Hướng dẫn chấm thi kỳ thi học sinh giỏi 2005

Chia sẻ: Trần Bá Trung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

111
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'hướng dẫn chấm thi kỳ thi học sinh giỏi 2005', tài liệu phổ thông, hóa học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hướng dẫn chấm thi kỳ thi học sinh giỏi 2005

S GIÁO D C VÀ ðÀO T O HƯ NG D N CH M KÌ THI H C SINH GI I THÀNH PH THÀNH PH ðÀ N NG NĂM H C 2004 - 2005 MÔN: HÓA H C L P 10 Th i gian: 150 phút (không k th i gian giao ñ ) Câu I (4 ñi m) 1. Nguyên t c a nguyên t X có ñi n tích h t nhân b ng +41,652.10-19 C; nguyên t c a nguyên t Y có kh i lư ng b ng 1,8.10-22 gam. Xác ñ nh X, Y và d a trên c u hình electron, hãy cho bi t (có gi i thích) m c oxi hóa b n nh t c a X và Y trong h p ch t. 2. (a) Hãy cho bi t (có gi i thích) theo thuy t liên k t hóa tr thì lưu huỳnh (S) có th có c ng hóa tr b ng bao nhiêu? (b) Cho bi t c u t o ñơn phân t và d ng hình h c c a h p ch t v i hiñro, oxit và hiñroxit c a lưu huỳnh tương ng v i các giá tr c ng hóa tr ñã xác ñ nh câu (a). 3. Năng lư ng ion hóa th nh t (I1 - kJ/mol) c a các nguyên t chu kỳ 2 có giá tr (không theo tr t t ) 1402, 1314, 520, 899, 2081, 801, 1086, 1681. Gán các giá tr này cho các nguyên t tương ng. Gi i thích. ðÁP ÁN ðI M −19 −22 41,652.10 1,793.10 1. Z X = −19 = 26 , X là s t (Fe); m Y = = 108u , Y là b c (Ag) 1,602.10 1,6605.10 −24 M c oxi hóa b n nh t c a Fe là +3, ng v i c u hình b n là c u hình bán bão hòa phân l p d (d5): Fe − 3e → Fe 3+ 1,00 ( Ar )3d 6 4s 2 (A r)3d5 M c oxi hóa b n nh t c a Ag là +1, ng v i c u hình b n là c u hình bão hòa phân l p d (d10): Ag − e → Ag + ( Kr ) 4d10 5s1 (A r)4d10 2. (a) C ng hóa tr c a m t nguyên t b ng s liên k t mà nguyên t nguyên t ñó t o ra ñư c v i các nguyên t khác trong phân t . Trong thuy t liên k t hóa tr , m i liên k t c ng hóa tr l i ñư c hình thành do s xen ph các obitan mang electron ñ c thân. Như v y có th nói r ng c ng hóa tr c a m t nguyên t b ng s electron ñ c thân có th có c a nguyên t c a nguyên t ñó. Vì có th có 2, 4 ho c 6 electron ñ c thân nên lưu huỳnh có th có c ng hóa tr b ng 2, 4, ho c 6: 1,00 16S 3s 3p 3d * 16S 3s 3p 3d * 16S 3s 3p 3d (b) C u t o và d ng hình h c: H2 S SO2 SO3 H2SO4 O OH S S S S 1,00 H H O O O O HO O O ch÷ V ch÷ V tam gi¸ c tø diÖn 1
3. Giá tr năng lư ng ion hóa tương ng v i các nguyên t : IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA Li Be B C N O F Ne 1 2 1 2 3 4 5 2s 2s 2p 2p 2p 2p 2p 2p6 I1 (kJ/mol) 520 899 801 1086 1402 1314 1681 2081 Nhìn chung t trái qua ph i trong m t chu kỳ năng lư ng ion hóa I1 tăng d n, phù h p v i s bi n thiên nh d n c a bán kính nguyên t . Có hai bi n thiên b t thư ng x y ra ñây là: 1,00 - T IIA qua IIIA, năng lư ng I1 gi m do có s chuy n t c u hình b n ns2 qua c u hình kém b n hơn ns2np1 (electron p ch u nh hư ng ch n c a các electron s nên liên k t v i h t nhân kém b n ch t hơn). - T VA qua VIA, năng lư ng I1 gi m do có s chuy n t c u hình b n ns2np3 qua c u hình kém b n hơn ns2np4 (trong p3 ch có các electron ñ c thân, p4 có m t c p ghép ñôi, xu t hi n l c ñ y gi a các electron). Câu II (4 ñi m) 1. Tính nhi t hình thành c a ion clorua (Cl-) d a trên các d li u: Nhi t hình thành HCl (k): ∆H 1 = −92,2 kJ/mol o Nhi t hình thành ion hidro (H+): ∆H o = 0 kJ/mol 2 HCl (k) + aq → H (aq) + Cl (aq) ∆H 3 = −75,13 kJ/mol + - o 2. Khí SO3 ñư c t ng h p trong công nghi p theo ph n ng: SO2 (k) + 1/2O2 (k) SO3 (k) ∆H = -192,5 kJ ð ngh các bi n pháp làm tăng hi u su t quá trình t ng h p SO3. 3. Cho cân b ng hóa h c sau: N2O4 (k) ⇌ 2NO2 (k) (1) Th c nghi m cho bi t kh i lư ng mol phân t trung bình c a hai khí trên 35oC b ng 72,45 g/mol và 45oC b ng 66,80 g/mol. (a) Tính ñ phân li c a N2O4 m i nhi t ñ trên? (b) Tính h ng s cân b ng KP c a (1) m i nhi t ñ trên? Bi t P = 1 atm (c) Cho bi t theo chi u ngh ch, ph n ng thu nhi t hay t a nhi t? ðÁP ÁN ðI M 1. T gi thi t: 1 1 H2 (k) + Cl2 (k) → HCl (k) ∆H 1 = −92,2 kJ/mol (1) o 2 2 1 H2 (k) + aq → H+ (aq) + e ∆H o = 0 kJ/mol 2 (2) 2 1,00 HCl (k) + aq → H+ (aq) + Cl- (aq) ∆H o = −75,13 kJ/mol (3) 3 L y (1) - (2) + (3) ta có: 1 Cl2 (k) + aq + e → Cl- (aq) ∆H o kJ/mol x 2 ∆H o = (−92,2kJ / mol) − (0kJ / mol) + (−75,13kJ / mol) = -167,33 kJ/mol x 2. - (Tăng áp su t), - h nhi t ñ (450oC có xúc tác V2O5), - (tăng n ng ñ SO2 ho c O2), 1,00 - gi m n ng ñ SO3. 2
3. Xét cân b ng: N2O4 (k) ⇌ 2NO2 (k) (1) (a) G i a là s mol c a N2O4 có trong 1 mol h n h p ⇒ s mol NO2 trong 1 mol h n h p là (1 - a) mol 350C có M = 72,45 g/mol = 92a + 46(1 - a) ⇒ a = 0,575 mol = nN2O4 và nNO2 = 0,425 mol N2O4 (k) ⇌ 2NO2 (k) Ban ñ u x 0 0,50 Ph n ng 0,2125 0,425 Cân b ng x - 0,2125 0,425 0,2125 x - 0,2125 = 0,575 ⇒ x = 0,7875 mol , v y α = × 100% = 26,98% 0,7875 450C có M = 66,80 g/mol = 92a + 46(1 - a) ⇒ a = 0,4521mol = nN2O4 và nNO2 = 0,5479 mol N2O4(k) ⇌ 2NO2(k) Ban ñ u x 0 0,50 Ph n ng 0,27395 0,5479 Cân b ng x - 0,27395 0,5479 0,27395 x - 0,27395 = 0,4521 ⇒ x = 0,72605 mol , v y α = × 100% = 37,73% 0,72605 n NO 2 n N 2O 4 (b) PNO 2 = P , PN 2 O 4 = P và P = 1 atm n hh n hh (PNO 2 ) 2 (0,425) 2 0 35 C KP = = = 0,314 0,50 PN 2O 4 0,575 (PNO2 ) 2 (0,5479) 2 450C KP = = = 0,664 PN 2O 4 0,4521 (c) T k t qu th c nghi m ta th y, khi nhi t ñ tăng t 350C lên 450C thì α tăng. Có nghĩa khi nhi t ñ tăng cân b ng d ch chuy n theo chi u thu n. V y theo chi u 0,50 thu n ph n ng thu nhi t, nên theo chi u ngh ch ph n ng t a nhi t. Câu III (4 ñi m) 1. S c khí clo qua dung d ch kali iotua m t th i gian dài, sau ñó ngư i ta cho h tinh b t vào thì không th y xu t hi n màu xanh. Hãy gi i thích và vi t phương trình hoá h c minh h a. 2. ð nh n bi t ion sunfit, ngư i ta cho vào m t ng nghi m 1 ñ n 2 gi t dung d ch iot, 3 ñ n 4 gi t dung d ch A có ch a ion sunfit (1). Sau ñó cho ti p vào ñó 2-3 gi t dung d ch HCl và vài gi t dung d ch BaCl2 th y xu t hi n k t t a B (2). (a) Nêu hi n tư ng x y ra trong các giai ño n 1, 2 c a thí nghi m và vi t phương trình hóa h c ñ minh h a. (b) Cho bi t t i sao thí nghi m nh n bi t ion sunfit nêu trên thư ng ñư c ti n hành trong môi trư ng axit ho c môi trư ng trung hòa, không ñư c ti n hành trong môi trư ng bazơ? 3. Hòa tan 8,4 gam kim lo i M b ng dung d ch H2SO4 ñ c nóng dư, hay hòa tan 52,2 gam mu i cacbonat kim lo i này cũng trong dung d ch H2SO4 ñ c nóng dư, thì lư ng khí sinh ra ñ u làm m t màu cùng m t lư ng brom trong dung d ch. Vi t các phương trình hoá h c và xác ñ nh kim lo i M, công th c phân t mu i cacbonat. 3
ðÁP ÁN ðI M 1. 2KI + Cl2 → I2 + 2KCl Sau m t th i gian có x y ra ph n ng: I2 + 5Cl2 + 6H2O → 2HIO3 + 10HCl 1,00 Sau ph n ng không có I2 t do nên h tinh b t không chuy n sang màu xanh 2. (a) giai ño n (1) màu ñ nâu c a dung d ch iot s nh t d n do x y ra s oxi hoá ion sunfit thành ion sunfat theo phương trình: SO32- + I2 + H2O → SO42- + 2H+ + 2I- 1,00 giai ñoan (2) xu t hi n k t t a màu tr ng do s hình thành k t t a BaSO4 không tan trong axit: SO42- + Ba2+ → BaSO4↓ (b) Không th c hi n trong môi trư ng ki m vì trong môi trư ng ki m s x y ra ph n ng t oxi hoá kh c a I2: 3I2 + 6OH- → 5I- + IO3- + 3H2O 0,50 3. Các phương trình ph n ng: 2M + 2mH2SO4 → M2(SO4)m + mSO2 + 2mH2O (1) M2(CO3)n + (2m-n)H2SO4 → M2(SO4)m + (m-n) SO2 + nCO2 + (2m-n)H2O (2) 1,25 SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr (3) Theo gi thi t n SO2 (1) = n SO2 ( 2) 8,4 m 52,2 252mn ⇔ × = × (m − n ) ⇒ M = M 2 2M + 60n 43,8m − 52,2n 0,75 n = 1, m = 2 ⇒ M = 14,23 (lo i) n = 1, m = 3 ⇒ M = 9,5 (lo i) n = 2, m = 3 ⇒ M = 56 (h p lý) V y M là Fe và công th c mu i là FeCO3. Câu IV (4 ñi m) 1. V hình (có chú thích ñ y ñ ) mô t thí nghi m ñi u ch Cl2 khô t MnO2 và dung d ch HCl. 2. Kali clorat ñư c s d ng trong các ngành s n xu t diêm, pháo hoa và ch t n . Trong công nghi p, kali clorat ñư c ñi u ch b ng cách cho khí clo ñi qua nư c vôi ñun nóng, r i l y dung d ch nóng ñó tr n v i KCl và ñ ngu i ñ cho kali clorat k t tinh (phương pháp 1). Kali clorat còn ñư c ñi u ch b ng cách ñi n phân dung d ch KCl 25% nhi t ñ 70 ñ n 75oC (phương pháp 2). (a) Vi t phương trình hóa h c x y ra trong m i phương pháp ñi u ch kali clorat. (b) Tính kh i lư ng kali clorua và ñi n lư ng (theo A.gi ) c n ñ t o ra 100g kali clorat theo phương pháp 2. 3. Trong công nghi p, brom ñư c ñi u ch t nư c bi n theo quy trình như sau: Cho m t lư ng dung d ch H2SO4 vào m t lư ng nư c bi n, ti p theo s c khí clo vào dung d ch m i thu ñư c (1), sau ñó dùng không khí lôi cu n hơi brom vào dung d ch Na2CO3 t i bão hòa brom (2). Cu i cùng cho H2SO4 vào dung d ch ñã bão hòa brom (3), thu hơi brom r i hóa l ng. (a) Hãy vi t các phương trình hóa h c chính x y ra trong các quá trình (1), (2), (3). (b) Nh n xét v m i quan h gi a ph n ng x y ra (2) và (3). 4
ðÁP ÁN ðI M 1. Hình v mô t thí nghi m ñi u ch khí Cl2 khô 1,00 2. (a) Phương trình ph n ng: Phương pháp 1: 6Cl2 + 6Ca(OH)2 → Ca(ClO3)2 + 5CaCl2 + 6H2O 0,50 Ca(ClO3)2 + 2KCl → 2KClO3 + CaCl2 2H 2 O + 2KCl → H 2 + 2KOH + Cl 2 3Cl 2 + 6KOH → 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O Phương pháp 2: 0,50 KCl + 3H 2 O dpdd → KClO 3 + 3H 2  100 × 74,5 (b) m KCl = = 60,82 gam 122,5 m 100 0,50 Q = It = × nF = × 6 × 26,8 = 131,26 (A.gi ) M 122,5 3. (a) Các phương trình ph n ng: H+ Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2 (1) 3Br2 + 3Na2CO3 → 5NaBr + NaBrO3 + 3CO2 (2) 1,25 5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4 → 3Na2SO4 + 3Br2 + 3H2O (3) (b) (2) và (3) là các ph n ng thu n và ngh ch c a cân b ng: OH- 0,25 3Br2+ 6OH- + 5Br- + BrO3- + 3H2O H Câu V (4 ñi m) 1. Nh ng thay ñ i nào có th x y ra khi b o qu n lâu dài trong bình mi ng h các dung d ch sau ñây: (a) axit sunfuhiñric, (b) axit bromhiñric, (c) nư c Gia-ven, (d) dung d ch H2SO4 ñ m ñ c. 2. H n h p A g m b t S và Mg. ðun nóng A trong ñi u ki n không có không khí, sau ñó làm ngu i và cho s n ph m tác d ng v i dung d ch HCl (dư) thu ñư c 2,987 L khí B có t kh i so v i không khí b ng 0,8966. ð t cháy h t khí B, sau ñó cho toàn b s n ph m vào 100ml H2O2 5% (D = 1g/mL) thu ñư c dung d ch D. Xác ñ nh % kh i lư ng các ch t trong A và n ng ñ % các ch t t o ra trong dung d ch D. Cho th tích các ch t khí ño ñi u ki n tiêu chu n. 3. Hàm lư ng cho phép c a t p ch t lưu huỳnh trong nhiên li u là 0,30%. Ngư i ta ñ t cháy hoàn toàn 100,0 gam m t lo i nhiên li u và d n s n ph m cháy (gi thi t ch có CO2, SO2 và hơi nư c) qua dung d ch KMnO4 5,0.10-3M trong H2SO4 thì th y th tích dung d ch KMnO4 ñã ph n ng v a h t v i lư ng s n ph m cháy trên là 625 mL. Hãy tính toán xác ñ nh xem nhiên li u ñó có ñư c phép s d ng hay không? 5
ðÁP ÁN ðI M 1. (a) V n ñ c vàng c a k t t a lưu huỳnh: H2S + 1/2O2 → H2O + S↓ (b) Dung d ch có màu vàng nh t: 1/2O2 + 2HBr → H2O + Br2 (c) Thoát khí O2 và n ng ñ gi m d n NaClO + H2O + CO2 → NaHCO3 + HClO HClO → HCl + 1/2O2 1,00 (d) Có màu ñen do s than hóa ch t b n h u cơ có trong không khí. Cn(H2O)m H 2SO 4 → nC + mH2O  2. Phương trình ph n ng: S + Mg → MgS (1) 0,50 MgS + 2HCl → MgCl2 + H2S (2) Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 (3) M B = 0,8966 × 29 = 26 ⇒ B ch a H2S và H2 [Mg có dư sau ph n ng (1)]  2,987  x + y = 22,4  G i x và y l n lư t là s mol khí H2S và H2, ta có  34 x + 2 y  = 26  x+y  0,50 0,1 Gi i ra ta có x = 0,1 ; y = . T (1), (2), (3) ta có: 3 0,1 × 32 %m(S) = × 100% = 50%, %m(Mg ) = 50%  0,1   0,1 +  × 24 + (0,1 × 32 )  3  3 H2S + O2 → SO2 + H2O 2 0,1 0,1 0,1 1 H2 + O2 → H2 O 0,50 2 0,033 0,033 SO2 + H2O2 → H2SO4 0,1 0,147 0 0,047 0,1 m(dung d ch) = 100 + (0,1 × 64) + (0,133 × 18) = 108,8 gam 0,1.98 0,047.34 C%(H2SO4) = × 100% = 9%; C%(H2O2) = = 1,47% 0,50 108,8 108,8 3. Phương trình ph n ng: S + O2 → SO2 (1) 0,50 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 (2) 5 5 T (1) và (2) ⇒ n S = n SO 2 = n KMnO4 = × 0,625 × 0,005 = 7,8125.10 −3 mol 2 2 −3 7,8125.10 × 32 %m S = × 100% = 0,25% < 0,30% 0,50 100 V y nhiên li u trên ñư c phép s d ng. 6