HA = 0,1.0,1 = 0,010 mol;
 Số mol NaOH = 0,005 mol;
 NaOH + HA à NaA + H2O 
 0,005 0,005 0,005
Số mol HA dư = 0,005 mol
DD thu được: CHA = CA- = 0,005/0,2 = 0,025M
 DD thu được là dd đệm. Tính pH gần đúng
pH = pKa + lg. = 3,75 + lg = 3,75 
[H+] >> [OH-] và [H+] << Ca, Cb Thỏa mãn tính theo ct gần đúng
- Khi thêm 5.10-4mol HCl 
 NaA + HCl à NaCl + HA 
 Ban đầu: 510-3 510-4 
 Sau pư : 4,5.10-3 __ 5.10-4
 [HA] = = 0,0275 M; [A-] = 0,0225 M 
 DD thu được là dd đệm
pH = 3,75 + lg. = 3,66
1,0đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
Câu 6
1. Tính Epin. Viết pt pư xảy ra khi pin hoạt động.
Ta có : = 0,771+ 0,059.lg = 0,799V
= 0,337 + 0,059/2.lg0,25 = 0,319V
Vì > Vậy cực dương là cực Pt, cực âm là cực Cu
Pư ở cực Pt : Fe3+ + e Fe2+
Pư ở cực Cu: Cu Cu2+ + 2e
Phản ứng xảy ra khi pin hoạt động:Cu + 2Fe3+ Cu2+ + 2Fe2+
Sơ đồ pin: (pin 1) 
(-)Cu Cu2+ 0,25M Fe3+0,030M , Fe2+ 0,010M, pH=1 Pt (+) 
Epin = E(+) - E(-) = 0,799 - 0,319 = 0,48 V
2. Khi pin ngừng hoạt động:
Epin = - = 0 
 = 
Vì thể tích dd CuSO4 rất lớn nên [Cu2+] coi như không đổi
 = 0,319 V 
0,771 + 0,059.lg = 0,319 = 10-7,661 = 2,182.10-8
1,5 đ
1,0 đ
Câu 7
1
- Trường hợp 1: Nếu X,Y là Flo và Clo
Số mol của AgNO3 = Số mol AgCl = 0,015 mol
Khối lượng NaCl = 0,015x58,5 = 0,8775 gam
khối lượng NaF= 1,1- 0,8775 = 0,2225 gam
Khối lượng kết tủa AgCl = 0,015x143,5 = 2,1525 gam
- Trường hợp 2: Nếu X, Y không phải là Flo
23+X 108+X Khối lượng tăng 85 gam
 0,015 0,015mol Khối lượng tăng 85x0,015 
Khối lượng kết tủa = 1,1+85x0,015 = 2,375 gam
1,5 đ
2
Tìm công thức oleum: --> = 49/360
Vậy công thức oleum : 360H2SO4.49SO3
Số mol của H2SO4 trong dd 40% = 0,5347mol
Số mol của H2O trong dd 40% = 4,3667
H2SO4.3SO3 + 3H2O 4H2SO4 
1,4556 5,8223
49H2SO4.3SO3 + 1031H2SO4 3.360H2SO4.49SO3
0,3021 <-- 0,5347+5,8223 
Khối lượng oleum = (0,3021+1,4556)x338 = 594,1 gam. 
Câu 8
a) Gọi a, b là số mol của Mg và Cu trong A
Mg + 2H2SO4 đ MgSO4 + SO2 + 2H2O 
a 2a a a (mol)
Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O
b 2b b b (mol)
a+b = 0,05 (1)
DDB : MgSO4 , CuSO4 
MgSO4 + NaOH Mg(OH)2 + Na2SO4
CuSO4 + NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4
Kết tủa C gồm: Mg(OH)2 , Cu(OH)2 
Mg(OH)2 MgO + H2O
Cu(OH)2 CuO + H2O
Rắn E gồm MgO, CuO Khi cho tác dụng với H2 thì MgO không pư
CuO + H2 Cu + H2O
b b
rắn F gồm MgO và Cu
40a + 64b = 2,72 (2) 
giải hệ ta được a= 0,02; b= 0,03 
Khối lượng Mg= 0,48 gam
Khối lượng Cu = 1,92 gam 
b) Theo định luật bảo toàn khối lượng: mddB = 13,2 gam
mddB’ = 13,2 + 6,8 = 20 gam
C%(MgSO4) = 12%; C% (CuSO4) = 24%
1,5 đ
1,0đ