Kỳ thi olympic tháng 4 lần 1 năm học 2014 - 2015 môn thi : Hoá học 10

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI OLYMPIC THÁNG 4 TPHCM LẦN 1
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH	 NĂM HỌC 2014-2015
	 	 Mụn thi : HOÁ HỌC 10
 Đề thi chớnh thức Thời gian: 150 phỳt (khụng kể thời gian phỏt đề)
Đề thi cú 2 trang Ngày 04 thỏng 4 năm 2015 
Cõu 1: (5 điểm)
1.1	Một hợp chất A tạo thành từ cỏc ion X+ và Y2-. Trong ion X+ cú 5 hạt nhõn của hai nguyờn tố và cú 10 eletron. Trong ion Y2- cú 4 hạt nhõn thuộc hai nguyờn tố trong cựng một chu kỳ và đứng cỏch nhau một ụ trong bảng tuần hoàn. Tổng số eletron trong Y2- là 32. Hóy xỏc định cỏc nguyờn tố trong hợp chất A và lập cụng thức húa học của A.
1.2.	Cú 3 nguyờn tố A, B và C. A tỏc dụng mạnh với B ở nhiệt độ cao sinh ra D. Chất D bị thủy phõn mạnh trong nước tạo ra khớ chỏy được và cú mựi trứng thối. B và C tỏc dụng với nhau cho khớ E, khớ này tan trong nước tạo dung dịch làm quỳ tớm húa đỏ. Hợp chất A với C cú trong tự nhiờn và thuộc loại cứng nhất. Hợp chất chứa 3 nguyờn tố A,B,C là muối khụng màu, tan trong nước và bị thủy phõn. Xỏc định A,B,C và viết cỏc phản ứng xảy ra ở trờn.
1.3.	Hũa tan một mẫu kẽm trong axit HCl ở 200C thấy kết thỳc sau 27 phỳt. Ở 400C cũng mẫu đú tan hết sau 3 phỳt. Hỏi ở 550C, mẫu Zn tan sau bao lõu.
Cõu 2: (5 điểm)	
2.1. Cõn bằng cỏc phản ứng sau bằng phương phỏp cõn bằng ion-eletron:
	a. Fe3O4 + Cr2O72- + H+ đ Cr3+ + .	
 	b. Sn2+ + BrO3- + Cl- đ Br - + SnCl62- + ..
	c. SO32- + MnO4- + H2O đ ..
2.2. 	Hỗn hợp khớ gồm 1 mol N2 và 3 mol H2 được gia nhiệt tới 3870C tại ỏp suất 10 atm. Hỗn hợp cõn bằng chứa 3,85% NH3 về số mol. Xỏc định KC và KP.
Cõu 3: (5điểm)
3.1. 	Axit H2SO4 100% hấp thụ SO3 tạo oleum. Hỏi cần bao nhiờu gam oleum cú hàm lượng SO3 là 71% pha vào 100 ml dung dịch H2SO4 40%(d=1,31 g/ml) để tạo ra oleum cú hàm lượng SO3 là 10%
3.2. 	Sắp xếp cỏc oxit axit: HClO; HClO2; HClO3; HClO4 theo thứ tự
	- Tăng dần tớnh oxi húa ; - Tăng dần tớnh axit 
	Giải thớch ngắn gọn.	
3.3.	Tớnh năng lượng liờn kết trung bỡnh C-H từ cỏc kết quả thực nghiệm sau
	- Nhiệt đốt chỏy CH4= -801,7 kJ/mol
	- Nhiệt đốt chỏy hidro = -241,5 kJ/mol
	- Nhiệt đốt chỏy than chỡ= -393,4 kJ/mol
	- Nhiệt húa hơi than chỡ= 715 kJ/mol
	- Năng lượng liờn kết H-H =431,5 kJ/mol.
	Cỏc kết quả đều đo được ở 2980K và 1 atm.
Cõu 4: (5 điểm)
4.1. 	Hỗn hợp X cú khối lượng 82,3 gam gồm KClO3,Ca(ClO3)2,CaCl2 và KCl. Nhiệt phõn hoàn toàn X thu được 13,44 lớt O2 (đkc), chất rắn Y gồm CaCl2 và KCl. Toàn bộ Y tỏc dụng vừa đủ với 0,3 lớt dung dịch K2CO3 1M thu được dung dịch Z. Lượng KCl cú trong Z nhiều gấp 5 lần lượng KCl trong X. Phần trăm khối lượng KCl trong X là
4.2.	Tiến hành nung x1 gam Cu với x2 gam Oxi thỡ thu được sản phẩm A1. Đun núng A1 trong x3 gam dung dịch H2SO4 98%. Sau khi kết thỳc phản ứng thu được dung dịch A2 và khớ A3. Khớ A3 khụng tạo kết tủa với dung dịch Pb(NO3)2 nhưng làm nhạt màu dung dịch brom, được hấp thụ hoàn toàn bởi 200 ml dung dịch NaOH 0,15M tạo ra 2,3 gam muối. Khi cụ cạn dung dịch A2 thỡ thu được 30 gam tinh thể CuSO4.5H2O. cho dung dịch A2 tỏc dụng với dung dịch NaOH, để thu được lượng kết tủa lớn nhất phải dựng ớt nhất 300 ml dung dịch NaOH 1M. tớnh x1, x2 và x3.
HẾT
	Cho khối lượng nguyờn tử của cỏc nguyờn tố: H = 1; C = 12; O =16; Na = 23; Al = 27; S = 32; Cl=35,5; K=39; Ca = 40; Fe = 56; Cu=64 ; Ag=108 ; 
 Học sinh khụng được phộp sử dụng bảng tuần hoàn cỏc nguyờn tố húa học và bảng tớnh tan.
 Họ và tờn: Số bỏo danh: 
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM 
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KỲ THI OLYMPIC THÁNG 4 TPHCM LẦN 1
	 	 NĂM HỌC 2014-2015
 Mụn thi : HOÁ HỌC 10
Cõu 1: (4 điểm)
1.1	Một hợp chất A tạo thành từ cỏc ion X+ và Y2-. Trong ion X+ cú 5 hạt nhõn của hai nguyờn tố và cú 10 eletron. Trong ion Y2- cú 4 hạt nhõn thuộc hai nguyờn tố trong cựng một chu kỳ và đứng cỏch nhau một ụ trong bảng tuần hoàn. Tổng số eletron trong Y2- là 32. Hóy xỏc định cỏc nguyờn tố trong hợp chất A và lập cụng thức húa học của A.
1.2.	Cú 3 nguyờn tố A, B và C. A tỏc dụng mạnh với B ở nhiệt độ cao sinh ra D. Chất D bị thủy phõn mạnh trong nước tạo ra khớ chỏy được và cú mựi trứng thối. B và C tỏc dụng với nhau cho khớ E, khớ này tan trong nước tạo dung dịch làm quỳ tớm húa đỏ. Hợp chất A với C cú trong tự nhiờn và thuộc loại cứng nhất. Hợp chất chứa 3 nguyờn tố A,B,C là muối khụng màu, tan trong nước và bị thủy phõn. Xỏc định A,B,C và viết cỏc phản ứng xảy ra ở trờn.
1.3.	Hũa tan một mẫu kẽm trong axit HCl ở 200C thấy kết thỳc sau 27 phỳt. Ở 400C cũng mẫu đú tan hết sau 3 phỳt. Hỏi ở 550C, mẫu Zn tan sau bao lõu.
Cõu1
	HƯỚNG DẪN CHẤM
Điểm
1.1
 2đ
Xỏc định X+
X+ cú 10 electron ị nờn tổng proton trong 5 hạt nhõn là 11
= 2,2. Vậy cú 1 nguyờn tử là H
Gọi nguyờn tử thứ hai trong X+ là R, cụng thức X+ cú thể là;
RH4+ : ZR + 4 =11 ị ZR = 7 (N) ; X+: NH4+ (nhận)
R2H3+ : 2ZR + 3 =11 ị ZR = 4 loại : R3H2+ : 3ZR + 2 =11 ị ZR = 3 loại
Xỏc định Y2-
Y2- cú 32 eletron nờn tổng số hạt proton trong 4 nguyờn tử là 30.
= 7,5 ị 2 nguyờn tử trong Y2- đều thuộc cựng chu kỳ 2.
Gọi 2 nguyờn tử là A,B: ZB= ZA +2 
Cụng thức Y2- cú thể là
AB32- : ZA+ 3ZB = 30
 ZB= ZA +2 ị ZA= 6 (C); ZB = 8 (O)
A2B22- : 2ZA+ 2ZB = 30
 ZB= ZA +2 ị ZA= 6,5; ZB = 8,5 loại
A3B2- : 3ZA+ ZB = 30
 ZB= ZA +2 ị ZA= 7; ZB = 9 loại
Hợp chất A cú cụng thức (NH4)2CO3 
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ
1.2
2đ
AnBm là muối khi thủy phõn cho H2S; hợp chất AxCy là Al2O3
Vậy A là Al; B là S; C là O. ; Hợp chất A,B,C là Al2(SO4)3
2Al + 3 S đ Al2S3 ; Al2S3 + 6H2O đ 2 Al(OH)3 + 3 H2S
4Al + 3O2 đ 2Al2O3 ; S + O2 đ SO2
Al3+ + 2H2O đ Al(OH)2+ + H3O+
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ
0,5đ
0,25đ
1.3
1đ
Cả 3 trường hợp đều hũa tan cựng 1 lượng Zn nờn cú thể xem tốc độ trung bỡnh của phản ứng tỉ lệ nghịch với thời gian phản ứng 
Khi đun núng từ 200C đến 400C, tốc độ phản ứng tăng lờn 9 lần
=9 g =3 
Vậy khi đun núng từ 400C đến 550C, tốc độ phản ứng tăng =5,2 (lần)
Vậy thời gian là =0,577 phỳt
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
Cõu 2: (5 điểm) 
2.1. Cõn bằng cỏc phản ứng sau bằng phương phỏp cõn bằng ion-eletron:
	a. Fe3O4 + Cr2O72- + H+ đ Cr3+ + .	
 	b. Sn2+ + BrO3- + Cl- đ Br - + SnCl62- + ..
	c. SO32- + MnO4- + H2O đ ..
2.2. 	Hỗn hợp khớ gồm 1 mol N2 và 3 mol H2 được gia nhiệt tới 3870C tại ỏp suất 10 atm. Hỗn hợp cõn bằng chứa 3,85% NH3 về số mol. Xỏc định KC và KP.
Cõu2
HƯỚNG DẪN CHẤM
Điểm
2.1
3đ
a. Fe3O4 + Cr2O72- + H+ đ Cr3+ + Fe3+ + H2O
 Fe3O4 + 8H+ đ 3 Fe3+ + 1e + 4H2O x6
 Cr2O72- + 14H+ + 6e đ 2Cr3+ + 7H2O x1
6Fe3O4 + Cr2O72- + 62H+ đ 2Cr3+ + 18Fe3+ + 31H2O 
b. Sn2+ + BrO3- + Cl- đ Br - + SnCl62- + H2O
 BrO3- + 6H+ + 6e đ Br- + 3H2O
 Sn2+ + 6Cl- đ SnCl62- + 2e x3
 3Sn2+ + BrO3- + 18Cl- + 6H+ đ Br - + 3SnCl62- + 3H2O
c. SO32- + MnO4- + H2O đ SO42- + MnO2 + OH-
 SO32- + H2O đ SO42- + 2H+ + 2e x3
 MnO4- + 2H2O + 3e đ MnO2 + 4OH- x2
 3SO32- + 2MnO4- + H2O đ 3SO42- + 2MnO2 + 2OH-
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
2.2
2đ
Phản ứng : N2 + 3H2 đ 2NH3
 Ban đầu 1 3 mol
 Phản ứng x 3x 2x
Cõn bằng (1-x) (3-3x) 2x
Lỳc cõn bằng số mol H2= 3 lần số mol N2
Vậy % số mol N2 lỳc cõn bằng là : =24,04%; %H2= 72,11
Áp suất riờng phần đối với từng chất là
PNH3 = 0,0385.10= 0,385 atm ; PH2= 0,7211.10 =7,211 atm
PN2 = 0,2404.20= 2,404 atm; KP = = 1,644.10-4 ; 
 KC = KP. (RT)-Dn = 0,4815. 
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,75đ
0,5đ
Cõu 3: ( 5 điểm)
3.1. 	Axit H2SO4 100% hấp thụ SO3 tạo oleum. Hỏi cần bao nhiờu gam oleum cú hàm lượng SO3 là 71% pha vào 100 ml dung dịch H2SO4 40%(d=1,31 g/ml) để tạo ra oleum cú hàm lượng SO3 là 10%.
3.2. 	Sắp xếp cỏc oxit axit: HClO; HClO2; HClO3; HClO4 theo thứ tự
	- Tăng dần tớnh oxi húa ; - Tăng dần tớnh axit 
	Giải thớch ngắn gọn.	
3.3.	Tớnh năng lượng liờn kết trung bỡnh C-H từ cỏc kết quả thực nghiệm sau
	- Nhiệt đốt chỏy CH4= -801,7 kJ/mol
	- Nhiệt đốt chỏy hidro = -241,5 kJ/mol
	- Nhiệt đốt chỏy than chỡ= -393,4 kJ/mol
	- Nhiệt húa hơi than chỡ= 715 kJ/mol
	- Năng lượng liờn kết H-H =431,5 kJ/mol.
	Cỏc kết quả đều đo được ở 2980K và 1 atm.
Cõu
HƯỚNG DẪN CHẤM
Điểm
3.1
 2đ
H2SO4.nSO3 a mol Hàm lượng SO3 = 71% 
Ta cú.100=71 ị n= 3
Khối lượng dung dịch H2SO4 40%= 131 (gam) ị mct = 52,4 gam.; mH2O= 78,6
Phản ứng SO3 + H2O đ H2SO4
 4,367 4,367 4,367
Ta cú:=0,1 ị a = 1,7578
m = 338 . 1,7578 = 594 (gam)
0,25đ
0,25đ
0,5đ
0,5đ
0,25đ
0,25
3.2
 1đ
Cỏc axit trờn đều cú cụng thức chung là HClOn
- Tớnh oxi húa giảm : HClO > HClO2 > HClO3 > HClO4
Khi n tăng thỡ độ dài liờn kết Cl-O giảm, tức là độ bền của cỏc liờn kết Cl-O tăng đTớnh oxi húa giảm.
- Tớnh axit tăng : HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4
Vỡ theo Pauling khi n tăng, liờn kết –OH càng yếu do lực hỳt của H+ bị chia sẻ cho nhiều O và càng dễ tỏch ra H+ đ Tớnh axit tăng dần
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
3.3
2đ
Viết cỏc phản ứng :
CH4 đ C (r) + 4H 
CH4 + 2O2 đ CO2 + 2H2O DH1
2H2O đ O2 + 2H2 -DH2
CO2 đ O2 + C (r) -DH3
C (r) đ C (k) DH4
2H2 đ 4H 2DH5
Tổ hợp cỏc phương trỡnh này ta được:
CH4 đ C (r) + 4H 
4DH0 C-H = DH1 -DH2 - DH3 +DH4 + 2DH5 = 1652,7 kJ/mol
Năng lượng liờn kết C-H = 413,175 kJ/mol
1,đ
0,5đ
0,5đ
Cõu 4: (5 điểm)
4.1. 	Hỗn hợp X cú khối lượng 82,3 gam gồm KClO3,Ca(ClO3)2,CaCl2 và KCl. Nhiệt phõn hoàn toàn X thu được 13,44 lớt O2 (đkc), chất rắn Y gồm CaCl2 và KCl. Toàn bộ Y tỏc dụng vừa đủ với 0,3 lớt dung dịch K2CO3 1M thu được dung dịch Z. Lượng KCl cú trong Z nhiều gấp 5 lần lượng KCl trong X. Phần trăm khối lượng KCl trong X là.
4.2.	Tiến hành nung x1 gam Cu với x2 gam Oxi thỡ thu được sản phẩm A1. Đun núng A1 trong x3 gam dung dịch H2SO4 98%. Sau khi kết thỳc phản ứng thu được dung dịch A2 và khớ A3. Khớ A3 khụng tạo kết tủa với dung dịch Pb(NO3)2 nhưng làm nhạt màu dung dịch brom, được hấp thụ hoàn toàn bởi 200 ml dung dịch NaOH 0,15M tạo ra 2,3 gam muối. Khi cụ cạn dung dịch A2 thỡ thu được 30 gam tinh thể CuSO4.5H2O. cho dung dịch A2 tỏc dụng với dung dịch NaOH, để thu được lượng kết tủa lớn nhất phải dựng ớt nhất 300 ml dung dịch NaOH 1M. tớnh x1, x2 và x3.
Cõu
HƯỚNG DẪN CHẤM
Điểm
4.1.
 2đ
Cỏc phản ứng 
KClO3 đ KCl + 3/2 O2
Ca(ClO3)2 đ CaCl2 + 3/2 O2 
Đặt a, b là số mol của CaCl2 và KCl trong chất rắn Y
BTKL ta cú mY = 82,3 - 32.0,6= 63,1 (gam). 
ị 111a + 74,5b=63,1 (1)
Cho Y tỏc dụng với Na2CO3
CaCl2 + Na2CO3 đ CaCO3 + 2NaCl
ị a =0,3(mol) ; Từ (1) ị b = 0,4 (mol).
Đặt x là số mol KCl trong hỗn hợp X.
Ta cú 2a + b = 5x ị x = 0,2 (mol) 
%KCl trong X là = .100 = 18.10 %
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ 
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
4.2.
 3đ
Dễ dàng thấy toàn bộ lượng Cu ban đầu chuyển hết về CuSO4.5H2O
Ta cú x1 == 7,64 gam ị mol Cu =0,12 (mol)
Khi đun núng A1 với H2SO4 đặc cú khớ A3 thoỏt ra, theo giả thuyết A3: SO2
Và trong A1 cũn Cu dư
Cu + ẵ O2 đ CuO
 x 0,5x x
CuO + H2SO4 đ CuSO4 + H2O
Cu + 2H2SO4 đ CuSO4 + SO2 + 2H2O
Vậy khớ SO2 cú số mol là (0,12 –x)
Khi Cho SO2 vào dung dịch NaOH cú phản ứng 
SO2 + NaOH đ NaHSO3
SO2 + 2NaOH đ Na2SO3 + H2O
Mol NaOH = 0,03.
Giả sử chi cú muối NaHSO3, m1= 104.0,03 = 3.12 gam
Giả sử chi cú muối Na2SO3, m2= 126.0,015 = 1,89 gam
mà 1,89<2,3<3,12 ị Vậy thu được 2 muối. Đặt y,z là số mol 2 muối
Ta cú : y +2z =0,03
 104y + 126z =2,3 ị y= 0,01; z=0,01.
Vậy mol SO2 = y + z = 0,02 ị x= 0,1 ị x2 = 32.0,05 = 1,6 (gam)
Số mol NaOH =0,3 (mol)
CuSO4 + 2NaOH đ Cu(OH)2 + Na2SO4
Mol NaOH tỏc dụng với CuSO4 là 0,24, cũn lại 0,06 tỏc dụng với H2SO4
Mol H2SO4 dư = 0,03
Tổng mol H2SO4 là: 0,1 + 2.0,02 + 0,03 =0,17 (mol)
x3 = =17 gam
0,5đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ