Đề thi olympic 10-3 lần thứ 3 môn Hóa học Lớp 11 năm 2018 - Trường THPT Chu Văn An (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi olympic 10-3 lần thứ 3 môn Hóa học Lớp 11 năm 2018 - Trường THPT Chu Văn An (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH ĐĂK LĂK TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN KỲ THI OLYMPIC 10-3 LẦN THỨ III ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: HÓA HỌC ; LỚP : 11
2. CÂU 1: (4 điểm) 1.1. (2,5 điểm) Cho 3 nguyên tố A, B, C. Nguyên tố A có electron cuối cùng ứng với 4 số + lượng tử: n = 3, l = 1, m = 0 ms = -1/2. Hai nguyên tố B, C tạo thành cation X có 5 nguyên tử. Tổng số hạt mang điện là 21. a. Viết cấu hình electron và xác định tên, vị trí của A, B, C trong bảng tuần hoàn b. Hai nguyên tố B, C tạo thành hợp chất M. N là hợp chất khí của A với hidro. Dẫn hợp chất khí N vào nước, thu được dung dịch axit N. M tác dụng dung dịch N tạo thành hợp chất R. Viết phương trình phản ứng và công thức cấu tạo của R. Cho biết R được hình thành bằng liên kết gì? 0 0 1.2. (1,5 điểm) Cho E 2+ = - 0,44V; E = + 0,775 V F e /F e Fe 3+ /Fe 2+ E 0 a. Tính Fe 3+ /Fe b. Tính hằng số cân bằng K của phản ứng 3Fe 2+  2Fe3+ + Fe. Có kết luận gì về độ bền của Fe2+ ? o E 2 c. Thiết lập sơ đồ pin điện cực hidro tiêu chuẩn để xác định thế điện cực Fe / Fe ĐÁP ÁN CÂU 1 Câu 1 Nội dung Điểm 1.1 a. A có 4 số lượng tử n=3, l= 1, m= 0, ms = -1/2 Xác định được n = 3 0,25 đ - 1 0 + 1 A có cấu hình e là 1s22s22p63s23p5 , A là Clo 0,25 đ A nằm ở chu kì 3, nhóm VIIA Vì B, C tạo được cation X+ có 5 nguyên tử. + Ta có tổng số hạt mang điện trong X là 21 ZX = 11 hạt 0,25đ 11 Z Gọi là điện tích hạt nhân trung bình nên ta có Z = = 2,2 5 0,25 đ ZB < Z < ZC 1 Mà ZB là H (Z= 1), cấu hình e: 1s , chu kì 1 nhóm IA + + Gọi công thức của X là CxHy nên x.ZC + y = 11 x + y =5 0,25 đ x 1 2 3 4 y 4 3 2 1 ZC 7 4 3 2.5 Nhận nghiệm x =1, y = 4 và ZC = 7 C là Nitơ Nitơ (Z = 7) có cấu hình electron là 1s22s22p3, thuộc chu kì 2, nhóm VA 0,25đ
3. b. N là HCl 0,25 đ Vì M tác dụng được với dung dịch axit N M có tính bazơ M là NH 3 0,25đ NH3 + HCl NH4Cl R là NH4Cl + 0,25đ H - H N H C l H Công thức cấu tạo 0,25đ Phân tử NH4Cl được hình thành bằng liên kết ion 1.2 a. Ta có chu trình Hess Fe Fe3+ 0,25đ Fe2+ G1 = G2 + G3 0 0 0 n1E F n2 E F n1E F Fe3 Fe2 Fe3 Fe Fe Fe2 0,25đ 0 0 3 E 2 ( 0,44) 1 0,775 E 3+ = - 0.035 V Fe3 Fe /Fe Fe b. E0 = E 0 E 0 = -0,44 – 0.775 = -1,215 V Fe2 Fe3 0,25đ Fe Fe2 2 1,215 0,25đ K 10 0,0592 =10-41 Do K << nên Fe2+ bền ở điều kiện thường. 2 ( ) Pt H (C 1M ) Fe (C 2 1M ) Fe ( ) c. ( H 2 ) H Fe 0, 5đ ( p 1at , t 298 K ) H 2 (giải cách khác đúng vẫn bảo toàn số điểm) CÂU 2: (4 điểm) 2.1. (2,5 điểm) Hoàn thành và cân bằng các phương trình phản ứng sau bằng phương pháp ion electron. - 2- 2+ 2- a. MnO4 + SO3 + ?  Mn + SO4 +? - - b. Al + NOx + OH + H2O  2.2. (1,5 điểm) Xác định độ tan của AgSCN trong dung dịch NH3 0,003M. Biết: TAgSCN= -12 + -8 1,1.10 và hằng số phân li của phức [Ag(NH3)2] bằng 6. 10 . ĐÁP ÁN CÂU 2 Câu 2 Nội dung Điểm - 2- + 2+ 2- 2.1 a. MnO4 + SO3 + H Mn + SO4 + H2O 2- - + Chất khử: SO3 ; Chất oxi hóa: MnO4 ; Môi trường: H 2- 2- + 0,25 đ Sự oxi hóa SO3 + H2O SO4 + 2H + 2e x 5 - + 2+ Sự khử MnO4 + 8H + 5e Mn + 4H2O x 2 0, 5đ
4. - 2- + 2+ 2- 2MnO4 + 5SO3 + 6H 2Mn + 5SO4 + 3H2O - - - 0,5 đ b. Al + NOx + OH + H2O AlO2 + NH3 - - Chất khử: Al ; Chất oxi hóa: NOx ; Môi trường: OH 0,25 đ - - Sự oxi hóa Al + 4OH AlO2 + 2 H2O + 3e x(2x+2) - - 0, 5đ Sự khử NO x + (x+3)H2O + (2x+2)e NH3 + (2x+3)OH x 3 - - - (2x+2)Al + 3NOx + (2x-1)OH + (5-x)H2O (2x+2)AlO2 + 3NH3 0,5 đ 2.2 Gọi x là độ tan của AgSCN trong dung dịch NH3 0,003M. + - -12 AgSCN Ag + SCN TAgSCN = 1,1.10 (1) 0,25đ + + -8 -1 Ag + 2NH3 [Ag(NH3)2] K’ = (6.10 ) (2) Tổ hợp (1) và (2) ta có: 0,25đ + - -5 AgSCN + 2NH3 [Ag(NH3)2] + SCN K=TAgSCN.K’=1,83.10 [] x 0,003 -2x x x (M) 2 0,25đ (x) Khi đóù: K 1,83.10 5 x 1,27.10 5 (mol / l) (0,003 2x) 2 0,25đ 0,5đ CÂU 3: (4 điểm) 3.1. (2 điểm) Hãy tính pH của dung dịch A gồm KCN 0,120M; NH 3 0,150M và KOH + 0,005M. Cho biết pKa của HCN là 9,35; của NH4 là 9,24. 3.2. (2 điểm) Amoni hidrosunfua là một hợp chất không bền, dễ dàng phân hủy thành NH3(k) và H2S(k): NH4HS(r) NH3(k) + H2S(k) Cho biết các số liệu nhiệt động học sau đây tại: Ho(kJ.mol–1) So(J.K–1.mol–1) NH4HS(r) – 156,9 113,4 NH3(k) – 45,9 192,6 H2S(k) – 20,4 205,6 a. Tính Ho, So, Go tại 250C của phản ứng trên. 0 b. Hãy tính hằng số cân bằng Kp tại 25 C của phản ứng trên. 0 o o c. Hãy tính hằng số cân bằng Kp tại 35 C của phản ứng trên giả thiết rằng cả H và S không phụ thuộc nhiệt độ. d. Hãy tính áp suất toàn phần trong bình chứa nếu phản ứng phân hủy đạt cân bằng tại 250C. Bỏ qua thể tích của NH4HS(r).
5. ĐÁP ÁN CÂU 3 Câu 3 Nội dung Điểm 3.1 -  - - 4,65 0,25 đ CN + H2O  HCN + OH Kb1 = 10 (1)  + - - 4,76 0,25đ NH3 + H2O  NH4 + OH Kb2 = 10 (2) 0,25 đ  + - -14 H2O  H + OH KW = 10 (3) (0,25 điểm) Nhận thấy Kb1 > Kb2>> KW nên có thể bỏ qua (3), và (1) xảy ra trước (2). -  - - 4,65 -Xét (1) CN + H2O  HCN + OH Kb1 = 10 0,25 đ 0,12 0,005 0,12-x x 0,005+x x.(0,005 x) Ta có K 10 4,65 x 4,88.10 4 0,25đ b1 0,12 x  + - - 4,76 0,25đ - Xét (2) NH3 + H2O  NH4 + OH Kb2 = 10 0,15 0,005+x 0,15-y y 0,005+x+y y.(0,005 x y) Ta có K 10 4,76 y 4,39.10 4 0,25đ b2 0,15 y -Vậy [OH-]= 0,005+x+y= 5,927.10-3 pOH 2,23 pH 14 2,23 11,77 0,25đ 3.2 a: Ho = - 45,9–20,4–(–156,9) = 90,6kJ.mol–1. 0,5đ So = 192,6+205,6–113,4 = 284,8J.K–1.mol–1 = 0,2848kJ.K–1.mol–1 Go = Ho – T So = 90,6 – 0,2848 298 5,7kJ.mol–1. b: Go = –RTlnKp 0,5đ Thay R = 8,314.10–3kJ.K–1.mol–1, Go = 5,7kJ.mol–1 Suy ra Kp = 0,1002. c: Go = Ho – T So = 90,6–0,2848 308 2,88kJ.mol–1. o 0,5đ G = –RTlnKp chú ý lnKp = 2,303lgKp Thay R = 8,314.10–3kJ.K–1.mol–1, Go = 2,88kJ.mol–1 Kp = 0,3248 d: p(toàn phần) = p(NH3) + p(H2S) 0,5đ p(NH3) = p(H2S) = 0,5p(toàn phần) (do có số mol bằng nhau) 2 Kp = p(NH3).p(H2S) = [0,5p(toàn phần)] = 0,1002 p(toàn phần) = 0,633 atm CÂU 4: (4 điểm)
6. 4.1. ( 3 điểm) Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp FeS và FeCO3 bằng dung dịch HNO3 đặc nóng thu được hỗn hợp khí A gồm hai khí X và Y có tỷ khối so với hiđro bằng 22,805. a/Tính phần trăm khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp đầu. b/Làm lạnh hỗn hợp khí A xuống nhiệt độ thấp hơn thì thu được hỗn hợp khí B gồm 3 khí X,Y,Z có tỷ khối so với hiđro bằng 30,61. Tính % khí X bị đime hóa thành khí Z . Hãy cho biết phản ứng đime hóa là tỏa nhiệt hay thu nhiệt và màu của hỗn hợp biến đổi như thế nào khí làm lạnh nó? 4.2. ( 1 điểm) Cho 1 lít dung dịch axit yếu HA có độ điện li , hằng số cân bằng Ka và nồng độ C0 mol/l. a. Chứng minh rằng mối quan hệ giữa , Ka và C0 là: Ka Co. b. Cần pha loãng dung dịch ban đầu bao nhiêu lần để độ điện li của axit tăng gấp đôi? ĐÁP ÁN CÂU 4 Câu 4 Nội dung Điểm + - 3+ 2- 4.1 Pư: FeS + 10H + 9NO3 Fe + SO4 + 9NO2 + 5H2O 0, 5 đ a 9a + - 3+ FeCO3 + 4H + NO3 Fe + CO2 + NO2 + 2H2O b b b 0, 5đ a/ Gọi a,b là số mol mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu. 0,25 đ Tính % %FeS =20,87%; %FeCO3 = 79,13% 0,25 đ b/ Phản ứng đime hóa NO2: 2NO2  N2O4 nđầu : 11,877a 0,25đ npư : 2x x n : 11,877a-2x x , n b cb CO2 (11,877a 2x).46 44b 92x d X ,Y, Z 30,61 0,25đ H2 (11,877a 2x b x).2 Thay b=2,877a x 3,762 x 3,762a 0,25đ a Số mol NO2 bị đime hóa là 2x 3,762a.2 0,25đ %NO2 bị đime hóa 63,35% 11,877a -Phản ứng đime hóa diễn ra khi làm lạnh và khi đó màu của hỗn hợp nhạt dần. 0, 5đ - Cân bằng dịch về phải khi hạ nhiệt độ Phản ứng đime hóa là tỏa nhiệt.
7. 4.2 a. HA  H+ + A- C0 C0(1- ) C0. C0. 0,25đ Ta có vì axit HA là axit yếu nên 1 >> , nên 1 - coi như bằng 1. 2 (Co . ) K a K a 0,25đ Co (1 ) Co b. Dựa vào biểu thức vừa tính, tăng gấp đôi, Ka không đổi => C0 giảm 4 lần. 0,25đ n0 Mà C0 = ; n0 không đổi => V tăng 4 lần => Cần pha loãng dung dịch V 0,25đ đi 4 lần. CÂU 5: (4 điểm) 5.1. (2 điểm)Hợp chất hữu cơ (A) chứa 2 nguyên tố, có khối lượng mol 150 < M A < 170. Đốt cháy hoàn toàn m gam A thu được m gam H2O. A không làm mất màu Brôm, không phản 0 ứng với Br2 khi cố bột Fe, t ; phản ứng với Br2 khi chiếu sáng. Đun nóng A với dung dịch KMnO4 dư, sau khi axit hóa sản phẩm được chất hữu cơ (X). Đun nóng (X) được chất hữu cơ (Y) chứa 2 nguyên tố. Tìm CTCT của A, X, Y. Viết phương trình phản ứng. 5.2. (2 điểm) Hỗn hợp khí X gồm một ankan, một anken và một ankin có thể tích 1,792 lít (đktc) được chia thành hai phần bằng nhau: - Phần 1 cho qua dung dịch AgNO3 dư trong NH3 thấy thể tích khí giảm 12,5% và có 0,735 gam kết tủa. - Phần 2 đem đốt cháy hoàn toàn rồi cho toàn bộ sản phẩm vào 9,2 lít dung dịch Ca(OH)2 0,0125 M thấy có 11 gam kết tủa, lọc bỏ kết tủa, đun nóng nước lọc lại thấy xuất hiện kết tủa. Xác định công thức phân tử các chất trong hỗn hợp X. (Các thể tích khí được đo ở cùng điều kiện). ĐÁP ÁN CÂU 5 Câu 5 Nội dung Điểm 5.1 Chất (A) : CxHy. Phương trình cháy : y y CxHy + (x ) O2 xCO2 + H2O 0,25 đ 4 2 (12x + y)g 9y (g) 0,25đ m (g) m (g) 12x + y = 9y
8. x 2 y 3 0,25 đ Công thức nguyên : (C2H3)n và 150 170 5,6 < n < 6,3 Chọn n = 6 CTPT của A : C12H8 0 A không phản ứng với nước Br 2, không phản ứng với Br 2 khi có Fe, t . Phản ứng với Br2 khi có ánh sáng. Vậy CTCT của (A) là 0,25 đ Phản ứng : 0,25đ * Với dung dịch KMnO4 : 0, 25đ 0,25đ 0,25đ
9. 5.2 Viết phản ứng của Ankin với AgNO3 và tìm ra Ankin 0,5đ Tìm được ankin là C3H4 (propin). Tính được số mol CO2 = 0,12 (mol). 0,5đ Số ngtử CTB = 0,12/0,04 = 3 0,5đ Ankan và Anken có 4 cặp nghiệm: CH 4 và C4H8; C2H6 và C4H8; C3H6 và C3H8; 0,5đ C4H10 và C2H4.