Trang 1/2
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VĨNH PHÚC
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
LỚP 12 THPT CHUYÊN NĂM HỌC 2012-2013
ĐỀ CHÍNH THỨC
Môn: HÓA HỌC -
THPT CHUYÊN
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Ngày thi: 02/11/2012
(Đề thi gồm 02 trang)
Câu 1: (1,0 điểm)
Hoà tan hoàn toàn 11,2 gam một kim loại R bằng dung dịch H
2
SO
4
đặc nóng thu được SO
2
, cho
toàn bộ lượng khí này hấp thụ hết vào 350 ml dung dịch NaOH 2M. Sau phản ứng, cô cạn dung
dịch thì thu được 41,8 gam chất rắn khan.
1. Tìm kim loại R?
2. Hòa tan 8,4 gam kim loại R vào 200ml dung dịch HCl 2M thu được dung dịch A. Cho dung
dịch A tác dụng với dung dịch AgNO
3
dư, tính khối lượng kết tủa thu được?
Câu 2: (2,0 điểm)
1. Hãy cho biết dạng lai hóa của nguyên tố trung tâm và dạng hình học theo mô hình VSEPR
của các phân tử, ion sau: SF4; HClO
2
; HOCl; ICl
4
−
; IF7; BrF5; HNO3; C2H6.
2. Khảo sát phản ứng phân hủy NO
2
tạo thành NO và O
2
ở 10
0
C dưới ảnh hưởng động học và
nhiệt động học. Bảng sau cho biết tốc độ đầu của phản ứng phụ thuộc vào các nồng độ đầu khác
nhau của NO
2
:
[NO
2
]
o
( mol.lit
-
1
) 0,010 0,012 0,014 0,016
v
o
( mol.lit
-
1
.s
-
1
) 5,4.10
-
5
7,78.10
-
5
1,06.10
-
4
1,38.10
-
4
a) Xác định bậc của phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng?
b) Một cách gần đúng, nếu xem như các đại lượng nhiệt động của phản ứng trên không phụ
thuộc nhiệt độ. Hãy sử dụng các giá trị sau để trả lời các câu hỏi: nhiệt độ cần đạt đến để cân
bằng dịch chuyển về phía phải là bao nhiêu?
Cho:
2
0
s, NO
∆H =33,2kJ/mol.
; 0
s, NO
∆H =90,3kJ/mol.
2 2
0 0 0
NO NO O
S =241J/mol.K; S =211J/mol.K; S =205J/mol.K
Câu 3: (2,0 điểm)
1. Khi axit hoá dung dịch hỗn hợp chứa [Ag(NH
3
)
2
]Cl 0,1M và NH
3
1M đến khi dung dịch thu
được có pH = 6 thì có xuất hiện kết tủa không? Tại sao?
Cho biết K
S (AgCl)
= 1,1.10
-10
; K
[Ag(NH
3
)
2
]
+
= 6,8.10
-8
; K
b (NH
3
)
= 2.10
-5
2. Cho pin sau : H
2
(Pt),
2
H
/ H
+
: 1M // MnO
−
4
: 1M, Mn
2+
: 1M, H
+
: 1M / Pt
Biết rằng sức điện động của pin ở 25
0
C là 1,5V.
a) Hãy cho biết phản ứng thực tế xảy ra trong pin và tính
- 2+
4
0
MnO /Mn
E?
b) Sức điện động của pin thay đổi như thế nào khi thêm một ít NaHCO
3
vào nửa trái của pin?
Câu 4: (1,0 điểm)
Đun nóng hỗn hợp gồm 1 mol HCOOH; 1 mol CH
3
COOH và 2 mol C
2
H
5
OH có H
2
SO
4
đặc
xúc tác ở t
o
C (trong bình kín dung tích không đổi) đến trạng thái cân bằng thì thu được 0,6 mol
HCOOC
2
H
5
và 0,4 mol CH
3
COOC
2
H
5
. Nếu đun nóng hỗn hợp gồm 1 mol HCOOH, 3 mol
CH
3
COOH và a mol C
2
H
5
OH ở điều kiện như trên đến trạng thái cân bằng thì thu được 0,8 mol
HCOOC
2
H
5
. Tính a?
Trang 2/2
Câu 5: (2,5 điểm)
1. Hãy gọi tên và giải thích sự khác nhau về nhiệt độ sôi các chất trong dãy sau:
NS
N
N
N
H
N
N
H
( 1 1 5
0
C ) ( 1 1 7
0
C ) ( 2 5 6
0
C ) ( 1 8 7
0
C )
( a ) ( b ) ( c ) ( d )
2. Vẽ công thức Fisơ của các hợp chất cacbohiđrat A, E1, E2, F1, F2 và G trong dãy chuyển hóa sau:
CHO
OH
H
HOH
OH
H
Htaêng maïch Kiliani - Fisher E1 + E2
NaBH
4
F1 + F2
NaBH
4
G
(A)
3. Cho sơ đồ chuyển hóa:
OH
1) CH
3
MgBr
AD
H
2
SO
4
H
2
/ Ni
(¸p suÊt) H
2
O
CrO
3
OHH
3
C
C
E
(H
3
C)
2
C= CH
2
B
2) H
2
O
H
+
, t
0
1) O
3
2) H
2
O/Zn
Hãy viết cấu tạo các chất từ A đến E?
Câu 6: (1,5 điểm)
1. Hợp chất (A) có công thức phân tử C
10
H
10
O không tạo màu với FeCl
3
, tạo sản phẩm cộng
với NaHSO
3
. Cho (A) tác dụng với I
2
/NaOH không tạo kết tủa, axit hóa hỗn hợp sau phản ứng
được (B) là C
10
H
10
O
2
, (B) làm mất màu dung dịch KMnO
4
. Cho (B) tác dụng với lượng dư brom
khi có mặt Ag
2
O/CCl
4
thu được (C) là 1,2,3-tribrom-1-phenylpropan.
Mặt khác, cho (A) tác dụng với NaBH
4
thu được (D) là C
10
H
12
O. Hiđro hóa nhẹ D có xúc tác
thu được (E) C
10
H
14
O. Đun nóng (E) với axit H
2
SO
4
loãng thu được (F) là C
10
H
12
. Lập luận để xác
định công thức cấu tạo của (A), (B), (D), (E). Viết phản ứng tạo thành (C) từ (B) và giải thích sự
tạo thành (F) từ (E).
2. Viết cơ chế phản ứng sau:
H
2
SO
4
Hết
Thí sinh được sử dụng bảng tuần hoàn. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.
Trang 1/7_CHUYEN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
LỚP 12 THPT CHUYÊN NĂM HỌC 2012-2013
Môn: HÓA HỌC -
THPT CHUYÊN
HƯỚNG DẪN CHẤM
(Gồm 07 trang)
Câu Nội dung
Câu 1
(1,0đ)
Hoà tan hoàn toàn 11,2 gam một kim loại R bằng dung dịch H
2
SO
4
đặc
nóng thu được SO
2
, cho toàn bộ lượng khí này hấp thụ hết vào 350 ml dung
dịch NaOH 2M. Sau phản ứng cô cạn dung dịch thì thu được 41,8 gam chất
rắn khan.
1) Tìm kim loại R?
2) Hòa tan 8,4 gam kim loại R vào 200ml dung dịch HCl 2M thu được dung
dịch A. Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch AgNO
3
dư, tính khối lượng
kết tủa thu được?
Đáp án:
- Số mol NaOH = 0,35 . 2 = 0,7 mol
- Nhận xét:
* Nếu chất rắn là Na
2
SO
3
thì khối lượng là: 0,35 . 126 = 44,1g
* Nếu chất rắn là NaHSO
3
thì khối lượng là: 0,7. 104 = 72,8g
Chất rắn thu được khi cô cạn dung dịch là 41,8g < (44,1 ; 72,8)
=> chất rắn thu được gồm Na
2
SO
3
và NaOH dư
- Đặt số mol của Na
2
SO
3
là x → số mol NaOH dư là 0,7-2.x
Ta có: 126.x + (0,7-2x).40 = 41,8 → x = 0,3 mol
=> n
R
=
0,6
n
→ M
R
=
56
3
n
→ R là Fe
- Khi cho Fe tác dụng với dung dịch HCl có phản ứng:
Fe + 2HCl → FeCl
2
+ H
2
↑
=> Dung dịch A sau phản ứng có: 0,15 mol FeCl
2
và 0,1 mol HCl dư hay 0,15
mol Fe
2+
; 0,1 mol H
+
; 0,4 mol Cl
-
- Khi cho dung dịch AgNO
3
dư vào dung dịch A có các phản ứng:
Ag
+
+ Cl
-
→ AgCl↓ (1)
3Fe
2+
+ 4H
+
+ NO
3-
→ 3Fe
3+
+ NO↑ + 2H
2
O (2)
Fe
2+
+ Ag
+
→ Fe
3+
+ Ag↓ (3)
Theo (2)
2
30,075
4
Fe H
n n mol
+ +
= =
=> Theo (3)
2
0,075
Ag Fe
n n mol
+
= =
=> Khối lượng kết tủa thu được sau phản ứng
m↓ = m
AgCl
+ m
Ag
= 0,4.143,5 + 0,075.108 = 65,5 (g)
Trang 2/7_CHUYEN
Câu 2
(2,0đ)
1) Hãy cho biết dạng lai hóa của nguyên tố trung tâm và dạng hình học
theo mô hình VSEPR của các phân tử, ion sau: SF4; HClO
2
; HOCl; ICl
4
−
;
IF7; BrF5; HNO3; C2H6.
Đáp án:
1) * SF4: (AX4E) lai hóa sp3d. Hình dạng cái bập bênh
* HClO2: (AX3E2) lai hóa sp3d. Hình dạng chữ T
* HClO : (AX2E3) lai hóa sp3d. Hình dạng đường thẳng
* ICl
4
−
: (AX4E2) lai hóa sp
3
d
2
. Hình dạng vuông phẳng
* IF7: (AX7) lai hóa sp3d3. Hình dạng lưỡng chóp ngũ giác
* BrF5: (AX5E) lai hóa sp
3
d
2
. Hình dạng tháp vuông
* HNO3: (AX3) lai hóa sp
2
. Hình dạng tam giác phẳng
* C2H6: (AX4) lai hóa sp
3
. Hình dạng 2 tứ diện chung đỉnh
2) Khảo sát phản ứng phân hủy NO
2
tạo thành NO và O
2
ở 10
0
C dưới ảnh
hưởng động học và nhiệt động học. Bảng sau cho biết tốc độ đầu của phản
ứng phụ thuộc vào các nồng độ đầu khác nhau của NO
2
:
[NO
2
]
o
( mol.lit
-
1
) 0,010 0,012 0,014 0,016
v
o
( mol.lit
-
1
.s
-
1
) 5,4.10
-
5
7,78.10
-
5
1,06.10
-
4
1,38.10
-
4
a) Xác định bậc của phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng?
b) Một cách gần đúng, nếu xem như các đại lượng nhiệt động của phản
ứng trên không phụ thuộc nhiệt độ. Hãy sử dụng các giá trị sau để trả lời
các câu hỏi: Nhiệt độ nhỏ nhất cần đạt đến để cân bằng dịch chuyển về
phía phải là bao nhiêu?
Cho:
./2,33
0,
2
molkJH
NOs
=∆
;
./3,90
0,
molkJH
NOs
=∆
KmolJSKmolJSKmolJS
ONONO
./205;./211;./241
000
22
===
Đáp án:
a) Phản ứng : 2NO
2
→ 2NO + O
2
- Tính toán : v = k[NO
2
]
a
=> lgv = lgk + a.lg[NO
2
]
- Áp dụng : lg5,4.10
-5
= lgk + a.lg0,010 và lg1,38.10
-4
= lgk + a.lg0,016
⇒ 0,4075 = a.0,0204 ⇒ a ≈ 2 ⇒ k =
2
2][NO
v
- Sử dụng lần lượt các dữ kiện thực nghiệm, ta có:
k
1
= 5,4.10
-5
/0,01
2
= 0,54
k
2
= 7,78.10
-5
/0,012
2
= 0,54
k
3
= 1,06.10
-4
/0,014
2
= 0,541
k
4
= 1,38.10
-4
/0,016
2
= 0,539
=> Kết luận: bậc của phản ứng là bậc 2, hằng số tốc độ phản ứng k= 0,54lit/mol.s
Trang 3/7_CHUYEN
b) ∆H
0
pứ
= 2×90,3 – 2×33,2 = 114,2 kJ
∆S
opứ
= 2×211 + 205 – 2×241 = 145 J/K
- Một cách gần đúng , về mặt nhiệt động học khi phản ứng đạt đến cân bằng thì :
∆G
pứ0
= 0 ⇒ T =
K
KJ
J
S
H
o
o
6,787
)/(145
10002,114 =
×
=
∆
∆
=> Điều kiện về nhiệt độ cần để cân bằng dịch chuyển về phía phải là:
T > 787,6 K
Câu 3
(2,0đ)
1) Khi axit hoá dung dịch hỗn hợp chứa [Ag(NH
3
)
2
]Cl 0,1M và NH
3
1M
đến khi dung dịch thu được có pH = 6 thì có xuất hiện kết tủa không? tại
sao?
Cho biết K
S (AgCl)
= 1,1.10
-10
; K
[Ag(NH
3
)
2
]
+
= 6,8.10
-8
; K
b(NH
3
)
= 2.10
-5
Đáp án:
1. Có xuất hiện kết tủa
* Giải thích:
- Dung dịch thu được có pH = 6 < 7 => có thể coi toàn bộ NH
3
trong dung dịch
chuyển hoá thành muối NH
4+
=> [NH
4+
] = 1M
- Trong dung dịch có các cân bằng sau:
[Ag(NH
3
)
2
]Cl
→
[Ag(NH
3
)
2
]
+
+ Cl
-
[Ag(NH
3
)
2
]
+
Ag
+
+ 2NH
3
K
1
= 6,8.10
-8
NH
3
+ H
2
O
NH
4+
+ OH
-
K
2
= 2.10
-5
- Thay giá trị [NH
4+
] = 1; [OH
-
] = 10
-8
(vì pOH = 8) vào biểu thức tính hằng số K
2
ta được [NH
3
] = 5.10
-4
M (3)
- Theo định luật bảo toàn nồng độ ta có
[Ag(NH
3
)
2
]
+
= 0,1 - [Ag
+
] (4)
Thay (3) ; (4) vào biểu thức tính hằng số K
1
ta được [Ag
+
] = 2,1.10
-2
=> [Ag
+
][Cl
-
] = 2,1.10
-2
. 0,1 > K
S (AgCl)
=1,1.10
-10
2) Cho pin sau :
H
2
(Pt),
atmP
H
1
2
=
/ H
+
: 1M // MnO
−
4
: 1M, Mn
2+
: 1M, H
+
: 1M / Pt
Biết rằng sức điện động của pin ở 25
0
C là 1,5V.
a) Hãy cho biết phản ứng thực tế xảy ra trong pin và tính E
0
/
2
4+−
MnMnO
?
b) Sức điện động của pin thay đổi như thế nào khi thêm một ít NaHCO
3
vào
nửa trái của pin.
Đáp án:
1. Phản ứng thực tế xảy ra trong pin:
Do E
pin
= 1,5 V > 0 nên cực Pt - (phải) là catot, cực hiđro - (trái) là anot do đó
phản ứng thực tế xảy ra trong pin sẽ trùng với phản ứng qui ước:
- Catot: MnO
−
4
+ 8H
+
+ 5e Mn
2+
+ 4H
2
O
- Anot: H
2
2H
+
+ 2e
=> phản ứng trong pin: 2MnO
−
4
+ 6H
+
+ 5H
2
2Mn
2+
+ 8H
2
O
* E
0
pin
= E
0
/
2
4+−
MnMnO
- E
0
/2
2
HH
+
= 1,5 V
⇒ E
0
/
2
4+−
MnMnO
= 1,5 V
2. *) Nếu thêm một ít NaHCO
3
vào nửa trái của pin sẽ xảy ra pư: