LTH hieusct@yahoo.com.vn KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 LẦN THỨ XIII TẠI THÀNH PHỐ HUẾ ðỀ THI MÔN HÓA 10 Thời gian làm bài 180 phút ðỀ CHÍNH THỨC Chú ý: Mỗi câu hỏi thí sinh làm trên 01 tờ giấy riêng biệt Câu I : I.1 X thuộc chu kỳ 4, Y thuộc chu kỳ 2 của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. I i là năng lượng ion hoá thứ i của một nguyên tử. Thực nghiệm cho biết tỉ số I k+1 / I k của X và Y như sau: k k I I 1+ 1 2 I I 2 3 I I 3 4 I I 4 5 I I 5 6 I I X 1,94 4,31 1,31 1,26 1,30 Y 2,17 1,96 1,35 6,08 1,25 Lập luận ñể xác ñịnh X và Y. I.2 Phân tử CuCl kết tinh dưới dạng lập phương mặt tâm. 2.1 Hãy biểu diễn ô mạng cơ sở của tinh thể này. 2.2 Tính số ion Cu + và Cl - rồi suy ra số phân tử CuCl chứa trong ô mạng cơ sở. 2.3 Xác ñịnh bán kính ion của Cu + . Cho d CuCl = 4,316 g/cm 3 ; r Cl- = 1,84A o ; Cu = 63,5; Cl = 35,5. Biết N= 6,023.10 23 . I.3 Urani phân rã phóng xạ thành radi theo chuỗi sau : U 238 92 → α Th → − β Pa → − β U → α Th → α Ra Viết ñầy ñủ các phản ứng của chuỗi trên. Câu II: II.1 Trong bình chân không dung tích 500cm 3 chứa m gam HgO rắn. ðun nóng bình ñến 500 0 C xảy ra phản ứng: 2HgO(r)  2Hg(k) + O 2 (k) Áp suất khi cân bằng là 4 atm 1.1 Tính K P của phản ứng 1.2 Tính khối lượng nhỏ nhất của thuỷ ngân oxit cần lấy ñể tiến hành thí nghiệm này. Cho Hg = 200. II.2 ðốt cháy etan ( C 2 H 6 ) thu sản phẩm là khí CO 2 và H 2 O ( lỏng ) ở 25°C. 2.1 Viết phương trình nhiệt hoá học của phản ứng xảy ra. Hãy xác ñịnh nhiệt hình thành etan và năng lượng liên kết C=O. Biết khi ñốt cháy 1 mol etan toả ra lượng nhiệt là 1560,5KJ. Và : LTH hieusct@yahoo.com.vn ∆H ht ( KJ.mol -1 ) Liên kết Năng lượng liên kết ( KJ.mol -1 ) CO 2 -393,5 C–C 347 H 2 O (l) -285,8 H–C 413 O 2 0 H–O 464 O=O 495 2.2 Phản ứng có ∆G° = -1467,5 ( KJ.mol -1 ). Hãy tính ñộ biến thiên entropi của phản ứng ñã cho theo ñơn vị J.mol -1 .K -1 . Câu III: III.1 Thêm 1 ml dung dịch NH SCN 0,10 M vào 1ml dung dịch Fe + 0,01 M và F − 1M. Có màu ñỏ của phức FeSCN hay không? Biết rằng màu chỉ xuất hiện khi C 7.10 M − > và dung dịch ñược axit hóa ñủ ñể sự tạo phức hidroxo của Fe (III) xảy ra không ñáng kể. Cho 1 13,10 3 eF 3 10 F β − − = ; 1 2 3,03 eSCN 10 F β + = ( β là hằng số bền). III.2 ðánh giá thành phần cân bằng trong hỗn hợp gồm Ag + 1,0.10 -3 M; NH 1,0 M và Cu bột. Cho 10 β + = ; 10 β + = ; E 0,799V;E 0,337V + + = = (ở 25 0 C) Câu IV: IV.1 Biết thế oxi hóa khử tiêu chuẩn: E 0 Cu 2+ /Cu + = +0,16 V E 0 Fe 3+ /Fe 2+ = +0,77 V E 0 Ag + /Ag = +0,8 V E 0 Cu + /Cu = +0,52 V E 0 Fe 2+ /Fe = -0,44 V E 0 I 2 /2I - = +0,54 V Hãy cho biết hiện tượng gì xảy ra trong các trường hợp sau: 1.1 Cho bột sắt vào dung dịch sắt (III) sunfat 1.2 Cho bột ñồng vào dung dịch ñồng (II) sunfat 1.3 Cho dung dịch bạc nitrat vào dung dịch sắt (II) nitrat 1.4 Cho dung dịch sắt (III) nitrat vào dung dịch kali iotua IV.2 Hoà tan 7,82 gam XNO 3 vào nước thu ñược dung dịch A. ðiện phân dung dịch A với ñiện cực trơ - Nếu thời gian ñiện phân là t giây thì thu ñược kim loại tại catot và 0,1792 lít khí (ñktc) tại anot - Nếu thời gian ñiện phân là 2t giây thì thu ñược 0,56 lít khí (ñktc) Xác ñịnh X và tính thời gian t biết I = 1,93 A. Câu V: V.1 ðốt cháy hoàn toàn 4,4g sunfua của kim loại M (công thức MS) trong oxi dư. Chất rắn sau phản ứng ñem hoà tan trong 1 lượng vừa ñủ dung dịch HNO 3 37,8% thấy nồng ñộ phần trăm của muối trong dung dịch thu ñược là 41,72%. Khi làm lạnh dung dịch này thì thoát ra 8,08g muối rắn. Lọc tách muối rắn thấy nồng ñộ phần trăm của muối trong dung dịch là 34,7%. Xác ñịnh công thức muối rắn. V.2 Viết các phương trình phản ứng xảy ra: 2.1 Ion I - trong KI bị oxi hoá thành I 2 bởi FeCl 3 , O 3 ; còn I 2 oxi hoá ñược Na 2 S 2 O 3 . 2.2 Ion Br - bị oxi hoá bởi H 2 SO 4 c , BrO 3 - (môi trường axit); còn Br 2 lại oxi hoá ñược P thành axit tương ứng. 2.3 H 2 O 2 bị khử NaCrO 2 (trong môi trường bazơ) và bị oxi hoá trong dung dịch KMnO 4 (trong môi trường axit). Học sinh không ñược sử dụng bảng tuần hoàn. Hết LTH hieusct@yahoo.com.vn ðÁP ÁN ðáp án câu 1: ðối với X, từ I 2 lên I 3 tăng ñột ngột, vậy ion X 2+ có cấu hình của một khí hiếm do ñó : X là [Ar] 4s 2 ( Canxi ) (0,5 ñ) ðối với Y, từ I 4 lên I 5 tăng ñột ngột, vậy ion Y 4+ có cấu hình của một khí hiếm do ñó: Y là [He] 2s 2 2p 2 ( Cacbon) (0,5 ñ) I.2 Phân tử CuCl kết tinh dưới dạng lập phương mặt tâm. 2.1 Hãy biểu diễn ô mạng cơ sở của tinh thể này. 2.2 Tính số ion Cu + và Cl - rồi suy ra số phân tử CuCl chứa trong ô mạng cơ sở. 2.3 Xác ñịnh bán kính ion của Cu + . Cho d CuCl = 4,316 g/cm 3 ; r Cl- = 1,84A o ; Cu = 63,5; Cl = 35,5. Biết N= 6,023.10 23 . Giải: I.2.1. (0,5 ñ) 2.2 (0,75 ñ) Vì lập phương mặt tâm nên Cl - ở 8 ñỉnh: 1 8 1 8 =× ion Cl - 6 mặt: 3 2 1 6 =× ion Cl - Cu + ở giữa 12 cạnh : 3 4 1 12 =× ion Cu + ở t âm : 1x1=1 ion Cu + Vậy số phân tử trong mạng cơ sở là 4Cu + + 4Cl - = 4CuCl 2.3 (0,50 ñ) VN MN d A CuCl . . = với V=a 3 ( N: số phân tử, a là cạnh hình lập phương) , ., .,., ) , , ( , . . o 324 23 A CuCl 3 A41715a cm10965158 1002361364 5355634 Nd MN a =⇒ = + ==⇒ − (0,25 ñ) Mặt khác theo hình vẽ ta có a= 2r + + 2r - Cl - Cu + ⇒ 4 ion Cl - ⇒ 4 ion Cu + LTH hieusct@yahoo.com.vn o A ra r 86855,0 2 84,1.24171,5 2 2 = − = − =⇒ − + (0,25 ñ) I.3. U 238 92 → Th 234 90 + He 4 2 0,25 Th 234 90 → Pa 234 91 + e 0 1− 0,25 Pa 234 91 → U 234 92 + e 0 1− 0,25 U 234 92 → Th 230 90 + He 4 2 0,25 Th 230 90 → Ra 226 88 + He 4 2 0,25 ðáp án câu 2: 1.1 (1 ñ) 2HgO (r)  2Hg(k) + O 2 (k) [ ] 0 a mol 0 0 [ ] cb a – 2x 2x x 2 2 3 2 3 2 1 4 4.4 . 9,48 3 3 27 27 p Hg O K P P P P P   = = = = =     1.2 (1 ñ) . Số mol Hg nhỏ nhất khi a = 2x. Từ công thức HgO 4.0,5 3 0,0105 0,082.773 Vay a = 0,021 mol m 0,021.216 4,53 PV n x x RT g = = = → = = = II.2. ðốt cháy etan ( C 2 H 6 ) thu sản phẩm là khí CO 2 và H 2 O ( lỏng ) ở 25°C. 2.1 Viết phương trình nhiệt hoá học của phản ứng xảy ra. Hãy xác ñịnh nhiệt hình thành etan và năng lượng liên kết C=O. Biết khi ñốt cháy 1 mol etan toả ra lượng nhiệt là 1560,5KJ. Và : ∆H ht ( KJ.mol -1 ) Liên kết Năng lượng liên kết ( KJ.mol -1 ) CO 2 -393,5 C–C 347 H 2 O -285,8 H–C 413 O 2 0 H–O 464 O=O 495 2.2 Phản ứng có ∆G° = -1467,5 ( KJ.mol -1 ). Hãy tính ñộ biến thiên entropi của phản ứng ñã cho theo ñơn vị J.mol -1 .K -1 . Giải: 2.1. C 2 H 6 + 2 7 O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O ∆H = - 1560,5 KJ ( 2C 2 H 6 + 7O 2  →  4CO 2 + 6H 2 O ∆H = - 3121 0,5 LTH hieusct@yahoo.com.vn KJ ) ∆H p = 4 ∆H ht CO 2 + 6 ∆H ht H 2 O - 7∆H ht O 2 - 2 ∆H ht C 2 H 6  ∆H ht C 2 H 6 = ( ) ( ) ( ) [ ] 2 31218,28565,3934 − − − + − = - 83,9 ( KJ.mol -1 ) 0,5 ∆H p = 2 E C – C + 12 E C – H + 7E O=O - 8 E C = O - 12 E H – O  E C = O = ( ) [ ] 8 3121464x12495x7413x12347x2 − − − + + = 833( KJ.mol -1 ) 0,5 2.2 ∆G° = ∆H° - T∆S° ∆S° = ( ) [ ] ( ) 27325 5,14675,1560 + − − − = - 0,312 (kJ.mol -1 K -1 ) = -312 J.mol - 1 .K -1 0,5 ðáp án câu 3: III.1. Ta có: C + << C ( 1) − = 3 FeF β rất lớn. Vì vậy trong dung dịch, Fe 3+ tác dụng hết với F - tạo ra phức FeF . Fe 3F FeF − + → Ban ñầu 0,01 1 Sau phản ứng __ 0,97 0,01 0.5ñ Sau khi trộn với NH SCN : C = 5.10 -3 M; C − = 0,485M; C 5.10 M − − = FeF 3  Fe 3+ + 3F - 10 -13,10 Fe 3+ + SCN -  FeSCN 2+ 10 +3,03 FeF 3 + SCN -  FeSCN 2+ + 3F - K = 10 -10,07 0,5 ñ C 5.10 -3 5.10 -2 0,485 [ ] (5.10 -3 -x) (5.10 -2 -x) x 0,485+3x x(0, 485 3x) 10 (5.10 x)(5.10 x) − − − + ⇒ = − − 0.5ñ Với x << 5.10 -3 ta ñược : ( ) 613 3 07105 10x710x861 4850 10x10x25 x −− −− <== , , 0,5 ñ Vậy màu ñỏ của phức FeSCN không xuất hiện, nghĩa là F - ñã che hoàn toàn Fe 3+ III.2. Các quá trình xảy ra: - Tạo phức Ag(NH ) ( + > Ag NH CC 3 ) Ag + + 2NH 3  Ag(NH 3 ) 2 + 10 β = LTH hieusct@yahoo.com.vn 1,0.10 -3 1,0 __ 1,0-2,0.10 -3 1,0.10 -3 0.5ñ - Khử Ag(NH ) bởi Cu: 2x Ag(NH 3 ) 2 +  Ag + + 2NH 3 1 7,24 2 10 β − − = (1) 2Ag + + Cu  2Ag + Cu 2+ 15,61 0 10 K = (2) - Tạo phức của Cu 2+ với NH ( + > 2 3 Cu NH CC ) Cu 2+ + 4NH 3  Cu(NH 3 ) 4 2+ 12,03 4 10 β = (3) Tổ hợp (1)(2) và (3): 2Ag(NH 3 ) 2 + + Cu  2Ag + Cu(NH 3 ) 4 2+ ; 40 2 2 KK ββ= − = 10 13,16 0,5 ñ 1,0.10 -3 5,0.10 -4 TPGH: Cu(NH ) + : 5,0.10 -4 M ; NH :1, 0 2.10 1, 0M − − ≈ Cân bằng Cu(NH 3 ) 4 2+ + 2Ag  2Ag(NH 3 ) 2 + + Cu 10 - 13,16 C 5,0.10 -4 [ ] 5,0.10 -4 -x 2x (2x) 10 (5, 0.10 x) − − ⇒ = − x = 5.10 - 4  2x = 423816134 10x5101010x5 −−−− <=. 0,5 ñ Vậy: [Ag(NH ) ]=2x=10 5, 9.10 M − = [Cu(NH ) ]=5,0.10 M 0.5ñ Mặc dù Ag + tồn tại dưới dạng phức Ag(NH ) + nhưng vẫn bị Cu khử hoàn toàn. ðáp án câu 4: IV.1. 1.1. Vì E 0 Fe 3+ /Fe 2+ = +0,77 V > E 0 Fe 2+ /Fe = -0,44 V Tính oxi hóa: Fe 3+ mạnh hơn Fe 2+ Tính khử: Fe mạnh hơn Fe 2+ Phản ứng xảy ra 3 2 2 Fe Fe 3 Fe + + + → Dung dịch màu vàng chuyển sang lục nhạt (0.5ñ) 1.2. Vì E 0 Cu + /Cu = +0,52 V > E 0 Cu 2+ /Cu + = +0,16 V Tính oxi hóa: Cu + mạnh hơn Cu 2+ Tính khử: Cu + mạnh hơn Cu Phản ứng xảy ra 2 Cu Cu Cu Cu + + + + → + LTH hieusct@yahoo.com.vn Do ñó phản ứng nghịch không xảy ra nghĩa là cho bột ñồng vào dung dịch CuSO 4 không có hiện tượng gì (0.5ñ) 1.3.Vì E 0 Ag + /Ag = +0,8 V > E 0 Fe 3+ /Fe 2+ = +0,77 Tính oxi hóa: Ag + mạnh hơn Fe 3+ Tính khử: Fe 2+ mạnh hơn Ag Phản ứng xảy ra 2 3 Fe Ag Fe Ag + + + + → + Dung dịch màu lục nhạt chuyển sang màu vàng (0.5ñ) 1.4. Vì E 0 Fe 3+ /Fe 2+ = +0,77 V > E 0 I 2 /2I - = +0,54 V Tính oxi hóa: Fe 3+ mạnh hơn I 2 Tính khử: I - mạnh hơn Fe 2+ Phản ứng xảy ra 3 2 2 2I 2Fe I 2Fe − + + + → + Dung dịch không màu chuyển sang màu nâu (0.5ñ) IV.2 ðiện phân dung dịch A: (2ñ) 3 3 XNO X NO + − → + ← Ở anot : H 2 O – 2e → 2H + + ½ O 2 Ở catot : X + + 1e → X Ứng với 2t giây, số mol O 2 = 2 x 0,1792/22,4 = 0,008.2 < 0,56/22,4 = 0,025 mol 0,5 ñ Vậy ở catot có khí H 2 thoát ra : 0,025 - 0,016 = 0,009 mol Chứng tỏ X + ñã bị khử hết Ở catot : X + + 1e → X 2H 2 O + 2e → 2OH - + H 2 Ở anot : H 2 O – 2e → 2H + + ½ O 2 0,5 ñ Theo nguyên tắc cân bằng electron cho nhận ở 2 ñiện cực: a + 0,009.2 = 0,008.2.4 (với a là số mol của XNO 3 ) ⇒ a = 0,046 Thay a = 0,046 ta ñược X = 108 (Ag) 0,5 ñ Ứng với thời gian t suy ra số mol electron trao ñổi : 0320 2 0640 96500 It1 , , == 96500.0,032 t 1600 giây 1,93 = = 0,5 ñ ðáp án câu 5: Vì O 2 dư nên M có hoá trị cao nhất trong oxit 2MS + (2 + n:2)O 2  M 2 O n + 2SO 2 (0,25 ñ) a 0,5a M 2 O n + 2nHNO 3  2M(NO 3 ) n + n H 2 O (0,25 ñ) 0,5a an a Khối lượng dung dịch HNO 3 LTH hieusct@yahoo.com.vn m = an × 63 × 100 : 37,8 = 500an : 3 (g) Khối lượng dung dịch sau phản ứng m = aM + 8an + 500an : 3 (g) Ta có (aM + 62an) : (aM + 524an: 3) = 0,4172 Nên M = 18,65n (0,50 ñ) Chọn n = 3 Suy ra M = 56 (Fe) Ta có: a(M+32)= 4,4 Suy ra a = 0,05 khối lượng Fe(NO 3 ) 3 là m= 0,05 × 242 = 12,1(g) Khối lượng dung dịch sau khi muối kết tinh : m dd = aM + 524an: 3 – 8,08 =20,92 (g) Khối lượng Fe(NO 3 ) 3 còn lại trong dung dịch là : m = 20,92 × 34,7 : 100 = 7,25924 (g) Khối lượng Fe(NO 3 ) 3 kết tinh m = 12,1 - 7,25924 = 4,84 (g) (0,50 ñ) ðặt công thức Fe(NO 3 ) 3 . nH 2 O Suy ra 4,84:242 × (242 + 18n) = 8,08 Suy ra n = 9 CT Fe(NO 3 ) 3 . 9H 2 O (0,50 ñ) V.2. Viết các phương trình phản ứng xảy ra: 2.1. Ion I - trong KI bị oxi hoá thành I 2 bởi FeCl 3 , O 3 ; còn I 2 oxi hoá ñược Na 2 S 2 O 3 . 2.2. Ion Br - bị oxi hoá bởi H 2 SO 4 c , BrO 3 - (môi trường axit); còn Br 2 lại oxi hoá ñược P thành axit tương ứng. 2.3.H 2 O 2 bị khử NaCrO 2 (trong môi trường bazơ) và bị oxi hoá trong dung dịch KMnO 4 (trong môi trường axit) Giải:V. 2 (Mỗi phương trình 0,25 ñ) 2.1 2KI + 2FeCl 3  2FeCl 2 + 2KCl + I 2 2KI + O 3 + H 2 O  2KOH + O 2 + I 2 I 2 + 2Na 2 S 2 O 3  2NaI + Na 2 S 4 O 6 2.2 2Br - + 4H + + SO 4 2- ( ñặc)  Br 2 + SO 2 + 2H 2 O 5Br - + BrO 3 - + 6H +  3Br 2 + 3H 2 O 5Br 2 + 2P + 8H 2 O 10 HBr + 2H 3 PO 4 2.3 3H 2 O 2 + 2NaCrO 2 + 2NaOH  2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O 5H 2 O 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4  2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 5O 2 + 8H 2 O . LTH hieusct@yahoo.com.vn KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 LẦN THỨ XIII TẠI THÀNH PHỐ HUẾ ðỀ THI MÔN HÓA 10 Thời gian làm bài 180 phút ðỀ CHÍNH THỨC . 413 O 2 0 H–O 464 O=O 495 2.2 Phản ứng có ∆G° = -1467,5 ( KJ.mol -1 ). Hãy tính ñộ biến thi n entropi của phản ứng ñã cho theo ñơn vị J.mol -1 .K -1 . Câu III: III.1 Thêm 1 ml dung. 413 O 2 0 H–O 464 O=O 495 2.2 Phản ứng có ∆G° = -1467,5 ( KJ.mol -1 ). Hãy tính ñộ biến thi n entropi của phản ứng ñã cho theo ñơn vị J.mol -1 .K -1 . Giải: 2.1. C 2 H 6 + 2 7 O 2