Kỳ thi olympic truyền thống 30/4 lần VIII - Năm 2002 môn Hóa học khối 10

Sở Giáo Dục & Ðào Tạo 
TP. HỒ CHÍ MINH 
Trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong 
KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 
LẦN VIII - NĂM 2002
MÔN HÓA HỌC KHỐI 10
ĐÁP ÁN 
Sở Giáo Dục & Ðào Tạo 
TP. HỒ CHÍ MINH 
Trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong
KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 
LẦN VIII - NĂM 2002
MÔN HÓA HỌC KHỐI 10
Thời gian làm bài: 180 phút
Cho hai nguyên tố A, B đứng kế nhau trong bảng hệ thống tuần hoàn có tống số bằng nhau; trong đó số lượng tử chính của A lớn hơn số lượng tử chính của B. Tống đại số của bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng trên B là 4,5.
Hãy xác định bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng trên A, B.
Hợp chất X tạo bởi A, Cl, O có thành phần phần trăm theo khối lượng lần lượt là: 31,83%; 28,98% ; 39,18%. Xác định công thức phân tử của X.
Mô tả dạng hình học phân tử, trạng thái lai hóa của nguyên tử của nguyên tố trung tâm trong các phân tử: IF5, XeF4, Be( CH3)2
So sánh độ lớn góc liên kết của các phân tử sau đây. Giải thích.
PI3, PCl5, PBr3, PF3
So sánh nhiệt độ nóng chảy của các chất sau. Giải thích.
NaCl, KCl, MgO
Chuẩn độ một dung dịch CH3COOH 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M. Khi 50% lượng axit axetic trong dung dịch được trung hòa thì pH của dung dịch thu được là bao nhiêu? Biết CH3COOH có Ka = 1,8.10-5
Tính pH của dung dịch NaHCO3 1M. Biết:
H2CO3 = H+ + 	pK1 = 6,56
 = H+ + 	pK2 = 10,25
Cân bằng phương trình phản ứng theo phương pháp thăng bằng electron.
Hoàn thành và cân bằng phản ứng oxihoá - khử sau theo phương pháp thăng bằng ion-electron.
Hoà tan hoàn toàn 9,28 gam một hỗn hợp X gồm Mg, Al, Zn với số mol bằng nhau trong một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 đặc nóng, thu được dung dịch Y và 0,07 mol một sản phẩm duy nhất chứa lưu huỳnh. Xác định xem sản phẩm chứa lưu huỳnh là sản phẩm nào trong số các chất sau: H2S, S, SO2?
Cho các dữ kiện sau.
Hãy xác định:
Nhiệt tạo thành của etylen (DHtt)
Nhiệt đốt cháy của etylen (DHđc)
Từ hệ thức: và phương trình: 
Lập biểu thức: 
Trong đó K1, K2 lần lượt là hằng số của phản ứng ở nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao.
Khi DH0 và DS0 không thay đổi theo nhiệt độ.
Áp dụng cho phản ứng:
NO (k) + = NO2 (k)
Biết DH0 = -56,484 KJ và KP = 1,3. 10-6 ở 250.
Tính KP ở 3250C.
Tính DH0 của phản ứng:
Biết KP ở 4000C là 1,3.10-2 và 5000C là 3,8.10-3
Cho 3, 87 gam hỗn hợp A gồm Mg và Al vào 350 ml dung dịch X chứa HCl 1M và H2SO4 0,5M được dung dịch B và 4,368 lít H2 (đktc).
Chứng minh rằng trong dung dịch B vẫn còn axit.
Tính thành phần phần trăm khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A.
Tính thể tích dung dịch C gồm NaOH 0,02M và Ba(OH)2 0,01M cần trung hoà hết axit dư trong B.
Tính thể tích tối thiểu của dung dịch C (với nồng độ trên) tác dụng với dung dịch B để lượng kết tủa lớn nhất. Tính lượng kết tủa đó.
Tìm giới hạn khối lượng muối thu được trong dung dịch B.
A, B đứng kế tiếp nhau trong hệ thống tuần hoàn có (n + ℓ) bằng nhau, nA > nB
Þ cấu hình ngoài cùng:
Vậy bộ 4 số lượng tử của A:	n = 4, ℓ = 0, m = 0, 
	 B: 	 n =3. ℓ = 1, m = 1, 
Gọi công thức hợp chất X: KxClyOz
Þ 
Vậy công thức của hợp chất X là KClO3
Mô tả dạng hình học phân tử
IF5:
Dạng chóp vuông
I lai hóa sp3d2
XeF4: vuông phẳng, Xe lai hóa sp2d
Be(CH3)2: thẳng hàng, Be có kiểu lai hóa sp.
So sánh độ lớn của góc liên kết của các phân tử:
PI3 > PBr3 > PCl3 > PF3
Vì độ âm điện của I < Br < Cl < F. Độ âm điện của phối tử càng lớn thì tương tác càng lớn làm góc liên kết nhỏ lại.
So sánh nhiệt độ nóng chảy của các chất:
MgO > NaCl > KCl
Giải tích: bán kính ion K+ > Na+
Điện tích ion Mg2+ > Na+ và O2- > Cl-
Năng lượng phân ly tỉ lệ thuận với điện tích, tỉ lệ nghịch với bán kính ion.
Xét 1 lít dung dịch CH3COOH 0,1M, số mol CH3COOH ban đầu 0,1 mol.
CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O
0,05	 0,05	0,05
Thể tích dung dịch sau thí nghiệm: 1 + 0,5 = 1,5 lít
CH3COONa CH3COO- + Na+
0,05	0,05
CH3COOH = CH3COO- 	+	H+
0,05	0,05
x	x	x
0,05-x	0,05 + x 	x
Ta có:
Þ x = 2,5.10-5 và pH = -lg(2,7.10-5) = 4,75
Trong dung dịch:
NaHCO3 Na+ + HCO3-
1 mol 	1 mol
Các cân bằng diễn ra:
HCO3- = H+ + CO32-	(1)
HCO3- + H2O = H2CO3 + OH-	(2)
(2) có pHTP = 14 – pK1 = 14 –6,75 = 7,25 < 10,25
Þ (2) diễn ra chủ yếu:
Þ pH = 14 – 3,625 = 10,375
 	Chất khử Chất oxihóa
NaNO2 + KI + H2SO4 NO + I2 + K2SO4 + H2O
Gọi a là số mol của Mg, Al, Zn
24a + 27a + 65a = 9,28
116a = 9,28
a = 0,08
Mg 	–	2e Mg2+
0,08	0,16
Al 	–	3e Al3+
0,08	0,24
Zn 	–	2e Zn2+
0,08	0,16
S+6	+	(6 –x)e Sx
0,07	0,07(6 –x)
0,07(6 –x) = 0,56 
Þ x = -2 Sản phẩm là H2S
Xác định nhiệt tạo thành.
Phương trình phản ứng hình thành C2H4
Ta có (*) = 2c + 3d – a – b
Vậy: 
Phương trình phản ứng đốt cháy C2H4
Ta có:
(**) = (a) + (b) – (d)
Lập biểu thức, vận dụng
Áp dụng:
Thay các giá trị K, DH0, R vào biểu thức, ta có:
lgK325 =1,147 Þ K325 = 14
Tương tự ta có
Chứng minh trong dung dịch B có dư axit.
Các phản ứng xảy ra ở dạng ion:
Mg + 2H+ Mg2+ + H2 	(1)
Al + 3H+ Al3+ + 	(2)
Số mol H2: 
Þ số mol H+ = 0,195.2 = 0,39 mol
Số mol H+ trong 250 ml dung dịch X: 0,25 + 0,25 = 0,5 mol
Số mol H+ phản ứng là 0,39 < 0,50 mol Þ trong dung dịch B còn dư axit.
Số mol H+ dư: 0,50 – 0,39 = 0,11 mol
Tính % khối lượng trong A.
Gọi x, y là số mol Mg, Al. Ta có: 
Tính thể tích dung dịch C cần trung hòa axit dư trong dung dịch B:
Gọi V là thể tích dung dịch C.
Số mol OH- trong dung dịch C: 0,02V + 0,02V =0,04V mol
Phản ứng trung hòa: H+ + OH- H2O
Trung hòa: 0,04V=0,11 Þ V = 2,75 lít
Thể tích dung dịch C để lượng kết tủa nhỏ nhất. Trong dung dịch B có:
Các phản ứng ion
Để lượng kết tủa nhỏ nhất các phương trình (4), (5), (6), (7), (8)
Thể tích dung dịch C tối thiểu để kết tủa nhỏ nhất là: 14,75 lít
Kết tủa sinh ra gồm có 0,06 mol Mg(OH)2 và 0,125 mol BaSO4.
Khối lượng kết tủa nhỏ nhất là:
Giới hạn muối thu được trong dung dịch B.
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng.
Ta có m muối = 
Trong dung dịch Þ 
Giả sử dung dịch HCl phản ứng trước: 
Giả sử dung dịch H2SO4 phản ứng trước: 
Vậy 19,456 < m muối < 20,84