Các phép tính thí sinh lấy hết các chữ số trên kết quả của máy tính Câu 1: (2,0 điểm) Trong phân tử M 2 X có tổng số các hạt cơ bản (p, n, e) là 140 hạt, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44 hạt. Số khối của nguyên tử M lớn hơn số khối của nguyên tử X là 23. Tổng số hạt (p, n, e) trong nguyên tử M nhiều hơn nguyên tử X là 34 hạt. 1. Viết cấu hình electron và vẽ sự phân bố electron trên các obitan của nguyên tử M và X. 2. Hòa tan 15,5 gam M 2 X vào 100,0 gam nước thu được dung dịch A. Tính nồng độ % của chất tan trong dung dịch A? LỜI GIẢI KẾT QUẢ UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI - BÀI GIẢI, CHỌN HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN BẰNG MÁY TÍNH CẦM TAY LỚP 12 (VÒNG 1) Năm học 2008 – 2009 Môn: Hóa Học (Thời gian 150 phút không kể giao đề) [GỒM 07 TRANG] 1 SỐ PHÁCH Câu 2: (2,0 điểm) 1. Trong Hóa học, người ta thường dùng giá trị tích số ion của nước (K H 2 O ) ở 25 0 C = 1.10 -14 . Nhưng trong Y học người ta thường sử dung giá trị tích số ion của nước (K H 2 O ) ở 37 0 C (nhiệt cơ thể ) là 2,5.10 - 14 . Hãy tính pH của nước tinh khiết ở 37 0 C? 2. Đimetylamin [(CH 3 ) 2 NH] là một bazơ mạnh hơn amoniac. a) Viết biểu thức tính hằng số phân li bazơ của đimetylamin. b) Tính pH của dung dịch đimetylamin 1,5 M trong nước biết K b = 5,9.10 -4 . K H 2 O = 1.10 -14 . LỜI GIẢI KẾT QUẢ 2 Câu 3: (3,0 điểm) Hợp kim của Ba, Mg, Al dược sử dụng nhiều trong kỹ thuật. - Lấy m gam hợp kim A (Ba, Mg, Al ở dạng bột) cho vào nước đến khi các phản ứng kết thúc thấy thoát ra 0,448 lít khí H 2 . - Lấy m gam A cho tác dụng với dung dịch NaOH dư tới các phản ứng kết thúc thu được 3,472 lít H 2 . - Lấy m gam A cho tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch HCl kết thúc các phản ứng thu được 4,592 lít H 2 và dung dịch B. 1. Tính m và % khối lượng của các kim loại trong A. 2. Thêm 5,000 gam dung dịch H 2 SO 4 9,8% vào dung dịch B sau đó thêm tiếp 105,000 gam dung dịch NaOH 20%. Sau khi kết thúc tất cả phản ứng, lọc lấy kết tủa đem nung ở nhiệt độ cao (hiệu suất nung là 100%). Tính khối lượng chất rắn thu được. LỜI GIẢI KẾT QUẢ 3 4 Câu 4 (3,0 điểm) Hỗn hợp X gồm 0,005 mol natri fomiat và 2 muối natri của 2 axit no, đơn chức là đồng đẳng liên tiếp. Đốt cháy hỗn hợp X, cho toàn bộ sản phẩm cháy lần lượt qua bình 1 đựng H 2 SO 4 đặc dư, bình 2 đựng NaOH đặc dư, thấy khối lượng bình 2 tăng nhiều hơn bình 1 là 1,755 gam. Phần chất rắn Y còn lại sau khi đốt là Na 2 CO 3 , cân nặng 1,325 gam. 1. Xác định công thức phân tử và gọi tên 2 muối? 2. Tính % số mol mỗi muối trong hỗn hợp X? 3. Nếu bình 2 chứa 50ml dung dịch NaOH 12,0M. Hãy tính nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch sau khi hấp thụ. Giả sử thể tích dung dịch không thay đổi. LỜI GIẢI KẾT QUẢ 5 6 -------------------------------------------------------- Hết -------------------------------------------------------- (Cho: H=1, O=16, C=12, N=14, Cl=35,5, Na=23, Mg=24, K=39, Ca=40, Cu=64, Al=27, Ba=137) Chú ý: Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 Câu Nội dung Điểm I 1. Trong phân tử M 2 X có 2 nguyên tử M và 1 nguyên tử X, phân tử trung hòa về điện. Gọi số hạt hiệu nguyên tử và số n của nguyên tử: - M lần lượt là: Z 1 và N 1 => Số khối A 1 = Z 1 + N 1 - X lần lượt là: Z 2 và N 2 => Số khối A 2 = Z 2 + N 2 + Tổng số các hạt cơ bản trong M 2 X không thay đổi so với tổng số hạt cơ bản trong 2 nguyên tử M và 1 nguyên tử X, ta có: 2(2Z 2 + N 1 ) + (2Z 2 + N 2 ) = 140 (1) + Trong M 2 X số hạt mang điện nhiều hơn không mang điện là 44: 4Z 1 + 2Z 2 - N 1 - N 2 = 44 (2) + Số khối của M lớn hơn của X là 23: Z 1 + N 1 – (Z 2 + N 2 ) = 23 (3) + Tổng số hạt cơ bản trong trong nguyên tử M nhiều hơn nguyên tử X là 34 hạt: 2Z 1 + N 1 - (2Z 2 + N 2 ) = 34 (4) Kết hợp (1), (2), (3), (4) ta có hệ phương trình 4 ẩn. Giải hệ ta được: Z 1 = P 1 = E 1 = 19 Z 2 = P 2 = E 2 = 8 Cấu hình electron và sự phân bố electro trên các obitan: M (Z 1 =19) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ X (Z 2 = 8) 1s 2 2s 2 2p 4 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 2. PTHH: K 2 O + H 2 O → 2KOH 15,5 m KOH => m KOH = 15,5x2x56 18,46808511(gam) 94 = C% KOH = 18, 46808511 100% 15,5890804% 18, 46808511 100 = + 2,0 II 1. Phương trình điện li của H 2 O: 2,0 UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HD CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG GIẢI TOÁN BẰNG MÁY TÍNH CẦM TAY LỚP 12 (VÒNG 1) Năm học 2008 – 2009 Môn: Hóa Học (Thời gian 150 phút không kể giao đề) 8 H 2 O ˆ ˆ † ‡ ˆ ˆ H + +OH - Ở 37 0 C, K H 2 O = [H + ][OH - ] = 2,5.10 -14 => [H + ] 2 = 2,5.10 -14 => [H + ] = 1,58113883.10 -7 . => pH = 7 – lg1,58113883 = 6,801029996 2. Phương trình điện li: (CH 3 ) 2 NH + H 2 O ˆ ˆ † ‡ ˆ ˆ (CH 3 ) 2 NH 2 + + OH - . a) K b = - 3 2 2 3 2 [(CH ) NH ][OH ] [(CH ) NH] + =5,9.10 -4 >> K H 2 O nên bỏ qua lượng OH - do nước điện li. b) - 2 3 2 [OH ] [(CH ) NH] =5,9.10 -4 vì K b << 1,5 => [OH - ]= 4 1,5x5,9x10 − =7,225994741.10 -2 . [H + ]= 14 2 1,0x10 7,225994741x10 − − = 1,38389251.10 -11 pH = 11- lg1,38389251=10,85889763 III 1. Các PTHH hòa tan: - Trong H 2 O và trong dd NaOH: Ba + 2H 2 O → Ba 2+ + 2OH - + H 2 ↑ (1) 2OH - + 2Al + 2H 2 O → 2AlO 2 - + 3H 2 ↑ (2) - Trong dung dịch HCl: Ba + 2H + → Ba 2+ + H 2 ↑ (3) Mg + 2H + → Mg 2+ + H 2 ↑ (4) 2Al + 6H + → Al 3+ + 3H 2 ↑ (5) Số mol H 2 thoát ra trong các thí nghiệm: n H 2 (tn1) = 0,448 0,02(mol) 22,4 = , n H 2 (tn2) = 3,472 0,155(mol) 22,4 = , n H 2 (tn3) = 4,592 0,205(mol) 22,4 = Gọi số mol của Ba, Mg, Al trong m gam A lần lượt là: x, y, z: Theo (3), (4), (5) ta có: x + y + 1,5z = 0,205 Theo (1), (2) trong dd NaOH: x + 1,5z = 0,155 => y =0,05 mol Theo (1), (2) trong H 2 O: x + 3x = 0,02 => x = 0,005 mol => z = 0,1 mol 3,0 9 => m = 0,005.137+ 0,05.24 + 0,1.27 = 4,585 gam Vậy %m Ba = 0,005.137 14,9400218% 4,585 = %m Mg = 0,05.24 26,1723009% 4,585 = %m Al = 100% -14,9400218% - 26,1723009% = 58,8876773% 2. Tính khối lượng chất rắn thu được: 2 2 4 4 H SO SO 5.9,8 n n 0,005mol 100.98 − = = = NaOH OH 105.20 n n 0,525mol 100.40 − = = = Khi cho H 2 SO 4 vào có phản ứng: Ba 2+ + SO 4 2- → BaSO 4 ↓ (6) Khi cho dd NaOH vào có phản ứng: H + + OH - → H 2 O (7) Mg 2+ + OH - → Mg(OH) 2 ↓ (8) Al 3+ + 4OH - → AlO 2 - + 2H 2 O (9) OH n − ∑ trong các PTHH (7), (8), (9) = 0,01+ 0,05.2+ 0,1.4 = 0,51<0,525 => NaOH dư Kết tủa thu được: BaSO 4 , Mg(OH) 2 , khi nung chỉ có phản ứng: Mg(OH) 2 0 t → MgO + H 2 O (10) Theo (6) n Ba 2+ = n SO 2 4 − = 4 BaSO n = 0,005 mol Theo (8), (10) 2 MgO Mg n n + = = 0,05 mol Vậy khối lượng chất rắn thu được sau nung: 0,005.233 + 0,05.40 = 3,165 gam 2,0 1.0 IV 1. Đặt công thức chung của 2 muối là: 1 n 2n C H COONa − − + trong đó n − là số nguyên tử cacbon trung bình trong 2 gốc hiđrocacbon của 2 axit. Các PTHH đốt cháy: 2 HCOONa + 2O 2 0 t → Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O (1) 2 1 n 2n C H COONa − − + + (3 n − +1)O 2 0 t → Na 2 CO 3 + (2 n − +1)CO 2 + (2 n − +1)H 2 O (2) Gọi a là tổng số mol của 2 muối thì khối lượng Y là: a 0,005 ( ).106 2 2 + =1,325 => a= 0,02 (mol) Theo các phản ứng (1) và (2) hiệu khối lượng của CO 2 và H 2 O là: 3,0 10