Trang 12

BỘ GIAacuteO DỤC VAgrave ĐAgraveO TẠO ĐỀ THI CHIacuteNH THỨC

Cacircu 1 (35 điểm)

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011

Mocircn HOAacute HỌC Thời gian 180 phuacutet (khocircng kể thời gian giao đề) Ngagravey thi thứ nhất 11012011 Đề thi coacute 02 trang gồm 06 cacircu

1 Clo brom iot coacute thể kết hợp với flo tạo thagravenh caacutec hợp chất dạng XFm Thực nghiệm cho thấy rằng m coacute 3 giaacute trị khaacutec nhau nếu X lagrave Cl hoặc Br m coacute 4 giaacute trị khaacutec nhau nếu X lagrave I a) Hatildey viết cocircng thức caacutec hợp chất dạng XFm của mỗi nguyecircn tố Cl Br I b) Dựa vagraveo cấu tạo nguyecircn tử vagrave độ acircm điện của caacutec nguyecircn tố hatildey giải thiacutech sự higravenh thagravenh caacutec hợp chất trecircn

Cho Độ acircm điện của F lagrave 40 Cl lagrave 32 Br lagrave 30 I lagrave 27

2 32P phacircn ratilde β- với chu kigrave baacuten huỷ 1428 ngagravey được điều chế bằng phản ứng giữa nơtron với hạt nhacircn 32S a) Viết caacutec phương trigravenh phản ứng hạt nhacircn để điều chế 32P vagrave biểu diễn sự phacircn ratilde phoacuteng xạ của 32P b) Coacute hai mẫu phoacuteng xạ 32P được kiacute hiệu lagrave mẫu I vagrave mẫu II Mẫu I coacute hoạt độ phoacuteng xạ 20 mCi được lưu giữ trong bigravenh đặt tại buồng lagravem maacutet coacute nhiệt độ 10 oC Mẫu II coacute hoạt độ phoacuteng xạ 2 microCi bắt đầu được lưu giữ cugraveng thời điểm với mẫu I nhưng ở nhiệt độ 20 oC Khi hoạt độ phoacuteng xạ của mẫu II chỉ cograven 510-1 microCi thigrave lượng lưu huỳnh xuất hiện trong bigravenh chứa mẫu I lagrave bao nhiecircu gam Trước khi lưu giữ trong bigravenh khocircng coacute lưu huỳnh

Cho 1 Ci = 371010 Bq (1Bq = 1 phacircn ratildegiacircy) số Avogađro NA = 6021023 mol-1 hoạt độ phoacuteng xạ A = λN (λ lagrave hằng số tốc độ phacircn ratilde N lagrave số hạt nhacircn phoacuteng xạ ở thời điểm t) Cacircu 2 (35 điểm)

Một phản ứng pha khiacute xảy ra theo phương trigravenh X(k) rarr Y(k) (1) Khi nồng độ đầu [X]0 = 002 molL-1

thigrave tốc độ đầu của phản ứng v0 (ở 25 oC) lagrave 410-4 molL-1phuacutet-1 định luật tốc độ của phản ứng coacute dạng v = k[X] (2) trong đoacute k lagrave hằng số tốc độ của phản ứng

1 Tigravem biểu thức liecircn hệ lgv (logarit của tốc độ phản ứng) với thời gian phản ứng t vagrave tiacutenh caacutec hệ

số trong biểu thức nagravey cho trường hợp của phản ứng (1)

2 Tiacutenh thời gian phản ứng một nửa trong caacutec điều kiện noacutei trecircn

3 Phản ứng 2NO (k) + 2H2 (k) rarr N2 (k) + 2H2O (k) tuacircn theo quy luật động học thực nghiệm v = k[NO]2[H2] Hai cơ chế được đề xuất cho phản ứng nagravey

Cơ chế 1 2 NO (k) rarr N2O2 (k) (nhanh) N2O2 (k) + H2 (k) rarr 2HON (k) (nhanh) HON (k) + H2 (k) rarr H2O (k) + HN (k) (chậm) HN (k) + HON (k) rarr N2 (k) + H2O (k) (nhanh)

Cơ chế 2 2 NO (k) N2O2 (k) (nhanh) N2O2 (k) + H2 (k) rarr N2O (k) + H2O (k) (chậm) N2O (k) + H2 (k) rarr N2 (k) + H2O (k) (nhanh)

Cơ chế nagraveo phugrave hợp với quy luật động học thực nghiệm Tại sao

Cacircu 3 (35 điểm) Cho hằng số khiacute R = 8314 Jmolndash1Kndash1 Ở aacutep suất tiecircu chuẩn P0 = 1000 bar = 1000105 Pa

nhiệt độ 298 K ta coacute caacutec dữ kiện nhiệt động học

Khiacute H2 N2 NH3

Biến thiecircn entanpi higravenh thagravenh ∆H0 (kJmol-1 ) f 0 0 - 459

Entropi S0(Jmolndash1Kndash1) 1307 1916 1928

Liecircn kết NequivN N=N N-N H-H

Biến thiecircn entanpi phacircn li liecircn kết ∆H0 (kJmolndash1) b 945 466 159 436

Trang 22

b

MnO H Mn CO2H2C2O4

4

4

3

1 Tiacutenh biến thiecircn entanpi biến thiecircn entropi biến thiecircn năng lượng tự do Gibbs vagrave hằng số cacircn bằng K của phản ứng tổng hợp amoniac từ nitơ vagrave hiđro ở điều kiện nhiệt độ vagrave aacutep suất trecircn 2 Trong thực tế sản xuất phản ứng tổng hợp amoniac được thực hiện ở nhiệt độ cao a) Chấp nhận gần đuacuteng việc bỏ qua sự phụ thuộc nhiệt độ của ∆H vagrave ∆S hatildey tiacutenh hằng số cacircn bằng K của phản ứng ở T = 773 K b) Nhận xeacutet về hướng ưu tiecircn của phản ứng ở 298 K vagrave 773 K Giải thiacutech tại sao lại tiến hagravenh tổng hợp NH3 ở nhiệt độ cao Để tăng hiệu suất tổng hợp amoniac trong cocircng nghiệp coacute thể đưa ra biện phaacutep gigrave Giải thiacutech

3 Tiacutenh biến thiecircn entanpi phacircn li liecircn kết ∆H0 của một liecircn kết N-H trong phacircn tử amoniac

4 Tiacutenh biến thiecircn entanpi higravenh thagravenh tiecircu chuẩn ∆H0 của gốc NH2 Cho ∆H0 = 380 kJmol-1

Cacircu 4 (30 điểm)

f b(H-NH2 )

Trong mocirci trường axit H2C2O4 bị KMnO4 oxi hoaacute thagravenh CO2 Trộn 5000 mL dung dịch KMnO4

00080 M với 2500 mL H2C2O4 020 M vagrave 2500 mL dung dịch HClO4 080 M được dung dịch A 1 Viết phương trigravenh phản ứng xảy ra Tiacutenh hằng số cacircn bằng của phản ứng vagrave xaacutec định thagravenh phần của dung dịch A 2 Trộn 1000 mL dung dịch A với 1000 mL dung dịch B gồm Ca(NO3)2 0020 M vagrave Ba(NO3)2 010 M Coacute kết tủa nagraveo taacutech ra

Chấp nhận sự cộng kết lagrave khocircng đaacuteng kể thể tiacutech dung dịch tạo thagravenh khi pha trộn bằng tổng thể tiacutech của caacutec dung dịch thagravenh phần

Cho E0 - + 2+ = 151 V E0 = - 049 V ở 25 4

oC 2303 RT

= 00592 F

pKa1(H2C2O4 ) = 125 pKa2(H2C2O4 )

= 427 pKa1(H2O + CO2 ) = 635 pKa2(H2O + CO2 )

pKs(CaC2O4 ) = 875 pKs(CaCO3 )

= 835 pKs(BaC2O4 ) = 680 pKs(BaCO3 )

= 830

(pKS = - lgKS với KS lagrave tiacutech số tan pKa = - lgKa với Ka lagrave hằng số phacircn li axit)

= 10 33

Độ tan của CO2 trong nước ở 25 oC lagrave L

Cacircu 5 (30 điểm)

CO2 = 0030 M

1 Cho E0 - + 2+ = 151 V E0

2- + = 226 V E0 + 2+ = 123 V

MnO4 H Mn MnO4 H MnO2 MnO2 H Mn

a) Tiacutenh E0 - vagrave E0

- 2- MnO4 H2OMnO2 MnO4MnO4

b) Nhận xeacutet về khả năng oxi hoacutea của MnO- trong mocirci trường axit trung tiacutenh vagrave bazơ Giải thiacutech

2 Viết phương trigravenh ion của caacutec phản ứng để minh họa khả năng oxi hoacutea của ion pemanganat phụ thuộc vagraveo pH của mocirci trường

Cacircu 6 (35 điểm) Để xaacutec định hagravem lượng của crom vagrave sắt trong một mẫu gồm Cr2O3 vagrave Fe2O3 người ta đun

noacuteng chảy 198 gam mẫu với Na2O2 để oxi hoacutea Cr2O3 thagravenh CrO2 minus Cho khối đatilde nung chảy vagraveo

nước đun socirci để phacircn huỷ hết Na2O2 Thecircm H2SO4 loatildeng đến dư vagraveo hỗn hợp thu được vagrave pha thagravenh 10000 mL được dung dịch A coacute magraveu vagraveng da cam Cho dung dịch KI (dư) vagraveo 1000 mL dung dịch

- ndash

A lượng I3 (sản phẩm của phản ứng giữa I vagrave I2) giải phoacuteng ra phản ứng hết với 1050 mL dung dịch

Na2S2O3 040 M Nếu cho dung dịch NaF (dư) vagraveo 1000 mL dung dịch A rồi nhỏ tiếp dung dịch KI

đến dư thigrave lượng I- giải phoacuteng ra chỉ phản ứng hết với 750 mL dung dịch Na2S2O3 040 M

1 Viết caacutec phương trigravenh phản ứng xảy ra 2 Giải thiacutech vai trograve của dung dịch NaF 3 Tiacutenh thagravenh phần khối lượng của crom vagrave sắt trong mẫu ban đầu Cho Fe = 56 Cr = 52

---------------------HẾT--------------------

Thiacute sinh khocircng được sử dụng tagravei liệu Giaacutem thị khocircng giải thiacutech gigrave thecircm

Trang 22

b

MnO H Mn CO2H2C2O4

4

4

3

1 Tiacutenh biến thiecircn entanpi biến thiecircn entropi biến thiecircn năng lượng tự do Gibbs vagrave hằng số cacircn bằng K của phản ứng tổng hợp amoniac từ nitơ vagrave hiđro ở điều kiện nhiệt độ vagrave aacutep suất trecircn 2 Trong thực tế sản xuất phản ứng tổng hợp amoniac được thực hiện ở nhiệt độ cao a) Chấp nhận gần đuacuteng việc bỏ qua sự phụ thuộc nhiệt độ của ∆H vagrave ∆S hatildey tiacutenh hằng số cacircn bằng K của phản ứng ở T = 773 K b) Nhận xeacutet về hướng ưu tiecircn của phản ứng ở 298 K vagrave 773 K Giải thiacutech tại sao lại tiến hagravenh tổng hợp NH3 ở nhiệt độ cao Để tăng hiệu suất tổng hợp amoniac trong cocircng nghiệp coacute thể đưa ra biện phaacutep gigrave Giải thiacutech

3 Tiacutenh biến thiecircn entanpi phacircn li liecircn kết ∆H0 của một liecircn kết N-H trong phacircn tử amoniac

4 Tiacutenh biến thiecircn entanpi higravenh thagravenh tiecircu chuẩn ∆H0 của gốc NH2 Cho ∆H0 = 380 kJmol-1

Cacircu 4 (30 điểm)

f b(H-NH2 )

Trong mocirci trường axit H2C2O4 bị KMnO4 oxi hoaacute thagravenh CO2 Trộn 5000 mL dung dịch KMnO4

00080 M với 2500 mL H2C2O4 020 M vagrave 2500 mL dung dịch HClO4 080 M được dung dịch A 1 Viết phương trigravenh phản ứng xảy ra Tiacutenh hằng số cacircn bằng của phản ứng vagrave xaacutec định thagravenh phần của dung dịch A 2 Trộn 1000 mL dung dịch A với 1000 mL dung dịch B gồm Ca(NO3)2 0020 M vagrave Ba(NO3)2 010 M Coacute kết tủa nagraveo taacutech ra

Chấp nhận sự cộng kết lagrave khocircng đaacuteng kể thể tiacutech dung dịch tạo thagravenh khi pha trộn bằng tổng thể tiacutech của caacutec dung dịch thagravenh phần

Cho E0 - + 2+ = 151 V E0 = - 049 V ở 25 4

oC 2303 RT

= 00592 F

pKa1(H2C2O4 ) = 125 pKa2(H2C2O4 )

= 427 pKa1(H2O + CO2 ) = 635 pKa2(H2O + CO2 )

pKs(CaC2O4 ) = 875 pKs(CaCO3 )

= 835 pKs(BaC2O4 ) = 680 pKs(BaCO3 )

= 830

(pKS = - lgKS với KS lagrave tiacutech số tan pKa = - lgKa với Ka lagrave hằng số phacircn li axit)

= 10 33

Độ tan của CO2 trong nước ở 25 oC lagrave L

Cacircu 5 (30 điểm)

CO2 = 0030 M

1 Cho E0 - + 2+ = 151 V E0

2- + = 226 V E0 + 2+ = 123 V

MnO4 H Mn MnO4 H MnO2 MnO2 H Mn

a) Tiacutenh E0 - vagrave E0

- 2- MnO4 H2OMnO2 MnO4MnO4

b) Nhận xeacutet về khả năng oxi hoacutea của MnO- trong mocirci trường axit trung tiacutenh vagrave bazơ Giải thiacutech

2 Viết phương trigravenh ion của caacutec phản ứng để minh họa khả năng oxi hoacutea của ion pemanganat phụ thuộc vagraveo pH của mocirci trường

Cacircu 6 (35 điểm) Để xaacutec định hagravem lượng của crom vagrave sắt trong một mẫu gồm Cr2O3 vagrave Fe2O3 người ta đun

noacuteng chảy 198 gam mẫu với Na2O2 để oxi hoacutea Cr2O3 thagravenh CrO2 minus Cho khối đatilde nung chảy vagraveo

nước đun socirci để phacircn huỷ hết Na2O2 Thecircm H2SO4 loatildeng đến dư vagraveo hỗn hợp thu được vagrave pha thagravenh 10000 mL được dung dịch A coacute magraveu vagraveng da cam Cho dung dịch KI (dư) vagraveo 1000 mL dung dịch

- ndash

A lượng I3 (sản phẩm của phản ứng giữa I vagrave I2) giải phoacuteng ra phản ứng hết với 1050 mL dung dịch

Na2S2O3 040 M Nếu cho dung dịch NaF (dư) vagraveo 1000 mL dung dịch A rồi nhỏ tiếp dung dịch KI

đến dư thigrave lượng I- giải phoacuteng ra chỉ phản ứng hết với 750 mL dung dịch Na2S2O3 040 M

1 Viết caacutec phương trigravenh phản ứng xảy ra 2 Giải thiacutech vai trograve của dung dịch NaF 3 Tiacutenh thagravenh phần khối lượng của crom vagrave sắt trong mẫu ban đầu Cho Fe = 56 Cr = 52

---------------------HẾT--------------------

Thiacute sinh khocircng được sử dụng tagravei liệu Giaacutem thị khocircng giải thiacutech gigrave thecircm