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 )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b>SỞ GD&ĐT HỊA BÌNH </b>
<b>TRƯỜNG THPT CHUN </b>
<b>HOÀNG VĂN THỤ </b>
<b>ĐÁP ÁN THI HỌC SINH GIỎI TRẠI HÈ HÙNG </b>
<b>VƯƠNG LẦN THỨ IX </b>
<b>MÔN: HÓA HỌC </b>
<b> LỚP: 10 </b>
<b>Ngày thi: 02 tháng 08 năm 2013 </b>
Câu Ý Nội dung Điểm
1 1
Do qp = 1,602.10-19C <i>ZX</i> <i>X</i>
26
10
.
602
,
1
10
.
652
,
41
19
19
là: Fe
Do 1u = 1,6605.10-27<sub>Kg = 1,6605.10</sub>-24<sub>g </sub>
Khối lượng của một nguyên tử <i>Y</i> 108<i>u</i>
10
.
6605
,
1
10
.
793
,
1
24
22
<sub></sub>
Y là: Ag
Fe có cấu hình: [Ar]3d64s2 do đó mức oxi hóa bền nhất của Fe là + 3. Vì
cấu hình Fe3+<sub> là cấu hình bán bão hịa phân lớp d bền (d</sub>5<sub>). </sub>
Fe Fe3+<sub> + 3e </sub>
[Ar]3d6<sub>4s</sub>2<sub> [Ar]3d</sub>5
Ag có cấu hình [Kr]4d10<sub>5s</sub>1<sub> do đó mức oxi hóa bền nhất của Ag là +1. Vì </sub>
cấu hình Ag+<sub> là cấu hình bão hịa phân lớp d bền (d</sub>10<sub>). </sub>
Ag Ag+ + e
[Kr]4d10<sub>5s</sub>1<sub> [Ar]4d</sub>10
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:
<i>k</i>
<i>t</i>1/2 0,693 hay
2
/
1
693
,
0
<i>t</i>
<i>k</i>
Hằng số tốc độ phóng xạ 1,58.10 ( )
3600
.
24
.
365
.
10
.
39
,
1
693
,
0 18 1
10
<i>s</i>
<i>k</i>
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
232<sub>Th. </sub>
Tốc độ phân hủy của ThO2 được biểu diễn bằng biểu thức:
<i>kN</i>
<i>dt</i>
<i>dN</i>
<i>v</i>
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
</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>
)
(
10
.
6
,
3
10
.
28
,
2
.
10
.
58
,
1 18 21 3 1
<i>s</i>
<i>dt</i>
<i>dN</i>
<i>v</i>
2 Phân 1
tử Công thức Lewis Cơng thức <sub>cấu trúc </sub> Dạng lai hóa <sub>của NTTT </sub> Dạng hình học của <sub>phân tử </sub>
SO2
O
S
O
AX2E sp2 Gấp khúc
SO3
O
S
O
O <sub>AX</sub><sub>3 </sub> <sub>sp</sub>2 <sub>Tam giác đều </sub>
SO4
2-SF4 O
S
O
O
O
2- <sub>AX</sub>
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 = <i>a</i> 2 a = 2 2
2
4<i>r</i> <sub></sub>
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<sub> </sub>
c. Số nguyên tử Cu trong mạng tinh thể lập phương tâm mặt
= 4
2
1
.
6
8
1
.
8
dCu = <sub>3</sub> <sub>23</sub> <sub>8</sub> <sub>3</sub> 8,9 / 3
)
10
.
62
,
3
(
10
.
02
,
6
54
,
63
.
4
.
4
<i>cm</i>
<i>g</i>
<i>cm</i>
<i>g</i>
<i>a</i>
<i>M</i>
<i>V</i>
<i>m</i> <i>Cu</i>
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
3 1 Phương trình hóa học: CO2 + H2 CO + H2O
a) Ta có: <i>H</i>0298pư = <i>H</i>0298(CO) + <i>H</i>0298(<i>H</i>2<i>O</i>)- 298( )
0
2
<i>CO</i>
<i>H</i>
- <i>H</i>0298(<i>H</i>2)
= - 110,5 – 241,8 – (-393,5) = 41,2 KJ
298
0
<i>S</i>
pư = 2980 ( )
0
)
(
298
0
)
(
298
0
)
(
298<i>CO</i> <i>S</i> <i>H</i>2<i>O</i> <i>S</i> <i>CO</i>2 <i>S</i> <i>H</i>2
<i>S</i>
= 197,9 + 188,7 – 213,6 – 131 = 42 J
298
0
<i>G</i>
pư = <i>H</i>0298pư - T<i>S</i>0298pư
= 41200 – 298.42 = 28684 J
</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>
Vì <i>G</i>0298pư > 0 nên phản ứng khơng tự xảy ra theo chiều thuận ở 25oC.
b) Để phản ứng tự xảy ra theo chiều thuận thì :
<i>C</i>
<i>C</i>
<i>t</i>
<i>K</i>
<i>S</i>
<i>H</i>
<i>T</i>
<i>S</i>
<i>T</i>
<i>H</i>
<i>G</i>
<i>o</i>
<i>o</i>
<i>T</i>
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 <i>k</i> <i>Cl</i> <i>k</i> <i>HCl</i> <i>k</i>
<i>H</i> 0
1
<i>H</i> -92,20 kJ/mol (1)
<i>H</i> (<i>k</i>)<i>aq</i><i>H</i>(<i>aq</i>)<i>e</i>
2
1
2
0
2
<i>H</i> 0,00 kJ/mol (2)
HCl (k) + aq H+<sub> (aq) + Cl</sub>-<sub> (aq) </sub><sub></sub> 0 <sub></sub>
3
<i>H</i> -75,13 kJ/mol (3)
Lấy (1) – (2) + (3) ta có:
)
(
)
(
2
1
2 <i>k</i> <i>aq</i> <i>e</i> <i>Cl</i> <i>aq</i>
<i>Cl</i> 0
<i>x</i>
<i>H</i>
kJ/mol
0
<i>x</i>
<i>H</i>
= (-92,20kJ/mol) – (0,00kJ/mol) + (-75,13kJ/mol) = -167,33kJ/mol
0,25
0,25
0,5
4 1 15cm3<sub> H</sub>
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
2<i>O</i>
<i>H</i>
<i>V</i> (cm3<sub>) </sub> <sub>3 </sub> <sub>5,73 </sub> <sub>8,15 </sub> <sub>9,66 </sub> <sub>12,69 </sub>
Giả sử phản ứng trên là phản ứng bậc 1 có:
<i>x</i>
<i>V</i>
<i>V</i>
<i>t</i>
<i>x</i>
<i>a</i>
<i>a</i>
<i>t</i>
<i>k</i> <i>o</i>
0
ln
1
ln
1
Với <i>V</i>0 <i>VH</i><sub>2</sub><i>O</i><sub>2</sub> ban đầu = 15cm
3<sub>, x = </sub>
2
2<i>O</i>
<i>H</i>
<i>V</i> bị phân hủy ở các thời điểm
khác nhau.
0,112
3
15
15
ln
2
1
1 <sub></sub>
<i>k</i> (phút-1<sub>) </sub>
0,12
73
,
5
15
15
ln
4
1
2 <sub></sub>
<i>k</i> (phút-1<sub>) </sub>
0,13
15
,
8
15
15
ln
6
1
3 <sub></sub>
<i>k</i> (phút-1)
0,13
66
,
9
15
15
ln
8
1
4 <sub></sub>
<i>k</i> (phút-1<sub>) </sub>
0,13
69
,
12
15
15
ln
14
1
5 <sub></sub>
<i>k</i> (phút-1)
Vậy phản ứng trên là phản ứng bậc 1 với
0,25
0,25
</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>
<i>k</i> = (k1+ k2+ k3+ k4+ k5)/ 5 = 0,125 (phút-1)
2
a) N2O4(k) 2NO2(k)
bđ 0,03 0 (mol)
pư
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
(
.
<i>atm</i>
<i>V</i>
<i>RT</i>
<i>n</i>
<i>P</i> <i>sau</i>
<i>sau</i>
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
<i>atm</i>
<i>P</i>
<i>P</i>
<i>atm</i>
<i>P</i>
<i>P</i>
<i>sau</i>
<i>NO</i>
<i>sau</i>
<i>O</i>
<i>N</i>
b)
2574
,
0
)
318
.
082
,
0
(
713
,
6
)
(
)
(
713
,
6
5788
,
0
)
9712
,
1
(
1
2
2
4
2
2
<i>n</i>
<i>p</i>
<i>c</i>
<i>n</i>
<i>c</i>
<i>p</i>
<i>O</i>
<i>N</i>
<i>NO</i>
<i>p</i>
<i>RT</i>
<i>K</i>
<i>K</i>
<i>RT</i>
<i>K</i>
<i>K</i>
<i>P</i>
<i>P</i>
<i>K</i>
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+ + H2PO4 <i>Ka</i><sub>1</sub>= 10
-2,15<sub> (1) </sub>
CH3COOH CH3COO- + H+ Ka = 10-4,76 (2)
H2PO4 H
+<sub> + HPO</sub>2
4 <i>Ka</i>2= 10
-7,21<sub> (3) </sub>
HPO2
4 H
+<sub> + PO</sub>3
4 <i>Ka</i>3= 10
-12,32<sub> (4) </sub>
Vì <i>Ka</i><sub>1</sub> >> Ka >> <i>Ka</i>2>> <i>Ka</i>3 nên pHA được tính theo (1):
H3PO4 H+ + H2PO4 <i>Ka</i>1= 10
-2,15<sub> </sub>
[ ] 0,5C-10-1,5<sub> 10</sub>-1,5<sub> 10</sub>-1,5
1
<i>a</i>
<i>K</i> = 10-2,15<sub> = </sub>
5
,
1
2
5
,
1
10
5
,
0
)
10
(
<i>C</i>
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
<i>x</i>
<i>x</i>
1
,
0
.
10 1,5 <sub></sub>
</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=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
<i>COOH</i>
<i>CH</i>
<i>COO</i>
<i>CH</i>
<i>COO</i>
<i>CH</i>
<i>H</i>
<i>K</i>
<i>COOH</i>
<i>CH</i>
<i>COO</i>
<i>CH</i>
<i>PO</i>
<i>H</i>
<i>HPO</i>
<i>H</i>
<i>K</i>
<i>PO</i>
<i>H</i>
<i>HPO</i>
<i>PO</i>
<i>H</i>
<i>PO</i>
<i>H</i>
<i>PO</i>
<i>H</i>
<i>H</i>
<i>K</i>
<i>PO</i>
<i>H</i>
<i>PO</i>
<i>H</i>
<i>a</i>
<i>a</i>
<i>a</i>
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
<i>CO</i>
<i>HCO</i>
<i>CO</i>
<i>HCO</i>
<i>HCO</i>
<i>CO</i>
<i>HCO</i>
<i>CO</i>
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
-<sub> + CO</sub>
2 + H2O
Vậy 2
3
<i>CO</i>
<i>n</i> = 0,5(14,8%. <i>nCH</i>3<i>COOH</i> + 98,6%. <i>nH</i>3<i>PO</i>4)
= 0,5.20.10-3<sub> (14,8%.0,01 + 98,6% .0,173) </sub>
2
3
<i>CO</i>
<i>n</i> = 1,72.10-3 (mol)
3
2<i>CO</i>
<i>Na</i>
<i>m</i> = 1,72.10-3<sub>. 106= 0,182 (gam) </sub>
0,5
0,25
0,25
0,25
6 1 a. Dung dịch A chứa các ion với số mol là :
Cu2+ <sub>: 0,5 mol ; NO</sub>
3- : 1 mol ; Na+ : 0,5 mol ; Cl- : 0,5 mol
Số mol electron trao đổi ở các điện cực là: <i>mol</i>
<i>F</i>
<i>It</i>
8
,
0
96500
8000
.
65
,
9
Các bán phản ứng xảy ra ở các điện cực:
Ở cực âm: Cu2+<sub> + 2e </sub><sub></sub><sub> Cu </sub>
0,4 0,8 0,4 mol
Ở cực dương: 2Cl-<sub> </sub><sub></sub><sub> Cl</sub>
2 + 2e
0,5 0,25 0,5 mol
2H2O 4H+ + O2 + 4e
0,3 0,075 0,3 mol
Sau 8000s Cu2+<sub> dư, Cl</sub>-<sub> hết và H</sub>
2Ođiện phân ở anot.
Dung dịch ngay sau khi dừng điện phân có Cu2+<sub>: 0,1 mol; H</sub>+<sub>: 0,3 mol; </sub>
3
<i>NO</i> : 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+ + 2<i>NO</i>3 3Cu
2+<sub> + 2NO + 4H</sub>
2O
bđ 0,4 0,3 1(mol)
pư 0,1125 0,3 0,075 0,1125 0,075 (mol)
0,25
</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=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+ <sub></sub><sub> 2Cu</sub>+<sub> </sub> 0,059 6,72
52
,
0
15
,
0
059
,
0
1 10 10 10
0
/
0
/
2
<i><sub>Cu</sub></i> <i><sub>Cu</sub></i> <i><sub>Cu</sub></i>
<i>Cu</i> <i>E</i>
<i>E</i>
<i>K</i>
2 / Cu+<sub> + Cl</sub>-<sub> </sub><sub></sub><sub> CuCl </sub>
(rắn) K2 = (T-1)2 = 1014
Cu + Cu2+<sub> + 2Cl</sub>-<sub> </sub><sub></sub><sub> 2CuCl </sub>
(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
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>K</i>
(0,1 – x) = [Cu2+] = 1,67.10-3M
[Cl-<sub>] = 2(0,10 – x) = 3,34.10</sub>-3<sub>M </sub>
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 <i>VO</i><i>tC</i>
<i>o</i>
,
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
</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=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)
<i>o</i>
<i>t</i>
2KCl + 2CrCl3 + 7H2O + 3Cl2
(5) 2NaCl + MnO2 + 3H2SO4
<i>o</i>
<i>t</i> <sub> 2NaHSO</sub>
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
<i>o</i>
<i>t</i>
2Fe2O3 + 4SO2
x 1,75x 0,5x x
4FeS2 + 11O2
<i>o</i>
<i>t</i>
2Fe2O3 + 8SO2
y 2,75y 0,5y 2y
Số mol các khí trước nung: 0,8 ( ); 0,2 ( )
2
2 <i>a</i> <i>mol</i> <i>n</i> <i>a</i> <i>mol</i>
<i>nH</i> <i>O</i>
Số mol các khí sau nung :
)
(
75
,
2
75
,
1
2
,
0
);
)(
2
(
);
(
8
,
0
2
2
2 <i>a</i> <i>mol</i> <i>n</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>mol</i> <i>n</i> <i>du</i> <i>a</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>mol</i>
<i>nH</i> <i>SO</i> <i>O</i>
Tổng số mol khí sau nung = a - 0,75(x+y)
Ta có: 13,33( )
100
77
,
84
)
(
75
,
0
8
,
0
%
2 <i>a</i> <i>x</i> <i>y</i>
<i>y</i>
<i>x</i>
<i>a</i>
<i>a</i>
<i>V<sub>N</sub></i>
(1)
<i>y</i>
<i>x</i>
<i>a</i>
<i>y</i>
<i>x</i>
<i>a</i>
<i>y</i>
<i>x</i>
<i>Vso</i> 10,184 19,618
100
6
,
10
)
(
75
,
0
2
% <sub>2</sub>
(2)
Từ (1) và (2) 13,33(x + y) = 10,184x + 19,618y
1
2
<i>y</i>
<i>x</i>
%
54
,
40
%
46
,
59
%
100
%
%
46
,
59
%
100
.
120
88
.
2
88
.
2
%
2
<i>FeS</i>
<i>FeS</i>
<i>m</i>
<i>m</i>
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
<i>o</i>
<i>t</i>
không đổi
1,5(x+y)
2Fe2(OH)3
<i>o</i>
<i>t</i>
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
</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8></div>
<!--links-->
