DANH MỤC TÀI LIỆU
Đề thi học sinh giỏi Quốc gia môn Hóa học lớp 12 năm 2011 - Có đáp án (Ngày thi thứ nhất)
B GIÁO DC VÀ ĐÀO TO
ĐỀ THI CHÍNH THC
K THI CHN HC SINH GII QUC GIA
LP 12 THPT NĂM 2011
Môn: HOÁ HC
Thi gian: 180 phút (không k thi gian giao đề)
Ngày thi th nht: 11/01/2011
 thi có 02 trang, gm 06 câu
Câu 1. (3,5 đim)
1. Clo, brom, iot có th kt hp vi flo to thành các hp cht dng XFm. Thc nghim cho thy
rng m có 3 giá tr khác nhau nu X là Cl hoc Br, m có 4 giá tr khác nhau nu X là I.
a) Hãy vit công thc các hp cht dng XFm ca mi nguyên t Cl, Br, I.
b) Da vào cu to nguyên t âm in ca các nguyên t, hãy gii thích s hình thành các
hp cht trên.
Cho:  âm in ca F là 4,0; Cl là 3,2; Br là 3,0; I là 2,7.
2. 32P phân rã β- vi chu kì bán hu 14,28 ngày, c iu ch bng phn ng gia ntron vi
ht nhân 32S.
a) Vit các phng trình phn ng ht nhân  iu ch 32P và biu din s phân rã phóng x ca 32P.
b) Có hai mu phóng x 32P c kí hiu là mu I và mu II. Mu I có hot  phóng x 20 mCi
c lu gi trong bình t ti bung làm mát có nhit  10 oC. Mu II có hot  phóng x 2 µCi
bt u c lu gi cùng thi im vi mu I nhng nhit  20 oC. Khi hot  phóng x ca
mu II ch còn 5.10-1 µCi thì lng lu hunh xut hin trong bình cha mu I là bao nhiêu gam?
Trc khi lu gi, trong bình không có lu hunh.
Cho: 1 Ci = 3,7.1010 Bq (1Bq = 1 phân rã/giây); s Avogaro NA = 6,02.1023 mol-1; hot 
phóng x A = .N ( là hng s tc  phân rã, N là s ht nhân phóng x thi im t).
Câu 2. (3,5 đim)
Mt phn ng pha khí xy ra theo phng trình: X(k) Y(k) (1). Khi nng  u [X]0 = 0,02 mol.L-1
thì tc  u ca phn ng v0 ( 25 oC) là 4.10-4 mol.L-1.phút-1; nh lut tc  ca phn ng có
dng: v = k.[X] (2), trong ó k là hng s tc  ca phn ng.
1. Tìm biu thc liên h lgv (logarit ca tc  phn ng) vi thi gian phn ng t và tính các h
s trong biu thc này cho trng hp ca phn ng (1).
2. Tính thi gian phn ng mt na trong các iu kin nói trên.
3. Phn ng 2NO (k) + 2H2 (k) N2 (k) + 2H2O (k) tuân theo quy lut ng hc thc
nghim: v = k[NO]2[H2]. Hai c ch c  xut cho phn ng này:
C ch 1:
2 NO (k) N2O2 (k) (nhanh)
N2O2 (k) + H2 (k) 2HON (k) (nhanh)
HON (k) + H2 (k) H2O (k) + HN (k) (chm)
HN (k) + HON (k) N2 (k) + H2O (k) (nhanh).
C ch 2:
2 NO (k) N2O2 (k) (nhanh)
N2O2 (k) + H2 (k) N2O (k) + H2O (k) (chm)
N2O (k) + H2 (k) N2 (k) + H2O (k) (nhanh).
C ch nào phù hp vi quy lut ng hc thc nghim? Ti sao?
Câu 3. (3,5 đim)
Cho hng s khí R = 8,314 J.mol–1.K–1. áp sut tiêu chun P0 = 1,000 bar = 1,000.105 Pa,
nhit  298 K, ta có các d kin nhit ng hc:
Khí H2N2NH3
Bin thiên entanpi hình thành
0-
f
H (kJ.mol )
10 0 - 45,9
Entropi S0(J.mol–1.K–1) 130,7 191,6 192,8
Liên kt NN N=N N-N H-H
Bin thiên entanpi phân li liên kt 0
b
H(kJ.mol–1) 945 466 159 436
Trang 1/2
1. Tính bin thiên entanpi, bin thiên entropi, bin thiên nng lng t do Gibbs và hng s cân
bng K ca phn ng tng hp amoniac t nit và hiro iu kin nhit  và áp sut trên.
2. Trong thc t sn xut, phn ng tng hp amoniac c thc hin nhit  cao.
a) Chp nhn gn úng vic b qua s ph thuc nhit  ca H và S, hãy tính hng s cân
bng K ca phn ng T = 773 K.
b) Nhn xét v hng u tiên ca phn ng 298 K và 773 K. Gii thích ti sao li tin hành
tng hp NH3 nhit  cao.  tng hiu sut tng hp amoniac trong công nghip, có th a
ra bin pháp gì? Gii thích.
3. Tính bin thiên entanpi phân li liên kt 0
b
Hca mt liên kt N-H trong phân t amoniac.
4. Tính bin thiên entanpi hình thành tiêu chun ca gc NH
0
f
H2. Cho 2
0
b
(H-NH )
H = 380 kJ.mol-1.
Câu 4. (3,0 đim)
Trong môi trng axit, H2C2O4 b KMnO4 oxi hoá thành CO2. Trn 50,00 mL dung dch KMnO4
0,0080 M vi 25,00 mL H2C2O4 0,20 M và 25,00 mL dung dch HClO4 0,80 M c dung dch A.
1. Vit phng trình phn ng xy ra. Tính hng s cân bng ca phn ng và xác nh thành
phn ca dung dch A.
2. Trn 10,00 mL dung dch A vi 10,00 mL dung dch B gm Ca(NO3)2 0,020 M và Ba(NO3)2 0,10 M.
Có kt ta nào tách ra?
Chp nhn s cng kt là không áng k; th tích dung dch to thành khi pha trn bng tng
th tích ca các dung dch thành phn.
Cho: ; 25
-+ 2+ 2224
4
00
CO /H C O
MnO , H /Mn
E = 1,51 V; E = - 0,49 V oC: RT
2,303 = 0,0592
F;
;
224 224 2 2 2 2
a1(H C O ) a2(H C O ) a1(H O + CO ) a2(H O + CO )
pK = 1,25; pK = 4,27; pK = 6,35; pK 10,33=
;
24 3 24 3
s(CaC O ) s(CaCO ) s(BaC O ) s(BaCO )
pK = 8,75; pK = 8,35; pK = 6,80; pK = 8,30
(pKS = - lgKS, vi KS là tích s tan; pKa = - lgKa, vi Ka là hng s phân li axit).
 tan ca CO2 trong nc 25 oC là = 0,030 M.
2
CO
L
Câu 5. (3,0 đim)
1. Cho:
- + 2+ 2- + + 2+
4422
00 0
MnO, H/Mn MnO , H/MnO MnO, H/Mn
E = 1,51 V; E = 2,26 V; E = 1,23 V.
a) Tính
-
42 2
0
MnO , H O/MnO
E-2
44
0
MnO /MnO
E.
-
b) Nhn xét v kh nng oxi hóa catrong môi trng axit, trung tính và baz. Gii thích.
-
4
MnO
2. Vit phng trình ion ca các phn ng  minh ha kh nng oxi hóa ca ion pemanganat
ph thuc vào pH ca môi trng.
Câu 6. (3,5 đim)
 xác nh hàm lng ca crom và st trong mt mu gm Cr2O3 và Fe2O3, ngi ta un
nóng chy 1,98 gam mu vi Na2O2  oxi hóa Cr2O3 thành
2
4
CrO . Cho khi ã nung chy vào
nc, un sôi  phân hu ht Na2O2. Thêm H2SO4 loãng n d vào hn hp thu c và pha thành
100,00 mL, c dung dch A có màu vàng da cam. Cho dung dch KI (d) vào 10,00 mL dung dch
A, lng (sn phm ca phn ng gia I
3
-
Ivà I2) gii phóng ra phn ng ht vi 10,50 mL dung dch
Na2S2O3 0,40 M. Nu cho dung dch NaF (d) vào 10,00 mL dung dch A ri nh tip dung dch KI
n d thì lng gii phóng ra ch phn ng ht vi 7,50 mL dung dch Na
3
-
I2S2O3 0,40 M.
1. Vit các phng trình phn ng xy ra.
2. Gii thích vai trò ca dung dch NaF.
3. Tính thành phn % khi lng ca crom và st trong mu ban u. Cho: Fe = 56; Cr = 52.
---------------------HT--------------------
* Thí sinh không được s dng tài liu.
* Giám th không gii thích gì thêm.
Trang 2/2
Trang 1/6
B GIÁO DC VÀ ĐÀO TO
K THI CHN HC SINH GII QUC GIA
LP 12 THPT NĂM 2011
ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THC
Môn: HOÁ HC
Ngày thi th nht: 11/01/2011
(Gm 06 trang)
Câu 1
1
(2,0
đim)
a) Công thc các hp cht XFm:
X là Cl có ClF; ClF3; ClF5 (a); X là Br có BrF; BrF3; BrF5 (b);
X là I có IF; IF3; IF5; IF7 (c).
b) Các hp cht trên đều có liên kết cng hóa tr, mi liên kết được to thành do 2
electron có spin đối song song ca 2 nguyên t góp chung.
* F (Z = 9; n = 2) có 4 AO hóa tr, vì vy cu hình ch có 1 electron độc thân:
* Cl (Z = 17; n = 3), Br (Z = 35; 9n = 4), I (Z = 53; n = 5) ging nhau đều có 9 AO
hóa tr, có th có:
1 electron độc thân:
hoc 3 electron độc thân:
5 electron độc thân:
7 electron độc thân:
- Hp cht ClF7 không tn ti vì th tích nguyên t clo rt nh, lc đẩy ca các v
nguyên t flo s phá v liên kết trong phân t. Hp cht BrF7 tương t hp cht ClF7
(hp cht BrF7 hin nay chưa điu chế được).
- Hp cht IF7 tn ti vì th tích nguyên t iot rt ln so vi th tích nguyên t flo, lc
đẩy ca các v nguyên t flo không phá v được các liên kết trong phân t.
2
(1,5
đim)
a) Phương trình phn ng ht nhân điu chế 32P: 1632S + 01n 1532P + 11p
và phân rã phóng x ca 32P: 1532P 1632S + β-
b)
0
A
A=
1/2
t/t
-1
5.10 μCi 1 1
2μCi 4 2
⎛⎞
==
⎜⎟
⎝⎠ t/t1/2 = 2 t = 2.t1/2. Vy thi gian đã lưu gi là 2
chu kì bán hu.
Tc độ phân rã phóng x không ph thuc vào nng độ đầu và nhit độ, nên sau
thi gian đó lượng 32P ca mu I cũng ch còn li 1/4 so vi lúc đầu độ gim hot độ
phóng x trong mu I là: 320
4 mCi =15 mCi = 15.10-3.3,7.1010 Bq = 15.3,7.107 Bq.
S ht nhân đã biến đổi phóng x là:
N =
7
1/2
A.t
A 15.3,7.10 .14,28.24.3600
λln2 0,693
== = 9,9.1014 nguyên t
Khi lượng 32P đã phân rã là: 32 P
m=
14
23
32.9,9.10
6,02.10 = 5,3.10-8 (g) = 5,3.10-2 (μg)
Khi b qua s ht khi ca phân rã phóng x, khi lượng 32S to thành đúng bng
khi lượng 32P đã phân rã: m(32S) = 5,3.10-2μg.
Trang 2/6
Câu 2
1
(1,0
đim)
Phn ng là bc 1 nên: [X] = [X]0.e-kt (1) v = k[X] = k.[X]0.e-kt
lnv = ln(k[X]0) - kt (2) Hay: lnv = lnv0 - kt (3) (v0 là tc độ đầu ca phn
ng) lgv = lgv0 – kt/2,303.
k = 0
0
v
[X] = 4.10-4/2.10-2 = 2.10-2(phút-1) lgv = -3,4 - 8,7.10-3t
(t: phút; v: mol.L-1.phút-1).
(Nhng biu thc trong đó lgv là hàm ca mt biến s độc lp t đều coi là đúng).
2
(0,75
đim)
Đối vi phn ng bc 1:
1/2 -2 1
ln2 0,693
t= = = 34,7
k 2.10 (phút)(phút)
3
(1,75
đim)
Phn ng 2NO (k) + 2H2 (k) N2 (k) + 2H2O (k) tuân theo quy lut động
hc thc nghim: v = k[NO]2[H2].
Cơ chế 1:
2NO (k) 1
k
N2O2 (k) (nhanh) (1)
N2O2 (k) + H2 (k) 2
k
2HON (k) (nhanh) (2)
HON (k) + H2 (k) 3
k
H2O (k) +HN (k) (chm) (3)
HN (k) + HON (k) 4
k
N2 (k) + H2O (k) (nhanh) (4)
Chp nhn gn đúng rng giai đon quyết định tc độ phn ng là giai đon
chm nht.
* Trong cơ chế đã cho, giai đon 3 chm, quyết định tc độ phn ng, nên:
v = k3.[HON][H2] (5)
Khi nng độ các sn phm trung gian đạt được trng thái dng
22
d[N O ]
dt = 1
2k1[NO]2 – k2[H2][N2O2] = 0 (6) [N2O2] =
2
1
22
k[NO]
2k [H ] (7)
d[HON]
dt = 2k2[H2][N2O2] - k3.[HON][H2] – k4[HON][HN] = 0 (8)
d[HN]
dt = k3.[HON][H2] – k4[HON][HN] = 0 (9)
Ly (8) tr (9) và biến đổi đơn gin, ta có: [HON] = 222
3
k[NO]
k (10)
Thay (7) vào (10) rút ra: [HON] =
2
1
32
k[NO]
2k [H ] (11)
Thay (11) vào (5) thu được: v =
2
1
k[NO]
2= k[NO]2. Kết qu này không phù hp
vi đinh lut tc độ thc nghim. Cơ chế 1 là không có kh năng.
Cơ chế 2:
2NO N2O2 Kcb (nhanh) (12)
N2O2 + H2 5
k
N2O + H2O (chm) (13)
N2O + H2 6
k
⎯→ N2 + H2O (nhanh) (14)
Tc độ phn ng được quyết định bi (13), nên: v = k5[N2O2].[H2] (15)
Da vào cân bng 2 NO N2O2, rút ra: [N2O2] = Kcb.[NO]2 (16)
Thay (16) vào (15) thu được: v = Kcb.k5[NO]2.[H2] = k[NO]2.[H2].
Kết lun: Cơ chế 2 cho phép rút ra biu thc ca định lut tc độ thc nghim. Cơ
chế này là có kh năng.
Trang 3/6
Câu 3
1
(0,75
đim)
N2 + 3H2 2NH3 (1)
298K, 0
r
ΔH= - 91,8 kJ.mol-1; 0
r
ΔS = -198,1 J.mol-1.K-1;
0
r
ΔG= 0
r
ΔH– 298. 0
r
ΔS = -32,8 (kJ.mol-1);
0
r
ΔG= -R.T.lnK lnK = - 0
r
ΔG(R.T)-1 = 13,24 K = 5,62.105.
2
(1,5
đim)
a) Tính hng s cân bng K ca phn ng T = 773 K:
773K: 0
r
ΔG(773 K) = 0
r
ΔH - T. 0
r
ΔS - 91,8 + 773.198,1.10-3 = 61,3 (kJ.mol-1)
lnK = - 61,3.103.(8,314.773)-1 = - 9,54 K = e-9,54 = 7,2.10-5.
b) 298 K, hng s cân bng K >> 1. Phn ng (1) din ra ưu tiên theo chiu thun.
773 K, hng s cân bng K << 1. Phn ng (1) din ra ưu tiên theo chiu nghch.
Mc dù nhit độ cao (773K), phn ng (1) din ra ưu tiên theo chiu nghch,
nhưng tc độ phn ng ln, còn tc độ phn ng 298 K quá nh. Để tăng tc độ phn
ng, làm h nhanh đạt đến cân bng, người ta buc phi tiến hành phn ng nhit độ
cao.
Để tăng hiu sut tng hp amoniac trong công nghip:
- Phn ng (1) gim s mol khí. Để cân bng chuyn dch theo chiu thun, tăng hiu
sut tng hp amoniac cn thc hin phn ng áp sut cao.
- Hiu sut to thành amoniac là cc đại khi t l ca khí H2 và khí N2 được ly đúng
bng t l các h s ca chúng trong phương trình phn ng, nghĩa là H2 : N2 là 3 : 1.
3
(0,5
đim)
Tính biến thiên entanpi phân li liên kết 0
b
ΔHca mt liên kết N-H trong phân t amoniac:
N
2 + 3H2 2NH3 2H1 = 2.(-45,9) kJ.mol-1 (1)
N
2 2 Ni H2 = 945 kJ.mol-1 (2)
3H2 6 Hi 3H3 = 3.436 kJ.mol-1 (3)
T (1), (2), (3), ta có: 2 Ni+ 6 Hi 2NH3 6 0
(N-H)
ΔH
60
(N-H)
ΔH = -2.45,9 – 945 – 3.436 = - 2344,8 (kJ.mol-1) 0
b
(N-H)
ΔH = 390,8 kJ.mol-1
4
(0,75
đim)
Tính biến thiên entanpi hình thành tiêu chun 0
f
ΔHca gc ·NH2:
N2 + 3H2 2NH3 2H1 = 2.(-45,9) kJ.mol-1 (1)
H2 2 Hi H3 = 436 kJ.mol-1 (3)
2NH3 2 2
NHi+ 2 Hi 2H4 = 2.380 kJ.mol-1 (4)
T (1), (3), (4), có: N2 + 2H2 2 2
NHi 2 2
0
f( NH )
ΔHi
2 2
0
f( NH )
ΔHi= - 2.45,9 – 436 + 2.380 = 232,2 (kJ/mol) 2
0
f( NH )
ΔHi= 116,1 kJ/mol
Câu 4
1
(1,0
đim)
Sau khi trn: -
4
MnO
C = 0,0040 M; 224
HCO
C= 0,050 M ; +
H
C= 0,20 M
Phn ng: 2× -
4
MnO + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O
5× H2C2O4 2CO2 + 2H+ + 2e
2 -
4
MnO + 5H2C2O4 + 6H+
⎯→
2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O K = 10337,84
0,0040 0,050 0,20
- 0,040 0,188 0,0040 0,020
TPGH: H2C2O4 0,040 M; H+ 0,188 M; CO2 0,020 M (< 2
CO
L= 0,030 M); Mn2+ 0,0040 M.
Trang 4/6
2
(2,0
đim)
Trn dung dch A và dung dch B:
224
HCO
C= 0,020 M; +
H
C= 0,094 M; 2
CO
C= 0,010 M; 2+
Mn
C= 0,0020 M;
2+
Ca
C= 0,010 M; 2+
Ba
C= 0,050 M.
s phân li ca axit cacbonic (hn hp H2O+CO2) không đáng k trong môi trường
axit, do đó có th coi [CO2] 0,010 M và kh năng ch xut hin kết ta oxalat (nếu có).
Xét th t kết ta:
- Để có kết ta CaC2O4: 24
2-
24 2+
-8,75
s(CaC O )
' -6,75
'
CO (1)
Ca
K10
C = = 10 M
0,01
C
- Để có kết ta BaC2O4: 24
2-
24 2+
-6,8
s(BaC O )
'-5,5
'
CO (2)
Ba
K10
C = = 10 M
0,05
C
2-
24
'
CO (1)
C<
2-
24
'
CO (2)
C CaC2O4 s kết ta trước. Do 224 224
a1(H C O ) a2(H C O )
KKnên
nng độ các cu t được tính theo cân bng:
H2C2O4 H+ + -
24
HC O 1,25
a1
K10
=
'
C 0,020 – x 0,094+x x
-
24
'
HC O
C = x = 7,15.10-3 M; +
'
H
C = 0,1012 M
-
24
2-
24 +
'
HC O
'
a2 '
CO
H
C
CK
C
== 10-5,42 M
2+
'
Ca
C. 2-
24
'
CO
C = 0,01.10-5,42 =10-7,42 > 10-8,75 = 24
s(CaC O )
K có CaC2O4 kết ta theo
phn ng: Ca2+ + H2C2O4
⎯→
CaC2O4 + 2H+ K = 103,23
0,010 0,020 0,094
- 0,010 0,114
Đánh giá kh năng kết ta BaC2O4 t lượng dư H2C2O4:
Tương t: H2C2O4 H+ + -
24
HC O 1,25
a1
K10
=
'
C 0,010 – y 0,114+y y
-
24
'
HC O
C = y = 3,24.10-3 M; +
'
H
C = 0,117 M 2-
24
'
CO
C= 10
-5,83 M
2+
'
Ba
C. 2-
24
'
CO
C = 0,05.10-5,83 =10-7,13 < 10-6,8 = 24
s(BaC O )
K không có BaC2O4 kết ta.
Khi đó 24
2+
2-
24
8,75
s(CaC O )
'2,92
,5,83
Ca
CO
K10
C= 10 (M)
C10
==
Kim tra: 2-
3
'' 16,68
'a1 a2 2
+2 2
CO
K.K.[CO] 10 .0,01
C[H ] (0,117)
=== 1,53.10-17 (M)
2+ 2- 2+ 2-
33
33
'' ''
s(CaCO ) s(BaCO )
Ca CO Ba CO
C.C< K ;C.C< K không có CaCO3 và BaCO3 tách ra.
thông tin tài liệu
Đề thi gồm 2 trang,với thời gian làm bài 180 phút được sử dụng trong kỳ thi chọn học sinh giỏi Quốc gia môn Hóa Học lớp 12 năm 2011.
Mở rộng để xem thêm
xem nhiều trong tuần
yêu cầu tài liệu
Giúp bạn tìm tài liệu chưa có

LÝ THUYẾT TOÁN


×