Tải bản đầy đủ (.pdf) (8 trang)

Đáp án HSG Hóa học lớp 10 trại hè Hùng Vương 2013 - Học Toàn Tập

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (410.06 KB, 8 trang )

(1)

SỞ GD&ĐT HỊA BÌNH
TRƯỜNG THPT CHUN


HOÀNG VĂN THỤ


ĐÁP ÁN THI HỌC SINH GIỎI TRẠI HÈ HÙNG
VƯƠNG LẦN THỨ IX


MÔN: HÓA HỌC
LỚP: 10


Ngày thi: 02 tháng 08 năm 2013


Câu Ý Nội dung Điểm


1 1


Do qp = 1,602.10-19C ZX    X


26
10


.
602
,
1


10
.
652


,
41


19
19


là: Fe
Do 1u = 1,6605.10-27Kg = 1,6605.10-24g


Khối lượng của một nguyên tử Y 108u


10
.
6605
,
1


10
.
793
,
1


24
22




 



Y là: Ag


Fe có cấu hình: [Ar]3d64s2 do đó mức oxi hóa bền nhất của Fe là + 3. Vì
cấu hình Fe3+ là cấu hình bán bão hịa phân lớp d bền (d5).


Fe  Fe3+ + 3e


[Ar]3d64s2 [Ar]3d5


Ag có cấu hình [Kr]4d105s1 do đó mức oxi hóa bền nhất của Ag là +1. Vì


cấu hình Ag+ là cấu hình bão hịa phân lớp d bền (d10).


Ag  Ag+ + e
[Kr]4d105s1 [Ar]4d10


0,25


0,25
0,25
0,25


0,25
2 Phương trình phóng xạ của Th:


90Th232 → 88Ra228 + 2He4


Vì Thoriđioxit phân hủy phóng xạ theo phản ứng bậc 1 nên chu kì bán
hủy được tính theo biểu thức:





k


t1/2 0,693 hay


2
/
1


693
,
0


t
k


Hằng số tốc độ phóng xạ 1,58.10 ( )


3600
.
24
.
365
.
10
.
39
,
1



693
,


0 18 1


10







s


k


Trong 264g ThO2 tinh khiết chứa 6,022.1023 nguyên tử 232Th.


Vậy trong 1 gam ThO2 tinh khiết chứa 21


23


10
.
28
,
2
264



10
.
022
,
6


 nguyên tử


232Th.


Tốc độ phân hủy của ThO2 được biểu diễn bằng biểu thức:


kN
dt
dN
v 


Do vậy số hạt  bị bức xạ trong 1 giây bởi 1 gam thori đioxit tinh khiết
bằng số nguyên tử Th phân rã và sẽ là:


0,25


0,25


0,25



(2)

)
(
10
.


6
,
3
10
.
28
,
2
.
10
.
58
,


1 18 21  3 1





s


dt
dN
v


2 Phân 1


tử Công thức Lewis Cơng thức cấu trúc Dạng lai hóa của NTTT Dạng hình học của phân tử
SO2



O
S


O


AX2E sp2 Gấp khúc


SO3


O
S


O


O AX3 sp2 Tam giác đều


SO4


2-SF4 O


S
O


O


O


2- AX


4 sp3 Tứ diện



SCN


-S C N AX2 Sp Đường thẳng


0,25


0,25


0,25


0,25
2 a. Tinh thể lập phương tâm mặt. Có cấu trúc ơ mạng cơ sở như sau:




a


a
a 2 = 4.r


b. Trong mạng lập phương tâm mặt các nguyên tử mặt bên của
tinh thể tiếp xúc với nhau do đó ta có:


4r = a 2  a = 2 2
2


4r


r = 2 2 . 1,28 = 3,62Ao



Khoảng cách ngắn nhất giữa hai tâm của hai nguyên tử Cu trong mạng
2r = 1,28.2= 2,56A0


c. Số nguyên tử Cu trong mạng tinh thể lập phương tâm mặt
= 4


2
1
.
6
8
1
.


8  


dCu = 3 23 8 3 8,9 / 3


)
10
.
62
,
3
(
10
.
02
,


6


54
,
63
.
4
.


4


cm
g
cm


g
a


M
V


mCu  




0,5


0,25


0,25


0,25


0,25
3 1 Phương trình hóa học: CO2 + H2 CO + H2O


a) Ta có: H0298pư = H0298(CO) + H0298(H2O)- 298( )
0


2


CO


H


 - H0298(H2)
= - 110,5 – 241,8 – (-393,5) = 41,2 KJ


298
0


S


 pư = 2980 ( )


0
)
(
298
0



)
(
298
0


)
(


298CO S H2O S CO2 S H2


S   


= 197,9 + 188,7 – 213,6 – 131 = 42 J
298


0


G


 pư = H0298pư - TS0298pư


= 41200 – 298.42 = 28684 J



(3)

Vì G0298pư > 0 nên phản ứng khơng tự xảy ra theo chiều thuận ở 25oC.
b) Để phản ứng tự xảy ra theo chiều thuận thì :




C
C



t


K
S


H
T


S
T
H
G


o
o


T


95
,
707
273
95
,
980


95
,
980


42


41200
0


0
0


0
0


0
























0,25


0,5
2 Từ giả thiết:


( ) ( )


2
1
)
(
2
1


2


2 k Cl k HCl k


H    0 


1


H -92,20 kJ/mol (1)


H (k)aqH(aq)e



2
1


2  


0
2


H 0,00 kJ/mol (2)
HCl (k) + aq  H+ (aq) + Cl- (aq) 0


3


H -75,13 kJ/mol (3)
Lấy (1) – (2) + (3) ta có:


)
(
)


(
2
1


2 k aq e Cl aq


Cl     0
x


H



 kJ/mol
0


x


H


 = (-92,20kJ/mol) – (0,00kJ/mol) + (-75,13kJ/mol) = -167,33kJ/mol


0,25
0,25
0,5
4 1 15cm3 H


2O2 phản ứng hồn tồn giải phóng ra 6,18 cm3 O2. Vậy ở các


thời điểm khác nhau ứng với thể tích O2 thu được thì thể tích H2O2 phản


ứng là:


t (phút) 2 4 6 8 14


2
2O


H


V (cm3) 3 5,73 8,15 9,66 12,69



Giả sử phản ứng trên là phản ứng bậc 1 có:


x
V


V
t
x
a


a
t


k o








0


ln
1
ln


1



Với V0 VH2O2 ban đầu = 15cm


3, x =


2
2O


H


V bị phân hủy ở các thời điểm
khác nhau.


0,112
3


15
15
ln
2
1


1


k (phút-1)


0,12
73
,
5
15



15
ln
4
1


2 


k (phút-1)


0,13
15
,
8
15


15
ln
6
1


3 


k (phút-1)


0,13
66
,
9
15



15
ln
8
1


4 


k (phút-1)


0,13
69
,
12
15


15
ln
14


1


5 


k (phút-1)


Vậy phản ứng trên là phản ứng bậc 1 với


0,25



0,25



(4)

k = (k1+ k2+ k3+ k4+ k5)/ 5 = 0,125 (phút-1)


2


a) N2O4(k)  2NO2(k)


bđ 0,03 0 (mol)

100
63
.
03
,
0

100
63
.
03
,
0
.
2


cb 0,0111 0,0378 (mol)
nsau = 0,0111+ 0,0378 = 0,0489 (mol)


)


(
55
,
2
5
,
0
318
.
082
,
0
).
0378
,
0
011
,
0
(
.
atm
V
RT
n
P sau
sau





Áp suất riêng phần của


)
(
9712
,
1
55
,
2
.
0489
,
0
0378
,
0
.
0489
,
0
0378
,
0
)
(
5788
,
0


55
,
2
.
0489
,
0
0111
,
0
.
0489
,
0
0111
,
0
2
4
2
atm
P
P
atm
P
P
sau
NO
sau
O

N






b)
2574
,
0
)
318
.
082
,
0
(
713
,
6
)
(
)
(
713
,
6
5788
,

0
)
9712
,
1
(
1
2
2
4
2
2










n
p
c
n
c
p
O
N

NO
p
RT
K
K
RT
K
K
P
P
K
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
5 1 Gọi nồng độ mol/l của H3PO4 trong dung dịch trước trộn là C.


Dung dịch A có nồng độ mol/l của CH3COOH 0,01 và H3PO4 0,5C


Dung dịch A có pH = 1,5  bỏ qua sự phân li của nước.
Các quá trình xảy ra trong dung dịch A:


H3PO4  H+ + H2PO4 Ka1= 10


-2,15 (1)


CH3COOH  CH3COO- + H+ Ka = 10-4,76 (2)


H2PO4  H



+ + HPO2


4 Ka2= 10


-7,21 (3)


HPO2


4  H


+ + PO3


4 Ka3= 10


-12,32 (4)


Ka1 >> Ka >> Ka2>> Ka3 nên pHA được tính theo (1):


H3PO4  H+ + H2PO4 Ka1= 10


-2,15


[ ] 0,5C-10-1,5 10-1,5 10-1,5


1


a


K = 10-2,15 =



5
,
1
2
5
,
1
10
5
,
0
)
10
(



C


C = 0,346M


0,25


0,25
0,25
2 CH3COOH  H+ + CH3COO- Ka = 10-4,76


0,01-x 10-1,5 x
Ka = 10-4,76



x
x

 
1
,
0
.
10 1,5



(5)

3 Tại pH = 4,00 ta có:
148
,
0
]
[
]
[
]
[
10
10
]
[
]
[
]
[
]


[
]
[
10
10
10
]
[
]
[
]
[
986
,
0
]
[
]
[
]
[
10
10
]
[
]
[
]
[
3

3
3
0
,
4
76
,
4
3
3
4
2
2
4
21
,
3
0
,
4
21
,
7
4
2
2
4
4
2
4

3
4
2
4
15
,
2
4
3
4
2
2
1



































COOH
CH
COO
CH
COO
CH
H
K
COOH
CH
COO
CH
PO

H
HPO
H
K
PO
H
HPO
PO
H
PO
H
PO
H
H
K
PO
H
PO
H
a
a
a
Tương tự:
]
[
]
[
1
10
10

]
[
]
[
]
[
]
[
1
10
10
]
[
]
[
2
3
4
35
,
6
2
2
3
3
2
3
4
33
,

10
3
2
3
CO
HCO
CO
HCO
HCO
CO
HCO
CO




















Như vậy khi trung hịa đến pH = 4,00 thì chỉ có 14,8% CH3COOH và


98,6% nấc 1 của H3PO4 bị trung hòa còn bản thân Na2CO3 phản ứng với


H+ của hai axit tạo thành CO2.


2H3PO4 + CO32  2H2PO


4 + CO2 + H2O
2CH3COOH + CO23  2CH3COO


- + CO


2 + H2O


Vậy 2
3


CO


n = 0,5(14,8%. nCH3COOH + 98,6%. nH3PO4)


= 0,5.20.10-3 (14,8%.0,01 + 98,6% .0,173)


 2
3


CO



n = 1,72.10-3 (mol)


3
2CO


Na


m = 1,72.10-3. 106= 0,182 (gam)


0,5
0,25


0,25


0,25
6 1 a. Dung dịch A chứa các ion với số mol là :


Cu2+ : 0,5 mol ; NO


3- : 1 mol ; Na+ : 0,5 mol ; Cl- : 0,5 mol


Số mol electron trao đổi ở các điện cực là: mol
F
It
8
,
0
96500


8000
.
65
,
9 

Các bán phản ứng xảy ra ở các điện cực:
Ở cực âm: Cu2+ + 2e Cu


0,4 0,8 0,4 mol
Ở cực dương: 2Cl- Cl


2 + 2e


0,5 0,25 0,5 mol
2H2O  4H+ + O2 + 4e


0,3 0,075 0,3 mol
Sau 8000s Cu2+ dư, Cl- hết và H


2Ođiện phân ở anot.


Dung dịch ngay sau khi dừng điện phân có Cu2+: 0,1 mol; H+: 0,3 mol;



3


NO : 1 mol; Na+: 0,5 mol.


Để yên dung dịch đến khối lượng không đổi Cu ở catot bị hịa tan theo


phương trình:


3Cu + 8H+ + 2NO3  3Cu


2+ + 2NO + 4H
2O


bđ 0,4 0,3 1(mol)


pư 0,1125 0,3 0,075 0,1125 0,075 (mol)


0,25



(6)

sau pư 0,2875 0,0 0,925 0,1125 0,075(mol)
Vậy Cu bị tan đi 0,1125 mol, lượng khí NO thu được 0,075 mol
Tổng số mol khí (Cl2 + O2 + NO) = 0,25 + 0,075 + 0,075 = 0,4 mol


Vkhí = 0,4. 22,4 = 8,96 lít


Khối lượng kim loại Cu = 64(0,4 – 0,1125) = 18,4 gam
b. Dung dịch B chứa các ion với số mol là:


Cu2+ = 0,1+ 0,1125= 0,2125 mol; Na+ = 0,5mol; NO3- = 0,925mol


Khối lượng chất tan trong dung dịch B là:


m= 0,2125.64 + 0,5.23 + 0,925.62= 82,84 gam.


0,25



0,25


0,5
2 a. Ta có các quá trình:


Cu + Cu2+ 2Cu+ 0,059 6,72
52


,
0
15
,
0
059


,
0


1 10 10 10


0
/
0


/
2















Cu Cu Cu


Cu E


E


K


2 / Cu+ + Cl- CuCl


(rắn) K2 = (T-1)2 = 1014


Cu + Cu2+ + 2Cl- 2CuCl


(rắn) K = K1.K2 = 5,35.107


Hằng số cân bằng K của phản ứng rất lớn nên phản ứng gần như hoàn
toàn theo chiều thuận.


b. Xét cân bằng : Cu + Cu2+ + 2Cl-  2CuCl K = 5,35.107
Co 0,10 0,20



[ ] 0,10 – x 0,20 – 2x
3
2


7


)
1
,
0
(
4


1
)


2
20
,
0
)(
10
,
0
(


1
10



.
35
,
5


x
x


x
K











 (0,1 – x) = [Cu2+] = 1,67.10-3M


[Cl-] = 2(0,10 – x) = 3,34.10-3M


0,5


0,25
0,25
7 1 a. A là đơn chất dùng để lưu hóa cao su nên A là lưu huỳnh.



Theo đề bài suy ra:


A B C D E F G


Lưu huỳnh (S) Na2SO3 Na2S2O3 SO2 O2 SO3 H2SO4


S + Na2SO3  Na2S2O3


(A) (B) (C)


Na2S2O3 + 2HCl  S + SO2 + 2NaCl + H2O


(C) (A) (D)
SO2 + O2 VOtC


o


,


5


2 2SO


3


(D) (E) (F)
SO3 + H2O  H2SO4


(F) (G)



S + 2H2SO4 đặc  3SO2 + 2H2O


(A) (G) (D)


b. Phương trình phản ứng dùng để định hình và hiệu hình của C trong rửa
ảnh


AgBr + 2Na2S2O3  Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr


Tan


0,2
0,2
0,2
0,2
0,2



(7)

2 (1) KClO3 (rắn) + 6HCl(đặc)  KCl + 3H2O + 3Cl2


(2) PbO2 + 4HCl(đặc)  PbCl2 + 2H2O + Cl2


(3) 2KMnO4 (rắn) + 16HCl(đặc)  2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2


(4) K2Cr2O7(rắn) + 14HCl(đặc) 


o


t


2KCl + 2CrCl3 + 7H2O + 3Cl2



(5) 2NaCl + MnO2 + 3H2SO4 


o


t 2NaHSO


4 + MnSO4 + 2H2O + Cl2


0,2
0,2


0,2
0,2
0,2
8 1 Đặt x, y là số mol của FeS và FeS2 trong A.


A là số mol của khí trong bình trước khi nung
Khi nung : 4FeS + 7O2 


o


t


2Fe2O3 + 4SO2 
x 1,75x 0,5x x


4FeS2 + 11O2 


o



t


2Fe2O3 + 8SO2 


y 2,75y 0,5y 2y
Số mol các khí trước nung: 0,8 ( ); 0,2 ( )


2


2 a mol n a mol


nHO


Số mol các khí sau nung :


)
(
75
,
2
75
,
1
2
,
0
);


)(


2
(
);


(
8
,
0


2
2


2 a mol n x y mol n du a x y mol


nHSO   O   


Tổng số mol khí sau nung = a - 0,75(x+y)


Ta có: 13,33( )


100
77
,
84
)
(
75
,
0



8
,
0
%


2 a x y


y
x
a


a


VN    





 (1)


y
x


a
y


x
a


y


x


Vso 10,184 19,618


100
6
,
10
)
(
75
,
0


2


% 2    







 (2)


Từ (1) và (2)  13,33(x + y) = 10,184x + 19,618y


1
2






y
x


%
54
,
40
%
46
,
59
%
100
%


%
46
,
59
%
100
.
120
88
.
2



88
.
2
%


2   










FeS
FeS


m
m


0,25


0,25
0,25


0,25


0,25
0,25


2 Chất rắn B là Fe2O3 có số mol 0,5(x + y)


Fe2O3 + 3H2SO4  Fe2(SO4)3 + 3H2O


0,5(x+y) 0,5(x+y)


Fe2(SO4)3 + 3Ba(OH)2  2Fe(OH)3  + 3BaSO4 


0,5(x+y) x+y 1,5(x+y)
Nung BaSO4 


o


t


không đổi
1,5(x+y)


2Fe2(OH)3 


o


t


Fe2O3 + 3H2O


x+y 0,5(x+y)
Nên: 233.1,5(x+y) + 160.0,5(x+y) = 12,885
x + y = 0,03 và x = 2y
x = 0,02 ; y = 0,01



m = 88.0,02 + 120.0,01 = 2,96 (gam)


0,5



(8)



×