BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 Môn: HOÁ HỌC Thi gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi th nht: 11/01/2011  thi có 02 trang, gm 06 câu Câu 1. (3,5 điểm) 1. Clo, brom, iot có th kt hp vi flo to thành các hp cht dng XF m . Thc nghim cho thy rng m có 3 giá tr khác nhau nu X là Cl hoc Br, m có 4 giá tr khác nhau nu X là I. a) Hãy vit công thc các hp cht dng XF m ca mi nguyên t Cl, Br, I. b) Da vào cu to nguyên t và  âm in ca các nguyên t, hãy gii thích s hình thành các hp cht trên. Cho:  âm in ca F là 4,0; Cl là 3,2; Br là 3,0; I là 2,7. 2. 32 P phân rã β - vi chu kì bán hu 14,28 ngày, c iu ch bng phn ng gia ntron vi ht nhân 32 S. a) Vit các phng trình phn ng ht nhân  iu ch 32 P và biu din s phân rã phóng x ca 32 P. b) Có hai mu phóng x 32 P c kí hiu là mu I và mu II. Mu I có hot  phóng x 20 mCi c lu gi trong bình t ti bung làm mát có nhit  10 o C. Mu II có hot  phóng x 2 µCi bt u c lu gi cùng thi im vi mu I nhng  nhit  20 o C. Khi hot  phóng x ca mu II ch còn 5.10 -1 µCi thì lng lu hunh xut hin trong bình cha mu I là bao nhiêu gam? Trc khi lu gi, trong bình không có lu hunh. Cho: 1 Ci = 3,7.10 10 Bq (1Bq = 1 phân rã/giây); s Avogaro N A = 6,02.10 23 mol -1 ; hot  phóng x A = .N ( là hng s tc  phân rã, N là s ht nhân phóng x  thi im t). Câu 2. (3,5 điểm) Mt phn ng pha khí xy ra theo phng trình: X(k) → Y(k) (1). Khi nng  u [X] 0 = 0,02 mol.L -1 thì tc  u ca phn ng v 0 ( 25 o C) là 4.10 -4 mol.L -1 .phút -1 ; nh lut tc  ca phn ng có dng: v = k.[X] (2), trong ó k là hng s tc  ca phn ng. 1. Tìm biu thc liên h lgv (logarit ca tc  phn ng) vi thi gian phn ng t và tính các h s trong biu thc này cho trng hp ca phn ng (1). 2. Tính thi gian phn ng mt na trong các iu kin nói trên. 3. Phn ng 2NO (k) + 2H 2 (k) → N 2 (k) + 2H 2 O (k) tuân theo quy lut ng hc thc nghim: v = k[NO] 2 [H 2 ]. Hai c ch c  xut cho phn ng này: C ch 1: 2 NO (k) → N 2 O 2 (k) (nhanh) N 2 O 2 (k) + H 2 (k) → 2HON (k) (nhanh) HON (k) + H 2 (k) → H 2 O (k) + HN (k) (chm) HN (k) + HON (k) → N 2 (k) + H 2 O (k) (nhanh). C ch 2: 2 NO (k) N 2 O 2 (k) (nhanh) N 2 O 2 (k) + H 2 (k) → N 2 O (k) + H 2 O (k) (chm) N 2 O (k) + H 2 (k) → N 2 (k) + H 2 O (k) (nhanh). C ch nào phù hp vi quy lut ng hc thc nghim? Ti sao? Câu 3. (3,5 điểm) Cho hng s khí R = 8,314 J.mol –1 .K –1 .  áp sut tiêu chun P 0 = 1,000 bar = 1,000.10 5 Pa, nhit  298 K, ta có các d kin nhit ng hc: Khí H 2 N 2 NH 3 Bin thiên entanpi hình thành 0- f H (kJ.mol ) 1 0 0 - 45,9 Entropi S 0 (J.mol –1 .K –1 ) 130,7 191,6 192,8 Liên kt NN N=N N-N H-H Bin thiên entanpi phân li liên kt 0 b H (kJ.mol –1 ) 945 466 159 436 Trang 1/2 1. Tính bin thiên entanpi, bin thiên entropi, bin thiên nng lng t do Gibbs và hng s cân bng K ca phn ng tng hp amoniac t nit và hiro  iu kin nhit  và áp sut trên. 2. Trong thc t sn xut, phn ng tng hp amoniac c thc hin  nhit  cao. a) Chp nhn gn úng vic b qua s ph thuc nhi t  ca H và S, hãy tính hng s cân bng K ca phn ng  T = 773 K. b) Nhn xét v hng u tiên ca phn ng  298 K và 773 K. Gii thích ti sao li tin hành tng hp NH 3  nhit  cao.  tng hiu sut tng hp amoniac trong công nghip, có th a ra bin pháp gì? Gii thích. 3. Tính bin thiên entanpi phân li liên kt 0 b H ca mt liên kt N-H trong phân t amoniac. 4. Tính bin thiên entanpi hình thành tiêu chun ca gc NH 0 f H 2 . Cho 2 0 b (H-NH ) H = 380 kJ.mol -1 . Câu 4. (3,0 điểm) Trong môi trng axit, H 2 C 2 O 4 b KMnO 4 oxi hoá thành CO 2 . Trn 50,00 mL dung dch KMnO 4 0,0080 M vi 25,00 mL H 2 C 2 O 4 0,20 M và 25,00 mL dung dch HClO 4 0,80 M c dung dch A. 1. Vit phng trình phn ng xy ra. Tính hng s cân bng ca phn ng và xác nh thành phn ca dung dch A. 2. Trn 10,00 mL dung dch A vi 10,00 mL dung dch B gm Ca(NO 3 ) 2 0,020 M và Ba(NO 3 ) 2 0,10 M. Có kt ta nào tách ra? Chp nhn s cng kt là không áng k; th tích dung dch to thành khi pha trn bng tng th tích ca các dung dch thành phn. Cho: ;  25 -+ 2+ 2224 4 00 CO /H C O MnO , H /Mn E = 1,51 V; E = - 0,49 V o C: 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 (pK S = - lgK S , vi K S là tích s tan; pK a = - lgK a , vi K a là hng s phân li axit).  tan ca CO 2 trong nc  25 o C là = 0,030 M. 2 CO L Câu 5. (3,0 điểm) 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 và - 42 2 0 MnO , H O/MnO E -2 44 0 MnO /MnO E. - b) Nhn xét v kh nng oxi hóa ca trong môi trng axit, trung tính và baz. Gii thích. - 4 MnO 2. Vit phng trình ion ca các phn ng  minh ha kh nng oxi hóa ca ion pemanganat ph thuc vào pH ca môi trng. Câu 6. (3,5 điểm)  xác nh hàm lng ca crom và st trong mt mu gm Cr 2 O 3 và Fe 2 O 3 , ngi ta un nóng chy 1,98 gam mu vi Na 2 O 2  oxi hóa Cr 2 O 3 thành − 2 4 CrO . Cho khi ã nung chy vào nc, un sôi  phân hu ht Na 2 O 2 . Thêm H 2 SO 4 loãng n d vào hn hp thu c và pha thành 100,00 mL, c dung dch A có màu vàng da cam. Cho dung dch KI (d) vào 10,00 mL dung dch A, lng (sn phm ca phn ng gia I 3 - I – và I 2 ) gii phóng ra phn ng ht vi 10,50 mL dung dch Na 2 S 2 O 3 0,40 M. Nu cho dung dch NaF (d) vào 10,00 mL dung dch A ri nh tip dung dch KI n d thì lng gii phóng ra ch phn ng ht vi 7,50 mL dung dch Na 3 - I 2 S 2 O 3 0,40 M. 1. Vit các phng trình phn ng xy ra. 2. Gii thích vai trò ca dung dch NaF. 3. Tính thành phn % khi lng ca crom và st trong mu ban u. Cho: Fe = 56; Cr = 52. HT * Thí sinh không được sử dụng tài liệu. * Giám thị không giải thích gì thêm. Trang 2/2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 Môn: HOÁ HỌC Thi gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi th nht: 11/01/2011  thi có 02 trang, gm 06 câu Câu 1. (3,5 điểm) 1. Clo, brom, iot có th kt hp vi flo to thành các hp cht dng XF m . Thc nghim cho thy rng m có 3 giá tr khác nhau nu X là Cl hoc Br, m có 4 giá tr khác nhau nu X là I. a) Hãy vit công thc các hp cht dng XF m ca mi nguyên t Cl, Br, I. b) Da vào cu to nguyên t và  âm in ca các nguyên t, hãy gii thích s hình thành các hp cht trên. Cho:  âm in ca F là 4,0; Cl là 3,2; Br là 3,0; I là 2,7. 2. 32 P phân rã β - vi chu kì bán hu 14,28 ngày, c iu ch bng phn ng gia ntron vi ht nhân 32 S. a) Vit các phng trình phn ng ht nhân  iu ch 32 P và biu din s phân rã phóng x ca 32 P. b) Có hai mu phóng x 32 P c kí hiu là mu I và mu II. Mu I có hot  phóng x 20 mCi c lu gi trong bình t ti bung làm mát có nhit  10 o C. Mu II có hot  phóng x 2 µCi bt u c lu gi cùng thi im vi mu I nhng  nhit  20 o C. Khi hot  phóng x ca mu II ch còn 5.10 -1 µCi thì lng lu hunh xut hin trong bình cha mu I là bao nhiêu gam? Trc khi lu gi, trong bình không có lu hunh. Cho: 1 Ci = 3,7.10 10 Bq (1Bq = 1 phân rã/giây); s Avogaro N A = 6,02.10 23 mol -1 ; hot  phóng x A = .N ( là hng s tc  phân rã, N là s ht nhân phóng x  thi im t). Câu 2. (3,5 điểm) Mt phn ng pha khí xy ra theo phng trình: X(k) → Y(k) (1). Khi nng  u [X] 0 = 0,02 mol.L -1 thì tc  u ca phn ng v 0 ( 25 o C) là 4.10 -4 mol.L -1 .phút -1 ; nh lut tc  ca phn ng có dng: v = k.[X] (2), trong ó k là hng s tc  ca phn ng. 1. Tìm biu thc liên h lgv (logarit ca tc  phn ng) vi thi gian phn ng t và tính các h s trong biu thc này cho trng hp ca phn ng (1). 2. Tính thi gian phn ng mt na trong các iu kin nói trên. 3. Phn ng 2NO (k) + 2H 2 (k) → N 2 (k) + 2H 2 O (k) tuân theo quy lut ng hc thc nghim: v = k[NO] 2 [H 2 ]. Hai c ch c  xut cho phn ng này: C ch 1: 2 NO (k) → N 2 O 2 (k) (nhanh) N 2 O 2 (k) + H 2 (k) → 2HON (k) (nhanh) HON (k) + H 2 (k) → H 2 O (k) + HN (k) (chm) HN (k) + HON (k) → N 2 (k) + H 2 O (k) (nhanh). C ch 2: 2 NO (k) N 2 O 2 (k) (nhanh) N 2 O 2 (k) + H 2 (k) → N 2 O (k) + H 2 O (k) (chm) N 2 O (k) + H 2 (k) → N 2 (k) + H 2 O (k) (nhanh). C ch nào phù hp vi quy lut ng hc thc nghim? Ti sao? Câu 3. (3,5 điểm) Cho hng s khí R = 8,314 J.mol –1 .K –1 .  áp sut tiêu chun P 0 = 1,000 bar = 1,000.10 5 Pa, nhit  298 K, ta có các d kin nhit ng hc: Khí H 2 N 2 NH 3 Bin thiên entanpi hình thành 0- f H (kJ.mol ) 1 0 0 - 45,9 Entropi S 0 (J.mol –1 .K –1 ) 130,7 191,6 192,8 Liên kt NN N=N N-N H-H Bin thiên entanpi phân li liên kt 0 b H (kJ.mol –1 ) 945 466 159 436 Trang 1/2 1. Tính bin thiên entanpi, bin thiên entropi, bin thiên nng lng t do Gibbs và hng s cân bng K ca phn ng tng hp amoniac t nit và hiro  iu kin nhit  và áp sut trên. 2. Trong thc t sn xut, phn ng tng hp amoniac c thc hin  nhit  cao. a) Chp nhn gn úng vic b qua s ph thuc nhi t  ca H và S, hãy tính hng s cân bng K ca phn ng  T = 773 K. b) Nhn xét v hng u tiên ca phn ng  298 K và 773 K. Gii thích ti sao li tin hành tng hp NH 3  nhit  cao.  tng hiu sut tng hp amoniac trong công nghip, có th a ra bin pháp gì? Gii thích. 3. Tính bin thiên entanpi phân li liên kt 0 b H ca mt liên kt N-H trong phân t amoniac. 4. Tính bin thiên entanpi hình thành tiêu chun ca gc NH 0 f H 2 . Cho 2 0 b (H-NH ) H = 380 kJ.mol -1 . Câu 4. (3,0 điểm) Trong môi trng axit, H 2 C 2 O 4 b KMnO 4 oxi hoá thành CO 2 . Trn 50,00 mL dung dch KMnO 4 0,0080 M vi 25,00 mL H 2 C 2 O 4 0,20 M và 25,00 mL dung dch HClO 4 0,80 M c dung dch A. 1. Vit phng trình phn ng xy ra. Tính hng s cân bng ca phn ng và xác nh thành phn ca dung dch A. 2. Trn 10,00 mL dung dch A vi 10,00 mL dung dch B gm Ca(NO 3 ) 2 0,020 M và Ba(NO 3 ) 2 0,10 M. Có kt ta nào tách ra? Chp nhn s cng kt là không áng k; th tích dung dch to thành khi pha trn bng tng th tích ca các dung dch thành phn. Cho: ;  25 -+ 2+ 2224 4 00 CO /H C O MnO , H /Mn E = 1,51 V; E = - 0,49 V o C: 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 (pK S = - lgK S , vi K S là tích s tan; pK a = - lgK a , vi K a là hng s phân li axit).  tan ca CO 2 trong nc  25 o C là = 0,030 M. 2 CO L Câu 5. (3,0 điểm) 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 và - 42 2 0 MnO , H O/MnO E -2 44 0 MnO /MnO E. - b) Nhn xét v kh nng oxi hóa ca trong môi trng axit, trung tính và baz. Gii thích. - 4 MnO 2. Vit phng trình ion ca các phn ng  minh ha kh nng oxi hóa ca ion pemanganat ph thuc vào pH ca môi trng. Câu 6. (3,5 điểm)  xác nh hàm lng ca crom và st trong mt mu gm Cr 2 O 3 và Fe 2 O 3 , ngi ta un nóng chy 1,98 gam mu vi Na 2 O 2  oxi hóa Cr 2 O 3 thành − 2 4 CrO . Cho khi ã nung chy vào nc, un sôi  phân hu ht Na 2 O 2 . Thêm H 2 SO 4 loãng n d vào hn hp thu c và pha thành 100,00 mL, c dung dch A có màu vàng da cam. Cho dung dch KI (d) vào 10,00 mL dung dch A, lng (sn phm ca phn ng gia I 3 - I – và I 2 ) gii phóng ra phn ng ht vi 10,50 mL dung dch Na 2 S 2 O 3 0,40 M. Nu cho dung dch NaF (d) vào 10,00 mL dung dch A ri nh tip dung dch KI n d thì lng gii phóng ra ch phn ng ht vi 7,50 mL dung dch Na 3 - I 2 S 2 O 3 0,40 M. 1. Vit các phng trình phn ng xy ra. 2. Gii thích vai trò ca dung dch NaF. 3. Tính thành phn % khi lng ca crom và st trong mu ban u. Cho: Fe = 56; Cr = 52. HT * Thí sinh không được sử dụng tài liệu. * Giám thị không giải thích gì thêm. Trang 2/2 . BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 Môn: HOÁ HỌC Thi gian: 180 phút. thêm. Trang 2/2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 Môn: HOÁ HỌC Thi gian: 180 phút