SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY NĂM HỌC 2011-2012

ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian thi: 150 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề gồm 09 trang) Ngày thi: 13/12/2011 (Thí sinh làm trực tiếp vào bản đề thi này) MÔN: HOÁ HỌC

ĐIỂM CỦA TOÀN BÀI THI Các giám khảo

(Họ, tên và chữ ký) SỐ PHÁCH

(Do chủ tịch ghi ) Bằng số

Bằng chữ

Chó ý: 1. ChØ gi¶i tãm t¾t vµ ghi kÕt qu¶ mµ kh«ng ®−îc cã thªm ký hiÖu g× kh¸c.

2. §−îc sö dông b¶ng toµn hoµn c¸c nguyªn tè ho¸ häc do nhµ xuÊt ban gi¸o dôc ph¸t hµnh. 3. NÕu ®Ò kh«ng nãi g× th× lÊy kÕt qu¶ sau dÊu phÈy n¨m sè thËp ph©n.

Câu 1 (2,0 điểm) Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm m gam hỗn hợp A gồm Al và FexOy thu được hỗn hợp chất rắn B. Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được dung dịch C, phần không tan D và 0,672 lít H2. Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch C đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất rồi lọc kết tủa, nung đến khối lượng không đổi được 5,1 gam chất rắn. Phần không tan D cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng. Sau phản ứng thu được dung dịch E chỉ chứa 1 muối sắt duy nhất và 2,688 lít khí SO2.

a. Xác định công thức phân tử oxit sắt b. Tính giá trị của m. (Cho: Hiệu suất các phản ứng đạt 100% và khí đo ở đktc)

Lời giải tóm tắt .......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Kết quả

.......................................................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................................................

Câu 2 (2,0 điểm)

Với mạng tinh thể lập phương tâm diện, trong 1 ô cơ sở các nguyên tử tiếp xúc với nhau ở mặt bên. Đường chéo của mặt có độ dài bằng 4 lần bán kính của nguyên tử. Hãy xác định phần trăm chiếm chỗ của nguyên tử kim loại trong loại mạng này? Lời giải tóm tắt .......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Kết quả

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Câu 3 (2,0 điểm) Một công đoạn xử lí HCl để tái tạo clo trong công nghiệp sản xuất vinyl clorua từ etilen là dùng khí O2 để oxi hoá HCl.

a. Viết phương trình hoá học của của phản ứng xảy ra (với các hệ số chất tham gia và tạo thành nguyên tối giản). b. Tính hằng số cân bằng Kp theo Pa của phản ứng trên ở 298K từ các dữ kiện sau:

O2 (k) Cl2 (k) HCl (k) H2O (k)

0298S (J/mol.K) 205,03 222,9 186,7 188,7

0298HΔ (kJ/mol) 0 0 -92,31 -241,83

c. Giả thiết rằng ∆H và ∆S của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ. Hãy tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng ở 698K. d. Từ dữ kiện tính toán hãy đề xuất biện pháp nâng cao hiệu suất phản ứng? Lời giải tóm tắt .......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Kết quả

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Câu 4 (2,0 điểm) Ở nhiệt độ xác định và dưới áp suất hệ 1,0 atm độ phân li của N2O4 thành NO2 là 11%. a. Tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng này (theo atm và theo Pa) b. Độ phân li sẽ thay đổi thế nào khi áp suất chung của hệ giảm từ 1,0 atm xuống 0,8 atm? Từ đó cho biết ảnh hưởng của áp suất tới cân bằng của hệ? Lời giải tóm tắt

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Kết quả

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Câu 5 (2,0 điểm) Xét phản ứng trong dung dịch ở 250C: 2Fe3+ + Sn2+ ⇄ 2Fe2+ + Sn4+ a. Để nghiên cứu động học của phản ứng, tiến hành 3 thí nghiệm sau:

Thí nghiệm Nồng độ đầu Fe3+ ( o

FeC +3 ) (mol/l)

Nồng độ đầu Sn2+

( 02+SnC ) (mol/l)

Tốc độ đầu v0

1 10-2 10-2 v 2 2.10-2 2.10-2 8v 3 2.10-2 10-2 4v

Xác định bậc riêng phần đối với từng chất và bậc toàn phần của phản ứng b. Tính hằng số cân bằng của phản ứng biết 0

/ 23 ++ FeFeE = 0,77V và 0

/ 24 ++ SnSnE = 0,15 V

Lời giải tóm tắt .......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Kết quả

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Câu 6 (2,0 điểm) A là dung dịch CH3COOH 0,2M, B là dung dịch NaOH 0,2M và C là dung dịch CH3COONa 0,2 M a. Tính pH của dung dịch A, B b. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn A với B theo tỉ lệ thể tích bằng nhau c. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn A với C theo tỉ lệ thể tích bằng nhau Cho: Ka (CH3COOH ) =1,8.10-5 . Lời giải tóm tắt .......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Kết quả

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Câu 7 (2,0điểm) Hợp chất A có công thức MXx trong đó M chiếm 46,67% về khối lượng; M là kim loại, X là phi kim ở chu kì 3. Trong hạt nhân M có tổng số hạt nơtron trừ đi tổng số hạt proton là 4, trong hạt nhân X có tổng số hạt nơtron bằng tổng số hạt proton. Tổng số proton trong MXx là 58. a. Xác định tên, số khối của M, X b. Viết cấu hình electron nguyên tử của M, X Lời giải tóm tắt .......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

Kết quả

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.Câu 8 (2,0 điểm)

A là một chất độc hóa học đã được sử dụng trong chiến tranh Việt Nam. Trong A có chứa các nguyên tố C, H, O và nguyên tố X. Kết quả phân tích cho thấy A chứa hàm lượng % C, H, O theo khối lượng lần lượt là 44, 72%; 1,24%; 9,94% và còn lại là hàm lượng X. Trong phân tử A chứa 2 nguyên tử oxi và số nguyên tử X gấp 2 lần số nguyên tử oxi a. Hãy tìm công thức đơn giản nhất và công thức phân tử A b. Viết công thức cấu tạo A biết A có cấu tạo đối xứng và chứa vòng benzen (A bền nhiệt, axit, bazơ và A có tâm đối xứng). Lời giải tóm tắt .......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

Kết quả

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Câu 9 (2,0 điểm) Cho m gam este X thuần chức tạo bởi axit hữu cơ đơn chức và ancol đơn chức tác dụng hết với dung dịch NaOH. Sau phản ứng cho toàn bộ lượng ancol thu được qua bình đựng Na dư thu được khí Y có

thể khử được 38

gam Fe2O3 ở nhiệt độ cao tạo ra Fe và bình đựng Na khối lượng tăng thêm 3,1 gam. Mặt

khác 2m

gam X làm mất màu vừa hết 8 gam Br2 trong CCl4 và thu được sản phẩm chứa 61,54% brom theo

khối lượng. a. Xác định giá trị của m

b. Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo có thể có của X. Lời giải tóm tắt .......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Kết quả

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Câu 10 (2,0 điểm) Dung dịch X có chất tan là muối M(NO3)2. Người ta dùng 200 ml dung dịch K3PO4 vừa đủ để phản ứng với 200 ml dung dịch X, thu được kết tủa là M3(PO4)2 và dung dịch Y. Khối lượng kết tủa đó (đã được sấy khô) khác khối lượng M(NO3)2 ban đầu là 6,825 gam. Điện phân 400 ml dung dịch X bằng dòng điện 1 chiều với I =2,000 ampe tới khi khối lượng catot không tăng thêm nữa thì dừng, được dung dịch Z. Giả sử sự điện phân có hiệu suất 100%

a. Hãy tìm nồng độ các ion của dung dịch X, dung dịch Y, dung dịch Z. Cho biết sự gần đúng phải chấp nhận khi tính nồng độ dung dịch Y, dung dịch Z.

b. Tính thời gian (theo giây) đã điện phân c. Tính thể tích khí thu được ở 27,30C, 1 atm trong sự điện phân.

Lời giải tóm tắt .......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Kết quả

.......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................

Cho: C=12; H=1; O=16; N=14; Cl=35,5; Na=23; K=39; S=32; Ca=40; Br=80.

- Biết: ΔG=ΔH-TΔS; ΔG=-RTlnK= -n.F.∆E và ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

Δ=

122

1 11)()(

lnTTR

HTKTK

P

P (theo đơn vị J)

- Hằng số khí: R=8,314 J.K-1. mol-1; P = 1atm=1,013.105 Pa ; NA = 6,022. 1023; 1 cal = 4,18J;

Hằng số Faraday: F= 96500 C. mol-1; π =3,14.

-----Hết-----

Trang 1/10

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY NĂM HỌC 2011-2012

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC MÔN HOÁ HỌC

Câu 1 (2,0 điểm) Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm m gam hỗn hợp A gồm Al và FexOy thu được hỗn hợp chất rắn B. Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được dung dịch C, phần không tan D và 0,672 lít H2. Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch C đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất rồi lọc kết tủa, nung đến khối lượng không đổi được 5,1 gam chất rắn. Phần không tan D cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng. Sau phản ứng thu được dung dịch E chỉ chứa 1 muối sắt duy nhất và 2,688 lít khí SO2.

a. Xác định công thức phân tử oxit sắt b. Tính giá trị của m. (Cho: Hiệu suất các phản ứng đạt 100% và khí đo ở đktc)

Hướng dẫn chấm a. (1,5 điểm) Phản ứng nhiệt Al: 2yAl + 3FexOy ⎯→⎯ yAl2O3 + 3xFe (1) Vì chất rắn sau phản ứng: B + dung dịch NaOH có H2 tạo ra nên trong B có Al dư và B gồm: Al2O3: a mol , Fe: b mol và Al : c mol dư. B + dung dịch NaOH: Al2O3 + 2NaOH + H2O ⎯→⎯ 2Na[Al(OH)4] (2) mol a 2a 2Al + 2NaOH + 3H2O ⎯→⎯ 2Na[Al(OH)4] + 3H2 ↑ (3)

mol 0,02 0,02 4,22

672,0 = 0,03

Theo (3): nAl dư= c = 0,02 mol (I) Dung dịch C thu được gồm: NaOH dư, Na[Al(OH)4]: 2a+ 0,02 mol tác dụng với dung dịch HCl NaOH + HCl ⎯→⎯ NaCl + H2O (4) Na[Al(OH)4] + HCl ⎯→⎯ NaCl + Al(OH)3 ↓ + H2O (5) mol 2a + 0,02 2a + 0,02 Theo (5): nAl(OH)3 = 2a + 0,02 mol nung: Al(OH)3 ⎯→⎯

0t Al2O3 + H2O (6) mol 2a + 0,02 a + 0,01

Theo (6) nAl2O3 = a + 0,01 = 102

1,5 = 0,05 mol (II)

Phần không tan D: Fe + dung dịch H2SO4 đặc, nóng sau phản ứng thu được 1 muối Fe duy nhất nên có 2 trường hợp: - TH1: Tạo muối sắt (III): 2Fe + 6H2SO4 ⎯→⎯ Fe2(SO4)3 + 3SO2 ↑ + 6H2O (7)

mol 0,08 4,22

688,2 = 0,12

Theo (7): nFe= b= 0,08 mol (III) Từ (I, II, III) có a= 0,04; b= 0,08; c=0,02 mol

Trang 2/10

Theo (1): 04,008,03

32

==yx

OnAlnFe

⎯→⎯ 32

=yx

⎯→⎯ oxit là Fe2O3

- TH2: Tạo muối sắt (II) (2 phương trình gộp 1) Fe + 2H2SO4 ⎯→⎯ FeSO4 + SO2↑ + 2H2O (8) mol 0,12 0,12 Theo (8): nFe = b = 0,12 mol (IV) Từ (I,II, IV) có: a= 0,04; b= 0,12; c= 0,02 mol

Theo (1): 04,012,03

32

==yx

OnAlnFe

⎯→⎯11

=yx

⎯→⎯ oxit là FeO

b.(0,5 điểm) -TH1: m = mAl2O3 + mFe + mAl dư = 0,04.102 + 0,08.56 + 0,02.27 = 9,1 gam - TH2: m=mAl2O3 + mFe + mAl dư = 0,04.102 + 0,12.56 + 0,02.27 = 11,34 gam Biểu điểm: a. Tìm được mỗi công thức oxit sắt: 0,75 điểm b. Tìm được m ứng với mỗi công thức: 0,25 điểm (Chú ý: Nếu học sinh viết phương trình hóa học của Al, Al2O3 với NaOH tạo NaAlO2 cũng chấp nhận được và NaAlO2 với axit như cũ cũng được nhưng không cho điểm tối đa câu này vì dạng NaAlO2 chỉ tồn tại ở trạng thái nóng chảy) Câu 2 (2,0 điểm) Với mạng tinh thể lập phương tâm diện, trong 1 ô cơ sở các nguyên tử tiếp xúc với nhau ở mặt bên. Đường chéo của mặt có độ dài bằng 4 lần bán kính của nguyên tử. Hãy xác định phần trăm chiếm chỗ của nguyên tử kim loại trong loại mạng này? Hướng dẫn chấm Dễ thấy trong mạng lập phương tâm diện 1 ô cơ sở có 4 quả cầu (nguyên tử, ion kim loại) nên thể tích của 4 quả cầu là:

ΣVcầu = 4. 3

34 Rπ = 3

316 Rπ (1)

(Với R là bán kính nguyên tử hay quả cầu) Thấy ngay do đường chéo của mặt có độ dài 4R nên cạnh của ô cơ sở là a sẽ được tính theo định luật Pitago: a2 + a2 = (4R)2 ⎯→⎯ a =2 2 R (2) Ta có: Vlp(ô cơ sở) = a3 = (2 2 R)3 (3) Phần trăm chiếm chỗ của nguyên tử kim loại trong mạng là

ρ = %100.)22(

316

%100.3

3

R

R

VV

lp

cauπ

=∑ ≈ 74%

Biểu điểm: - Xác định được số quả cầu trong 1 ô cơ sở: 0,5 điểm - Tìm được cạnh hình lập phương (ô cơ sở): 0,5 điểm - Tìm được Vcầu, Vlp: 0,5 điểm - Tìm được ρ: 0,5 điểm Câu 3 (2,0 điểm) Một công đoạn xử lí HCl để tái tạo clo trong công nghiệp sản xuất vinyl clorua từ etilen là dùng khí O2 để oxi hoá HCl.

a. Viết phương trình hoá học của của phản ứng xảy ra (với các hệ số chất tham gia và tạo thành nguyên tối giản). b. Tính hằng số cân bằng Kp theo Pa của phản ứng trên ở 298K từ các dữ kiện sau:

Trang 3/10

O2 (k) Cl2 (k) HCl (k) H2O (k) 0298S (J/mol.K) 205,03 222,9 186,7 188,7

0298HΔ (kJ/mol) 0 0 -92,31 -241,83

c. Giả thiết rằng ∆H và ∆S của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ. Hãy tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng ở 698K d. Từ dữ kiện tính toán hãy đề xuất biện pháp nâng cao hiệu suất phản ứng? Hướng dẫn chấm a. (0,5 điểm). Phương trình hóa học của phản ứng: 4HCl(k) + O2 (k) ⇄ 2Cl2 (k) + 2H2O (k) (1) b.(0,5 điểm) Ta có: ∆ 0

298S = Σ 0298S (sản phẩm)- Σ 0

298S (chất phản ứng) = -128,63 (J/K) 0

298HΔ = Σ 0298HΔ (sản phầm)-Σ 0

298HΔ (chất phản ứng) = - 114,42 (kJ) Từ đó có: ∆ 0

298G = 0298HΔ - T.∆ 0

298S = -114,42. 103 + 298. 128,63 = - 76088,26 J

Mặt khác: ∆G = -RT.lnKp nên Kp = exp ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ Δ−

RTG = 2,175. 1013 (Pa-1)

c. (0,5 điểm) Do ∆H và ∆S của phản ứng không phụ thuộc nhiệt độ nên ta có biểu thức:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

Δ=

211

2 11.)()(

lnTTR

HTKTK

p

p hay ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

−=

6981

2981.

314,810.42,114

)298()698(

ln3

p

p

KK

Thay Kp (298) vào được Kp (698) = 69,765 (Pa-1) d.(0,5 điểm) Từ b, c thấy ngay khi tăng nhiệt độ Kp giảm điều đó cho thấy phản ứng tỏa nhiệt Từ phương trình thấy phản ứng làm giảm số phâ tử khí. Do đó để tăng hiệu suất phản ứng phải: hạ nhiệt độ, tăng áp suất và tăng nồng độ O2 (không tăng được nồng độ HCl do ta đang cần xử lí HCl) Câu 4 (2,0 điểm) Ở nhiệt độ xác định và dưới áp suất hệ 1,0 atm độ phân li của N2O4 thành NO2 là 11%. a. Tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng này (theo atm và theo Pa) b. Độ phân li sẽ thay đổi thế nào khi áp suất chung của hệ giảm từ 1,0 atm xuống 0,8 atm? Từ đó cho biết ảnh hưởng của áp suất tới cân bằng của hệ? Hướng dẫn chấm a..(1,5 điểm) Xét cân bằng: N2O4 (k) 2NO2 (k) ; Kp Ban đầu 1 mol 0 mol Phản ứng α mol 2α mol Cân bằng (1- α) mol 2α mol Tổng số mol hệ lúc cân bằng= 1-α + 2α = 1 + α (mol)

Ta có: PN2O4 = Pn

OnN

hecanbang

.42 = P.11

αα

+− ; PNO2 = PP

nnNO

hecanbang

.12.2

αα+

= (với P là áp suất hệ)

Trang 4/10

Hằng số cân bằng Kp = PPP

ON

NO .14

2

22

42

2

αα−

= (1)

Thay số: α = 11% = 0,11 và P = 1,0 atm vào (1) được Kp ≈ 0,049 atm Theo Pa: Kp= 0,049. 1,013.105 = 4963,7 Pa

b..(0,5 điểm) Từ (1) có: (1-α2). Kp = 4α2.P rút ra độ phân li α =PK

K

p

p

4+=

8,0.4049,0049,0+

≈

0,123 hay bằng 12,3%. Vậy khi giảm áp suất thì độ phân li tăng tức tăng áp suất cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch (tạo N2O4) và giảm áp suất cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận (tạo NO2) Biểu điểm: a. - Viết được biểu thức Kp: 0,5 điểm - Tính được Kp theo atm: 0,5 điểm - Tính được Kp theo Pa: 0,5 điểm b. - Tính được α: 0,25 điểm - Trả lời được ảnh hưởng của áp suất: 0,25 điểm Câu 5 (2,0 điểm) Xét phản ứng trong dung dịch ở 250C: 2Fe3+ + Sn2+ ⇄ 2Fe2+ + Sn4+ a. Để nghiên cứu động học của phản ứng, tiến hành 3 thí nghiệm sau:

Thí nghiệm Nồng độ đầu Fe3+ ( o

FeC +3 ) (mol/l)

Nồng độ đầu Sn2+

( 02+Sn

C ) (mol/l) Tốc độ đầu v0

1 10-2 10-2 v 2 2.10-2 2.10-2 8v 3 2.10-2 10-2 4v

Xác định bậc riêng phần đối với từng chất và bậc toàn phần của phản ứng b. Tính hằng số cân bằng của phản ứng biết 0

/ 23 ++ FeFeE = 0,77V và 0/ 24 ++ SnSnE = 0,15 V

Hướng dẫn chấm a. (1,25 điểm) Xét phản ứng: 2Fe3+ + Sn2+ ⇄ 2Fe2+ + Sn4+ (1) Phản ứng (1) là phản ứng không đủ đơn giản nên biểu thức tốc độ phản ứng được cho bởi biểu thức: v = k. x

FeC +3 . ySnC +2 (2)

Với x, y được xác định từ thực nghiệm là bậc riêng phần đối với Fe3+ và Sn2+; k là hằng số tốc độ phản ứng. - Thí nghiệm 1: Tốc độ đầu v0 (1) = k.(10-2)x. (10-2)y = v (I) - Thí nghiệm 2: Tốc độ đầu v0 (2) = k.(2.10-2)x. (2.10-2)y = 8v (II) - Thí nghiệm 3: Tốc độ đầu v0 (3) = k. (2.10-2)x. (10-2)y = 4v (III) Lấy (II) chia (I) vế-vế có: 2x. 2y = 8 hay 2x+y =23 rút ra: x + y = 3 (*) Lấy (III) chia (I) vế-vế có: 2x = 4 hay 2x =22 rút ra x = 2 (**) Từ (*), (**) có x= 2; y=1. Vậy bậc riêng phần của phản ứng với Fe3+ là 2, bậc riêng phần của phản ứng với Sn2+ là 1 và bậc toàn phần của phản ứng là 3. b. (0,75 điểm) Ta có: ∆Gpư = -RTlnK=-n.∆EF

⎯→⎯ K = exp ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ Δ

RTFEn .. = exp ⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛298.314,8

96500.62,0.2 = 9,446.1020

Biểu điểm: a. -Viết được phương trình tốc độ mỗi thí nghiệm: 0,25 điểm

Trang 5/10

- Tìm được bậc riêng phần, bậc toàn phần: 0,5 điểm b. -Viết được biểu thức tính K: 0,25 điểm - Tính được K: 0,5 điểm

(Chú ý: Nếu tính K theo biểu thức K= 059,010EΔ

thì ta tính được K= 1,04.1021 có sự sai số cách tính vẫn được chấp nhận nhưng không cho điểm tối đa do ta lấy sự gần đúng nhiều) Câu 6(2,0 điểm) A là dung dịch CH3COOH 0,2M, B là dung dịch NaOH 0,2M và C là dung dịch CH3COONa 0,2 M a. Tính pH của dung dịch A, B b. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn A với B theo tỉ lệ thể tích bằng nhau c. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn A với C theo tỉ lệ thể tích bằng nhau Cho: Ka (CH3COOH ) =1,8.10-5 . Hướng dẫn chấm a. (1,0 điểm)Tính pH của dung dịch A, B - dung dịch A: CH3COOH CH3COO- + H+ ; Ka (CH3COOH) =1,8.10-5 Ban đầu: 0,2 0 0 Cân bằng: 0,2 -x x x

Ta có: Ka =[ ][ ][ ]COOHCH

HCOOCH

3

3 . +−

= x

x−2,0

2

= 1,8. 10-5 hay x2 + 1,8.10-5 x - 0,36.10-5 = 0 (*)

Giải phương trinh bậc 2 (*) (chọn nghiệm dương và nhỏ hơn 0,2) được x≈ 1,8884. 10-3 M

Vậy [H+] = x = 1,8884.10-3 M và pH = -lg[H+]= - lg(1,8884.10-3) ≈ 2,72. - dung dịch B: NaOH ⎯→⎯ Na+ + OH- 0,2 M 0,2 M Từ đó suy ra: pOH = -lg[OH-] = -lg0,2 ≈ 0,70. Vậy pH= 14-pOH= 13,30. b.(0,5 điểm) Trộn A, B với tỉ lệ thể tích bằng nhau thì nồng độ đầu các chất giảm đi 1 nửa C0 (CH3COOH) = C0 (NaOH) = 0,1 M. Khi trộn xảy ra phản ứng: CH3COOH + NaOH ⎯→⎯ CH3COONa + H2O 0,1 0,1 0,1 M dung dịch thu được gồm: CH3COONa: 0,1 M . Xét cân bằng: CH3COONa ⎯→⎯ CH3COO- + Na+ 0,1 0,1

CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-; Kb = 5

1414

10.8,11010

−

−−

=Ka

Ban đầu: 0,1 0 0 Cân bằng: 0,1-x x x

Ta có: Kb =[ ][ ]

[ ]−−

COOCHOHCOOHCH

3

3 .= 5

142

10.8,110

1,0 −

−

=− x

x

Giả sử x << 0,1 suy ra x ≈ ≈−

−

5

14

10.8,11,0.10 7,45.10-6 M thỏa mãn và pOH= -lg[OH-]≈ 5,13

pH = 14- pOH≈ 8,87. c.(0,5 điểm) Khi trộn A với C theo tỉ lệ thể tích 1:1 thì nồng độ ban đầu C0 (CH3COOH) = C0(CH3COONa) = 0,1M.

Trang 6/10

CH3COOH CH3COO- + H+ ; Ka (CH3COOH) =1,8.10-5 Ban đầu: 0,1 0,1 Cân bằng: 0,1 -x 0,1 + x x

Ta có: Ka =[ ][ ][ ]COOHCH

HCOOCH

3

3 . +−

= x

xx−+1,0

).1,0( = 1,8. 10-5 . Giả sử x << 0,1 ta có x ≈ 1,8.10-5 thỏa

mãn. Vậy pH = -lg[H+] = -lgx ≈ 4,74. Biểu điểm: a. Tính được pH của dung dịch A: 0,5 điểm; dung dịch B: 0,5 điểm b. Tính được pH: 0,5 điểm c. Tính được pH: 0,5 điểm Câu 7 (2,0 điểm) Hợp chất A có công thức MXx trong đó M chiếm 46,67% về khối lượng; M là kim loại, X là phi kim ở chu kì 3. Trong hạt nhân M có tổng số hạt nơtron trừ đi tổng số hạt proton là 4, trong hạt nhân X có tổng số hạt nơtron bằng tổng số hạt proton. Tổng số proton trong MXx là 58. a. Xác định tên, số khối của M, X b. Viết cấu hình electron nguyên tử của M, X Hướng dẫn chấm a.(1,5 điểm) Gọi ZM, ZX , NM, NX lần lượt là tổng số proton, nơtron của M và X.

Trong hợp chất MXx có % khối lượng M = %67,46%100.).(

=+++

+xNZNZ

NZ

XXMM

MM (1)

Với hạt nhân M: NM - ZM = 4 (2) Với hạt nhân X: NX = ZX (3) Tổng số proton trong MXx là ZM + x. ZX = 58 (4) Từ (4) viết: ZM + ZM + 2x.ZX =116 thay (2) và (3) vào được NM - 4 + ZM + (ZX + NX).x =116 suy ra: ZM + NM + (ZX + NX).x =120 (5) Thay (5) vào (1) được ZM + NM =56 (6) Kết hợp (2,6) được: ZM =26, NM =30→ M là Fe, số khối Fe: AFe = ZM + NM = 56. Thay ngược trở lại (4) được x. ZX = 32. Do X thuộc chu kỳ 3 và là phi kim nên thỏa mãn là x=2 và ZX = NX =16→ X là S, số khối S: AS = ZX + NX =32. b.(0,5 điểm) Cấu hình electron của Fe: [Ar]3d64s2 S: [Ne]3s23p4. Biểu điểm: a. Viết được 4 phương trình đại số: 0, 5 điểm Giải hệ phương trình, biện luận: 0,5 điêm Tìm được M,X: 0,5 điểm b. Viết được cấu hình mỗi nguyên tử: 0,25 điểm Câu 8 (2,0 điểm) A là một chất độc hóa học đã được sử dụng trong chiến tranh Việt Nam. Trong A có chứa các nguyên tố C, H, O và nguyên tố X. Kết quả phân tích cho thấy A chứa hàm lượng % C, H, O theo khối lượng lần lượt là 44, 72%; 1,24%; 9,94% và còn lại là hàm lượng X. Trong phân tử A chứa 2 nguyên tử oxi và số nguyên tử X gấp 2 lần số nguyên tử oxi a. Hãy tìm công thức đơn giản nhất và công thức phân tử A b. Viết công thức cấu tạo A biết A có cấu tạo đối xứng và chứa vòng benzen (A bền nhiệt, axit, bazơ và A có tâm đối xứng). Hướng dẫn chấm a.(1,25 điểm) Tìm CTĐGN, CTPT A:

Trang 7/10

Ta có % X = 100% -(%C+%H+%O) = 44,1%. Gọi công thức X là CxHyOzXt, ta có:

x: y : z: t = X

OHC 1,44%:16%:

1%:

12% =

X1,44:

1694,9:

124,1:

1272,44 =

= 6: 2:1: ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛94,9

16.1,44X

(*)

Do số nguyên tử X gấp 2 lần số nguyên tử O trong A nên có: ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛94,9

16.1,44X

= 2 rút ra X = 35,5 và

X là Cl. Thay ngược trở lại (*) được x: y:z:t = 6:2:1:2 CTĐGN của A là C6H2OCl2 CTPT của A dạng (C6H2OCl2)n, A có 2 nguyên tử O nên n=2, công thức phân tử A là C12H4O2Cl4 b.(0,75 điểm) Công thức cấu tạo A:

O

O

Cl

Cl

Cl

Cl (Đioxin) Biểu điểm: a. Tìm được X: 0,75 điểm Tìm được công thức đơn giản nhất: 0,25 điểm Tìm được công thức phân tử: 0,25 điểm b. Lí luận viết được công thức cấu tạo: 0,75 điểm Câu 9 (2,0 điểm) Cho m gam este X thuần chức tạo bởi axit hữu cơ đơn chức và ancol đơn chức tác dụng hết với dung dịch NaOH. Sau phản ứng cho toàn bộ lượng ancol thu được qua bình đựng Na dư

thu được khí Y có thể khử được 38 gam Fe2O3 ở nhiệt độ cao tạo ra Fe và bình đựng Na khối

lượng tăng thêm 3,1 gam. Mặt khác 2m gam X làm mất màu vừa hết 8 gam Br2 trong CCl4 và thu

được sản phẩm chứa 61,54% brom theo khối lượng. a. Xác định giá trị của m b. Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo có thể có của X. Hướng dẫn chấm a. (0,75 điểm) Xác định giá trị của m

2m gam X tác dụng với Br2: X + Br2 ⎯→⎯ Z (Z là sản phẩm)

Ta có: %Br trong sản phẩm = %100.mZmBr = %100.

2

2

mBrmXmBr+

= %100.2/8

8m+

= 61,54%

Từ đó rút ra: m =10 gam

b.(1,25 điểm). Đặt công thức phân tử của X là RCOOR’: x mol

Trang 8/10

- X + dd NaOH:

RCOOR’ + NaOH ⎯→⎯ RCOONa + R’OH (1)

x x x mol

- Ancol tạo thành R’OH: x mol + Na

R’OH + Na ⎯→⎯ R’ONa + 21 H2↑ (2)

x x21 mol

- Khí Y: H2: x21 mol + Fe2O3:

Fe2O3 + 3H2 ⎯→⎯0t 2Fe + 3H2O (3)

160.38 mol 0,05 mol

Theo (2, 3): nH2= x21 = 0,05 mol nên x = 0,1 mol

Khối lượng bình đựng Na tăng = khối lượng ancol- khối lượng H2

⎯→⎯ mR’OH= khối lượng bình tăng + mH2 = 3,1 + 0,05.2 =3,2 gam

MR’OH = R’ + 17 = 3,2/0,1 =32 rút ra R' =15 đvC nên R là CH3-

Vậy CTPT ancol là CH3OH: ancol metylic (metanol)

Ta có x = 0,1 mol ⎯→⎯ MRCOOR’ = R+R’+ 44 =1,0

10 =100 đvC và R’=15 đvC nên R = 41 đvC, R

là C3H5-. Vậy CTPT của X: C3H5COOCH3. Vì X + Br2 nên X phải π có liên kết ở gốc R. CTCT

có thể có của X là: CH3-CH=CH-COO-CH3 (X1)

CH2=C(CH3)-COO-CH3 (X2)

CH2=CH-CH2-COO-CH3 (X3)

Biểu điểm: a. Tìm được giá trị m: 0,75 điểm

b. Tìm được công thức ancol: 0,25 điểm

Tìm được công thức phân tử: 0,25 điểm

Lí luận và viết được 3 công thức cấu tạo: 0,75 điểm

Câu 10 (2,0 điểm) Dung dịch X có chất tan là muối M(NO3)2. Người ta dùng 200 ml dung dịch K3PO4 vừa đủ để phản ứng với 200 ml dung dịch X, thu được kết tủa là M3(PO4)2 và dung dịch Y. Khối lượng kết tủa đó (đã được sấy khô) khác khối lượng M(NO3)2 ban đầu là 6,825 gam.

Trang 9/10

Điện phân 400 ml dung dịch X bằng dòng điện 1 chiều với I =2,000 ampe tới khi khối lượng catot không tăng thêm nữa thì dừng, được dung dịch Z. Giả sử sự điện phân có hiệu suất 100%

a. Hãy tìm nồng độ các ion của dung dịch X, dung dịch Y, dung dịch Z. Cho biết sự gần đúng phải chấp nhận khi tính nồng độ dung dịch Y, dung dịch Z.

b. Tính thời gian (theo giây) đã điện phân c. Tính thể tích khí thu được ở 27,30C, 1 atm trong sự điện phân.

Hướng dẫn chấm a. (1,5 điểm)Phản ứng: 3M(NO3)2 + 2K3PO4 ⎯→⎯ M3(PO4)2 ↓ + 6KNO3 (1) Dung dịch Y: dung dịch KNO3: KNO3 ⎯→⎯ K+ + NO3

- (2) Theo (1) cứ 6 mol NO3

- phản ứng tạo ra 2 mol PO43- làm thay đổi khối lượng 372-190=182g

x mol NO3- phản ứng tạo ra x/3 mol PO4

3- làm thay đổi khối lượng 6,825 gam

Vậy có ngay: x = 182

825,6.6 = 0,225 mol từ đó suy ra:

- Trong dung dịch X: moln

n NOM

1125,02

3@ ==

−

+ từ đó có ngay C(M2+) = M5625,02,0

1125,0= ;

C(NO3-) = M125,1

2,0225,0

=

- Theo (1): nK+ = nNO3- = nKNO3 =2.nM(NO3)2 = 2.0,1125 = 0,225 mol

Coi VddY ≈ VddX + Vdd K3PO4 ≈ 400 ml. Vậy trong dung dịch Y:

C(K+) =C(NO3-) =

4,0225,0 = 0,5625M (3)

Dung dịch Y có nồng độ: C(K+) =C(NO3-) = 0,5625M

Các gần đúng đã chấp nhận khi tính nồng độ dung dịch Y: - Bỏ qua sự thay đổi thể tích khi tính (3) và sự có mặt M3(PO4)2 ↓ - Bỏ qua sự tan của M3(PO4)2 ⇄ 3M2+ + 2PO4

3- - Bỏ qua sự phân li của H2O⇄ H+ + OH- * Xét sự điện phân dung dịch X: M(NO3)2 ⎯→⎯ M2+ + 2NO3

- - Tại K (-): M2+, H2O: M2+ + 2e ⎯→⎯ M - Tại A (+): NO3

-, H2O: 2H2O ⎯→⎯ 4H+ + O2 ↑ + 4e Phương trình điện phân: 2M(NO3)2 + 2H2O ⎯⎯→⎯dpdd 2M + O2 + 4HNO3 (4) - Dung dịch Z có chất tan là HNO3: Coi Vdd Z ≈ Vdd X ≈ 400 ml = 0,4 lít

Theo (4): nHNO3 =2nM(NO3)2 = 2. 1000

400.5625,0 mol

Vậy C(H+) = C (NO3-) = M

nHNO125,1

4001000.3 =

Các gần đúng đã chấp nhận khi tính nồng độ dung dịch Z: - Coi Vdd Z ≈ Vdd X , bỏ qua sự thay đổi thể tích do sự điện phân gây ra - Bỏ qua sự phân li của H2O vì Z là dung dịch HNO3

Trang 10/10

Nồng độ ion: dd X: C(M2+) = 0,5625 M ; C(NO3

-)= 1,125 M

dd Y: C(K+) = C( NO3- ) = 0,5625 M

dd Z: C(H+ ) = C (NO3- ) = 1,125 M.

b. (0,25 điểm) Tính thời gian điện phân: Theo (4) nO2 = 1/2 nM(NO3)2 = 0,1125 mol

Từ công thức: mO2 = 96500.

42 ItAO suy ra: t =

IAmO

O .96500.4.

2

2 = 21712,5 (s)

c. (0,25 điểm) Tính thể tích khí thu được ở 27,30C, 1 atm trong sự điện phân dung dịch Z

77,21

3,300.082,0.1125,02

≈==P

nRTVO lít.

Biểu điểm: a. Tính được nồng độ các ion mỗi dung dịch: 0,5 điểm b. Tìm được thời gian: 0,25 điểm c. Tìm được V: 0,25 điểm

------------------------------------------- Ghi chú: Nếu thí sinh làm khác với hướng dẫn chấm nhưng vẫn đúng, giám khảo cũng cho điểm theo biểu điểm.