Kỳ thi Olympic truyền thống 30/4 lần XXII - 2006 - Môn hóa học – Khối 10 - Trường THPT chuyên Nguyễn Bỉnh Khiêm

Sở Giáo Dục Đào Tạo Vĩnh Long
Trường Trung học chuyên Nguyễn Bỉnh Khiêm
KỲ THI OLYMPIC 30-4 LẦN XXII 2006
Đề thi đề nghị môn Hóa khối 10
I. Câu I (4 đ)
I.1) cho X, Y là 2 phi kim trong nguyên tử X và Y có số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện lần lượt là 14 và 16. biết trong hợp chất XYn
	. X chiếm 15,0486 % về khốI lựơng
	. Tổng số proton là 100
	. Tổng số nơtron là 106
	a. Xác định số khối và tên X, Y
	b. Xác định CTCT XYn và cho biết kiểu lai hóa của nguyên tố X dạng hình học của XYn.
	c. Viết phương trình phản ứng giữa XYn với P2O5 và với H2O 
I.2) 
	a. Tại sao SiO2 là một chất rắn ở nhiệt độ phòng nóng chảy ở 1973K trong khi đó CO2 lại là chất khí ở nhiệt độ phòng nóng chảy ở 217K
	b. Chất dicloetilen (C2H2Cl2) có ba đồng phân ký hiệu X,Y,Z
	- Chất X không phân cực còn chất Z phân cực
	- Chất X và chất Z kết hợp với Hidro cho cùng sản phẩm
	 X (họăc Z) + H2 à Cl - CH2 - CH2 – Cl
	. Viết công thức cấu tạo X, Y, Z
	. Chất Y có momen lưỡng cực không ? 
Đáp án :
	Câu I (4đ)
	I.1)
	a. Gọi Px, PY là số proton X, Y
	nx, ny là số nơtron X, Y
	Px + nPy = 100 	(1)
	Nx + nNy = 106 	(2)
	Px + Nx + n(PY + Ny) = 206
= (4)
	Ax + nAy = 206 	(3)
	Ax	
	Ax + nAy 
=> Ax = 31	 (0,5đ)
	Trong nguyên tử X : 2Px – Nx = 14
=> X là photpho
	Px = 15	 (0,5đ)
	Nx = 16 
	Thay Px, Nx vào 	(1) , (2)
	n (Ny – Py) = 5 	( 5)
	2Py – ny = 16 (6) => Ny = 2Py - 16
	n(Py – 16) = 5
	Py = 
	n	 1	 2	 3	 4	 5
	Py	21	18,8	17,67	17,25	 17
	Py = 17, n =5 , Ay = 35 => Y là clo	(0,25đ)
	b. PCl5 : nguyên tử P lai hóa sp3d dạng lưỡng tháp tam giác. 	 (0,25đ)
	c. 	P2O5 + PCl5 = 5POCl3
	PCl5 + H2O = H3PO4 + 5HCl	 (0,25đ)
	I.2) 
	- C và Si đều có bốn electron hóa trị tuy nhiên khác với CO2 (O = C = O) SiO2 không phải là một phân tử đơn giản với liên kết Si =O. năng lượng của 2 liên kết đôi Si=O kém xa năng lượng của bốn liên kết đơn Si-O vì vậy tinh thể SiO2 gồm những tứ diện chung đỉnh nhau.
	 (0,5đ) 
	a. SiO2 là tinh thể nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị bền 
trong khi CO2 rắn là tinh thể phân tử, liên kết với nhau bằng lực Vanderwall yếu.	 (0,5đ)
	b. X không phân cực vậy X tồn tại ở dạng trans Z phân cực.Vậy Z tồn tại ở dạng Cis 
hoặc Z + H2 
CTCT 	(X)	
	(X)	(Z)
CTCT Y s ẽ l à 
	C-H 	 C-Cl
X= 2,5 – 2,1 = 0,4	X = 0,5
Vậy Y phân cực 	
	 (0,25đ)
Câu II (4đ)
	I.1. Hằng số cân bằng của phản ứng : 
	 H2 (k) + I2(k) 2HI (k) ở 6000C bằng 64
a. Nếu trộn H2 và I2 theo tỉ lệ mol 2:1 và đun nóng hỗn hợp tới 6000C thì có bao nhiêu phần trăm I2 tham gia phản ứng ?
b.) Cần trộn H2 và I2 theo tỉ lệ như thế nào để có 99% I2 tham gia phản ứng (6000C)
II-2 
	Một chất thải phóng xạ có chu kỳ bán hủy là 200 năm được chứa trong thùng kín và chôn dưới đất. phải trong thời gian là bao nhiêu để tốc độ phân rã giảm từ 6,5.1012 nguyên tử/phút xuống còn 3.10-3 nguyên tử/phút.
II-3 Tính nhiệt của phản ứng.
	 H	 H
	H – C – H + 3Cl2 à Cl – C – Cl + 3HCl
 H Cl
	biết 	EC-H : +413KJ/mol	EC-Cl : +339KJ/mol
	 	ECl-Cl : + 243KJ/mol	EH-Cl : + 427KJ/mol
	Phản ứng trên tỏa nhiệt hay thu nhiệt ?
Đáp án :
Câu II (4đ).
	II.1
	a. H2(k) + I2 (k) 2HI (k)
	 2mol 1mol
 	 x x 2x
 2-x 1-x 2x
	0,5đ
	x1 = 2,25(loại)
	x2 = 0,95 (nhận)
=> 95% I2 tham gia phản ứng	0,25đ
	b. 	H2(k) 	+ I2(k) 2HI (k)
	 n	 1
	n-0,99	 0,01 1,98	0,5 đ
	n: nồng độ ban đầu của H2
	 KC = (1,98)2 	= 64
	(n-0,99)(0,01)
	n
	=> cần trộn H2 và I2 theo tỉ lệ 7:1	0,5đ
	II.2
	năm	0,25đ
	2,303lg	0,25đ
	2,303lg
	t = 1,02.104 năm hay 10.200năm	0,5đ
	II.3
	 = 4.413KJ + 3.243 – (413+ 3.339 + 3.427) = 2381KJ – 2711KJ
	 = - 330KJ	(0,75đ)
	Phản ứng trên tỏa nhiệt
Câu III (4đ)
III.1
	Hòa tan 0,1mol NH4Cl vào 500ml nước.
	a. Viết phương trình phản ứng và biểu thức tính Ka
	b. Tính pH dung dịch trên biết KaNH= 5.10 –10
III.2
	Độ tan PbI2 ở 180C 1,5.10-3 mol/l
	a. Tính nồng độ mol/l của Pb2+ và trong dung dịch bảo hòa PbI2 ở 180C.
	b. Tính tích số tan PbI2 ở 180C.
	c. Muốn giảm độ tan PbI2 đi 15 lần, thì phải thêm bao nhiêu g KI vào 1l dung dịch bảo hòa PbI2. 	(K : 39 ; I : 127)
III. 3
	Cho giản đồ thế khử chuẩn Mn trong môi trường axit
	a. Tính thế khử chuẩn của các cặp MnO42-/MnO2
	b. Hãy cho biết phản ứng sau có thể xảy ra được không ? tại sao ?
	3MnO42- + 4H + = 2MnO4 + MnO2 + 2H2O
	Tính hằng số cân bằng của phản ứng trên.
Đáp án
Câu III (4đ)
+1,7V
	III. 1
0,25đ
	a) 	NH4Cl = + Cl –	
	 NH4 + + H2O NH3 + H3O+	
= 5.10 -10
0,25đ
 Ka = [NH3][H3O]+
 [NH4+]
0,25đ
	b). Nồng độ NH3 trong dung dịch : 
	 NH4+ + H2O NH3 + H3O+
	 0,2	0	10-7
	 x	x	x	
	0,2 –x	x	x + 10-7
	10-7 << x nên 0,2 –x 0,2
	Ka nhỏ x 0,2 – x 0,2
	Ka = 
	 x = 10-5
 	 x = [H3O+] = 10-5	 0,5đ
	pH = 5
III.2
	a. PbI2 Pb 2+ + 2
	 1,5. 10-3 1,5.10-3 3.10-3
	[Pb2+] = 1,5.10-3M
	 [I-] = 3.10-3M
	b. T PbI2 = [Pb2+][I-]2 = (1,5.10-3).(3.10-3)2 = 13,5.10-9 0,25đ
	c. 	KI = K+ + 
	 a a
	gọi 	a là số mol KI cần thêm vào 
	s là độ tan PbI2 sau khi thêm KI
	PbI2 Pb2+ + 2I-
	10-4 10-4 2.10-4
	T PbI2 = (Pb2+) (I-)2 = 10-4. (2.10-4 + a)2 = 13,5.10-9
	a2 + 4.10-4 a – 13496.10-8 = 0
	 a = 1,1419.10-2 mol	0,5đ
	khối lượng KI cần thêm vào : 166.1,1419.10-2 = 1,895g	0,25đ
III. 3
Mn +e -> Mn	E01 = 0,56V 	(1)
	E02 = 1,7V 	(2)
(2) – (1) ta có : 
	E03 = ? 	(3)
	 G03 = G02 – G01
	- 2E03F = -3E02 F – E01F	0,5 đ
	 E03 = 
b. MnO42- + 2e- + 4H+ 	MnO2 + 2H2O	E01 : 2,27V
2MnO4- + 2e	2MnO42-	E02 : 0,56V
3MnO4 2- + 4H+	2Mn+ MnO2 + 2H2O	0,25 đ
 G03 = G01– G02 = -2E01F – (-2E02F) = -2F(E01-E02) <0
	Phản ứng xảy ra theo chiều thuận	0,25đ
	lg K 	0,25đ
	=> K = 9,25.1057	0,25đ
Câu IV. (4đ)
	IV.1 Để nghiên cứu cân bằng sau ở 250C
	Cu( r) + 2Fe3+ (dd) Cu2+ (dd) + 2Fe2+ (dd)
	người ta chuẩn bị dung dịch CuSO4 0,5M ; FeSO4 0,025M
	a. Cho biết chiều của phản ứng 
	b. Tính hằng số cân bằng phản ứng
	c. Tỉ lệ có giá trị bao nhiêu để phản ứng đổi chiều.
	E0 Cu2+ /Cu = 0,34V
	E0 Fe2+ / Fe = 0,77V
	IV. 2
	Cho E0Cr2O72-/2Cr3+ = 1,36V
	a. Xét chiều của phản ứng tại pH=0, viết phương trình phản ứng dưới dạng ion và phân tử.
	b. Cân bằng phản ứng theo phương pháp ion-electron
Đáp án
a) Cr2O7 2- oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ và bị Fe2+ khử về Cr3+ trong môi trường axit. 	 0,5đ
 Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ -> 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O	 0,5đ
K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 -> 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O 0,5đ
b) Cân bằng theo phương pháp ion electron
	Cr2O7 2- + 14H+ + 6e-	 -> 2Cr3+ + 7H2O
	1x
	6x	Fe 2+ - e	 -> Fe3+
Cr2O72- + 14H+ + 6Fe2+ -> 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O	 0,5đ
Câu V. 
	V.1) 
	Viết các phương trình phản ứng theo sơ đồ biến hóa
	A
	 A 
	B 
Biết A0 : hợp chất của một kim loại và một phi kim.
	A, A1, A2, C : các hợp chất của lưu huỳnh
	B, B1, B2, C : hợp chất của đồng dạng hoặc đồng kim loại
V.2).
	Chất X ở dạng tinh thể màu trắng có các tính chất hóa học sau :
	- Đốt nóng X ở nhiệt độ cao do ngọn lửa màu vàng.
	- Hòa tan X vào nước được dung dịch A. Cho khí SO2 đi từ từ qua dung dịch A thấy xuất hiện màu nâu, khi tiếp tục cho SO2 đi qua thì màu nâu mất đi do thu được dung dịch B. Thêm một ít dung dịch HNO3 vào dung dịch B sau đó thêm lượng dư AgNO3 thấy xuất hiện kết tủa màu vàng.
	- Hòa tan X vào nước thêm vào một ít dung dịch H2SO4 loãng và KI thấy xuất hiện màu nâu và màu nâu mất đi khi thêm dung dịch Na2S2O3 vào.
	a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra dưới dạng ion thu gọn.
	b. Để xác định công thức phân tử của X người ta hòa tan 0,1g X vào nước, thêm lượng dư KI và vài ml dung dịch H2SO4 dung dịch có màu nâu, chuẩn độ I2 thoát ra (chất chỉ thị là hồ tinh bột) bằng dung dịch Na2S2O3 0,1M mất màu thì tốn hết 37,4ml dung dịch Na2S2O3. Tìm công thức phân tử X.
Đáp án
Câu V (4đ)
V.1.
	CuS 	
	(A0)	 	 (B) (A)	A0 : CuS
	SO2 + Br2 + H2O -> H2SO4 + 2HBr	B: CuO	
	 (A1)	A: SO2	
	H2SO4 + Ag2O -> Ag2SO4 + H2O	A1 : H2SO4
	(A2)	A2 : Ag 2SO4	
	CuO + H2 	(B1)	B1 : Cu
	Cu + Cl2 	-> 	CuCl2	B2 : CuCl2	 (1,5đ)	(B2)	C: CuSO4
	Cu + 2H2SO4 đđ CuSO4 + SO2 + 2H2O	
	Ag2 SO4 +CuCl2 -> 2AgClâ + CuSO4	 (C)
CuSO4 + H2S -> CuSâ + H2SO4	 
 (A0)
V.2 
	Đốt nóng ở nhiệt độ cao cho màu vàng => X là hợp chất của Natri	0,25đ
	SO2 qua dung dịch X => màu nâu => hoặc Br2 tạo thành 	(0,25đ)
a. Do tạo kết tủa vàng với AgNO3 (AgIâ) => X : NaIOx	(0,25đ)
(2x-2)SO2 + 2I+ (2x-2) H2O -> I2 + (2x-2) SO4 2- +(4x-4) H+
SO2 + I2 + H2O 	 -> + SO4 2- + 4H+	
IOx- + (2x-1) I- + 2xH+ -> xI2 + xH2O
I2 + 2S2O3 2- 	 -> + S4O6 2-
(1đ)
b. nI2 = 	
(0,5 đ)
nI2 = x.nX = x	
=> x = 4	(0,5 đ)
=> X : NaIO4