Kỳ thi olympic truyền thống 30/4 lần XVI – năm 2010 môn thi: Hóa - Khối: 10

	Sở Giáo Dục & Đào Tạo TP. HỒ CHÍ MINH	KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4	
	˜™ 	 LẦN XVI – NĂM 2010
	 	˜™
	Trường THPT Chuyên 	Môn thi : HÓA - Khối : 10
	Lê Hồng Phong 	Ngày thi : 03-04-2010	Thời gian làm bài : 180 phút
Ghi chú : Thí sinh làm mỗi câu trên 1 hay nhiều tờ giấy riêng và ghi rõ câu số . ở trang 1 của mỗi tờ giấy làm bài. Đề này có 02 trang. 	
Học sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học.
Câu 1: 
X là nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hiđro có dạng XH3. Electron cuối cùng trên nguyên tử X có tổng bốn số lượng tử bằng 4,5. (Quy ước: từ - ℓ đến + ℓ)
a. Viết cấu hình electron nguyên tử có thể có của X.
b. Ở điều kiện thường XH3 là một chất khí. X tạo với oxi một số phân tử và ion sau: XO2; XO2+; XO2-. Hãy viết công thức Lewis, cho biết trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm, dự đoán dạng hình học của các phân tử và ion trên, đồng thời sắp xếp các góc liên kết trong chúng theo chiều giảm dần. Giải thích. 
c. Hãy so sánh góc liên kết và momen lưỡng cực của XH3 và XF3. Giải thích. 
Một mẫu đá chứa 13,2g và 3,42 g , biết chu kì bán huỷ của là 4,51.109 năm. Hãy tính tuổi của mẫu đá trên.
Thực nghiệm xác định được giá trị momen lưỡng cực của phân tử H2S là 1,09 D và của liên kết S-H là 2,61.10-30 C.m. Hãy xác định góc liên kết H-S-H, cho 1D = 3,33.10-30 C.m.
Câu 2: 
2.1. Cho các dữ kiện sau: 
Năng lượng
kJ.mol-1
Năng lượng
kJ.mol-1
Thăng hoa của Na
108,68
Liên kết của Cl2
242,60
Ion hóa thứ nhất của Na
495,80
Mạng lưới NaF
922,88
Liên kết của F2
155,00
Mạng lưới NaCl
767,00
Nhiệt tạo thành của NaF rắn: -573,60 kJ.mol-1
Nhiệt tạo thành của NaCl rắn: - 401,28 kJ.mol-1 
Hãy nhận xét khả năng tạo thành anion halogenua của Flo và Clo.
2.2. Cho phản ứng 2N2O5(k) à 4NO2 (k) + O2 (k) ở T (K) với kết quả thực nghiệm 
Thí nghiệm 1
Thí nghiệm 2
Thí nghiệm 3
Nồng độ N2O5 (mol.l-1)
0,170
0,340
0,680
Tốc độ phân hủy (mol.l-1.s-1)
1,39.10-3
2,78.10-3
5,55.10-3
Hãy viết biểu thức tốc độ phản ứng và xác định bậc phản ứng.
Biết năng lượng hoạt hóa của phản ứng là 24,74 Kcal.mol-1 và ở 250C nồng độ N2O5 giảm đi một nửa sau 341,4 giây. Hãy tính nhiệt độ T. 
Câu 3: 
3.1 Dung dịch X gồm HF 0,1M và NaF 0,1M. 
a. Tính pH của dung dịch X. Biết hằng số axit của HF là Ka = 6,8.10-4.
b. Tính pH của dung dịch thu được khi thêm 0,01 mol HCl vào 1 lít dung dịch X, xem thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể.
a. Hãy tính pH của dung dịch CH3COONH4 0,4M
b. Hãy tính pH của dung dịch NH4CN 0,1M.
Sục từ từ khí H2S vào dung dịch chứa các ion Cu2+ 0,001M và Pb2+ 0,001M cho đến khi bão hoà H2S 0,01M và pH của dung dịch được giữ cố định bằng 2.
Kết tủa nào xuất hiện trước?
Có tách hoàn toàn hai ion trên ra khỏi nhau bằng H2S không? 
Biết H2S có 
Câu 4:
4.1. Hoàn thành và cân bằng các phương trình hoá học sau bằng phương pháp thăng bằng ion – electron:
	a. MnO4- + SO32- + H+ Mn2+ + ....
	b. C2H5OH + MnO4- CH3COO- + MnO2 + OH- + H2O
	c. CrO2- + Br2 + OH- CrO42- + .......
d. CuxSy + H+ + NO3- Cu2+ + SO42- + NO + H2O
4.2. Cho
Tính suất điện động của pin:
Pt(H2; 1 atm)ú H+ 1M úú Fe3+ 0,5M; Fe2+ 0,025Mú Pt
Viết phương trình phản ứng xảy ra ở mỗi điện cực và phương trình phản ứng khi pin hoạt động.
Dung dịch KI có phản ứng với dung dịch FeCl3 không ? Giải thích.
Tính khử của Fe2+ biến đổi như thế nào khi pH tăng?
Câu 5:
5.1. Hãy hoàn thành các phương trình hoá học sau:
O3 + KI + H2O 
Cl2 + Br2 + H2O 
H2O2 + KMnO4 + H2SO4 
PbS + H2O2 
Na2S2O3 + AgBr 
AlCl3 + Na2S + H2O 
NaI (tinh thể) + H2SO4 (đặc, nóng) 
KI + FeCl3 
5.2. Có ba muối A, B, C của cùng kim loại Mg và tạo ra từ cùng một axit. Cho A, B, C tác dụng với những lượng như nhau của HCl thì có cùng một khí thoát ra với tỉ lệ mol tương ứng 2:4:1. Xác định A, B, C viết các phương trình phản ứng xảy ra. 
5.3. Viết các quá trình ở các điện cực và phương trình hóa học xảy ra khi điện phân 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp CuSO4 0,1M và NaCl 0,1M với các điện cực trơ, có màng ngăn xốp, cho đến khi vừa hết các muối này. Tính khối lượng dung dịch đã giảm đi trong quá trình điện phân.
Cho: C = 12; N = 14 ; O = 16; F = 19; Na = 23 ; S = 32; Cl = 35,5; Fe = 56; Cu = 64; Pb = 207.
--- Hết ---
Sở Giáo Dục & Đào Tạo TP. HỒ CHÍ MINH	KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4	
	˜™ 	 LẦN XVI – NĂM 2010
	 	˜™
	Trường THPT Chuyên 	HƯỚNG DẪN CHẤM
	Lê Hồng Phong	MÔN : HÓA - Khối : KHỐI 10
Câu 1: 4điểm
1.1. (2đ)
0,5đ
X thuộc nhóm A, hợp chất đối hidro có dạng XH3 à X thuộc nhóm IIIA hoặc VA 
TH1: X thuộc nhóm IIIA 
Ta có sự phân bố electron vào obitan như sau: 
Vậy e cuối có l = 1; m = -1; ms = + ½ 
à n = 4 
Cấu hình electron nguyên tử: 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p1 
TH2: X thuộc nhóm VA 
Ta có sự phân bố electron vào obitan như sau: 
Vậy e cuối có l = 1; m = 1; ms = + ½ 
à n = 2 
Cấu hình electron nguyên tử: 1s2 2s22p3
0,25đ
0,25đ
1 đ
XH3 là chất khí nên X là Nitơ 
 lai hoá sp2, lai hoá sp, lai hoá sp2, 
 dạng góc dạng đường thẳng dạng góc
 Trong NO2, trên nitơ có 1 electron không liên kết còn trong NO2, trên nitơ có 1 cặp electron không liên kết nên tương tác đẩy mạnh hơn Þ trong NO2- < NO2
 Vậy góc liên kết : NO2+ > NO2 > NO2-.
0,25đ
0,25đ 
0,25đ 
0,25đ
0,5đ
c. 
Nito trong NH3 và NF3 đều ở trạng thái lai hóa sp3 
Trong NH3 liên kết N – H phân cực về phía N làm các đôi electron liên kết tập trung ở nguyên tử N, tương tác đẩy mạnh 
	Trong NF3 liên kết N – F phân cực về phía F làm các đôi 	electron liên kết xa nguyên tử N, tương tác đẩy yếu
à nên góc liên kết HNH > FNF 
	NH3: Chiều phân cực của đôi electron chưa liên kết trong NH3 	cùng chiều với vectơ momen phân cực của các liên kết N – H 
	NF3: Chiều phân cực của đôi electron chưa liên kết trong NF3 	ngược chiều với vectơ momen phân cực của các liên kết N – F
à Nên momen lưỡng cực của NH3 lớn hơn NF3 
0,25đ
0,25đ
1.2. (1đ)
( nguyên tử), ( nguyên tử ) Þ (nguyên tử)
(năm)
0,25đ 
0,25đ
0,5đ
Câu 1.3(1đ)
0,25đ
0,25đ
0,5đ
Câu 2: 4 điểm 
2.1. Cho các dữ kiện sau: 
Năng lượng
kJ.mol-1
Năng lượng
kJ.mol-1
Thăng hoa của Na
108,68
Liên kết của Cl2
242,60
Ion hóa thứ nhất của Na
495,80
Mạng lưới NaF
922,88
Liên kết của F2
155,00
Mạng lưới NaCl
767,00
Nhiệt tạo thành của NaF rắn: -573,60 kJ.mol-1
Nhiệt tạo thành của NaCl rắn: - 401,28 kJ.mol-1 
Hãy nhận xét khả năng tạo thành anion halogenua của Flo và Clo.
Đáp án 2.1 
2điểm
Nội dung
Thang điểm
Áp dụng định luật Hess vào chu trình 
∆H = ∆Htt NaX - ∆Hth Na – I1 - ½ ∆Hlk X-X + ∆Hmang lưới NaX 
Thay số vào 
∆HF = -332,70 kJ.mol-1 
∆HCl = -360 kJ.mol-1 
à Vậy khả năng tạo ion florua khó hơn ion clorua
0,5đ
0,5
0,25đ
0,25đ
0,5đ
2.2. Cho phản ứng 2N2O5(k) à 4NO2 (k) + O2 (k) ở T (K) với kết quả thực nghiệm 
Thí nghiệm 1
Thí nghiệm 2
Thí nghiệm 3
Nồng độ N2O5 (mol.l-1)
0,170
0,340
0,680
Tốc độ phân hủy (mol.l-1.s-1)
1,39.10-3
2,78.10-3
5,55.10-3
Hãy viết biểu thức tốc độ phản ứng và xác định bậc phản ứng.
Biết năng lượng hoạt hóa của phản ứng là 24,74 Kcal.mol-1 và ở 250C nồng độ N2O5 giảm đi một nửa sau 341,4 giây. Hãy tính nhiệt độ T. 
Đáp án 2.2 
2 điểm
Nội dung 
Thang điểm
1 điểm
a. Biểu thức tốc độ phản ứng có dạng v = k[N2O5]x 
Lập tỉ lệ 
Vậy biểu thức tốc độ phản ứng v = k[N2O5] à bậc phản ứng = 1 
0,5đ
0,5đ
1 điểm
b. Hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ T là 
Ở 250C, hằng số tốc độ phản ứng là 
Ta có 
0,25đ
0,25đ
0,5đ
Câu 3: 
3.1 Dung dịch X gồm HF 0,1 M và NaF 0,1 M. 
a. Tính pH của dung dịch X. Biết hằng số axit của HF là Ka = 6,8.10-4.
b. Tính pH của dung dịch thu được khi thêm 0,01 mol HCl vào dung dịch X, xem thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể.
Đáp án 3.1 
1 điểm
Nội dung 
Thang điểm
NaF Na+ + F- 
	HF H+ + F-	
X là dd đệm 	 [HF] = 0,1M ; 
	 [F-] = [NaF] = 0,1M 
	 Ka = = = 6,8.10-4
 [H+] = 6,8.10-4 	 pH = 3,17 
0,5đ
b/- Khi thêm 0,01mol HCl , có phản ứng :
 	 H+ + F- HF 	
 0,01 0,01 0,01 
 	 [HF] = 0,1 + 0,01 = 0,11 
	 [F-] = 0,1 - 0,01 = 0,09 
 	 Ka = = = 6,8.10-4 [H+] = 8,3.10-4 pH = 3,08 
 Thí sinh có thể dùng công thức tính pH của dung dịch đệm để tính ba câu a, b, c..
0,25đ
0,25đ
 a. Hãy tính pH của dung dịch CH3COONH4 0,4M
b. Hãy tính pH của dung dịch NH4CN 0,1M.
Đáp án 3.2 
1,5đ
Nội dung 
Thang điểm
0,5đ
a. 
 0,4 M 0,4 M 0,4 M
Vì = = 5,6.10-10 ; 
Do đó 
Thí sinh có thể dùng điều kiện proton để tính pH.
0,25đ
0,25đ
1đ
 0,1 M 0,1 M 0,1 M
Biểu thức điều kiện proton: 
bỏ qua nồng độ H+ do nước phân li.
Chấp nhận = = 0,1 M
 = = 0,1 M
Þ 5,89.10-10 M Þ pH = 9,23
0,5đ
0,5đ
Sục từ từ khí H2S vào dung dịch chứa các ion Cu2+ 0,001 M và Pb2+ 0,001 M cho đến khi bão hoà H2S 0,01 M và pH của dung dịch được giữ cố định bằng 2.
Kết tủa nào xuất hiện trước?
Có tách hoàn toàn hai ion trên ra khỏi nhau bằng H2S không?
Biết H2S có 
Đáp án 3.3 
1,5đ
Nội dung 
Thang điểm
1đ
a. 
Để CuS kết tủa: (1)
Để PbS kết tủa: (2)
Từ (1) và (2): Þ CuS kết tủa trước, PbS kết tủa sau.
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ
b. Khi PbS bắt đầu kết tủa:
Cu2+ kết tủa hoàn toàn.
Có thể tách hoàn toàn Cu2+ ra khỏi Pb2+ bằng H2S.
0,25đ
0,25đ
Câu 4: 4 điểm
4.1 Hoàn thành và cân bằng các phương trình hoá học sau bằng phương pháp thăng bằng ion – electron: 2điểm
	a. MnO4- + SO32- + H+ Mn2+ + ....
	b. C2H5OH + MnO4- CH3COO- + MnO2 + OH- + H2O
	c. CrO2- + Br2 + OH- CrO42- + .......
d. CuxSy + H+ + NO3- Cu2+ + SO42- + NO + H2O
Đáp án 4.1 
2đ
Nội dung 
Thang điểm
a.
 5 ×½ SO32- + + H2O SO42-+ 2H+ + 2 e
 2 ×½ MnO4- + 8H+ + 5 e 2 Mn2+ + 4H2O 
 2MnO4- + 5SO32- + 6 H+ 2 Mn2+ + 5SO42- + 3H2O 
0,5đ
b.
 3 ×½ C2H5OH + 5OH- CH3COO- + 4H2O + 4 e
 4 ×½ MnO4- + 2H2O + 3 e MnO2 + 4OH-
 3 C2H5OH + 4 MnO4- 3CH3COO- + 4 MnO2 + OH- + 4 H2O
0,5đ
c.
 2 ×½ CrO2- + 4OH- CrO42- + 2H2O + 3 e
 3×½ Br2+ 2 e 2 Br- 
2CrO2- + 3Br2 + 8OH- 2CrO42- + 6 Br- + 4H2O 
0,5đ
d.
 3 ×½ CuxSy + 4y H2O xCu2+ + ySO42- + 8yH+ + ( 2x + 6y) e
( 2x + 6y) ×½ 4H+ + NO3- + 3 e NO + 2H2O
 3 CuxSy + 8x H++ (2x + 6y) NO3- 3x Cu2++ 3y SO42-+ (2x + 6y) NO + 4x H2O 
0,5đ
4.2. Cho
Tính suất điện động của pin:
Pt(H2; 1 atm)ú H+ 1 M úú Fe3+ 0,5 M; Fe2+ 0,025 Mú Pt
Viết phương trình phản ứng xảy ra ở mỗi điện cực và phương trình phản ứng khi pin hoạt động.
Dung dịch KI có phản ứng với dung dịch FeCl3 không ? Giải thích.
Tính khử của Fe2+ biến đổi như thế nào khi pH tăng?
Đáp án 4.2 
2 điểm
Nội dung 
Thang điểm
0,75đ
a. Ta có Fe2+ + 2e " Fe G1 = -2F
 Fe3+ + 2e " Fe G2 = -3F
 và Fe3+ + 1e " Fe2+ G3 
G3 = G2 - G1 = -3F. + 2F.
[-F = -3F + 2F. 
[ = 0,77V
E(+) = 0,77 + 0,059lg = 0,79V 
mà E(-) =0
Epin = 0,79 – 0 = 0,79V
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ
Cực (-) : H2 " 2H+ + 2e Cực (+) : Fe3+ + 1e " Fe2+
Phản ứng xảy ra trong pin 2Fe3+ + H2 " 2Fe2+ + 2H+
0,25đ
0,25đ
0,25đ
do > nên có phản ứng 2KI + 2FeCl3 "I2 +2FeCl2 + 2KCl
0,25đ
mà [OH-][H+] = 10-14
Khi pH tăng " tính khử Fe2+ tăng
0,25đ
0,25đ
Câu 5:
5.1. Hãy hoàn thành các phương trình hoá học sau:
Đáp án 5.1 
2 điểm
Nội dung 
Thang điểm
O3 + 2KI + H2O à I2 + 2KOH + O2
0,25đ
5Cl2 + Br2 + 6H2O à 2HBrO3 + 10 HCl 
0,25đ
5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 à 2MnSO4 + K2SO4 + 5O2 + 8H2O 
0,25đ
PbS + 4H2O2 à PbSO4 + 4H2O 
0,25đ
2Na2S2O3 + AgBr à Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr 
0,25đ
2AlCl3 + 3Na2S + 6H2O à 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3H2S 
0,25đ
8NaI tinh thể + 5H2SO4 đặc nóng à 4Na2SO4 + 4I2 + H2S + 4H2O 
0,25đ
2KI + 2FeCl3 à 2FeCl2 + 2KCl + I2 
0,25đ
5.2. Có ba muối A, B, C của cùng kim loại Mg và tạo ra từ cùng một axit. Cho A, B, C tác dụng với những lượng như nhau của HCl thì có cùng một khí thoát ra với tỉ lệ mol tương ứng 2:4:1. Xác định A, B, C viết các phương trình phản ứng xảy ra. 
Đáp án 5.2 
0,75đ
Nội dung 
Thang điểm
Ba muối có thể là 
MgCO3, Mg(HCO3)2, Mg2(OH)2CO3 
Phương trình phản ứng 
MgCO3 + 2HCl à MgCl2 + H2O + CO2 
Mg(HCO3)2 + 2HCl à MgCl2 + 2H2O + 2CO2 
Mg2(OH)2CO3 + 4HCl à 2MgCl2 + 3H2O + CO2 
0,25đ
0,25đ
0,25đ
5.3. Viết các quá trình điện cực và phương trình hóa học xảy ra khi điện phân 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp CuSO4 0,1M và NaCl 0,1M với các điện cực trơ, có màng ngăn xốp, cho đến khi vừa hết các muối này. Tính khối lượng dung dịch đã giảm đi trong quá trình điện phân.
Đáp án 5.3
1,25 điểm 
Nội dung 
Thang điểm
Quá trình điện cực 
Catod
Anod
Cu2+ + 2e à Cu
2Cl- à Cl2 + 2e 
(2H2O + 2e à 2OH- + H2)
2H2O à 4H+ + O2 + 4e
0,25đ x2
Phương trình hóa học 
Giai đoạn 1: CuSO4 + 2NaCl à Cu + Cl2 + Na2SO4 
Ban đầu 0,01 0,01
Phản ứng 0,005 ß 0,01 à 0,005 0,005
Còn lại	 0,005	0	0,005	 0,005
Giai đoạn 2: CuSO4 + H2O à Cu + ½ O2 + H2SO4 
 	 0,005 0,005 0,0025
Độ giảm khối lượng dung dịch 
∆m = mCu + mCl2 + mO2 = (0,01x 64) + (0,005x 71) + (0,0025 x 32) 
∆m = 1,075g
0,25đ
0,25đ
0,25đ