Kỳ thi Olympic truyền thống 30/4 lần XII - 2006 Môn hóa học – Khối 10 Trường THPT chuyên Lương văn Chánh

Sở Giáo dục Đào tạo Phú Yên
Trường THPT chuyên Lương văn Chánh
Giáo viên biên soạn: Phan thị Mỹ Lệ
Kỳ thi Olympic truyền thống 30/4 lần XII - 2006
Môn hóa học – Khối 10
Đề thi và đáp án
Câu 1
Nguyên tử C có electron cuối cùng ứng với 4 số lượng tử:
 n = 3, l = 1, m = 0, ms = -1/2
Hai nguyên tố A, B với ZA < ZB < ZC ( Z là điện tích hạt nhân ).
Biết rằng: - tích số ZA. ZB. ZC = 952
-tỉ số ( ZA + ZC ) / ZB = 3.
Viết cấu hình electron của C, xác định vị trí của C trong bảng Hệ thống tuần hoàn, từ đó suy ra nguyên tố C?
Tính ZA, ZB. Suy ra nguyên tố A, B?
Hợp chất X tạo bởi 3 nguyên tố A, B, C có công thức ABC. Viết công thức cấu tạo của X. Ở trạng thái lỏng, X có tính dẫn điện.Vậy X được hình thành bằng các liên kết hóa học gì?
Đáp án
1. Nguyên tố C có cấu hình electron cuối cùng :3p5 	
­ ¯
­ ¯
­ 
	+1 0 -1
	Cấu hình electron của C:1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
	Vị trí của C: STT 17, chu kì 3, nhóm VII A. C là Clo.
2. ZC = 17 	 ZB . ZA = 56 	ZA = 7 , A là Nitơ
	 ZA + 17 = 3ZB	ZB = 8 , B là Oxi
3. CTCT X Cl - N = O
NOCl ở trạng thái lỏng có tính dẫn điện vậy trong chất lỏng phải có các ion NO+ và Cl-. Do đó trong phân tử NOCl có liên kết ion và liên kết cộng hóa trị.
Câu 2
Cho hỗn hợp cân bằng trong bình kín:
	N2O4 (k) 	2NO2 (k)	( 1 )
Thực nghiệm cho biết: Khi đạt tới trạng thái cân bằng ở áp suất chung 1 atm
	- ở 350C hỗn hợp có khối lượng mol trung bình Mhh = 72,45 g/mol 
	 - ở 450C hỗn hợp có khối lượng mol trung bình Mhh = 66,8 g/mol
1. Hãy xác định độ phân li a của N2O4 ở mỗi nhiệt độ trên.
2. Tính hằng số cân bằng KP của ( 1 ) ở mỗi nhiệt độ (lấy tới chữ số thứ ba sau dấu phẩy).Trị số này có đơn vị không ? Giải thích?
3.Hãy cho biết phản ứng theo chiều nghịch của phản ứng (1) là thu nhiệt hay tỏa nhiệt? Giải thích?.
Đáp án
Goị a là số mol của N2O4 có trong 1 mol hỗn hợp.
 (1-a) là số mol của NO2.
Ở 350C có Mhh = 92a + 46 (1-a ) = 72,45
® a = 0,575 ® n N2O4 = 0,575 và n NO2 = 0,425
	 N2O4 2NO2
	 n(bđ) x
	 n(pư) 0,2125 0,425
	 n(cb) x- 0,2125 0,425
® x - 0,2125 = 0,575 ® x = 0,7875 mol ® a = 0,2125/0,7875 = 26,98%
Ở 450C có M = 92a + 46(1-a) = 66,8
	N2O4	 	2NO2
	n(bđ) y	 
	n(pư) 0,27395	0,5479
	n(cb) y-0,27395	0,5479
® y –0,27395 = 0,4521 ® y = 0,72605
® a = 0,27395/0,72605= 37,73%
Ở 350C PNO2 = (0,425/ 1). 1 = 0,425 
	 PN2O4 = (0,575/ 1). 1 = 0,575 KP = (0,425)2/ 0,575 = 0,314 (mol)
Ở 450C P NO2 = (0,5479/ 1). 1 = 0,5479 
	 P N2O4 = (0,4521/ 1). 1 = 0,4521 KP = (0,5479)2/ 0,4521 = 0,664 (mol)
Độ điện li tăng , KP tăng nghĩa là phản ứng diễn ra theo chiều thuận. Khi tăng nhiệt độ phản ứng diễn ra theo chiều thuận, vậy chiều thuận là chiều thu nhiệt, chiều nghịch là chiều tỏa nhiệt.
Câ u 3 
Độ tan của AgCl trong nước cất ở một nhiệt độ nhất định là 1,81 mg/dm3.Sau khi thêm HCl để chuyển pH về 2,35, giả thiết thể tích dung dịch sau khi thêm axit vẫn giữ nguyên và bằng 1dm3. Hãy :
1.Tính nồng độ ion Cl- trong dung dịch trước và sau khi thêm HCl.
2.Tính tích số tan T trong nước của AgCl ( dùng đơn vị thứ nguyên ).
3.Tính xem độ tan của AgCl đã giảm đi mấy lần sau khi axit hóa dung dịch ban đầu đến khi có pH=2,35.
4.Tính khối lượng của NaCl và của Ag tan được trong 10 m3 dung dịch NaCl 10-3 M
Đáp án
* Trước: [Cl-] = [AgCl] = 1,81.10-3g/dm3 = 1,26.10-5 mol/dm3 = 1,26.10-5 mol/l.
* Sau: C (Cl-) = C (H+) = 10-2,35 = 4,47.10-3 mol/l.
Tích số tan T (AgCl) = [Ag ]. [Cl- ] = (1,26.10-5)(1,26.10-5) = 1,59.10-10 mol2/l2.
Khi axit hóa dung dịch đến pH = 2,35:
[Cl- ]= [HCl ] = 4,47.10-3
 [AgCl]= [Ag+]= T (AgCl)/[Cl-] = 1,59.10-10/4,47.10-3 = 3,56.10-8 mol/l
Như vậy độ tan của AgCl = 3,56.10-8mol/l, giảm đi 1,26.10-5/3,56.10-8= 354 lần
4. * Số mol NaCl = 10-3. 10. 103= 10 mol 	m NaCl= 10. 58,5= 585g
[Ag+]= T AgCl/ [Cl-]= 1,59. 10-10/ 10-3= 1,59. 10-7mol/l
* Số mol Ag+= 1,59. 10-7. 10. 103= 1,59. 10-3 	 mAg = mAg+= 1.59. 10-3.108= 0,17g.
Câu 4
Đốt cháy hòan tòan 12g một muối sunfua kim loại M (hóa trị II), thu được chất rắn A và khí B.Hoà tan hết A bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 24,5% thu được dung dịch muối có nồng độ 33,33%. Làm lạnh dung dịch muối này thấy tách ra 15,625g tinh thể muối ngậm nước X, phần dung dịch bão hòa lúc này có nồng độ 22,54%.
1.Xác định kim loại M và công thức hoá học muối tinh thể ngậm nước X.
2.Viết các phương trình phản ứng xảy ra khi:
Đun nóng khí B với nước trong ống kín ở 1500C thấy thóat ra chất rắn màu vàng.
Cho khí B đi qua nước Brom cho đến khi vừa mất màu đỏ nâu của dung dịch . Sau đó thêm dung dịch BaCl2 vào thấy kết tủa trắng.
Đáp án 
1. 	2MS + 3O2 	 2MO + 2SO2
	MO + H2SO4 	 MSO4 + H2O
Cứ 1 mol H2SO4 hay (98/24,5).100 = 400g dung dịch H2SO4 hòa tan được (M + 96)g muối MSO4. Ta có:
 Khối lượng dung dịch thu được = (M+16)+400, khối lượng chất tan = (M+96)g
Theo baì cho, ứng với	100 g dung dịch có 33,33g chất tan
Tính được M= 64, M là Cu.
Ta có : m dd baõ hoà = m CuO + m dd H2SO4 – m muối tách ra
	= 0,125 . 50 + 0,125 . 400 – 15,625 = 44,375g.
Khối lượng CuSO4 còn laị trong dung dịch bão hòa = (44,375 . 22,54)/100% = 10g
Số mol CuSO4 còn laị trong dung dịch = 10 /160 = 0,0625 mol
Số mol CuSO4 ban đầu = số mol CuO = số mol CuS = 12/96 = 0,125 mol
Số mol CuSO4 đã tách ra = 0,125 – 0,0625 = 0,0625 mol
Nếu công thức muối ngậm nước là CuSO4.nH2O ta có (160+18n) . 0,0625 = 15,625 n = 5
2. 	3SO2 + 2H2O 150 2H2SO4 + S ¯(maù vàng)
	SO2 +Br2 + 2H2O 	 H2SO4 + 2HBr
	H2SO4 + BaCl2 	 BaSO4 ¯ + 2HCl
Câu 5
Dung dịch bão hoà canxi cacbonat trong nước có độ pH = 9,95.
Axit cacbonnic có Ka 1= 4,5.10-7mol/l và Ka 2= 4,7.10-11mol/l.
1. Hãy tính độ tan của CaCO3 trong nước và tích số tan của CaCO3.
Hãy tính nồng độ tối đa cuả ion Ca2+ trong dung dịch CaCO3 với pH=7,40 và nồng độ cân bằng cuả HCO3-= 0,022 M. Cho tích số tan KL(CaCO3)= 5,2.10-9(mol/l)2 (giá trị này không trùng với phần tính của baì 1.).
Đáp án
CaCO3 hoà tan trong nước. Goị x là độ tan của CaCO3. 
pH = 9,95 	[OH-]= 10-4,05
CaCO3 Ca2+ + CO32- 
 x x	x
 CO32- + H2O HCO3- + OH- 	Kb= Kw. K2-1= 10-14. 4,7. 10-11= 0,21. 10-3.
 x-10-4,05 10-4,05 10-4.05 
 Theo định luật tác dụng khối lượng ta có:
	 10-4,05. 10-4,05	
	Kb =	 = 0,21. 10-3 x = 1,26. 10-4 mol/l.
	 x - 10-4,05
 Tích số tan cuả CaCO3 KL= x. (x-10-4,05)= 4,7.10-9 (mol/l)2
2. Ta có pH = 7,4 	 [OH-]= 10-6,6.
	CO32- + H2O  HCO3- + OH- KP= 0,21. 10-3
	 0,022 10-6,6
	 [HCO3-][OH-]
KP = = 0,21. 10-3. [CO32-] = 10-4,6
	 [CO32-]	 	 
 	[Ca2+] = KL (CaCO3) / [CO32-] = 5,2.10-9/ 10-4,6 = 2.10-4 mol/l.