Đề thi olympic truyền thống 30 -04 môn thi : Hóa học khối : 10 thời lương 180 phút - Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh

ĐỀ:
Câu I: ( 4đ)
Bổ túc và cân bằng các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron hoặc phương pháp ion electron :
 ( chỗ “ ” có thể thêm một hoặc nhiều chất )
1.	K2S2O8	+	MnSO4 +	H2O	 → K2SO4 +	KMnO4	+
2.	K2Cr2O7	+	Na2SO3 +	H2SO4	→ 	 	
3.	Al 	+ 	 NaNO3 + NaOH + 	→ NH3	+ 
4.	Zn 	+	 NaNO3 + NaOH 	→ 	NH3	+ 
Câu II: ( 4đ)
 	Sục khí (A) vào dung dịch (B) ta được chất rắn (C) màu vàng và dung dịch (D) .Sục tiếp khí (A) vào dung dịch (D) không xuất hiện kết tủa nhưng nếu thêm CH3COONa vào dung dịch (D) rồi mới sục khí (A) vào thì thu được kết tủa màu đen (E).
Khí (X) có màu vàng lục tác dụng với khí (A) tạo ra chất (C) và (F) .Nếu khí (X) tác dụng với khí (A) trong nước tạo ra chất (Y) và (F) , rồi thêm BaCl2 vào thấy có kết tủa trắng . (A) tác dụng với dung dịch chứa chất (G) là muối nitrát tạo ra kết tủa (H) màu đen. Đốt cháy (H) bởi oxi ta được chất lỏng (I) màu trắng bạc.
1. Viết công thức phân tử của (A) , (B) , (C),(E) , (F) (G) ,(H) ,(I) ,(X) ,(Y) và các chất trong (D)
2. Viết phương trình phản ứng đã xảy ra.
3. Giải thích tại sao khi cho dung dịch CH3COONa vào dung dịch (D) thì mới có kết tủa ?
Câu III: ( 4đ)
1.( 2đ)
Cho hai phản ứng sau :
	C (r) + O2 (k)→ CO2 (k) 	(1)
	C (r) + ½ O2 (k) → CO (k)	 	(2)
 DH01 = - 393,509 kJ/mol 	DH02 = -110 ,525 kJ/mol ở 250C
DS01 = 2,86J/mol 	DS02 = 89,365 J/mol	 ở 250C.
Khi nhiệt độ tăng phản ứng nào diễn ra thuận lợi hơn? Vì sao?
2.( 2đ)
Khi tiến hành phân huỷ (CH3)2O trong bình kín ở 504oC và đo áp suất tổng quát của hệ: 
 (CH3)2O CH4 + CO + H2
t (s)
0
1550
3100
P (tổng quát) ( atm) 
400
800
1000
1.Chứng minh phản ứng bậc nhất và tính k ở nhiệt độ trên ( Cho ln 2 = 0,693)
2.Tính áp suất tổng quát trong bình và tính phần trăm (CH3)2O đã bị phân huỷ sau 480 s
Câu IV:( 4đ)
Trong một bình có thể tích 1568 lít ở nhiệt độ 1000K có những mẫu chất sau: 2 mol CO2, 0,5 mol CaO và 0,5 mol MgO. Hệ này được nén thật chậm sao cho từng cân bằng được thiết lập.
Ở 1000K có các hằng số cân bằng sau:
CaCO3 D CaO + CO2 K1 = 0,2 atm
MgCO3 D MgO + CO2 K2 = 0,4 atm
Vẽ đồ thị của hàm P = f(V) và giải thích ngắn gọn sự biến thiên của đồ thị.( P là áp suất của hệ , V là thể tích của khí. Trục tung biểu diễn thể tích , trục hoành biểu diễn áp suất)
Câu V:( 4đ)
Cho 48 gam Fe2O3 vào m gam dung dịch H2SO4 9,8% ( loãng) ,sau phản ứng , phần dung dịch thu được có khối lượng 474 gam ( dung dịch A) . 
	1.Tính C% các chất trong dung dịch (A) ; tính m.
	2. Nếu cho 48 gam Fe2O3 vào m gam dung dịch H2SO4 9,8% ( loãng) , sau đó sục SO2 vào đến dư tính C% của các chất trong dung dịch thu được sau phản ứng biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Đáp Aùn :
Câu I: ( mỗi phương trình cân bằng đúng 1 đ x 4 = 4 đ)
a.	5 S2O82- + 2e → 2 SO42- 
	2 Mn2+ + 4 H2O -5e → MnO4- + 8 H+ 
	5 S2O82- + 2 Mn2+ + 8 H2O → 10 SO42- + 2 MnO4- + 16 H+ 
 5 K2S2O8	+ 2 MnSO4 +	8 H2O → 	4 K2SO4 +	2 KMnO4	+ 8H2SO4
b. 	 1	Cr2O72- + 14 H+ + 6e → 2 Cr3+ + 7H2O
	 3	 SO32- + H2O - 2e → SO42- + 2 H+ 
	 Cr2O72-+ 3SO32- + 8 H+ → 3 SO42- + 2Cr3+ + 4 H2O
	K2Cr2O7	+ 3 Na2SO3 +	4H2SO4	→ Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + K2SO4 + 4H2O	
c.
 8	Al + 4 OH- - 3e → AlO2- + 2 H2O
	 3 NO3- + 6 H2O + 8e → NH3 + 9 OH- 
 8 Al + 3 NO3- + 5OH- + 2 H2 O → 8 AlO2- + 3 NH3 
	8 Al + 3 NaNO3 + 5 NaOH+ 2 H2 O → 8 NaAlO2 + 3 NH3 
d.
 4	Zn + 4 OH- - 2e → ZnO22- + 2 H2O
	 1 NO3- + 6 H2O + 8e → NH3 + 9 OH- 
 4Zn + NO3- + 7OH- + → 4 ZnO22- + NH3 + 2 H2 O 
	4Zn + NaNO3 + 7NaOH + → 4 Na2ZnO2 + NH3 + 2 H2 O 
Câu II:( 4 đ)
	1. Khí A là H2S ; dung dịch B FeCl3 ; C là S ; dung dịch D là FeCl2 và HCl ; E là FeS .
X là Cl2 ; F là HCl ; Y là H2SO4 G là Hg(NO3)2 , H là HgS. I là Hg .( 1đ)
2. 	H2S + FeCl3 → FeCl2 + S ↓ + HCl
	CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl
	H2S + FeCl2 	 → FeS ↓ HCl 
	Cl2 + H2S 	→ S + HCl 
	Cl2 + H2S + H2O 	→ H2SO4 + HCl 
	BaCl2 + H2SO4 	→ BaSO4 ↓ + 2 HCl 
	 Hg(NO3)2 + H2S 	→ HgS ↓ + 2HNO3
	 HgS + O2 	 → Hg + SO2
( 0,25x8=2đ)
3.Khi cho CH3COONa vào dung dịch D để tác dụng với HCl vì FeS không thể tạo thành trong dung dịch có pH thấp (FeS tan ngay trong môi trường axít ) ( 1 đ)
Câu III: 
1.( 2đ)
Vì D G0 T = DH0 - T DS0 
Mà DS02 = 89,365 J/mol	 >> DS01 = 2,86J/mol nên khi tăng nhiệt độ DG (2) âm nhanh hơn DG (1) vì vậy khi tăng nhiệt độ phản ứng (2) xảy ra thuận lợi hơn.
2.( 2đ)
P= P0 + 2x ( x là lượng biến đổi , P là áp suất tổng quát)
t=0 thì x=0 suy ra P = P0= 400(0,25đ)
t=1550 thì P = P0 + 2x suy ra x=200 tức còn 400 – 200 = 200(0,25đ)
t=3100 thì x = 300 tức còn 400 – 300 =100(0,25đ)
Như vậy khi t tăng gấp đôi thì áp suất của (CH3)2O giảm đi một nửa: 400,200,100
Suy ra phản ứng là bậc nhất. (0,5đ)
 với Pt là áp suất của (CH3)2O sau tại thời điểm t.
t = 1550 s → k = 1/1550 ln 400/200 = 4,47.10-4 (s-1) → Pt = 322,758 atm(0,25đ)
Ta có P = P0 + 2x = P0 + 2(P0 - Pt ) = 3 P0 – 2 Pt → P = 400 + 2( 400 – 322,758) = 554,48 atm.(0,25đ)
% (CH3)2CO phân hủy = ( 400 – 322,758) x 100% / 400 = 19,31%	 (0,25đ)
Câu IV: (4 đ)
CaO + CO2 D CaCO3 K1-1 = 5 atm-1 = 1/PCO2 → PCO2 = 0,2 atm
MgO + CO2 D MgCO3 K2-1 = 2,5 atm-1 = 1/PCO2 → PCO2 = 0,4 atm
Khi mà áp suất của CO2 còn chưa đạt tới giá trị p = 0,2atm thì phản ứng giữa oxit kim loại CaO và CO2 chưa xảy ra
 V > nRT/P = 2. 0,082 .1000/0,2 = 820 lít..( 0,5đ)
Lúc này khi nén bình thì P tăng theo phương trình P = 2.0,082 .1000/ V= 164 / V .( 0,5đ)
Ở P=0, 2atm ( V = 820 lít) thì CO2 phản ứng với CaO thành CaCO3, cho đến khi CaO chuyển hoá hoàn toàn. V = nRT/P = 1,5. 0,082 .1000/0,2 = 615 lít .( 0,5đ)
Khi mà áp suất của CO2 còn chưa đạt tới giá trị p = 0,4atm thì phản ứng giữa MgO và CO2 chưa xảy ra.V > nRT/P = 1,5. 0,082 .1000/0,4 = 307,5 lít..( 0,5đ)
Lúc này khi nén bình thì P tăng theo phương trình P = 1,5.0,082 .1000/ V= 123/V .( 0,5đ)
Ở P =0, 4atm ( V = 307,5 lít) thì CO2 phản ứng với MgO thành MgCO3, cho đến khi MgO chuyển hoá hoàn toàn. .( 0,5đ)
V = nRT/P = 1 . 0,082 .1000/0,4 = 205 lít.
Lúc này khi nén bình thì P tăng theo phương trình P = 1.0,082 .1000/ V= 82/V.( 0,5đ)
Đồ thị:	(lít)
 820
	615	( 0,5đ)
 307,5
 205	
 0,2 0,4	( atm)
Câu V: (4đ)
 	Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 +3 H2O
Nếu Fe2O3 tan hết thì m = 474 – 48 → n H2SO4 = 0,426 mol < 3 n Fe2O3 = 3. 0,3 = 0,9 mol.
Suy ra Fe2O3 tan không hết và H2 SO4 phản ứng hết. ( 0,5 đ)
Gọi n Fe2O3 pu = x mol → n H2SO4 pu = 3 x mol 
→ C% H2SO4 = 3x.98 .100/ 474 -160x = 9,8 → x = 0,15 mol.( 0,5 đ)
Trong dung dịch A C% Fe2(SO4)3 = 0,15.400.100/ 474 = 12,66 %.( 0,5 đ)
	m = 474 – 160.0,15 = 450 gam.( 0,5 đ)
Sục SO2 vào :
	Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 +3 H2O
SO2 + Fe2(SO4)3 + 2H2O = 2FeSO4 + 2 H2SO4
Fe2O3 + SO2 + H2SO4 = 2FeSO4 +3 H2O ( 0,5 đ)
Ban đầu 	 0,3	 0,45	 mol.
Phản ứng 0,3 0,3 0,3
Còn lại 0,0	 0,15 0,6 mol ( 0,5 đ)
C% FeSO4 = 0,6 x 152x 100% / ( 48 + 64. 0,3+ 450)	= 17,63%	( 0,5 đ)
C% H2 SO4 = 0,15 x 98 x 100%/ ( 48 + 64. 0,3+ 450)= 2,84%	( 0,5 đ)