Đề thi HSG giải Toán trên máy tính cầm tay Hóa 12 - Sở GD&ĐT Thanh Hóa

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT

GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY NĂM HỌC 2010 - 2011

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ Thời gian 150 phút ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN: HOÁ HỌC

ĐIỂM CỦA TOÀN BÀI THI

Số phách

Các giám khảo (Họ tên, chữ ký)

Bằng số

Bằng chữ

Chú ý: 1. Nếu không nói gì thêm, hãy tính chính xác đến 5 chữ số thập phân.

2. Chỉ cần giải tóm tắt và ghi kết quả mà không được có thêm ký hiệu gì khác. 3. Được sử dụng bảng toàn hoàn các nguyên tố hoá học do nhà xuất ban giáo dục phát hành. Câu 1. Mçi ph©n tö XY3 cã tæng c¸c h¹t proton, n¬tron, electron b»ng 196; trong ®ã, sè h¹t mang ®iÖn nhiÒu h¬n sè h¹t kh«ng mang ®iÖn lµ 60, sè h¹t mang ®iÖn cña X Ýt h¬n sè h¹t mang ®iÖn cña Y lµ 76.

a) H·y x¸c ®Þnh kÝ hiÖu ho¸ häc cña X,Y vµ XY3 . b) ViÕt cÊu h×nh electron cña nguyªn tö X,Y.

* Lời giải tóm tắt: ............................................................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................................................

* Kết quả: ............................................................................................................................................................................................................

Câu 2: C©n b»ng cña ph¶n øng khö CO2 b»ng C : C + CO2 ⇌ 2CO x¶y ra ë 1090K víi h»ng sè c©n b»ng Kp = 10. a) T×m hµm l−îng khÝ CO trong hçn hîp c©n b»ng, biÕt ¸p suÊt chung cña hÖ lµ 1,5atm. b) §Ó cã hµm l−îng CO b»ng 50% vÒ thÓ tÝch th× ¸p suÊt chung lµ bao nhiªu? * Lời giải tóm tắt: ...........................................................................................................................................................................................................

Câu 3: Một loại khoáng chất có chứa 13,77%Na; 7,18%Mg; 57,48%O; 2,39%H và còn lại là nguyên tố X

về khối lượng. Hãy xác định công thức phân tử của khoáng chất đó.

Câu 4: Tính bán kính nguyên tử gần đúng của Ca ở 200C, biết tại nhiệt độ đó khối lượng riêng của Ca bằng 1,55 g/cm3. Giả thiết trong tinh thể các nguyên tử Ca có hình cầu, có độ đặc khít là 74%. Cho nguyên tử khối của Ca = 40,08. * Lời giải tóm tắt: ............................................................................................................................................................................................................

trong c¸c dÉn xuÊt thÕ 2 lÇn cña nh©n benzen

2NO

3CH vµ μ Câu 5: X¸c ®Þnh momen l−ìng cùc (D) μ Cl , μ sau: 1,2 – dinitrobenzen (μ = 6,6 D); 1,3 – diclobenzen (μ = 1,5 D); para – nitr«toluen (μ = 4,4 D); * Lời giải tóm tắt: ............................................................................................................................................................................................................

Câu 6: a. TÝnh pH cña dung dÞch A lµ hçn hîp gåm HF 0,1M vµ NaF 0,1M ?

b. TÝnh pH cña 1 lÝt dung dÞch A trong 2 tr−êng hîp sau :

- Thªm 0,01 mol HCl vµo dung dÞch A - Thªm 0,01 mol NaOH vµo dung dÞch A .

BiÕt KA(HF)= 6,8. 10-4 và thể tích dung dịch không đổi. * Lời giải tóm tắt: .............................................................................................................................................................................................................

Câu 7: Tính năng lượng liên kết trung bình C−H và C−C từ các kết quả thực nghiệm sau: - Nhiệt đốt cháy CH4 = - 801,7 kJ/mol - Nhiệt đốt cháy C2H6 = - 1412,7 kJ/mol - Nhiệt đốt cháy Hidrro = -241,5 kJ/mol - Nhiệt đốt cháy than chì = -393,4 kJ/mol - Nhiệt hóa hơi than chì = 715 kJ/mol - Năng lượng liên kết H−H = 431,5 kJ/mol. Các kết quả đều đo được ở 298K và 1atm. * Lời giải tóm tắt:

Câu 8: Nitrosyl clorua lµ mét chÊt rÊt ®éc, khi ®un nãng sÏ ph©n huû thµnh nit¬ monoxit vµ clo. a) H·y viÕt ph−¬ng tr×nh hãa häc cho ph¶n øng nµy. b) TÝnh Kp cña ph¶n øng ë 298K (theo atm vµ theo Pa). Cho:

Nitrosyl clorua 51,71 264

Nit¬ monoxit 90,25 211

Cl2 0 223

ΔHo 298 (kJ/mol) S0 298 (J/K.mol)

c) TÝnh gÇn ®óng Kp cña ph¶n øng ë 475K * Lời giải tóm tắt: ............................................................................................................................................................................................................

Câu 9: Trén CuO víi mét oxit kim lo¹i ®¬n hãa trÞ II theo tû lÖ mol 1:2 ®−îc hçn hîp A. DÉn mét luång khÝ H2 d− ®i qua 3,6 gam A nung nãng thu ®−îc hçn hîp B. §Ó hßa tan hÕt B cÇn 60 ml dung dÞch HNO3 nång ®é 2,5M vµ thu ®−îc V lÝt khÝ NO duy nhÊt(®ktc) vµ dung dÞch chØ chøa nitrat kimlo¹i. X¸c ®Þnh kim lo¹i hãa trÞ II nãi trªn vµ tÝnh V. * Lời giải tóm tắt: ............................................................................................................................................................................................................

Câu 10: Mét hçn hîp (X) gåm 1 ancol no ®¬n chøc (A) vμ 1 axit no (B) 2 lÇn axit. Khèi l−îng cña (X) lμ mX = x gam. Chia (X) lμm 3 phÇn b»ng nhau:

- PhÇn 1 cho t¸c dông víi natri d− cho ra y lÝt hi®ro (®ktc).

- PhÇn 2 ®èt ch¸y hÕt cho ra z gam CO2. a) TÝnh sè mol a (nA), b (nB) theo x, y, z. b) Cho x = 34,8 gam, y = 3,36 lÝt vμ z = 15,4 gam * X¸c ®Þnh c«ng thøc cÊu t¹o cña (A), (B). * TÝnh thμnh phÇn phÇn tr¨m theo khèi l−îng cña hçn hîp (X). c) PhÇn 3 ®un nãng víi H2SO4 (xóc t¸c). TÝnh khèi l−îng este thu ®−îc víi hiÖu suÊt

ph¶n øng lμ 80%.

Cho: C = 12, H = 1, O = 16, N = 14, Cl = 35,5, Na = 23, K = 39, S = 32, Ca = 40, Br = 80.

* Lời giải tóm tắt:

)

(theo đơn vị J)

)

Biết: ΔG = ΔH − TΔS ; ΔG = − RTlnK và ln

−

)

H 1 Δ ( TR 2

1 T 1

TK ( p 1 TK ( p 2 * Hằng số khí: R = 8,314 J.K-1.mol-1; p = 1atm = 1,013. 105 Pa; NA = 6,022. 1023 * 1cal = 4,18 J

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO THANH HÓA

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY NĂM HỌC 2010 - 2011 MÔN : HÓA HỌC

Điểm

4 Zx + 12 Zy = 256

(a)

Mỗi câu 2 điểm. - Phần giải: 1,5 điểm - Phần tính kết quả: 0,5 điểm Nội dung Câu1: a) KÝ hiÖu sè ®¬n vÞ ®iÖn tÝch h¹t nh©n cña X lµ Zx , Y lµ Zy ; sè n¬tron (h¹t kh«ng mang ®iÖn) cña X lµ Nx , Y lµ Ny . Víi XY3 , ta cã c¸c ph−¬ng tr×nh: Tæng sè ba lo¹i h¹t: 2 Zx + 6 Zy + Nx + 3 Ny = 196 (1) 2 Zx + 6 Zy − Nx − 3 Ny = 60 (2) 6 Zy − 2 Zx = 76 (3)

12 Zy − 4Zx = 152 (b)

Zy = 17 ; Zx = 13

; Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Céng (1) víi (2) vµ nh©n (3) víi 2, ta cã: VËy X lµ nh«m, Y lµ clo. XY3 lµ AlCl3 . b) CÊu h×nh electron: Al : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 Câu 2: : a) C + CO2 ⇌ 2CO ∑ n [ ] (1 - x) 2x 1 + x (mol)

PhÇn mol

x x

1 1

2 x x+ 1

− +

Ta cã : Kp =

. 1,5 = 10 → x = 0,79

P P CO 2

x 2 ⎤ ⎡ ⎥+⎣ ⎢ x 1 ⎦ x 1 − x 1 +

VËy hçn hîp lóc c©n b»ng chøa 2. 0,79 = 1,58 mol CO (88%)vµ 1 – 0,79 = 0,21 mol CO2(12%)

0,5

(

b) Suy ra Kp =

. P = 10 → P = 20 atm.

)2 0,5

Câu 3 Hàm lượng %X = 100 – 13,77 – 7,18 – 57,48 – 2,39 = 19,18%

× = 0 ⇒ X = 5,33y

× − 2

× + 2

× + 1

Phân tử khoáng chất trung hòa điện nên : 13,77 23

57, 48 16

2,39 1

7,18 24

19,18 X

Lập bảng xét: 1 Y 5,33 10,6 X

4 21,32

5 26,65

6 32

7 37,31

8 52,64

3 15,9 9

thấy chỉ có y = 6 là thỏa mãn X = 32 ⇒ S (lưu huỳnh)

Na : Mg : O : H : S =

= 2 : 1 : 12 : 8 : 2

13,77 7,18 57, 48 2,39 19,18 16

23 Công thức khoáng: Na2MgO12H8S2 ⇒ Na2SO4.MgSO4.4H2O

Câu 4

Thể tích của 1 mol Ca =

= 25,858 cm3, một mol Ca chứa NA = 6,022×1023 nguyên tử Ca

40,08 1,55

Theo độ đặc khít, thể tích của 1 nguyên tử Ca =

= 3,1786 ×10−23 cm3

74,0.858,25 2310.022,6

Từ V =

3 × π r

4 3

−

,3.3

10.

= 3

⇒ Bán kính nguyên tử Ca = r = 3

= 1,9654×10−8 cm

1786 14,3.4

3V 4π Câu 5 : Gi¶i: μ

NO2 Cl NO2 NO2 Cl CH3

2 + 2 μ 1 . μ 2 cos θ hay μ=

2 + μ 2

2 θμμ 2

2 + μμ 2

μ μ Theo ph−¬ng ph¸p céng vÐct¬: μ 2 = μ 1 cos *Tr−êng hîp ph©n tö cã 2 nhãm thÕ nh− nhau (μ1= μ2 ) th× ta cã :

2 cos

μ 2 = 2μ 1

2 (1 + cos θ) = 4μ 1

hay μ = 2μ 1 cos

θ 2

VËy: - 1,2 – dinitrobenzen cã θ=

= 600 th× 6,6 = 2μ

→ μ

2NO . cos

2NO = 3,8 D

- 1,3 – diclobenzen cã θ= 2

= 1200 th× 1,5 = 2μ Cl . cos

→ μ Cl = 1,5 D

π 3 π 3

60 2 120 2

2NO vµ

3CHμ l¹i

3CHμ cã h−íng ng−îc nhau, μ h−íng tõ ngoµi vµo trong. Theo phÐp céng vect¬:μ ( p – nitroToluen) = μ

2NO –

Hay 4,4 = 3,8 –

* Tr−êng hîp ph©n tö cã 2 nhãm thÕ kh¸c nhau (μ1≠ μ2 ) nh− p – nitroToluen th×: θ= 1800 vµ μ 2NO h−íng tõ trong ra ngoµi cßn 3CHμ . 3CHμ = 3,8 – 4,4 = – 0,6 D (dÊu – chøng tá h−íng cña

3CHμ →

3CHμ )

(

3CHμ = 0,6 D)

0,1.6,8.10-4 0,1

[H+ ] [F- ] [HF]

Câu 6 a. Trong dung dịch A có HF ⎯⎯→←⎯⎯ H+ + F- (1) và NaF → Na+ + F- (2) Vì có phương trình 2 nên cân bằng (1) bị chuyển sang trái nên có thể coi : [ HF] = 0,1 ; [F- ]= 0,1 Ka = = 6,8.10-4 → [H+ ] = → pH= -lg[H+ ] = -lg(6,8.10-4) → pH= 3,1675

b. * Khi thêm HCl vào dung dịch A : HCl → H+ + Cl- và H+ + F- → HF 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 mol [HF]= 0,1+ 0,01 = 0,11mol/l ; [F- ]= 0,1- 0,01 = 0,09 mol/l

[H+ ] [F- ] [HF]

0,11.6,8.10-4 0,09

Ka = = 6,8.10-4 → [H+ ] = → pH= -lg[H+ ] = -lg(8,3 .10-4) → pH= 3,0809

* Khi thêm NaOH vào dung dịch A : NaOH → Na+ + OH- và HF + OH- → F- + H2O 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 mol [HF]= 0,1- 0,01 = 0,09mol/l ; [F- ]= 0,1+ 0,01 = 0,11 mol/l

0,09.6,8.10-4 0,11

[H+ ] [F- ] [HF]

Ka = = 6,8.10-4 → [H+ ] = → pH= -lg[H+ ] = -lg(5,56 .10- 4) → pH= 3,2549

HC −

vµ ln K = −

= − 17,0385 ⎯⎯→ Kp = 3,9836. 10−8 atm

−

⎯⎯→ lnKp(475K) =

+ lnKp(298)

1 475

) )

77080 ⎛ ⎜ 8,314 298 ⎝

⎞ ⎟ ⎠

1 T 2

Câu 7: Ta s¾p xÕp c¸c ph−¬ng tr×nh (kÌm theo ký hiÖu nhiÖt) sao cho c¸c chÊt ë 2 vÕ triÖt tiªu ®Ó cßn l¹i ph−¬ng tr×nh CH4→ C (r)+ 4H CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O ΔH1 2H2O → O2 + 2H2 - 2ΔH2 CO2 → O2 + C (r) - ΔH3 C (r) → C (k) ΔH4 2H2 → 4H 2ΔH5 Tæ hîp c¸c ph−¬ng tr×nh nµy ta ®−îc CH4→ C(r) + 4H 4ΔH 0 = ΔH1 - 2ΔH2 - ΔH3 + ΔH4 + 2ΔH5 = - 801,7 + 483 + 393,4 + 715 + 2(431,5) = 1652,7 kJ/mol vµ N¨ng l−îng liªn kÕt C−H = 1652,7 : 4 = 413,175 kJ/mol B»ng c¸ch t−¬ng tù tÝnh(tõ ph¶n øng ®èt ch¸y C2H6) ®−îc N¨ng l−îng liªn kÕt C−C = 345,7 kJ/mol Câu 8: ♣ a) 2NOCl ⇌ 2NO + Cl2. b) H»ng sè c©n b»ng nhiÖt ®éng lùc häc ®−îc tÝnh theo ph−¬ng tr×nh ΔG = − RTlnK Trong ®ã ΔG = ΔH − T. ΔS ΔH = [(2 × 90,25. 103) + 0 − (2 × 51,71. 103 ) = 77080 J/mol ΔS = [(2 × 211) + 223 − (2 × 264) = 117 J/mol ΔG = 77080 − 298 × 117 = 42214 J/mol 42214 8,314 298 × vµ Kp = 4,0327. 10−3 Pa c) TÝnh gÇn ®óng: ⎛ Kp T ( 1 H Δ 2 ⎜ Kp T ( R T ⎝ 1 1

⎞ ⎟ ⎠

ln Kp (475) = − 5,4455 ⎯⎯→ Kp = 4,3157. 10 −3 atm hay Kp = 437,2883Pa Câu 9

3, 6

Ta cã hÖ pt:

Gi¶i hÖ pt cho a = 0,01875 vµ M = 40 ∼ Ca

= 0,15

Gäi oxit kim lo¹i ph¶i t×m lµ MO vµ a vµ 2a lµ sè mol CuO vµ MO trong A. V× hidro chØ khö ®−îc nh÷ng oxit kim lo¹i ®øng sau nh«m trong d·y ®iÖn hãa nªn cã 2 kh¶ n¨ng x¶y ra: * Tr−êng hîp 1: M ®øng sau nh«m trong d·y ®iÖn hãa CuO + H2 → Cu + H2O MO + H2 → M + H2O 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO ↑+ 4H2O 3M + 8HNO3 → 3 M(NO3)2 + 2NO ↑+ 4H2O 16).2 a a 16 3

80 a M ( + ⎧ ⎪ a 8 ⎨ ⎪⎩ 3

16).2

3, 6

Ta cã hÖ pt:

Gi¶i hÖ pt cho a = 0,0225 vµ M = 24 ∼ Mg

4a = 0,15

Tr−êng hîp nµy lo¹i v× Ca ®øng tr−íc Al trong d·y thÕ ®iÖn hãa. * Tr−êng hîp 2: M ®øng tr−íc nh«m trong d·y ®iÖn hãa CuO + H2 → Cu + H2O 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO ↑+ 4H2O MO + 2HNO3 → M(NO3)2 + 2H2O 80 a M ( + ⎧ ⎪ a 8 ⎨ ⎪⎩ 3

NghiÖm nµy hîp lý vµ VNO=0,015. 22,4 = 0,336 lÝt. → mCuO= 0,0225. 80=1,8g => % CuO=50% mMgO= 1,8gam => %CuO= 50% Câu 10:

- §Æt c«ng thøc tæng qu¸t: A: CnH2n+1OH vμ B: CmH2m(COOH)2

hçn hîp X. V× khèi l−îng cña hçn hîp X lμ x nªn ta cã :

Gäi: a = nA, b = nB trong

1 3

a(14n + 18) + b(14m + 90) =

Hay: 14(na + mb) + 18(a + 2b) + 54b =

(1)

x 3

- PhÇn 1 víi Na: Ta cã ph¶n øng: CnH2n+1-OH + Na → CnH2n+1-ONa +

1 2

a 2

CmH2m(COOH)2 + 2Na → CmH2m(COONa)2 + H2↑

(2)

+ b =

⇒ a + 2b =

⇒

y 11,2

b a 2

y 22,4

- PhÇn 2 ®èt ch¸y:

CnH2n+1-OH +

→ nCO2 + (n + 1)H2O

O 2

3n 2

CmH2m(COOH)2 +

→ (m + 2)CO2 + (m + 1)H2O

O 2

3m + 1 2

(m + 2)b

Hay: na + mb + 2b =

(3)

= na + (m + 2)b =

⇒

2COn

z 44

na + mb =

- 2b

(3’)

(3) ⇒

z 44

Hay: 26b =

- 2b +

+ 54b =

Tõ (1) (2) (3’) ⇒ 14

x 7z 9y 3 5,6 22

18y 11,2

x 3

z 44

⎞ ⎟ ⎠

⎛ ⎜ ⎝

b =

⇒

1 x 7z ⎡ ⎢ 26 3 5,6 22 ⎣

⎤ ⎥ ⎦

- 2b =

a =

(2) ⇒

y 11, 2

7z 11, 2 13 3 5, 6 22

1 x ⎡ ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎦

b = 0,05 mol

b) * Thay c¸c gi¸ trÞ cña x = 34,8 ; y = 3,36 ; z = 15,4 Ta ®−îc: a = 0,2 mol Tõ (3’), ta cã:

- 2b =

- 0,1

= 0,25

na + mb =

z 44

15,4 44

0,2n + 0,05m = 0,25

Hay: 4n + m = 5

(-)

⇒ C«ng thøc cÊu t¹o A: CH3- OH

COOH

B: CH2

COOH

* mA = 32g × 0,2 × 3 = 19,2 g mB = 104g × 0,05 × 3 = 15,6 g ⇒ %A = 55,17

%B = 100 - 55,17 = 44,83

PhÇn 3:

COOCH 3

+ 2H O

+ H ⎯⎯⎯→

CH (COOH) + 2CH - OH 2

COOCH 3

0,05 mol 0,1 mol

0,05 mol

= 5,28 gam

⇒ meste = 0,05 × 132 ×

80 100

Ghi chú: Thí sinh làm các cách khác nếu đúng thì cho điểm tối đa ứng với các phần tương đương đương.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY NĂM HỌC 2011-2012

Thời gian thi: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 13/12/2011 (Thí sinh làm trực tiếp vào bản đề thi này) MÔN: HOÁ HỌC

ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề gồm 09 trang)

Các giám khảo (Họ, tên và chữ ký)

ĐIỂM CỦA TOÀN BÀI THI

SỐ PHÁCH (Do chủ tịch ghi )

Bằng chữ

Bằng số

Chó ý: 1. ChØ gi¶i tãm t¾t vµ ghi kÕt qu¶ mµ kh«ng ®−îc cã thªm ký hiÖu g× kh¸c.

2. §−îc sö dông b¶ng toµn hoµn c¸c nguyªn tè ho¸ häc do nhµ xuÊt ban gi¸o dôc ph¸t hµnh. 3. NÕu ®Ò kh«ng nãi g× th× lÊy kÕt qu¶ sau dÊu phÈy n¨m sè thËp ph©n.

Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm m gam hỗn hợp A gồm Al và FexOy thu được hỗn hợp chất rắn B.

Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch C đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất rồi lọc kết tủa,

Phần không tan D cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng. Sau phản ứng thu được dung dịch

Câu 1 (2,0 điểm) Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được dung dịch C, phần không tan D và 0,672 lít H2. nung đến khối lượng không đổi được 5,1 gam chất rắn. E chỉ chứa 1 muối sắt duy nhất và 2,688 lít khí SO2. a. Xác định công thức phân tử oxit sắt b. Tính giá trị của m. (Cho: Hiệu suất các phản ứng đạt 100% và khí đo ở đktc)

Lời giải tóm tắt .......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Kết quả

.......................................................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................................................

Câu 2 (2,0 điểm)

Với mạng tinh thể lập phương tâm diện, trong 1 ô cơ sở các nguyên tử tiếp xúc với nhau ở mặt bên. Đường chéo của mặt có độ dài bằng 4 lần bán kính của nguyên tử. Hãy xác định phần trăm chiếm chỗ của nguyên tử kim loại trong loại mạng này? Lời giải tóm tắt .......................................................................................................................................................................................................