Đề thi olympic chuyên hà nội - Amsterdam môn hóa học: lớp 10 chuyên năm học : 2006 - 2007 thời gian : 120 phút

Sở giáo dục & đào tạo Hà Nội Đề thi olympic Trường THPT chuyên Hà Nội - Amsterdam Môn hóa học: Lớp 10 chuyên Năm học : 2006 - 2007 Thời gian : 120 phút (Đề thi gồm có 2 trang) Câu I : ( 4điểm ) Hoàn thành phương trình phản ứng và cân bằng theo phương pháp thăng bằng ion-electron các phản ứng sau : a. MnO + SO2 + H2O b. FeS2 + NO + H+ SO + NO + .... c. d. FeaOb + NO + H+ NO + ...... 2. Có 6 dung dịch đựng trong sáu lọ mất nhãn : dd Na2SO4, dd NaClO, dd KI, dd KBr, dd HCl, dd HI. Chỉ dùng thêm quỳ tím và một hoá chất khác, trình bày phương pháp phân biệt các dung dịch trên. Câu II: (4 điểm) 1. Cho sơ đồ sau: Xác định công thức hoá học của các chất A, B, C và viết phương trình phản ứng. Biết rằng A, B, C là đơn chất và hợp chất của lưu huỳnh. 2. Hỗn hợp A gồm Mg, Al, Fe, Zn. Hoà tan hoàn toàn 2 gam A vào dung dịch HCl dư thu được 0,1 gam khí. Mặt khác khi cho 2 gam A phản ứng hoàn toàn với khí Clo dư thu được 5,763 gam hỗn hợp muối. Xác định % về khối lượng sắt trong hỗn hợp A. Câu III: ( 4điểm ) 1. Phân tử của hợp chất A có tổng số protron là 100. Phân tử A gồm 6 nguyên tử của hai nguyên tố phi kim ở các chu kỳ nhỏ và thuộc hai nhóm khác nhau. a. Xác định công thức phân tử của A b. Cho biết dạng hình học và trạng thái lai hóa của nguyên tố trung tâm trong nguyên tử A c. Hòa tan 0,01 mol A vào nước thành 1 lít dung dịch B. Tính pH của dung dịch B. Biết hằng số axit của một axit trong dung dịch B là : pK1 = 1,7; pK2 = 7,2; pK3 = 12,4 2. Tại 200C, phản ứng: H2 (k) + Br2 (lỏng) 2 HBr (k) (1) có hằng số cân bằng Kp = 9,0 .1016 . Kí hiệu (k) chỉ trạng thái khí. Hãy tính Kp của phản ứng: H2 (k) + Br2 (k) 2 HBr (k) (2) Br2 (k) tại 20OC , áp suất p = 0,25 atm. Câu IV : ( 4điểm ) 1. Ag có khả năng đẩy được H2 ra khỏi : Dung dịch HCl 1M không ? Dung dịch HI 1M không ? Biết Ks (AgCl) = 1,7.10-10 ; Ks (AgI) = 10-16 ; 2. Xét phản ứng ở nhiệt độ T : 2N2O5 = 4NO2 + O2 Các kết quả thực nghiệm sau đây được ghi nhận : Nồng độ N2O5 mol.l-1 Tốc độ phân huỷ mol.l-1.s-1 0,170 1,39.10-3 0,340 2,78.10-3 0,680 5,56.10-3 Viết biểu thức tốc độ phản ứng . Tính hằng số tốc độ ở nhiệt độ T . Câu V: (4điểm ) Cho 33,55 g hỗn hợp A gồm MClOx và MClOy vào bình có dung tích 5,6 lít chứa không khí (ở đktc). Sau khi nung bình để cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, đưa nhiệt độ bình về 00C, lúc đó áp suất trong bình là 3 atm. Chất rắn B còn lại trong bình sau phản ứng chỉ có muối MCl . Hoà tan hết chất rắn B vào nước được dung dịch C. Cho dung dịch C tác dụng với dung dịch AgNO3 ( dư ) tạo ra 43,05g kết tủa. a. Xác định kim loại M. b. Xác định công thức phân tử có thể có của MClOx , MClOy . c. So sánh tính axit và tính oxi hóa của các chất HClOm ( m nhận giá trị từ 1 đến 4) ------------------------------ (Cho: H = 1; Li = 7 ; O = 16 ; Na = 23 ; Mg = 24 ; Al = 27 ; Cl = 35,5 ; K = 39; Fe = 56 ; Zn = 65 ; Ag = 108) Ghi chú: thí sinh không được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học.  Sở giáo dục & đào tạo Hà Nội Đề thi olympic Trường THPT chuyên Hà Nội - Amsterdam Môn hóa học: Lớp 10 Năm học : 2006 - 2007 Thời gian : 120 phút (Đề thi gồm có 2 trang) Câu I : ( 4 điểm) Hoàn thành phương trình phản ứng và cân bằng theo phương pháp thăng bằng electron các phản ứng sau : 1. KMnO4 + HBr 2. KMnO4 + H2O2 + H2SO4 3. CaOCl2 + HCl 4. Fea Ob + H2SO4 đặc, nóng SO2 + ….. Câu II: (6 điểm) 1. Cho sơ đồ sau: Xác định công thức hoá học của các chất A, B, C và viết phương trình phản ứng. Biết rằng A, B, C là đơn chất và hợp chất của lưu huỳnh. 2. Hỗn hợp A gồm Mg, Al, Fe, Zn. Hoà tan hoàn toàn 2 gam A vào dung dịch HCl dư thu được 0,1 gam khí. Mặt khác khi cho 2 gam hỗn hợp A phản ứng hoàn toàn với khí Clo dư thu được 5,763 gam hỗn hợp muối. Xác định % về khối lượng sắt trong hỗn hợp A. Câu III: (5 điểm) 1. Tổng số hạt protron trong phân tử của hợp chất A là 100. Phân tử A gồm 6 nguyên tử của hai nguyên tố phi kim ở các chu kỳ nhỏ và thuộc hai nhóm khác nhau. a. Xác định công thức phân tử của A b. Viết phương trình phản ứng của A với : nước ; dung dịch NaOH. 2. Cho các thí nghiệm sau: a. Sục từ từ cho tới dư khí SO2 vào dung dịch Ba(OH)2 . b. Khí H2S tiếp xúc với Ag kim loại trong không khí ẩm. c. Dung dịch H2S để lâu trong không khí. Nêu hiện tượng xảy ra và viết phương trình phản ứng để giải thích. Câu IV:( 5 điểm) Cho 33,55 g hỗn hợp A gồm MClOx và MClOy vào bình có dung tích 5,6 lít chứa không khí (ở đktc). Sau khi nung bình để cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, đưa nhiệt độ bình về 00C, lúc đó áp suất trong bình là 3 atm. Chất rắn B còn lại trong bình sau phản ứng chỉ có muối MCl . Hoà tan hết chất rắn B vào nước được dung dịch C. Cho dung dịch C tác dụng với dung dịch AgNO3 ( dư ) tạo ra 43,05g kết tủa. a. Xác định kim loại M. b. Xác định công thức phân tử có thể có của MClOx , MClOy . c. So sánh tính axit và tính oxi hóa của các chất HClOm ( m nhận giá trị từ 1 đến 4) ------------------------------ (Cho: H = 1; Li = 7 ; O = 16 ; Na = 23 ; Mg = 24 ; Al = 27 ; Cl = 35,5 ; K = 39; Fe = 56 ; Zn = 65 ; Ag = 108) Ghi chú: thí sinh không được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Đáp án và hướng dẫn chấm chuyen Nội dung Điểm Câu1: (4 điểm) 1. (2đ) Mỗi pt 0,5đ a. 2. 5. b. 5. c. 5. d. 3. (3a-2b). 2. (2đ) : Dùng thuốc thử quỳ tím Làm giấy quỳ chuyển xanh rồi mất màu là :NaClO Làm đỏ giấy quỳ là : HI, HCl (nhóm A) Không làm đổi màu giấy quỳ là : KBr, KI, Na2SO4 (nhóm B) Dùng dung dịch AgNO3 thử vào từng dung dịch trong 2 nhóm : - Nhóm A : + Có kết tủa vàng là: HI + Có kết tủa trắng là: HCl - Nhóm B : + Có kết tủa vàng là: KI + Có kết tủa vàng nhạt là: KBr Viết phương trình phản ứng 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,5 0,75 0,25 0,25 Câu 2: (4 điểm) 1. (2,5đ) A: S; B: H2SO4; C: H2S hoặc A: H2SO4; B: S; C: H2S Mỗi ptpư 0,25đ 1/ S + O2 đ SO2 2/ SO2 + 2H2S đ 3S + 2H2O 3/ S + 6HNO3 đ H2SO4 + 6NO2 + 2 H2O 4/ 4H2SO4 + 3Mg đ 3MgSO4 + S + 4 H2O 5/ S + H2 đ H2S 6/ 2H2S + O2,thiếu đ 2S + 2H2O 7/ H2SO4 + MgS đ MgSO4 + H2S 8/ H2S + 4Cl2 + 4H2O đ H2SO4 + 8 HCl 9/ SO2 + Cl2 + H2O đ H2SO4 + 2 HCl 10/ H2S + 3O2 đ 2SO2 + H2O 2. (1,5đ) Viết phương trình phản ứng Mg, Al, Zn, Fe với HCl và Clo. Mg, Al,Zn không thay đổi hoá trị trong các phản ứng, chỉ có Fe thay đổi hoá trị: Fe + HCl đ FeCl2 + H2 (1) Fe + Cl2 đ FeCl3 (2) Theo (1) Số mol Clo trong muối = Số mol Clo trong HCl = 2 Số mol H2 = 0,1 mol mmuối = mKL + mClo trong muối = 2 + 35,5.0,1 = 5,55 g Theo (2) Số mol Fe = (5,763 – 5,55 )/ 35,5 = 0,006 mol % Fe = 16,8 % HS có thể làm theo cách khác 2,5 0,5 0,25 0,25 0,5 Câu 3 :(4 điểm) ( 2,25 điểm ) Số proton trung bình trong mỗi nguyên tử = ị 1 nguyên tố có Z > 16 Hai nguyên tố là phi kim thuộc chu kỳ nhỏ có Z < 19 Vậy 1 nguyên tố có Z = 17 đó là Clo. Nguyên tố còn lại không cùng nhóm với clo. Nếu Clo có số oxi hóa dương thì chỉ có trong hợp chất với oxi , các oxit của clo đều không phù hợp với đề bài Nếu Clo có số oxi hóa –1 ị số nguyên tử Clo là a, nguyên tố còn lại có (6-a) nguyên tử; Công thức X6-a Cla . Ta có Zx(6-a) + 17a =100 ị a = 4 ; Z = 16 thì CTPT là S2Cl4 (không tồn tại) và a = 5 ; Zx = 15 CTPT : PCl5 tồn tại. số nguyên tử Clo là 5, nguyên tố còn lại có 1 nguyên tử; Công thức XCl5 . Số p của X là Zx = 100 – 17 x5 = 15 là phốt pho (Z = 15). Cl a. ( 1đ ) CTPT : PCl5 b. ( 0,5 đ)- Dạng hình học : Lưỡng chóp tam giác Cl - P lai hóa sp3d P Cl Cl c. ( 0,75đ ) PCl5 + 4H2O đ H3PO4 + 5HCl (mol) 0,01 0,01 0,05 Cl HCl phân li hoàn toàn : HCl đ H+ + Cl- 0,05 0,05 0,05 H3PO4 phân li từng nấc , nấc 1 là chủ yếu H3PO4 H+ + H2PO4- Ka = 10-1,7 Ban đầu 0,01 0,05 Phân li x x x Cân bằng 0,01 – x 0,05+x x x = 2,745. 10-3 pH = - lg(x) = 1,28 2. ( 1,75đ ) Phản ứng H2 (k) + Br2 (lỏng) 2 HBr (k) (1) có (Kp)1 = p2HBr / p H2 = 9,0.1016 (a) còn phản ứng: H2 (k) + Br2 (k) 2 HBr (k) (2) có (Kp)2 = p2HBr / p H2 ´ p Br2 (b) Xét cân bằng Br2 (k) Br2 (lỏng) (3) có (Kp)3 = (pBr2 (k) )-1 = ( 0,25 )-1 = 4 (c) Khi tổ hợp (1) với (3) ta có cân bằng (2): H2 (k) + Br2 (lỏng) 2 HBr (k) (1) Br2 (k) Br2 (lỏng) (3) (1) + (3): H2 (k) + Br2 (k) 2 HBr (k) (2) Vậy (Kp)2 = (Kp1). (Kp3) = 9,0. 1016 . 4 = 3,6 . 1017 (atm) 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,5 0,75 0,5 Câu 4 : (4 điểm) 1.a. (2 điểm): HCl = H+ + Cl- [Cl-] = 1M [Ag+] [Cl-] = 1,7.10-10 [Ag+] = 1,7.10-10 = E0 + 0,059 lg[Ag+] = 0,8 + 0,059 lg(1,7.10-10) = 0,223V 2Ag + 2HCl = 2AgCl + H2 DE = - 0,223V < 0 hoặc K = 10-7,48 rất nhỏ ị Ag không thể đẩy được H2 ra khỏi dung dịch HCl 1M (HS có thể tính theo tổ hợp cân bằng) b. Tương tự trong dung dịch HI 1M = 0,8 + 0,059 lg(8,3.10-17 = - 0,148V 2Ag + 2HI = 2AgI + H2 DE = 0 – (- 0,148V) = 0,148 V > 0 hoặc K = 104,97 rất lớn ị Ag có thể đẩy được H2 ra khỏi dung dịch HI 1M trong điều kiện đã cho. 2.a. (2 điểm) Các kết quả thực nghiệm cho thấy phản ứng thuộc bậc nhất. Biểu thức của tốc độ phản ứng có dạng : V = k [N2O5] b. Hằng số tốc độ phản ứng ở T0K sẽ là : 1,0 1,0 1,0 1,0  Câu 5 : (4 điểm) a. (do nhiệt phân tạo ra) Từ hai công thức : AClOx , AClOy , ta đặt AClOz là công thức chung, ta có: d mol d mol zd/2 mol Ta có : ACl + AgNO3 = AgCl ¯ + ANO3 0,3 Suy ra d = 0,3 mol Gọi a là số mol AClOx ; b là số mol AClOy d = a + b = 0,3 = 33,55 – 16 = 0,3.MACl 17,55 = 0,3 x (MA + 35,5) ị MA = 23 ị A : Na b. Định công thức AClOx , AClOy . Đặt CT chung là : NaClOz NaClOz = NaCl + 0,3 ị Nếu : x < y ta có : x < z = 3,33 < y Ê 4 Vậy ta có các cặp nghiệm với : y = 4 x = 1 ; 2 ; 3 Các cặp nghiệm : NaClO , NaClO4 NaCO2 , NaClO4 NaClO3 , NaClO4 c. Tính axit : HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4 Tính oxi hóa : HClO > HClO2 > HClO3 > HClO4 0,5 0,25 0,25 0,5 0,25 0,5 0,25 0,5 0,5 0,5 Đáp án và hướng dẫn chấm Nội dung Điểm Câu 1: (4 điểm) Mỗi pt 1,0 đ - Điền đúng chất 0,25 đ - Cân bằng đúng 0,75 đ a. 2. 5. b. 2. 5. c. d. 2. (3a-2b). 4,0 Câu 2: (6 điểm) 1. (3,5 đ) A: S; B: H2SO4; C: H2S hoặc A: H2SO4; B: S; C: H2S Mỗi ptpư 0,3đ 1/ S + O2 đ SO2 2/ SO2 + 2H2S đ 3S + 2H2O 3/ S + 6HNO3 đ đ H2SO4 + 6NO2 + 2 H2O 4/ 4H2SO4+ 3Mg đ 3MgSO4 + S + 4 H2O 5/ S + H2 đ H2S 6/ 2H2S + O2,thiếu đ 2S + 2H2O 7/ H2SO4 + MgS đ MgSO4 + H2S 8/ H2S + 4Cl2 + 4H2O đ H2SO4 + 8 HCl 9/ SO2 + Cl2 + H2O đ H2SO4 + 2 HCl 10/ H2S + 3O2 đ 2SO2 + H2O 2. (2,5đ) Viết phương trình phản ứng Mg, Al, Zn, Fe với HCl và Clo. Mg, Al,Zn không thay đổi hoá trị trong các phản ứng, chỉ có Fe thay đổi hoá trị: Fe + HCl đ FeCl2 + H2 (1) Fe + Cl2 đ FeCl3 (2) Theo (1) Số mol Clo trong muối = Số mol Clo trong HCl = 2 Số mol H2 = 0,1 mol mmuối = mKL + mClo trong muối = 2 + 35,5.0,1 = 5,55 g Theo (2) Số mol Fe = (5,763 – 5,55 )/ 35,5 = 0,006 mol % Fe = 16,8 % 0,5 3,0 1,0 0,5 0,5 0,5 Câu 3 :(5 điểm) 1. ( 2,75 điểm ): Số proton trung bình trong mỗi nguyên tử = ị 1 nguyên tố có Z > 16 Hai nguyên tố là phi kim thuộc chu kỳ nhỏ có Z < 19 Vậy 1 nguyên tố có Z = 17 đó là Clo. Nguyên tố còn lại không cùng nhóm với clo. Nếu Clo có số oxi hóa dương thì chỉ có trong hợp chất với oxi , các oxit của clo đều không phù hợp với đề bài Nếu Clo có số oxi hóa –1 ị số nguyên tử Clo là 5, nguyên tố còn lại có 1 nguyên tử; Công thức XCl5 . Số p của X là Zx = 100 – 17 x5 = 15 là phốt pho (Z = 15). a. CTPT : PCl5 b. PCl5 + 4H2O đ H3PO4 + 5HCl c. PCl5 + 8NaOH đ 5NaCl + Na3PO4 + 4H2O 2. (2,25 điểm): Mỗi thí nghiệm 0,75 điểm ( 0,25 điểm hiện tượng, 0,5 điểm phương trình) a. Xuất hiện vẩn đục sau đó vẩn đục tan khi SO2 dư SO2 + Ba(OH)2 đ BaSO3¯ + H2O BaSO3 + SO2 + H2O đ Ba(HSO3)2 b. Ag kim loại bị xạm đen 2H2S + 4Ag + O2 đ 2Ag2S¯đen + 2H2O c. Có vẩn đục màu vàng 2H2S + O2 đ 2S¯vàng + 2H2O 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,5 0,25 0,5 0,25 0,5 Câu 4 : (5 điểm) a. (2,25 đ) (do nhiệt phân tạo ra) Từ hai công thức : AClOx , AClOy , ta đặt AClOz là công thức chung, ta có: d mol d mol zd/2 mol Ta có : ACl + AgNO3 = AgCl ¯ + ANO3 0,3 Suy ra d = 0,3 mol Gọi a là số mol AClOx ; b là số mol AClOy d = a + b = 0,3 = 33,55 – 16 = 0,3.MACl 17,55 = 0,3 x (MA + 35,5) ị MA = 23 ị A : Na b. (1,75 đ) Định công thức AClOx , AClOy . Đặt CT chung là : NaClOz NaClOz = NaCl + 0,3 ị Nếu : x < y ta có : x < z = 3,33 < y Ê 4 Vậy ta có các cặp nghiệm với : y = 4 x = 1 ; 2 ; 3 Các cặp nghiệm : NaClO , NaClO4 NaCO2 , NaClO4 NaClO3 , NaClO4 c. Tính axit : HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4 Tính oxi hóa : HClO > HClO2 > HClO3 > HClO4 0,75 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5