đề thi và hướng dẫn chấm thi các môn khoa học tự nhiên (6)

1

KỲ THI GIẢI TOÁN HỘI ĐỒNG THI TỈNH BẠC LIÊU
TRÊN MÁY TÍNH CASIO - VINACAL 2011 Ngày thi: 25/12/2011


Số báo danh HỌ VÀ TÊN THÍ SINH
MÔN THI: HÓA HỌC 12
Ngày sinh: tháng năm , nam hay nữ: Trường

HỌ, TÊN CHỮ KÝ
Giám thị số 1:
Giám thị số 2:
SỐ PHÁCH
(Do chủ tịch HĐ chấm thi ghi)

Chú ý:
- Thí sinh phải ghi đủ các mục ở phần trên theo sự hướng dẫn của giám thị;
- Thí sinh làm bài trực tiếp vào bản đề thi có phách đính kèm này;
- Bài thi phải được viết bằng một loại bút, một thứ mực; không viết bằng mực đỏ, bút chì;
không được đánh dấu hay làm kí hiệu riêng; phần viết hỏng phải dùng thước gạch chéo; không
được tẩy, xóa bằng bất kỳ cách gì (kể cả bút xóa).
- Trái với các đi
ều trên, thí sinh sẽ bị loại.

2
SỞ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO KỲ THI GIẢI TOÁN
TRÊN MÁY TÍNH CASIO - VINACAL NĂM 2011
ĐỀ CHÍNH THỨC
Môn thi: HÓA HỌC 12
Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề)
Ngày thi: 25/12/2011
*Chú ý: - Đề thi này gồm 9 trang, 10 bài, mỗi bài 5 điểm.
- Thí sinh làm bài trực tiếp vào bản đề thi này.

ĐIỂM CỦA TOÀN BÀI THI CÁC GIÁM KHẢO
SỐ PHÁCH
(Do Chủ tịch Hội đồng ghi)
Bằng số Bằng chữ

Qui định: Học sinh trình bày vắn tắt cách giải, công thức áp dụng, kết quả tính toán vào ô trống
liền kề bài toán. Các kết quả tính gần đúng, nếu không có chỉ định cụ thể, được ngầm định chính
xác tới 4 chữ số phần thập phân sau dấu phẩy.

Bài 1: (5 điểm)
Một hợp chất được tạo thành từ các ion A
+
và B
2
2-
. Trong phân tử A
2
B
2
có tổng số hạt
proton, nơtron, electron là 116, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang
điện là 36. Số khối hạt nhân của A lớn hơn số khối hạt nhân của B là 7. Tổng số hạt proton,
nơtron, electron trong ion A
+
ít hơn trong ion B
2
2-
là 17. Xác định kí hiệu nguyên tử A, B và
công thức phân tử A
2
B
2

.

Cách giải Kết quả














Bài 2: (5 điểm)
Tính khoảng cách giữa hai nguyên tử Cl trong phân tử C
2
H
2
Cl
2
, biết độ dài các liên kết như
sau: C=C là 1,33 A
0
; C-Cl là 1,76 A
0
. Giả sử lực tương tác giữa các nguyên tử Cl, H trong

phân tử C
2
H
2
Cl
2
không đáng kể.

3
Cách giải Kết quả

4
Bài 3: (5 điểm)
Chứng minh Ni không khử được Fe
2+

thành Fe trong NH
3
dư với các dữ liệu sau:
22
00
Ni /Ni /Fe
E 0,23 ; E 0,44
Fe
VV
++
=− =− ; tích số tan của Fe(OH)
2

15
10
s
K
−
= ; hằng số bền của
phức [Ni(NH
3
)
6
]
2+

8,4
1,6
10
β

=
; ở 25
0
C:
2,303. ln 0,0592 lg.
RT
F
=


Cách giải Kết quả

Bài 4: (5 điểm)
Dưới tác dụng của nhiệt theo cân bằng:
PCl
5

(k)
PCl
3

(k)
+ Cl
2 (k)
.
a. Để 0,55mol PCl
5
trong một bình kín 12 lít và đốt nóng đến 250
0
C, khi đạt trạng
thái cân bằng người ta thu được 0,33mol Cl
2
. Tính K
c,
K
p.

b. Ở 273
0
C và 1atm người ta nhận thấy rằng hỗn hợp cân bằng có khối lượng riêng
bằng 2,502g/l. Tính K
c,
K
p
của phản ứng trên.
(Cho: R = 0,082; Các nguyên tử khối: P = 31; Cl = 35,45).

Cách giải Kết quả










5

Bài 5: (5 điểm)
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 ban
đầu khác nhau của NO
2
:
[NO
2
]
o
( mol.l
-1
) 0,010 0,012 0,014 0,016
V
o

( mol.l
-1
.s
-1
) 5,4.10
-5
7,78.10
-5
1,06.10
-5
1,38.10
-5

a. Xác định bậc của phản ứng và hằng số vận tốc.
b. Nếu xem như các đại lượng nhiệt động của phản ứng trên không phụ thuộc nhiệt độ, hãy
sử dụng các giá trị sau tìm điều kiện nhiệt độ để phản ứng dịch chuyển về phía phải.

2
0
,
33, 22 /
sNO
HkJmolΔ=
;
0
,
90,32 /
sNO
HkJmolΔ=

2 2
000
241,20 / ; 211,20 / ; 205,50 /
NO NO O
SJmolSJmolSJmol===

Cách giải Kết quả




















6

Bài 6: (5 điểm)
Tính pH của dung dịch thu được trong các hỗn hợp sau:
a. 20ml dung dịch CH
3
COOH 0,1M trộn với 20ml dung dịch HCl có pH = 4.
b. Dung dịch CH
3
COOH 0,01M + CH
3
COONa 0,01M.

Thêm 0,001mol HCl vào 1lít dung dịch trên thì giá trị pH thay đổi bao nhiêu đơn vị? Cho
pK
a
= 4,76

Cách giải Kết quả






















7
Bài 7: (5 điểm)

Hỗn hợp A gồm Mg và Al, hỗn hợp B gồm Cl
2
và oxi. Thí nghiệm cho biết 1,29g hỗn hợp A
phản ứng vừa hết với 1,176 lít (đktc) hỗn hợp B tạo ra 4,53g hỗn hợp các ôxit và clorua. Tính
phần trăm khối lượng của từng kim loại trong hỗn hợp A.

Cách giải Kết quả

Bài 8:(5 điểm)
Nung nóng hỗn hợp X gồm 0,15 mol CH
4
; 0,09 mol C
2
H
2
và 0,2 mol H
2
với xúc tác Ni, thu
được hỗn hợp Y. Cho hỗn hợp Y qua dung dịch brom dư, thu được hỗn hợp khí Z, tỉ khối
hơi của hỗn hợp Z so với hidro bằng 8; khối lượng dung dịch brom tăng 0,82 gam.
Tìm số mol mỗi chất trong hỗn hợp Z.

Cách giải Kết quả

8










Bài 9: (5 điểm)
Giả sử đồng vị phóng xạ
U
238
92
phóng xạ ra các hạt
α
,
β
với chu kỳ bán hủy là 5,0.10
9
năm,
tạo thành
Pb
206
82

a. Có bao nhiêu hạt

α
,
β
tạo thành từ một hạt U
238
92
?
b. Một mẫu đá chứa 47,6 mg
U
238
92
và 30,9 mg
Pb
206
82
. Hãy tính tuổi mẫu đá đó.

Cách giải Kết quả

Bài 10. (5 điểm)
a. Đốt hoàn toàn Hidrocacbon A cho
75,1:
22
=
OHCO
VV ; khi hoà tan 0,45 g A trong 50g
C
6
H
6
thu được hỗn hợp có nhiệt độ sôi là 80,3553
0
C. Xác định công thức phân tử của A.
Biết hằng số nghiệm sôi là 2,61; nhiệt độ sôi của C
6
H

6
là 80,1
o
C.
b. Cho 20,7g Hidrocacbon A phản ứng hoàn toàn với dung dịch AgNO
3
/NH
3
dư được
68,85 g kết tủa.
Viết công thức cấu tạo của A, biết A có cấu tạo mạch không nhánh.
9

Cách giải Kết quả

HẾT
1
SỞ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO KỲ THI GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY
NĂM 2011
ĐỀ CHÍNH THỨC
(Gồm 5 trang)
Môn thi: HÓA HỌC 12
Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề)
Ngày thi: 25/12/2011

HƯỚNG DẪN CHẤM

Bài 1: (5 điểm)

Lập hệ pt:
2(2Z
A
+N

A
)+2(2Z
B
+N
B
)=116 (1) (0,5đ)
[2(2Z
A
-1)+(4Z
B
+2)] - (2N
A
+2N
B
) = 36 (2) (0,5đ)
(Z
A
+N
A
) - (Z
B
+N
B
) = 7 (3) (0,5đ)
[2(2Z
B
+N
B
)+2] - (2Z
A

+N
A
-1) = 17 (4) (0,5đ)
Giải hệ ta được: Z
A
=11, Z
B
=8, N
A
=12, N
B
=8 (1,0đ)
Kí hiệu nguyên tử:
23
11
Na
và
16
8
O
(1,0đ)
Công thức phân tử: Na
2
O
2
. (1,0đ)

Bài 2: (5 điểm)
Ứng với công thức C
2

H
2
Cl
2
có 3 CTCT:
C = C
Cl
Cl
H
H
C = C
Cl
Cl
H
C = C
Cl
H
H
Cl
(X)
(Y)
(Z)
;
;
H

Các nguyên tử C đều lai hóa sp
2

⇒ Góc liên kết đều 120

0
. (0,5đ)
TH1: Đồng phân X
Cl
Cl
C hay
A
B
C
1
,
76
A
0
60
0
(0,5đ)
⇒ Khoảng cách giữa 2 nguyên tử Cl:
AB = 2AH = 2(1,76. sin60
0
) = 3,0484 A
0
. (1,0đ)
TH2: Đồng phân Y
C C
Cl Cl
hay: 60
0
60
0

A E F D
G B C
(0,5đ)
H
2
Khoảng cách giữa 2 nguyên tử Cl: AD = AE + EF + FD

AE = FD = GB = 1,76. cos60
0
= 0,88 A
0

EF = 1,33 A
0
⇒ AD = 3,09 A
0

(1,0đ)

TH3: Đồng phân Z
C C

Cl
Cl
hay:
A
B
C
D
E

F
(0,5đ)
Khoảng cách giữa 2 nguyên tử Cl là AD = 4,33 A
0
(1,0đ)


Bài 3: (5 điểm)
(1) [Ni(NH
3
)
6
]
2+
U Ni
2+
+ 6 NH
3
K
1
=
18,4
1,6
10
β
−−
= (0,5đ)
(2) Ni
2+

+ 2e U Ni
20,23
7,77
0,0592
2
10 10
x
K
−
−
==
(0,5đ)
[Ni(NH
3
)
6
]
2+
+ 2e
U
Ni + 6 NH
3
K =10
-16,17
(0,5đ)
K =10
-16,17
⇒
()
2

3
6
0
Ni NH /Ni
0,0592 ( 16,17)
E 0,4786
2
x
V
+
⎡⎤
⎣⎦
−
==− (0,5đ)
(3) Fe(OH)
2

U
Fe
2+
+ 2OH
-

15
10
s
K
−
= (0,5đ)
(4) Fe

2+

+ 2e U Fe
20,44
14,86
0,0592
4
10 10
x
K
−
−
== (0,5đ)
Fe(OH)
2
+ 2e
U
Fe + 2OH
-
K’=10
-29,86
(0,5đ)
K’=10
-29,86
⇒
()
Fe OH
2
0
/Fe

0,0592 ( 29,86)
E 0,8839
2
x
V
−
==− (0,5đ)
Do
()
Fe OH
2
0
/Fe
E 0,8839V=− <
()
2
3
6
0
Ni NH /Ni
E 0,4786V
+
⎡⎤
⎣⎦
=− nên Ni không khử được Fe
2+
trong dung
dịch NH
3
dư. (1,0đ)

Bài 4: (5 điểm)
a. Ở 250
0
C: PCl
5 (k)
PCl
3

(k)
+ Cl
2 (k)

n
bđ
0,55
n
cb
0,55-0,33 0,33 0,33 (0,5đ)
Ta có:
32
5
[][]
[]
c
PCl Cl
K
PCl
=
(0,5đ)

Nên: K
c
= (0,33/12)(0,33/12) / (0,22/12) = 0,04125. (0,5đ)

()
n
pc
K
KRT
Δ
=
= 0,04125 . 0,082 . 523 = 1,7690. (1,0đ)
b. Tính K
c
, K
p
ở 273
0
C.
Gọi x là số mol PCl
5
trong một lít hỗn hợp cân bằng.
y là số mol PCl
3
trong một lít hỗn hợp cân bằng.
PCl
5(k)
PCl
3

(k)
+ Cl
2 (k)
.
n
bđ
x+y
n
pư
y y y
n
cb
x y y

3
Tổng số mol khí ở trạng thái cân bằng:
x + 2y =
546082,0
11
×
×
= 0,0223 (mol) (*) (0,5đ)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
(x + y) 208,25 = 2,502.1 (*’) (0,5đ)
Từ (*) và (*’) giải hệ phương trình ta được:
x = 1,7288.10
-3
mol; y = 0,0103 mol. (0,5đ)
Vậy: K
c

= 0,0103. 0,0103 / (1,7288.10
-3
) = 0,0614 (0,5đ)
và K
p
= 0,0614. 0,082.(273+273) = 2,7490 (0,5đ)

Bài 5: (5 điểm)
a. Phản ứng : 2NO
2

U
2NO + O
2
(0,25đ)
V = k[NO
2
]
x
(0,25đ)
V
1
= k. 0,01
x
= 5,4.10
-5
(0,25đ)
V
2
= k. 0,012

x
= 7,78.10
-5
(0,25đ)

0,012 7,78
lg1,2 lg1,4407
0,01 5,4
2
x
x
x
⎛⎞
=⇒ =
⎜⎟
⎝⎠
⇒=
(0,25đ)
⇒ k =
2
[]
2
v
NO

Sử dụng lần lượt các dữ kiện thực nghiệm, ta có:
k
1
= 5,4.10
-5

/0,01
2
= 5,40.10
-1
(0,25đ)
k
2
= 7,78.10
-5
/0,012
2
= 5,4027.10
-1
(0,25đ)
k
3
= 1,57.10
-4
/0,014
2
= 5,4082.10
-1
(0,25đ)
k
4
= 2,05.10
-4
/0,016
2
= 5,3906.10

-1
(0,25đ)
Bậc của phản ứng là bậc 2, hằng số vận tốc k = 0,54 l/mol.s (0,25đ)
b. Các thông số nhiệt động cơ bản của phản ứng :
∆H
pứ
0
= 2x90,32 – 2×33,22 = 114,20 kJ (0,5đ)
∆S
pứ
0
= (2×211,2) + 205,5 – (2×241,2) = 145,5 J/K (0,5đ)
∆G
pứ
0
= 114,2 -283 ×0,1455 = 73,0235 kJ (0,5đ)
∆G
pứ
0
> 0 phản ứng dịch chuyển theo chiều nghịch. Khi phản ứng đạt đến cân bằng thì:
∆G
pứ
0
= 0
⇒ T =
114,2 1000
784,8797
145,5( / )
o
o

HJ
K
SJK
Δ×
==
Δ
(0,5đ)
Như vậy, điều kiện về nhiệt độ cần để cân bằng dịch chuyển về phía phải là:
T ≥ 784,8797 K (0,5đ)

Bài 6: (5 điểm)
a. Sau khi trộn:
C
M(HCl)
=
4
10 .20
40
−
= 5.10
-5
(M)

(0,25đ)
3
(OO)
0,1.20
0,05 (M)
40
MCHC H

C ==
(0,25đ)

HCl → H
+
+ Cl
-

5.10
-5
5.10
-5

CH
3
COOH U CH
3
COO
-
+ H
+

Lúc cân bằng 0,05-x x 5.10
-5
+x (0,5đ)
4
==>
5
4,76
(5.10 )

10
0,05
xx
x
−
−
+
=
−
(0,5đ)
Giải phương trình ta nhận giá trị x=8,9912.10
-4
. (0,5đ)
pH=-lg[H
+
] = -lg(5.10
-5
+x) = 3,0227 (0,5đ)

b. CH
3
COONa → CH
3
COO
-
+ Na
+
CH
3
COOH U CH

3
COO
-
+ H
+
(0,25đ)
Áp dụng công thức gần đúng: pH = pK
a
- lg
a
b
C
C
= 4,76. (0,75đ)
Thêm HCl vào: C
M
(CH
3
COO
-
) =0,01 - 0,001= 0,009 (M) (0,25đ)
C
M
(CH
3
COOH) =0,01+ 0,001 = 0,011 (M) (0,25đ)
pH = pK
a
- lg
0,011

0,009
=4,6728 (0,5đ)
Vậy pH sẽ giảm (4,76-4,6728)=0,0872 đơn vị. (0,5đ)

Bài 7: (5 điểm)
Viết các bán phản ứng : Mg → Mg
2+
+2e O
2
+ 2.2e → 2O
2-
(0,5đ)
xmol 2x amol 4a
Al → Al
3+
+ 3e Cl
2
+ 2.1e → 2Cl
-
(0,5đ)
ymol 3y bmol 2b
Lập các phản ứng 24x + 27y = 1,29 (0,5đ)
a + b = 1,176/22,4 =0,0525 (0,5đ)
2x + 3y = 4a + 2b (0,5đ)
24x + 27y + 32a + 71b = 4,53 (0,5đ)
Giải được x = 0,02 ; y =0,03; a = 0,0125; b = 0,04 (1,0đ)
%Mg = 37,2093% (0,5đ)
%Al = 62,7907% (0,5đ)

Bài 8: (5 điểm)

C
2
H
2
+ H
2
→ C
2
H
4

a a a
C
2
H
2
+ 2H
2
→ C
2
H
6
b 2b b
⇒ Hỗn hợp Y: CH
4
: 0,15 mol; C
2
H
4
: a mol; C

2
H
6
: b; C
2
H
2
: 0,09 – (a+b); H
2
: 0,2 – (a+2b).
(1,0đ)
Y + dung dịch Br
2
:
CH
2
=CH
2
+ Br
2
→ CH
2
Br-CH
2
Br
a a
C
2
H
2

+ 2Br
2
→ C
2
H
2
Br
4

0,09 – (a+b)
⇒ 28a + 26[0,09 – (a+b)] = 0,82
5
⇔ 13b – a = 0,76 (1) (1,0đ)
⇒ Hỗn hợp Z: C
2
H
6
: b; H
2
: 0,2 – (a+2b); CH
4
: 0,15 mol. (1,0đ)
⇒ M
z
= (16.0,15 + 30b + 0,4 -2a – 4b)/ (0,35 – a- b) = 16
⇔ a + 3b = 0,2 (2) (1,0đ)
(1), (2) ⇒ a = 0,02; b = 0,06 ⇒ Hỗn hợp Z: C
2
H
6

: 0,06; H
2
: 0,06; CH
4
: 0,15 mol. (1,0đ)

Bài 9: (5 điểm)
a. Gọi x là số hạt
α
, y là số hạt
β
được tạo thành
Ta có:
U
238
92
→
Pb
206
82
+ x
He
4
2
+ y
e
0
1−
(*) (0,5đ)
Từ (*) ta có hệ phương trình:

⎩
⎨
⎧
−+=
+=
yx
x
28292
4206238
(0,5đ)
Giải hệ pt: =>
⎩
⎨
⎧
=
=
6
8
y
x
(0,5đ)
b. Ta có số mol
U
238
92
phản ứng = n
Pb
= 0,15 (mmol) (0,5đ)
Khối lượng
U

238
92
ban đầu: 47,6 + 0,15 . 238= 83,3 (mgam) (1,0đ)
Áp dụng cho chu kỳ bán rã:

2ln
1
2/1
t
K =
Ù 2ln
10.0,5
1
9
=K = 1,3863.10
-10
/năm

(1,0đ)

Mặt khác ta có :
N
N
t
K
0
ln
1
=
=> t =4,0368.10

9
năm. (1,0đ)
Bài 10: (5 điểm)
a.
1000 0,45.1000
. . 2,61. 92( )
50(80,3553 80,1)
A
m
M
ku
pt
== =
Δ−
(1,0đ)

222
()
42
xy
yy
CH x O xCO HO++ → +
(0,5đ)

75,1
2
::
22
==
y

xVV
OHCO


9212 =+= yxM
A
(0,5đ)
=> x=7; y=8; CTPT: C
7
H
8
(0,5đ)


b. A tạo kết tủa với AgNO
3
/NH
3
→ A có nhóm (- C ≡ CH) (0,5đ)
C
7-2n
H
8-n
(C ≡ CH)
n
+nAgNO
3
+ nNH
3
→ C

7-2n
H
8-n
(C ≡ CAg)
n
+ nNH
4
NO
3

(0,5đ)
n ↓ = n
A
= 20,7 : 92 = 0,225 (mol) (0,5đ)
m↓ = (92 + 107n)0,225 = 68,85 (g) ⇒ n = 2. (0,5đ)
Công thức cấu tạo của A: CH
≡
C-CH
2
-CH
2
-CH
2
-C
≡
CH (0,5đ)

HẾT