Kỳ thi olympic truyền thống 30/4 lần xi - Năm 2005 môn Hóa học khối 10

Sở Giáo Dục & Ðào Tạo 
TP. HỒ CHÍ MINH 
Trường PTTH Chuyên Lê Hồng Phong 
KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 
LẦN XI - NĂM 2005
MÔN HÓA HỌC KHỐI 10
ĐÁP ÁN 
Dựa vào cấu tạo nguyên tử, phân tử hãy giải thích các câu sau đây:
Năng lượng ion hóa thứ nhất của nitơ lớn hơn năng lượng ion thứ nhất của oxi.
Nhịệt độ sôi của HCl thấp hơn nhiệt độ sôi của HF và HBr.
Nhiệt độ nóng chảy của CaO cao hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của KCl.
Cacbondioxit dễ bay hơn lưu huỳnh dioxit.
Từ 4 nguyên tử N tạo ra 2 phân tử N2 thuận lợi hơn 1 phân tử N4 dạng tứ diện. Biết năng lượng liên kết của N – N là 163 kJ / mol và NÀN là 945 kJ/mol.
Nguyên tử của các nguyên tố A, R, X có electron cuối cùng ứng với 4 số lượng tử:
	A: 	n = 3	ℓ = 1	m = +1, 	
	R: 	n = 2	ℓ = 1	m = 0, 	
	X: 	n = 2	ℓ = 1	m = +1, 	
Gọi tên A, R, X (theo quy ước các giá trị của m theo tứ tự +ℓ... 0 ...-ℓ)
Xác định trạng thái lai hóa của các nguyên tử trung tâm và dạng hình học của các phân tử và ion sau: R2X, AR6, H2AX3, (H là hidro).
Cân bằng các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng ion – electron.
Hòa tan 9 gam axit axetic vào nước để được 1,5 lít dung dịch X.Tính pH của dung dịch X và độ điện ly a của axit axetic.Thêm 36,9 gam CH3COONa vào dung dịch X thu được dung dịch Y. Tính pH của dung dịch Y.
Cho dung dịch chứa đồng thời KI 0,01M và KCl 0,1M, khi dùng một lượng dung dịch AgNO3 thích hợp để tác dụng với dung dịch trên.
Hãy cho biết kết tủa nào được tạo thành trước? Vì sao? 
Tính nồng độ Ag+ trong dung dịch AgNO3 cần để tách hết ion I- ra khỏi dung dịch trên. Cho TAgI = 8,3.10-17 ; TAgCl = 1,76.10-10 
Cho cân bằng N2O4 (khí) = 2NO2 (khí)
	Trong một bình chân không thể tích 0,5 lít được duy trì ở 450C, có 3.10-3 mol N2O4 	nguyên chất. Khi cân bằng được thiết lập, áp suất trong bình là 0,255 atm. Xác định 	độ phân hủy của N2O4 ở nhiệt độ này và hằng số cân bằng KP. Biết biến thiên 	entanpi của phản ứng phân huỷ N2O4 là 72,8 KJ/mol. Tính KP ở 210C
Tính năng lượng liên kết trung bình C – H và C – C từ các kết quả thực nghiệm sau:
	- Nhiệt đốt cháy CH4: 	-801,7 	kJ/mol
	- Nhiệt đốt cháy C2H6	-1412,7 	kJ/mol
	- Nhiệt đốt cháy H2: 	-241,5	kJ/mol
	- Nhiệt đốt cháy than chì	-393,4 	kJ/mol
	- Nhiệt hóa hơi than chì: 	+715,0 	kJ/mol
	- Năng lượng liên kết H - H	+431,5 	kJ/mol
	Các kết quả đều do ở 2980K và 1 atm.
Một hỗn hợp A gồm M2CO3, MHCO3, MCl (M là kim loại kiềm). Cho 43,71 gam A tác dụng hết với V mL (dư) dung dịch HCl 10,52% (d=1,05) thu được dung dịch B và 17,6 gam khí C. Chi B làm hai phần bằng nhau.
	Phần 1: Phản ứng vừa đủ với 125 mL dung dịch KOH 0,8M, cô cạn dung dịch thu được 	m (gam) muối khan.
	Phần 2: Tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO3 dư, thu được 68,88 gam kết tủa trắng.
Tính khối lượng nguyên tử M.
Tính % về khối lượng các chất trong hỗn hợp A.
Tính giá trị của V và m.
	Cho K = 39 ; Na = 23 ; Ag = 108 ; N = 14 ; Cl = 35.5 ; Li = 7 ; O = 16 ; C = 12.
Đáp án
Cấu hình electron.
N: 1s22s22p3
O: 1s22s22p4
N có cấu hình electron bán bão hòa bền của phân lớp p nên việc tách 1 electron ra khói nguyên tử N khó hơn O. Vậy năng lượng ion hóa của N lớn hơn O.
Do HF có khả năng tạo liên kết H giữa các phân tử mạnh nên nhiệt độ sôi của HF > HCl. Do HCl và HBr có cấu tạo tương tự nhưng MHBr > MHCl nên nhiệt đội sôi của HBr > HCl.
Số điện tích của Ca2+ và O2- lớn hơn K+ và Cl- nên nhiệt độ nóng chảy của CaO > KCl.
Phân tử CO2 (dạng thẳng) có momen lưỡng cực bằng 0.
Phân tử SO2 (dạng gấp khúc) có momen lưỡng cực > 0
Vì vậy CO2 dễ bay hơn SO2.
Quá trình 4N 2N2 có DH1 = -2. ENº N = -1890 KJ
Quá trình 4N N4 có DH2 = - 6.EN-N = - 978 KJ
Dó DH1 < DH2 nên quá trình tạo N2 thuận lợi hơn.
	A: 3p4 Þ A là S
	B: 2p5 Þ A là F
	C: 2p4 Þ A là O
	Trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và dạng hình học:
	F2O, O lai hóa sp3, phân tử dạng góc:
	SF6, S lai hóa sp3d, bát diện đều:
	H2SO3, S lai hóa sp3, dạng tháp tam giác.
, S lai hóa sp3, tứ diện đều.
. 
Tính pH.
Tính pH của dung dịch X.
	CH3COOH = H+ + CH3COO-	(1) 	K(1) = 10-4,75
	C0	0,1
	[C]	0,1-x	 x	 x
	H2O = H+ + OH-	(2)	K(2) = 10-14
	Do K(2) << K(1) nên bỏ qua (2)
	Khi đó: 
	K rất bé nên x <<0,1 Þ 0,1 – x » 0,1 Þ 
	Þ pH = 2,875
	Tìm a: 
Tính pH của dung dịch Y.
CH3COONa = CH3COO- + Na+ 	(1)
0,3	0,3
CH3COOH = CH3COO- + H+ 	(2)	Ka = 10-4,75
	C0 	 0,1	0,3
	[C]	 0,1-x	x	x + 0,3
	Do Ka bé nên x << 0,1
	Þ 0,1 –x » 0,1 ; x + 0,3 » 0,3
	Þ 0,3x = 10-5,75 Þ x = 5,93.10-6 Þ pH = 5,227
Tích số tan.
Cho biết kết tủa nào tạo thành trước.
	KI K+ + I-
	0,01 	0,01
	Ag+ + I- AgI ¯
	Điều kiện để có kết tủa AgI: Þ 
	KCl K+ + Cl-
	0,1	 0,1
	Ag+ + Cl- AgCl ¯
Điều kiện để có kết tủa AgCl: Þ 
	Từ (1) và (2) suy ra AgI kết tủa trước.
Tách I-
	Để kết tủa hết I- có nghĩa là trong dung dịch [I-] £ 10-6 M
	Þ 
	Ag+ + Cl- = AgCl ¯
	Để không có kết tủa AgCl thì 
	Þ 
	Vậy để kết tủa hòa toàn AgI mà không kết tủa AgCl thì: 
	10-8,75> [Ag+] > 10-10,08
Xét cân bằng:
	N2O4 = 2NO2	n
	t = 0	3.10-3	0	3.10-3+
	t = tb	3.10-3(1-a)	6.10-3	3.10-3(1+a)
	Þ Pcb = P0(1+a) Þ 
	Ta có: 
Tính năng lượng liên kết trung bình C - H
	Xếp các quá trình lại như sau:
	CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 	DH1
	2H2O 2H2 + O2 	-2DH3
	CO2 C(r) + O2 	-DH4
	C(r) C (k) 	DH5
2H2 4H 	2DH6
	CH4 C(k) + 4H	DH
	DH = DH1 - 2DH3 - DH4 +DH5 + 2DH6 =1652,7 kJ/mol
	Þ 4EC-H = 1652,7 kJ/mol Þ EC-H = 413,175 kJ / mol.
	Tính năng lượng liên kết trung bình C - C.
	C2H6 + 7/2O2 2CO2 + 3H2O 	DH2
	3H2O 3H2 + 3/2O2 	-3DH3
	2CO2 2C (r) + 2O2 	-2DH4
	2C r C k 	2DH5
3H2 6H	3DH6
	C2H6 2Ck +6H	DH
	EC-C + 6EC-H = DH = DH2 –3DH3 –2DH4 + 2DH5 +3DH6 =2823,1 kJ/mol
	Þ EC-C = 2823,1-6.143,175=344,05 kJ/mol.
Gọi x, y, z lần lượt là số mol của M2CO3. MHCO3, MCl.
Ta có: (2M+60)x + (M+61)y+(M+35,5)z=43,71	(1)
Cho A tan trong dd HCl dư.
M2CO3 + 2HCl 2MCl + CO2 + H2O
x 2x	 2x x
MHCO3 + HCl MCl + CO2 + H2O
y 	y	y	y
MCl + HCl không phản ứng.
Dung dịch B có
MCl: (2x + y + z) mol
HCl dư.
Khí C là CO2: 	(2)
Khi cho B tác dụng với KOH.
Số mol của KOH: (0,125.0,8).2 = 0,2 mol.
HCl + KOH KCl + H2O
0,2 	 0,2	0,2
B tác dụng với AgNO3 dư
MCl + AgNO3 AgCl ¯ + MNO3
(2x+y+z) (2x+y+z)	mol
HCl + AgNO3 AgCl ¯+ HNO3
0,2	0,2	mol
Ta có số mol AgCl = (2x + y +z) + 0,2 = 
Þ 2x + y + z = 0,76	(3)
Từ (2) và (3) ta có: z = 0,36 - x ; y = 0,4 - x
Thay y và z vào phương trình (1) ta được: 0,76M - 35,5x = 6,53
Þ 	(4)
Do 0 < x < 0,36 Þ 8,6 < M < 25,8 
Vậy M là Na.
Thay M = 23 vào các phương trình ta được x = 0,3, y = 0,1; z = 0,06
Trong A có: 
Na2CO3: 31,8g chiếm 72,75%
NaHCO3: 8,4 g chiếm 19,22%
NaCl: 3,51 g chiếm	8,03%
6c. Số mol HCl = 2x + y + 0,2 = 0,9 mol
Khối lượng muối thu được khi co 1/2B tác dụng với HCl.
58,5.0,5.0,76= 22,23 gam
Khối lượng KCl: 74,5. 0,1 = 74,5 gam.
Þ m = 29,68 gam
Hết