Kỳ thi olympic truyền thống 30/4 lần IX - Năm 2003 môn Hóa học khối 10

Sở Giỏo Dục & éào Tạo 
TP. HỒ CHÍ MINH 
Trường THPT Chuyờn Lờ Hồng Phong 
KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 
LẦN IX - NĂM 2003 
MễN HểA HỌC KHỐI 10
Thời gian làm bài: 180 phỳt
Cho ba nguyờn tố X, Y, Z thuộc cựng một chu kỳ nhỏ trong hệ thống tuàn hoàn (ZX < ZY < ZZ). Số hiệu nguyờn tử của Y bằng trung bỡnh cộng số hiệu nguyờn tử của X và Z. Electron cuối cựng của nguyờn tử Y cú giỏ trị cỏc số lượng tử là ℓ = 1; m =+ 1; s = +1/2
(Quy ước: số lượng tử nhận giỏ trị từ -ℓ qua 0 đến +ℓ)
Xỏc định số hiệu nguyờn tử và gọi tờn ba nguyờn tố trờn, biết rằng chỉ cú hai trong ba nguyờn tố này cú khả năng tạo hợp chất khớ với hidro.
Viết cụng thức phõn tử, cụng thức Lewis, cho biết bản chất liờn kết và đặc điểm cấu tạo (hỡnh học phõn tử và khả năng dime húa) của cỏc phõn tử hỡnh thành giữa từng cặp nguyờn tố X và Z, Y và Z. Từ đặc điểm cấu tạo phõn tử, cho biết hai chất nào cú thể tạo cặp axit – bazơ Lewis.
Bổ tỳc và cõn bằng cỏc phản ứng sau theo phương phỏp ion – electron:
 đặc 
 đặc 
Cho phản ứng: Fe2+ + Ag+ = Fe3+ + Ag
	Biết: 	
Ở điều kiện chuẩn phản ứng xảy ra theo chiều nào?
Tớnh hằng số cõn bằng K của phản ứng ở 250C.
Một dung dịch chứa Fe(NO3)3 0,1M; Fe(NO3)2 0,01M; bạc kim loại và AgNO3 0,01M. Xỏc định chiều phản ứng trong điều kiện này?
NOCl bị phõn hủy theo phản ứng:
	2NOCl ắ 2NO (k) + Cl2 (k)
	Ở 500K, biến thiờn năng lượng tự do Gip của phản ứng bằng 17,11 KJ.
Tớnh hằng số cõn bằng Kp của phản ứng.
Hóy lập biểu thức tớnh độ phõn li a của NOCl (k) theo Kp và P tại 500K và P (atm)
Xột phản ứng mA + n B đ pC (nhiệt độ khụng đổi)
	Thớ nghiệm cho thấy vận tốc phản ứng này:
	- Tăng gấp đụi khi ta tăng gấp đụi nồng độ A và giữ nguyờn nồng độ B.
- Giảm 27 lần khi giảm nồng độ B 3 lần và giữ nguyờn nồng độ A (so với ban đầu). Tỡm bậc phản ứng đối với mỗi tỏc chất trong phản ứng, viết biểu thức tốc độ phản ứng.
Tớnh pH và nồng độ mol/l của ion hidrosunfua và sunfua trong dung dịch bóo hũa H2S 0,1M. Biết hằng số axit của H2S là K1 = 1,0.10-7 ; K2 = 1,3.10-13 	
Tớnh thể tớch dung dịch NaOH 0,01M cần cho vào 100 ml dung dịch H3PO4 0,01M sao cho pH của dung dịch thu được bằng 7,21. Biết axit H3PO4 cú pK1 = 2,15; pK2 = 7,21 và pK3 = 12,32.
Để a gam bột sắt ngoài khụng khớ, sau một thời gian sẽ chuyển thành hỗn hợp A cú khối lượng 75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4. Cho hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc, núng thu được 6,72 lớt khớ SO2 (đktc).
Viết cỏc phương trỡnh phản ứng xảy ra.
Tỡm a.
Bổ tỳc cỏc phản ứng sau:
E + F đặc A + B+ H2O
Cho biết: H = 1; O = 16; S = 32; Fe = 56
Học sinh khụng được sử dụng hệ thống tuần hoàn.
Hết
Sở Giỏo Dục & éào Tạo 
TP. HỒ CHÍ MINH 
Trường THPT Chuyờn Lờ Hồng Phong 
KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 
LẦN IX - NĂM 2003 
MễN HểA HỌC KHỐI 10
ĐÁP ÁN 
Xỏc định nguyờn tố
Nguyờn tố Y: ℓ = 1 ; m = +1; s = ị p3 (0,5 đ)
Do Y thuộc chu kỳ nhỏ nờn n = 2 hoặc n = 3 
Trường hợp n= 2.
Suy ra Y = 2p3. Cấu hỡnh electron của Y là 1s22s22p3. Suy ra ZY = 7 (nitơ) (0,5 đ)
X, Z ở chu kỳ 2
Theo đề 
Suy ra:
Vỡ chỉ cú 2 trong 3 tạo hợp chất khớ với hidro nờn loại trường hợp này.
Trường hợp n = 3 (tương tự)
Chọn 
Viết cụng thức.
Hợp chất giữa X và Z cú cụng thức cấu tạo là: AlCl3.
Cụng thức cấu tạo
Bản chất liờn kết: Liờn kết cộng húa trị.
Đặc điểm cấu tạo: Cú khả năng nhị hợp tạo Al2Cl6 vỡ xung quanh Al mới cú 6e chưa đạt đến cấu hỡnh bền giống như khớ hiếm nờn 2 phõn tử AlCl3 liờn kết với nhau bằng 2 liờn kết phối trớ:
Hợp chất giữa Y và Z cú cụng thức phõn tử là: PCl3
Cụng thức cấu tạo:
Đặc điểm cấu tạo phõn tử: Cú cấu trỳc hỡnh thỏp đỏy tam giỏc với nguyờn tử P ở trạng thỏi lai húa sp3.
PCl5
Bản chất liờn kết: Liờn kết cộng húa trị.
Cụng thức cấu tạo:
Đặc điểm cấu tạo phõn tử: Cú cấu trỳc lưỡng thấp đỏy tam giỏc với nguyờn tử P ở trạng thỏi lai húa sp3d.
Cặp axit – bazơ Lewis (0,5đ)
AlCl3 là phõn tử cộng húa trị, với Al cũn thiếu 2e để đạt cấu trỳc bền (8e) trong khi đú P trong PCl3 cũn 1 đụi electron chưa liờn kết cú thể “cho” để tạo liờn kết cho – nhận với AlCl3 nờn AlCl3 là axit Lewis cũn PCl3 là bazơ Lewis.
Bổ tỳc và cõn bằng phản ứng 
 + H2O2 + H+ đ O2 + 
2 x	 + 8H+ + 5e đ Mn2+ + 4 H2O	
5 x 	H2O2 -2e đ O2 + 2H+	
2 + 5H2O2 + 6H+ đ 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O	
 + Br2 + OH- đ + 
2 x	 + 4OH- - 3e đ + 2H2O	
3 x 	Br2 + 2e đ 2Br -	
2 + 8OH- + 3Br2 đ 2 + 6Br - + 4H2O	
Cu2S + HNO3 Cu2+ + + NO2 + 
	1 x	Cu2S + 4H2O –10e đ 2Cu2+ + +8H+	
	10 x 	+ 2H+ + 1e đ NO2 + 2H2O	
	Cu2S + 10 + 12H+ đ 2Cu2+ + + 10NO2 + 6H2O	
FexOy + H2SO4 đặc SO2 + 
	2 x	FexOy + 2yH+ –(3x-2y)e đ xFe3+ + yH2O	
	5 x 	+ 4H+ + 2e đ SO2 + 2H2O	
FexOy + (3x-2y)+ (12x-4y)H+ đ 2xFe3+ + (3x-2y)SO2 + (6x-2y)H2O 2. 
Xỏc định chiều phản ứng.
Cho phản ứng: Fe2+ + Ag+ = Fe3+ + Ag
Biết: 	
Ở điều kiện chuẩn phản ứng xảy ra theo chiều nào?
Ta cú > nờn ở điều kiện chuẩn, chiều phản ứng là: Fe2+ + Ag+ đ Fe3+ + Ag
Tinh hằng số cõn bằng phản ứng ở 250C
Fe2+ + Ag+ = Fe3+ + Ag	
Mà 
Suy ra: 
Theo đề bài ta cú:
Vỡ nờn phản ứng xảy ra theo chiều:
Fe3+ + Ag đ Fe2+ + Ag+
Xột phản ứng: 2NOCl = 2NO (K) + 	Cl2 (K)
Từ biểu thức DG0 = - RTlnKP = -2,303RTlgKP
Suy ra: 
ị KP = 0,0163 atm.
2NOCl 2NO (K) + 	Cl2 (K)
	Ban đầu (mol):	n	0	0
	Phõn ly (mol) 	an	an	0,5an
	Trạng thỏi cõn bằng (mol)	n(1-a)	an	0,5an
	Phõn số mol:	
	Áp suất riờng:	
	Ta cú:
Xột phản ứng: mA + nB = pC
	Nồng độ mol đầu của A là a mol/l; B là B mol/l.
	Vđầu = k. am.bn
	Khi tăng A:
	Vsau = k (2a)m. (b)n
	ị 
	Khi giảm B:
	ị 
	ị 
	ị v = k. [A].[[B]3
Tớnh pH của dung dịch H2S
	Vỡ K1 >> K2 nờn sự phõn ly xảy ra chủ yếu ở dạng 1, do vậy cú thể bỏ qua sự phõn ly ở giai đoạn 2.
	H2S = 	H+ + 	HS-
	Trước phõn ly: 	0,1M
	Giả sử cú phõn ly:	x M	xM	xM
	Cõn bằng	(0,1-x)M	xM	xM
	Mà: 	
	Với x <<0,1 nờn 0,1 – x ằ 0,1
	Từ (*) cho x2 ằ 10-8 ị x = 10-4
	Hay [H+] = 10-4 mol/l pH = 4.
Đó cú [H+] =[HS-] = xM = 10-4M
Nờn 
Vậy [HS-] = 10-4 mol/l; [S2-] = 1,3.10-13 mol /l
Học sinh cú thể giải phương trỡnh bậc hai: 
	x2 + 10-7x – 10-8 = 0
	ị x = 9,995.10-5 ị x = 10-4
Tớnh thể tớch dung dịch NaOH
	Tớnh thể tớch dung dịch NaOH 0,01M.
	Do đều > 105 nờn cú thể trung hũa từng nấc.
	Nếu trung hũa nấc 1 thỡ:
	NaOH + H3PO4 đ NaH2PO4 + H2O
	Thể tớch dung dịch NaOH bằng 100 ml.
	Trong dung dịch cú NaH2PO4, lỳc đú:
Nếu trung hũa nấc 2 thỡ:
2NaOH + H3PO4 đ Na2PO4 + 2H2O
Thể tớch dung dịch NaOH bằng 200 ml
Trong đú cú Na2HPO4, lỳc đú:
	Mà pH của dung dich bằng 7,21 ị trong dung dịch cú NaH2PO4 và Na2HPO4. Vậy dung dịch thu được là dung dịch đệm.
	Vậy đó cú 50% phản ứng ị Thể tớch dung dịch NaOH bằng: 
Viết cỏc phương trỡnh phản ứng và tỡm a.
Cỏc phản ứng xảy ra: 
	Cho hỗn hợp A tỏc dụng với H2SO4 đậm đặc núng.
 Số mol Fe ban đầu trong a (g): 
Số mol của O2 tham gia phản ứng: 
Cỏc quỏ trỡnh trờn gồm cỏc quỏ trỡnh cho, nhận electron sau
Quỏ trỡnh cho electron:
Fe – 3e đ Fe+3
ne nhường = 
Quỏ trỡnh nhận eletron:
ne nhận = 
Theo định luật bảo toàn eletron ta cú:
A: KClO3 ; B: KCl ; C: O2 ; D: K ; E: Cl2 ; F: KOH ; G: H2
Phương trỡnh phản ứng như sau:
 đặc 
Hết