Đề thi Olympic 10-3 lần 3 môn Hóa học Lớp 10 - Trường THPT Cư M'Gar (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi Olympic 10-3 lần 3 môn Hóa học Lớp 10 - Trường THPT Cư M'Gar (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH ĐẮK LẮK TRƯỜNG THPT CƯMGAR KÌ THI OLYMPIC 10-3 LẦN III ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: HÓA HỌC LỚP 10
2. ĐỀ THI VÀ ĐÁP ÁN Câu 1 (4 điểm). 1. Cho 3 nguyên tố X, Y, Z (ZX < ZY < ZZ). X, Y cùng một nhóm A ở 2 chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn; Y, Z là hai nguyên tố kế cận nhau trong một chu kì; Tổng số proton trong hạt nhân X, Y là 24. Xác định X, Y, Z. Viết cấu hình electron nguyên tử và xác định bộ bốn số lưỡng tử của electron sau cùng trong các nguyên tử X, Y, Z. 2. Cho độ đặc khít của mạng tinh thể lập phương tâm khối là ρ = 68 %. Từ đó hãy tính khối lượng riêng của nguyên tử Natri theo g/cm3, biết Natri kết tinh có dạng tinh thể lập phương tâm khối và bán kính hiệu dụng của nguyên tử Natri bằng 0,189 nm. A 7 1 2 3. Nguyên tử của nguyên tố Z X có cấu hình electron 5f 6d 7s . Hãy dựa vào sự sắp xếp electron trong các lớp (không viết cấu hình electron), cho biết vị trí của X trong bảng tuần hoàn. Đáp án câu 1: 24 1.Z X + ZY = 24 (1) Z 12 ZX< Z < ZY. A, B thuộc cùng một phân 2 nhóm chính ở 2 chu kì liên tiếp X, Y thuộc cùng chu kì 2, 3. Dó đó: ZY – Z X = 8 (2) 0,5 ZX 8 X : O Từ (1) và (2) ZY 16 Y :S Y, Z là 2 nguyên tố kế cận nhau trong 1 chu kì: ZZ = 17 Z là Cl Cấu hình (e): O : 1s22s22p4. 0,5 S: 1s22s22p63s23p4 Cl: 1s22s22p63s23p5. 0,5 Bộ 4 số lượng tử của (e) sau cùng của: 1 O: n = 2; l = 1; m = -1; s = 2 1 S: n = 3; l = 1; m = -1; s = 0,5 2 1 Cl: n = 3; l = 1; m = 0; s = . 2 2. Thể tích của một nguyên tử natri trong tinh thể: 4 .3,14.(0,189.10 7 cm)3 2,83.10 23 cm3 3 0,5 Khối lượng riêng của natri: 23.68 0,92g / cm3 6,022.103.2,83.10 23.100 0,5 3. Lớp 1 2(đủ) 3(đủ) 4(đủ) 5(thiếu) 6(thiếu) 7(thiếu) 0,5 Số e 2 8 18 32 25 9 2 0,5 Z = 96. Vậy X thuộc ô thứ 96, chu kì 7.
3. Câu 2 (4 điểm). 0 1. Tính nhiệt sinh chuẩn ( H 298.s) của CH 4 (K). Biết rằng năng lượng liên kết H – H -1 -1 trong H2 là 436 kJ.mol ; năng lượng liên kết trung bình C – H trong CH 4 là 410 kJ.mol và 0 0 -1 nhiệt nguyên tử hóa H a của Cgr (K) là: H a= 718,4 kJ.mol . Các giá trị đều xác định ở điều kiện chuẩn. 2. Cho phản ứng : 2SO2 (k) + O2 (k) ⇄ 2SO3 (k) H = - 198 kJ Để tăng hiệu suất quá trình tổng hợp SO3, người ta có thể sử dụng biện pháp nào liên quan đến áp suất, nhiệt độ và chất xúc tác ? Giải thích ? 3. Xác định bậc phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng ở pha khí (3000k) của phản ứng: A(k) + B(k) → C(k) Dựa trên kết quả thực nghiệm sau đây: Thí nghiệm [A] mol/l [B] mol/l Tốc độ mol.l-1.s-1 1 0,010 0,010 1,2.10-4 2 0,010 0,020 2,4.10-4 3 0,020 0,020 9,6.10-4 Đáp án câu 2: 0 H298.s 1. Ta có : C(r) + 2H2  CH4 (k) 0 ∆H a – 4EC – H 0,75 2EH H C(k) + 2H2 (k)  C(k) + 4H(k) Theo định luật Hess: ∆H 0 (CH ) = ∆H 0 + 2E – 4E = 718,4 + 2. 436 - 4. 410 = - 49,6 kJ.mol-1 298.s 4 a H – H C – H 0,75 2. - Giảm nhiệt độ của hệ phản ứng (khoảng 500 oC là thích hợp: nếu giảm thấp quá thì tốc độ phản ứng chậm). 0,25 - Tăng áp suất (bằng cách thổi liên tục SO 2 và không khí được nén ở áp suất cao vào lò phản ứng). 0,25 - Xúc tác không ảnh hưởng đến sự chuyển dời cân bằng, nhưng giúp phản ứng nhanh đạt đến trạng thái cân bằng hơn. 0,25 3. v = k[A]x[B]y Thí nghiệm 1 1,2.10-4 = k.0,01x . 0,01y (1) Thí nghiệm 2 2,4.10-4 = k.0,01x . 0,02y (2) Thí nghiệm 3 9,6.10-4 = k.0,02x . 0,02y (3) 0,5 0,25 Lấy (3) chia cho (2) 2x = 4 x = 2 0,25 Lấy (2) chia cho (1) 2y = 2 y = 1 v kA2 B Bậc phản ứng: x + y = 3 0,25 Thí nghiệm 1 1,2.10-4 = k.0,012 . 0,01 2 -2 -2 -1 k = 1,20.10 mol . l .s 0,25
4. Câu 3 (4 điểm). 1. Từ KMnO4, Fe, CuS, NaHSO3 và dung dịch HCl đặc có thể điều chế được những khí gì? Viết phương trình hoá học. -4 2. Cho một mẫu thử axit fomic HCOOH có nồng độ 0,1M. Cho KHCOOH = 1,77.10 . Tính pH của dung dịch HCOOH nói trên. 2- 2+ 2+ 3. Cho từ từ dung dịch C2O4 vào dung dịch chứa ion Mg 0,01M và Ca 0,01M. a) Kết tủa nào xuất hiện trước. b) Nồng độ ion thứ nhất còn lại bao nhiêu khi ion thứ hai bắt đầu kết tủa. Đáp án câu 3: 1. - Các khí có thể điều chế được gồm O2, H2, Cl2, SO2 - Các phương trình hoá học: t o 0,25 2KMnO4  K2MnO4 + MnO2 + O2 0,25 Fe + 2HCl FeCl2 + H2 0,25 2KMnO4 + 16HCl 5Cl2 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O 0,25 NaHSO3 + HCl  NaCl + H2O + SO2 + - 2. HCOOH € H + HCOO 0,5 Cân bằng 0,1-a M a M a M a 2 Ta có: = 1,77.10-4 => a = 0,00412 (M) 1 a => pH = 2,385 0,5 3. 2+ 2- -8,60 a) CaC2O4 € Ca + C2O4 T1 = 10 2+ 2- -4,82 MgC2O4 € Mg + C2O4 T2 = 10 2+ 2- Điều kiện để có kết tủa CaC2O4: [Ca ] [C2O4 ] T1 10 - 8.60 2- -6,60 0,5 [C 2O4 ] = 10 (M) 10 - 2 2+ 2- Điều kiện để có kết tủa MgC2O4: [Mg ] [C2O4 ] T2 10 - 4.82 0,5 2- -2,82 [C 2O4 ] = 10 (M) 10 - 2 2- 2- 0,5 [C2O4 ]1 [C2O4 ]2 nên CaC2O4 kết tủa trước. b) Khi MgC2O4 bắt đầu kết tủa thì: T1 T2 T1 10 - 8.60 = [Ca2+] = [Mg2+] = 10-2 = 10-5,78 (M) 0,5 [Ca2 + ] [Mg2 + ] T2 10 - 4.82
5. Câu 4 (4 điểm). 1. Cho biết các giá trị thế điện cực: Fe2 + 2e = Fe E0 = - 0,44 V Fe3 + 1e = Fe2 E0 = - 0,77 V Xác định Eo của cặp Fe3+/ Fe. 2. Hoàn thành và cân bằng các phương trình hóa học sau bằng phương pháp thăng bằng electron. t0 a) FeS2 + H2SO4 đ  SO2 + + b) Mg + HNO3 + NH4NO3 + N2+ (Biết tỉ lệ mol N2 : NH4NO3 = 1:1) c) FeSO4 + KMnO4 + KHSO4 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + + Đáp án câu 4: 2 0 0 1. Fe + 2e = Fe (1) G1 = -n1E1 F = -2.(-0,44).F 3 2+ 0 0 Fe + 1e = Fe (2) G2 = -n2E2F = -1.(0,77).F Fe3 + 3e = Fe (3) G0 = G0 + G0 3 1 2 0,5 0 0 0 G3 = -n3E3F = -3E3F = -2. -0,44 1. 0,77 .F 2 0,44 0,77 E0 0,036 V 0,5 3 3 2. Hoàn thành đầy đủ các chất mỗi PT 0,25 điểm . Hoàn thành mỗi PT 1 điểm to a) 2FeS2 + 14H2SO4 đ  Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O +3 +4 2FeS2 2Fe + 4S +22e x1 S+6 +2e S+4 x11 1 b) 9Mg + 22HNO3 9Mg(NO3)2 + NH4NO3 + N2+ 9H2O (Biết tỉ lệ mol N2 : NH4NO3 = 1:1) 2 Mg Mg + 2e x 9 5 0 3 1 3 N + 18e N 2 + NH 4 x 1 c) 10FeSO4 + 2KMnO4 + aKHSO4 5Fe2(SO4)3 +b K2SO4 + .2MnSO4 + cH2O 2 3 2 Fe 2 Fe + 2e x5 7 2 Mn +5e Mn x2 Theo bảo toàn nguyên tố K và S ta có: a = 16 ; b = 9; c= 8 1 10FeSO4 + 2KMnO4 + 16KHSO4 5Fe2(SO4)3 +9 K2SO4 + .2MnSO4 + 8H2O
6. Câu 5 (4 điểm). 1. Hỗn hợp X có khối lượng 82,3 gam gồm KClO 3,Ca(ClO3)2,CaCl2 và KCl. Nhiệt phân hoàn toàn X thu được 13,44 lít O2 (đkc), chất rắn Y gồm CaCl 2 và KCl. Toàn bộ Y tác dụng vừa đủ với 0,3 lít dung dịch K 2CO3 1M thu được dung dịch Z. Lượng KCl có trong Z nhiều gấp 5 lần lượng KCl trong X. Phần trăm khối lượng KCl trong X là 2. Cho 32 gam dung dịch Br2 a% vào 200 ml dung dịch SO2 b mol/lít được dung dịch X. Chia X làm 2 phần bằng nhau - Cho dung dịch BaCl2 dư vào phần 1 thu được 4,66 gam kết tủa. - Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào phần 2 thu được 11,17 gam kết tủa. a. Viết các phương trình phản ứng. b. Tính a,b (coi các phản ứng đều hoàn toàn). 3. Hòa tan hoàn toàn 25 gam một cacbonat kim loại bằng dung dịch HCl 7,3% (vừa đủ) thu được dung dịch muối có nồng độ phần trăm là 10,511%. Khi làm lạnh dung dịch này thấy thoát ra 26,28 gam muối rắn A và nồng độ phần trăm của muối trong dung dịch còn lại là 6,07%. Xác định công thức của muối A? Đáp án câu 5: 1. Các phản ứng KClO3 KCl + 3/2 O2 Ca(ClO3)2 CaCl2 + 3/2 O2 0,25 Đặt a, b là số mol của CaCl2 và KCl trong chất rắn Y BTKL ta có mY = 82,3 - 32.0,6= 63,1 (gam). 111a + 74,5b=63,1 (1) Cho Y tác dụng với Na2CO3 0,25 CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCl a =0,3(mol) ; Từ (1) b = 0,4 (mol). Đặt x là số mol KCl trong hỗn hợp X. 0,5 Ta có 2a + b = 5x x = 0,2 (mol) 74.5.0,2 0,25 %KCl trong X là = .100 = 18.10 % 82,3 0,25 2. a. Br2 + 2H2O + SO2 2HBr + H2SO4 BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl Ba(OH)2 + SO2 BaSO3 + H2O 0,5 Ba(OH)2 + H2SO4 BaSO4 + 2H2O b. nBaSO4 ở phần 1 = nBaSO4 ở phần 2= 0,02 mol nBr2=0,04 a=[0,04*160]/32=20%. 0,5 nBaSO3=[11,17-4,66]/217 =0,03 mol. nSO2 ban đầu =2*(0,02+0,03)=0,1 b=0,5M 0,5 3.Phương trình phản ứng: M2(CO3)x + 2xHCl 2MClx + xH2O + xCO2 Xét số mol: 1 2x 2 x 2M 71x Ta có: C% .100% 10,511% m' 2M 60x 2x.36,5: 0,073 44x M=20x Nghiệm phù hợp: x = 2; M = 40; kim loại là Ca. 0,5 Phương trình: CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2 0,25mol 0,25mol 0,25.111 Khối lượng dd sau phản ứng: .100 264g 10,511 Khối lượng dd sau làm lạnh: 264 -26,28=237,72g Đặt công thức của A là CaCl2.nH2O 26,28 237,72.0,0607 Số mol của CaCl2 ban đầu = 0,25mol = => n = 6 111 18n 111 0,5 => CT của A là CaCl2.6H2O