TRƯỜNG THPT HẬU NGHĨA ĐỀ THI THỬ
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT CẤP TỈNH LONG AN NĂM HỌC 2020 – 2021 Môn thi: HÓA HỌC
BUỔI THI THỨ NHẤT (VÔ CƠ)
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian phát đề)
Thí sinh không được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn. Cho biết: H = 1; O = 16; Na = 23; K = 39; Cu = 64; Fe = 56; Ag = 108; Mn = 55; P = 31; C = 12; N = 14; Cl = 35,5; Br = 80; I = 127. Câu 1. (5 điểm) 1.1. Cân bằng các phản ứng hóa học sau bằng phương pháp thăng bằng electron: a) K2SO3 + KMnO4 + KHSO4 → K2SO4 + MnSO4 + H2O b) KMnO4 + FeCl2 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cl2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O c) R2(CO3)n + HNO3 → R(NO3)m + NO + CO2 + H2O 1.2. Hợp chất vô cơ X thành phần có 2 nguyên tố, có 120 < MX < 145. Cho X phản ứng với O2 thu được chất duy nhất Y. Cho Y phản ứng với H2O thu được 2 axit vô cơ A và B. A phản ứng với dung dịch AgNO3 thu được kết tủa trắng C, kết tủa này tan trong dung dịch NH3. B phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được muối D. D phản ứng với dung dịch AgNO3 thu được kết tủa vàng E. Chất X khi phản ứng với H2O thu được 2 axit là G và A, khi đun nóng G thu được axit B và khí H. Xác định công thức phân tử các chất A, B, C, D, X, Y, G, H và viết các phương trình hóa học xảy ra. 1.3. Nung 8,08 gam một muối X thu được các sản phẩm khí và 1,60 gam một hợp chất rắn Y không tan trong nước. Ở một điều kiện thích hợp, hấp thụ toàn bộ sản phẩm khí vào một bình có chứa sẵn 200 gam dung dịch NaOH 1,20% thì thấy phản ứng vừa đủ và thu được dung dịch chỉ chứa một muối duy nhất có nồng độ 2,47%. Xác định công thức phân tử của muối X, biết rằng khi nung muối X thì kim loại trong X không thay đổi số oxi hoá. 1.4. Hỗn hợp A gồm FeS2, Cu2S và FeCO3. Nung 20,48 gam A trong bình chứa O2 được hỗn hợp rắn B và 2,24 lít (đktc) hỗn hợp khí X (không có O2 dư). Hòa tan B bằng lương dư dung dịch HNO3 đặc, nóng. Kết thúc phản ứng thu được 13,44 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm 2 khí ( không có khí SO2) và dung dịch Y. Cho Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thu được 34,66 gam kết tủa. Lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được 29,98 gam rắn khan. Biết rằng tỉ khối của Z so với X bằng 86/105. Tính phần trăm khối lượng của FeS2 trong A Câu 2. (4 điểm) 2.1. Trong thực tế, oxi phân tử (O2) có thể tồn tại ở các dạng với cấu trúc electron khác nhau: có 2 electron độc thân hoặc không có electron độc thân. a) Vẽ giản đồ orbital phân tử (MO) của các dạng nêu trên. b) Trong các dạng O2 nêu trên, dạng nào kém hoạt động hóa học nhất? Nêu các lý do để giải thích.
Trang 1
2.2. Một kĩ thuật thực nghiệm để xác định năng lượng phân li liên kết OO2 (trong phân tử ozon) được thực hiện như sau: chiếu chùm sáng đơn sắc qua một mẫu khí O3, giảm dần bước sóng từ giá trị ban đầu 750 nm. Sự quan sát cho thấy, khi giảm bước sóng tới 300 nm thì xuất hiện quá trình phân li O3 → O2 + O. Xác định năng lượng phân li liên kết (kJ.mol-1) của OO2. Vì sao không bắt đầu đo từ bước sóng ngắn (100 nm chẳng hạn) rồi tăng dần bước sóng. 2.3. Một ô mạng lập phương của oxit sắt M có hằng số mạng o
là 4,30 A được mô tả ở hình bên. Hãy xác định công thức hóa học của M. Tính khối lượng o
-3
riêng (g.cm ) của M và bán kính của ion sắt ( A ). Cho biết o
bán kính của ion O2- là 1,40 A . 2.4. Nguyên tố R thuộc chu kì 3. Nguyên tử A có các giá trị năng lượng ion hóa như sau (kJ/mol) I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
I8
1000
2251
3361
4564
7013
8495
27106
31669
a) Viết bộ bốn số lượng tử của electron “cuối cùng” trong nguyên tử nguyên tố R (với quy ước, từ trái sang phải, dấu của số lượng tử từ là dương sang âm). b) Một số florua của R gồm: RF2, RF4, R2F10, RF6. Nêu trạng thái lai hóa của R trong các hợp chất trên và cấu trúc hình học của các hợp chất đó c) Hãy so sánh và giải thích: góc liên kết XRX trong các phân tử RO2X2 với X là các nguyên tử halogen. Câu 3. (4 điểm) 3.1. Cho giãn nở 10 lít khí He ở 0oC, 10atm đến áp suất là 1atm theo 3 quá trình sau: a) Giãn đẳng nhiệt thuận nghịch. b) Giãn đoạn nhiệt thuận nghịch. c) Giãn đoạn nhiệt không thuận nghịch. 3
Cho nhiệt dung đẳng tích của He CV = R và chấp nhận không đổi trong điều kiện đã cho của bài 2
toán. Hãy Tính thể tích cuối cùng của hệ, nhiệt Q, biến thiên nội năng U và công W trong mỗi quá trình nói trên?
⎯⎯ → C2 H5OH (h) 3.2. Cho biết phản ứng: C2 H 4(k) + H 2O(h) ⎯ ⎯ C2H5OH
C2H4(k)
H2O(h)
o G S,298 (kJ / mol)
168,60
68,12
-228,59
So298 (kJ / mol)
282,00
219,45
188,72
a) Hỏi điều kiện chuẩn của phản ứng này là điều kiện như thế nào? b) Ở điều kiện chuẩn và 25℃ phản ứng đi theo chiều nào? Trang 2
c) Tính H o298 của phản ứng. Phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt? Câu 4. (3 điểm) 4.1. Phản ứng bậc hai sau đóng vai trò quan trọng trong ô nhiễm không khí: 2NO2 → 2NO + O2 a) Xác định mối liên hệ giữa áp suất chung trong bình phản ứng chỉ chứa NO2 tinh khiết ở thời điểm ban đầu và áp suất NO2 ở thời điểm t: b) Một bình kín chứa 2L NO2 ở áp suất 600mmHg và t = 600℃. Phản ứng chỉ tiến hành được 50% sau 3 phút. Tính hằng số tốc độ phản ứng: 4.2. Trong môi trường axit, I- bị oxi hóa bởi BrO3- theo phản ứng: 9I- + BrO3- + 6H + ⎯⎯ → 3I3- + Br - + 3H 2O
(I)
4.2.1. Thực nghiệm cho biết, ở một nhiệt độ xác định, biếu thức tốc độ của phản ứng có dạng:
d[BrO3− ] v=− = k[H + ]2 [BrO3− ][I− ] dt
(II)
với k là hằng số tốc độ của phản ứng. a) Cho biết bậc phản ứng của phản ứng (I). Bậc của phản ứng bằng bao nhiêu nếu phản ứng được thực hiện trong dung dịch đệm có pH = 3? b) Nếu thực hiện phản ứng trong dung dịch đệm có pH < 7 thì năng lượng hoạt hóa của phản ứng có thay đổi hay không? Tại sao? 4.2.2. Cơ chế của phản ứng (I) được đề nghị như sau: k1 ⎯⎯ → H 2 BrO3+ BrO3− + 2H + ⎯ ⎯ k2
(1)
(nhanh, cân bằng)
k2 H 2 BrO3+ + I − ⎯⎯ → IBrO 2 + H 2O
(2)
(chậm)
k3 IBrO 2 + I − ⎯⎯ → I 2 + BrO 2−
(3)
(nhanh)
k4 BrO −2 + 2I − + 2H + ⎯⎯ → I 2 + BrO − + H 2O
(4)
(nhanh)
k5 BrO − + 2I − + 2H + ⎯⎯ → I 2 + Br − + H 2O
(5)
(nhanh)
k6 ⎯⎯→ I 2 + I − ⎯⎯ I3− k −6
(6)
(cân bằng)
a) Có thể áp dụng nguyên lí nồng độ dừng cho các tiểu phân trung gian H 2 BrO3+ và IBrO 2 được không? Tại sao? b) Chứng minh rằng cơ chế này phù hợp với biểu thức tốc độ (II) ở trên, từ đó tìm biểu thức của k. Câu 5. (4 điểm) 5.1. Tính pH của dung dịch A gồm KCN 0,120M; NH4Cl 0,150M và KOH 0,155M. Tính thể tích dung dịch HCl 0,210M cần cho vào 50,00 ml dung dịch A để pH của hỗn hợp thu được bằng 9,24. Cho biết Ka của HCN là 10-9,35; của NH +4 là 10-9,24. Trang 3
5.2. Một bài tập hóa phân tích có đầu bài được cho như sau: “Trộn 15,00 ml dung dịch HCl nồng độ C (mol.l-1) với 5,00 ml dung dịch Na2C2O4 0,100M, thu được dung dịch X có pH = 1,25. Tính nồng độ C (mol.l-1)”. Để tính nồng độ C (mol.l-1) đó, một học sinh lập luận như sau: “Vì pH = pKa1 = 1,25 suy ra [H 2C2O 4 ] = [HC2O 4− ] [C 2O 42− ] , nên hệ thu được là hệ đệm. Như vậy, lượng axit cho vào trung hòa hết nấc 1 và trung hòa hết nửa nấc 2 của C 2O 24− , tức trung hòa hết 1,5 nấc của C 2O 24− . Do đó C =
1,5.0,100.5, 00 = 0, 050(mol.l−1 ) .” 15, 00
a) Bằng các lập luận và tính toán, cho biết học sinh đó giải đúng hay sai. b) Tính nồng độ C (mol.l-1) của dung dịch HCl đã cho. Cho biết: pKa1(H2C2O4) = 1,25; pKa2(H2C2O4) = 4,27
Trang 4