Kỳ thi chọn học sinh giỏi lớp 10 THPT năm học 2012 - 2013 đề thi môn: Hóa học (dành cho học sinh thpt chuyên)

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC
ĐỀ CHÍNH THỨC
KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012-2013
ĐỀ THI MễN: HểA HỌC
(Dành cho học sinh THPT Chuyờn) 
Thời gian làm bài: 180 phỳt, khụng kể thời gian phỏt đề
Cõu 1.
Hợp chất X được tạo thành từ 7 nguyờn tử của 3 nguyờn tố. Tổng số proton của X bằng 18. Trong X cú hai nguyờn tố thuộc cựng một chu kỡ và thuộc hai nhúm A liờn tiếp trong bảng tuần hoàn. Tổng số nguyờn tử của nguyờn tố cú điện tớch hạt nhõn nhỏ nhất bằng 2,5 lần tổng số nguyờn tử của hai nguyờn tố cũn lại. Xỏc định cụng thức cấu tạo của X.
Cõu 2.
 Phõn tử CuCl kết tinh dưới dạng lập phương tõm diện.
 1. Hóy biểu diễn ụ mạng cơ sở của tinh thể này.
 2. Tớnh số ion Cu+ và Cl - rồi suy ra số phõn tử CuCl chứa trong ụ mạng cơ sở.
 3. Xỏc định bỏn kớnh ion của Cu+.
Cho dCuCl = 4,136 g/cm3; r Cl-= 1,84Ao; MCu = 63,5gam/mol, MCl = 35,5 gam/mol, NA = 6,02.1023.
Cõu 3.
Cú dung dịch A chứa hỗn hợp 2 muối MgCl2 (10-3M) và FeCl3 (10-3M). Cho dung dịch NaOH vào dung dịch A.
1. Kết tủa nào tạo ra trước, vỡ sao?
2. Tỡm pH thớch hợp để tỏch một trong hai ion Mg2+ hoặc Fe3+ ra khỏi dung dịch.
Biết rằng nếu ion cú nồng độ ≤ 10–6 M thỡ coi như đó được tỏch hết, pT của Fe(OH)3 và Mg(OH)2 lần lượt bằng 39 và 11.
Cõu 4.
Người ta cho vào bỡnh chõn khụng một lượng PCl5 cần đủ để tạo ra ỏp suất 1,0 atm ở nhiệt độ 500,0 K.
Nhưng ở nhiệt độ đó cho PCl5 bị phõn hủy một phần, nờn ỏp suất thực sẽ cao hơn.
1. Xỏc định ỏp suất trong bỡnh ở nhiệt độ 500,0 K nếu hằng số cõn bằng Kp của phản ứng phõn hủy PCl5(k) PCl3(k) + Cl2(k) bằng 0,506.
2. Khi nhiệt độ tăng đến 600,0 K, hằng số cõn bằng là Kp = 17,2. Tớnh và của phản ứng trờn.
Giả thiết và khụng phụ thuộc vào nhiệt độ.
Cõu 5.
Cho kim loại X và cỏc phi kim Y, Z. Ở điều kiện thường, Y tồn tại ở thể rắn, Z tồn tại ở dạng khớ. Nung hỗn hợp gồm X và Y ở nhiệt độ cao, thu được hợp chất A. Khi A bị thuỷ phõn thỡ tạo ra kết tủa B và một chất khớ nặng hơn khụng khớ. B tan trong NaOH dư tạo thành dung dịch C; thờm NH4Cl rắn vào dung dịch C và đun núng, kết tủa B xuất hiện trở lại. X tỏc dụng với Z tạo thành chất rắn D màu trắng cú độ cứng rất lớn. D cũng được tạo ra khi nung B ở nhiệt độ cao. X, Y và Z tạo thành muối E tan trong nước. Xỏc định A, B, C, D, E, X, Y, Z và viết cỏc phương trỡnh phản ứng (nếu cú).
Cõu 6.
Ở 820oC hằng số cõn bằng của phản ứng phõn huỷ:
	CaCO3(r) CaO (r) + CO2 (k) là K = 0,2.
Trong một bỡnh kớn, chõn khụng, dung tớch 22,4 lớt ở 8200C , ta đưa 0,1 mol CaCO3 vào.
1. Tớnh thành phần số mol mỗi chất ở trạng thỏi cõn bằng.
2. Giả sử tăng dần thể tớch V (vẫn ở 820oC). Vẽ đồ thị biểu diễn sự biến thiờn của ỏp suất P theo thể tớch V.
3. Trong một bỡnh kớn, chõn khụng, dung tớch 22,4 lớt ở 820oC chứa 0,1 mol CaO, sau đú bơm khớ CO2 vào. Vẽ đồ thị biểu diễn sự biến thiờn của ỏp suất P theo số mol CO2 đưa vào.
Cõu 7.
Cho hỗn hợp A gồm (Mg, Al, Fe, Cu) trong đú cú 2 chất cú số mol bằng nhau. Lấy 7,5 gam hỗn hợp A cho vào cốc đựng dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu được 5,152 lớt khớ (đktc) và hỗn hợp sản phẩm (gồm cả dung dịch và phần khụng tan). Cho từ từ một lượng vừa đủ Mg(NO3)2 vào hỗn hợp sản phẩm đến khi kết thỳc cỏc phản ứng thu được 0,672 lớt (đktc) một khớ khụng màu, húa nõu trong khụng khớ và dung dịch B. Cho NaOH dư vào B thu được 9,92 gam hỗn hợp chất kết tủa khan. Tớnh % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A.
------------Hết-----------
Thớ sinh khụng được sử dụng tài liệu. Cỏn bộ coi thi khụng giải thớch gỡ thờm.
Họ và tờn thớ sinh:.......; Số bỏo danh.
SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC
(Đỏp ỏn cú 05 trang)
KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT CHUYấN NĂM HỌC 2012-2013 
ĐÁP ÁN MễN: HểA HỌC
(Dành cho học sinh THPT chuyờn)
I. LƯU í CHUNG:
- Hướng dẫn chấm chỉ trỡnh bày một cỏch giải với những ý cơ bản phải cú. Khi chấm bài học sinh làm theo cỏch khỏc nếu đỳng và đủ ý thỡ vẫn cho điểm tối đa.
- Điểm toàn bài tớnh đến 0,25 và khụng làm trũn.
II. ĐÁP ÁN:
Cõu
í
Nội dung trỡnh bày
Điểm
1
1,0 điểm
gọi cụng thức của X: AxByDz
x + y + z = 7 (*)
xZA + yZB + z.ZD = 18 (**)
giả sử ZA < ZB < ZD
=> 2x = 5 (y + z) (***)
Từ (*) và (***) => x = 5; y = z = 1
từ (*) và (**) => 
=> ZA ZA = 1 (H); 
ZA = 2 (He) : loại
0,5
B, D thuộc cựng chu kỳ, ở hai nhúm A kế tiếp, lại cú ZB + ZD = 18 – 5 = 13 => B, D thuộc chu kỡ nhỏ ZD = ZB + 1
=> ZB = 6 (C)
 ZD = 7 (Z)
CTPT của X: CNH5 
cụng thức cấu tạo CH3NH2
0.25
0,25
2
1
0,5 điểm
ễ mạng lập phương tõm diện của CuCl 
0.5
2
0,5 điểm
Vỡ lập phương mặt tõm nờn
4 ion Cl-
Cl- ở 8 đỉnh: ion Cl- 	
6 mặt: ion Cl-
 4 ion Cu+
Cu+ ở giữa 12 cạnh : ion Cu+
ở tõm : 1x1=1 ion Cu+
hoặc ỏp dụng định luật bảo toàn điện tớch 
Vậy số phõn tử trong mạng cơ sở là 4Cu+ + 4Cl- = 4CuCl
0.5
3
0,5 điểm
với V=a3 ( N : số phõn tử, a là cạnh hỡnh lập phương)
Mặt khỏc theo hỡnh vẽ ta cú a= 2r+ + 2r-
0.5
3
1
0,5 điểm
MgCl2 đ Mg2+ + 2Cl – và Mg2+ + 2OH – Mg(OH)2 (1)
FeCl3 đ Fe3+ + 3Cl – và Fe3+ + 3OH – Fe(OH)3 (2)
Để tạo ¯ Fe(OH)3 thỡ [OH –] ³ = 10-12 M (I)
 Để tạo ¯ Mg(OH)2 đ [OH –] ³ = 10-4 M (II)
 So sỏnh (I) < (II) thấy đ ¯ Fe(OH)3 tạo ra trước.
0,5
2
0,5 điểm
Để Mg(OH)2 bắt đầu kết tủa [OH –] = 10-4 đ [H+] = 10-10 đ pH = 10 (nếu pH < 10 thỡ khụng ¯)
Để Fe(OH)3 kết tủa hết thỡ [Fe3+] 10-6 đ [OH –]3 10-33 đ [H+] 10-3 đ pH 3
Vậy để tỏch hết Fe3+ ra khỏi dung dịch thỡ 3 pH < 10
0.5
4
1,5 điểm
1
Giả thiết ban đầu cú 1 mol PCl5, và cú x mol PCl5 bị phõn hủy. 
 PCl5(k) PCl3(k) + Cl2(k) Kp= 0,506.
Bđ: 1 (mol)
Cb: 1-x x x (mol)
P = (atm)
x = 0,502
ỏp suất bỡnh = 1 +x = 1,502 atm
0.5
2
0,5
∆Sº= 170,2 J/mol.K
0,5
5
1,5 điểm
X: Al; Y: S; Z: O2. 
A: Al2S3; B: Al(OH)3; C: NaAlO2; D: Al2O3; E: Al2(SO4)3.
Cỏc phương trỡnh phản ứng:
2 Al + 3 S Al2S3
Al2S3 + 6 H2O 2 Al(OH)3↓ + 3 H2S
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
NaAlO2 + NH4Cl + H2O Al(OH)3↓ + NaCl + NH3
4 Al + 3 O2 2 Al2O3 
2 Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O
6PT*0,25đ =1,5đ
6
2,0 điểm
1. Ta cú cõn bằng:
CaCO3(r) CaO(r) + CO2 (k) với K = 0,2
	 0,1 (mol) 
	 0,1 – n n n (mol)
Nếu CaCO3 chưa bị phõn huỷ hoàn toàn (n < 0,1)
(atm)
Vậy số mol cỏc chất ở trạng thỏi cõn bằng: CaCO3 : 0,05(mol); CaO : 0,05 (mol); CO2 : 0,05 (mol) 
2. Khi CaCO3 phõn hủy hoàn toàn thỡ số mol CO2 = 0,1 (mol)
Thay vào phương trỡnh trạng thỏi
V = 44,8 (l)
nếu tiếp tục tăng V thỡ ỏp suất lại giảm vỡ số mol khớ khụng đổi.
mối liờn hệ: p = 
đồ thị: 
3. Khi cho CO2 vào ta cú phương trỡnh
	CaO (r) + CO2(k) CaCO3 (r) (1)
- Với số mol CO2 < 0,05 mol tức p < 0,2 (atm) thỡ (1) khụng xảy ra.
- Với số mol CO2 = 0,05 mol p = 0,2 (atm) bắt đầu xảy ra phản ứng (1)
- Khi CaO phản ứng hết, p = 0,2(atm) => số mol CO2 = 0,15 (mol)
 thỡ p = 0,2 atm
- Với số mol CO2 > 0,15 mol thỡ p tăng theo số mol CO2 theo phương trỡnh
	p = 4(n – 0,1)
Ta cú đồ thị. 
1,0
0,5
0,5đ
7
1,5 điểm
Cỏc phương trỡnh phản ứng.
Mg + 2H+ Mg2+ + H2
2Al + 6H+ 2Al3+ + 3H2
Fe + 2H+ Fe2+ + H2
3Cu + 8H+ + 2NO3 – 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
3Fe2+ + 4H+ + NO3 – 3Fe3+ + NO + 2H2O
Fe3+ + 3OH – Fe(OH)3
Al3+ + 3OH – Al(OH)3
Mg2+ + 2OH – Mg(OH)2
Cu2+ + 2OH – Cu(OH)2
Al(OH)3 + OH – AlO2 – + 2H2O
Gọi x,y,z, t lần lượt là số mol Mg, Al, Fe, Cu trong hỗn hợp
Ta cú 
=> số mol Mg(NO3)2 đó dựng = 0,015(mol)
Từ cỏc phản ứng ta cú
Vỡ cú 2 chất cú số mol bằng nhau
TH1 nếu x = z = 0,04 t = 0,025 (mol)
 % Mg = 12,8%; %Al = 36%; %Fe = 29,8667%; %Cu = 21,3333%
TH2 nếu x = t = 0,01 z = 0,07
%Mg = 3,2%; %Al = 36%; %Fe = 52,2667%; %Cu = 8,5333%
TH3 nếu z = t = 0,03 x = 0,05 (mol)
%Mg = 16%; %Al = 36%; %Fe = 22,4%; %Cu = 25,6%
0,25
0,5
0,25*3TH = 0,75đ
---------- Hết ----------