Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh môn Hóa học Lớp 10, 11 THPT - Năm học 2018-2019 - Sở giáo dục và đào tạo Hà Tĩnh (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh môn Hóa học Lớp 10, 11 THPT - Năm học 2018-2019 - Sở giáo dục và đào tạo Hà Tĩnh (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10,11 THPT HÀ TĨNH NĂM HỌC 2018-2019 Môn thi: HÓA HỌC-LỚP 10 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 180 phút (Đề thi có 02 trang, gồm 9 câu) Nguyên tử khối: H =1, He =4, C =12, N =14, O =16, Na = 23, Mg =24, Al = 27 Si = 28, P =31, S =32, Cl = 35, K = 39, Ca = 40, Fe = 56, Br = 80, Ba= 137, Ag = 108. Câu 1. (3,0 điểm) 1) So sánh và giải thích ngắn gọn các trường hợp sau: a. Năng lượng liên kết của N-F và B-F trong các hợp chất NF3 và BF3. b. Nhiệt độ sôi của NF3 và NH3. c. Mô men lưỡng cực của NF3 và NH3. d. Nhiệt độ nóng chảy của AlCl3 và AlF3. 2) Hoàn thành các phương trình hóa học của các phản ứng sau: a. NaBr + H2SO4 (đặc, nóng)  b. NaClO + PbS  c. F2 + NaOH (loãng, lạnh)  d. FeI2 + Cl2(dư)  e. FeSO4 + H2SO4 + HNO2  f. KMnO4 + H2SO4 + HNO2  Câu 2. (3,0 điểm) 1) Giả thiết tồn tại các obitan ng tương ứng với số lượng tử phụ l = 4. a. Hãy cho biết số electron tối đa mà phân lớp ng có thể có. b. Dự đoán sau phân mức năng lượng nào thì đến phân mức ng. c. Nguyên tử có electron đầu tiên ở phân mức ng này có số hiệu nguyên tử Z bằng bao nhiêu? 2) Cho ba khí X, Y, Z. Đốt cháy V lít khí X thu được V lít khí Y và 2V lít khí Z. Hợp chất X không chứa oxi, Z là sản phẩm thu được khi cho lưu huỳnh tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng. Y là oxit trong đó khối lượng oxi gấp 2,67 lần khối lượng nguyên tố tạo oxit. Các thể tích khí đo ở cùng điều kiện. Viết các phương trình hóa học xảy ra khi a. Đốt cháy hỗn hợp X, Y, Z trong không khí (nếu có xảy ra). b. Cho Z lần lượt sục qua các dung dịch: Br2, H2O2, H2S, Na2CO3, KMnO4. Câu 3. (2,0 điểm) Giải thích ngắn gọn các trường hợp sau: a. Để tẩy uế hố rác, cống rãnh, chuồng trại người ta thường dùng clorua vôi. b. Trong thiên nhiên có nhiều nguồn tạo ra H2S nhưng không có hiện tượng tích tụ khí H2S trong không khí. c. I2 tan rất ít trong nước nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như benzen, xăng, và tan trong dung dịch KI. d. Ozon dễ hóa lỏng và tan trong nước nhiều hơn oxi. e. Một trong những nguyên nhân quan trọng làm suy giảm tầng ozon là do hợp chất CF 2Cl2 dùng trong công nghiệp làm lạnh thải vào không khí. Câu 4. (2,0 điểm) 1
2. Một bình thủy tinh kín chứa 500 ml hỗn hợp khí gồm H 2, F2, O2 (ở đktc) có tỉ lệ thể tích tương ứng là 5:3:1. Nung nóng bình thì xảy ra phản ứng tỏa nhiệt rất mạnh. Sau đó làm lạnh bình về nhiệt độ phòng (250C) thì xuất hiện tinh thể (A) không màu bám trên thành bình. Trong A nguyên tố Si chiếm 36% về khối lượng. a. Viết các phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. b. Xác định công thức phân tử của A. c. Tính khối lượng FeS 2 cần dùng để điều chế một lượng SO 3 đủ để tan vào 200 gam dung dịch H2SO4 91% tạo thành oleum chứa 12,5% SO3. Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Câu 5. (2,0 điểm) Đã có một số công trình về việc điều chế hợp chất của canxi hóa trị 1. Mặc dù bản chất của các chất đó vẫn chưa được biết nhưng chúng đã được sự quan tâm rất nhiều của các nhà hóa học. Có thể chuyển CaCl2 thành CaCl bằng canxi, hiđro, cacbon. a. Viết phương trình hóa học của các phản ứng. b. CaCl2 tác dụng với hidro nguyên tử tạo ra sản phẩm màu trắng chứa 52,36% Ca và 46,32% Cl về khối lượng. Xác định công thức thực nghiệm cho sản phẩm đó. c. CaCl2 tác dụng với cacbon tạo ra sản phẩm màu đỏ (X) chứa 3 nguyên tố, trong đó tỉ lệ số mol nCa : nCl = 1,5 : 1. Thủy phân sản phẩm X thì thu được hợp chất như khi thủy phân Mg 2C3. Xác định công thức thực nghiệm của sản phẩm X. Viết công thức cấu tạo mạch hở của hợp chất tạo ra khi thủy phân sản phẩm X. Câu 6. (2,0 điểm) Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm MgCl 2, FeCl3, CuCl2 vào nước, thu được dung dịch A. Cho từ từ khí H2S đến dư vào dung dịch A, thu được lượng kết tủa nhỏ hơn 2,51 lần lượng kết tủa tạo ra khi cho dung dịch Na2S dư vào dung dịch A. Tương tự, nếu thay FeCl 3 trong dung dịch A bằng FeCl2 với khối lượng như nhau (tạo dung dịch B) thì lượng kết tủa thu được khi cho khí H 2S dư vào dung dịch B nhỏ hơn 3,36 lần lượng kết tủa tạo ra khi cho Na 2S dư vào dung dịch B. Viết các phương trình hóa học xảy ra và tính % khối lượng các chất trong hỗn hợp X. Câu 7. (2,0 điểm) Cho 12,25 gam KClO3 vào dung dịch HCl đặc, dư. Sau khi kết thúc các phản ứng cho toàn bộ lượng Cl2 tạo ra tác dụng hết với kim loại M, thu được 38,1 gam hỗn hợp chất rắn X. Cho toàn bộ lượng X vào dung dịch AgNO3 dư, thu được 118,5 gam kết tủa. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Xác định kim loại M. Câu 8. (2,0 điểm) Cho 150 ml dung dịch Ba(OH)2 1M vào 250 ml dung dịch Al2(SO4)3 x mol/l, thu được 42,75 gam kết tủa. Thêm tiếp 200 ml dung dịch Ba(OH) 2 1M vào hỗn hợp sau phản ứng thì khối lượng kết tủa thu được là 94,2375 gam. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Xác định giá trị của x. Câu 9. (2,0 điểm) Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe 2O3, CuO, MgO, FeO, Fe3O4 tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng, dư, thu được 3,36 lít khí SO 2 (đktc). Mặt khác, khi cho khí CO dư đi qua m gam hỗn hợp X nung nóng, thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí Z. Cho toàn bộ lượng Z vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 35 gam kết tủa. Hòa tan toàn bộ lượng Y trong dung dịch H 2SO4 đặc, nóng, dư, thu được V lít khí SO2 (đktc). Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính V. Hết - Thí sinh không được sử dụng tài liệu kể cả bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. - Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh: Số báo danh 2
3. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH HÀ TĨNH LỚP 10, 11 THPT NĂM HỌC 2018 - 2019 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn thi: HÓA HỌC – LỚP 10 HƯỚNG DẪN CHẤM Câu 1: (3,0 điểm). NỘI DUNG Điểm 3 1. a) Năng lượng liên kết N – F liên kết N – F là liên kết đơn tạo bởi sự xen phủ của obitan sp3 của N và obitan p của F; 2 phân tử BF3 có chứa nguyên tử B lai hóa sp => liên kết B – F ngoài sự xen phủ của obitan sp2 của B và obitan p của F thì có sự xen phủ của obitan p tự do của B và obitan p của F => bền hơn liên kết N – F. b) Nhiệt độ sôi của NH3 > NF3 do giữa các phân tử NH3 có liên kết hidro còn giữa các phân tử NF3 không có liên kết hidro. c) Mô men lưỡng cực của NH3 > NF3 do chiều véc tơ của các momen liên kết trong phân tử NH3 cùng chiều với cặp electron tự do trên N, còn trong phân tử NF3 thì chiều của các momen liên kết ngược chiều với cặp electron tự do trên N d) Nhiệt độ nóng chảy của AlF3 > AlCl3 do hợp chất AlF3 là hợp chất ion, tồn tại ở dạng tinh thể rắn còn hợp chất AlCl3 là hợp chất cộng hóa trị, lực liên kết giữa các phân tử yếu. 2. Các phương trình phản ứng a. 2NaBr + 3H2SO4  Br2 + SO2 + 2NaHSO4 + 2H2O b. 4NaClO + PbS  PbSO4 + 4NaCl c. 2F2 + 2NaOH(loãng, lạnh)  2NaF + H2O + OF2 d. 3Cl2 + 2FeI2  2FeCl3 + 2I2 2Cl2 + I2 + 3H2O  4HCl + 2HIO3 e. 2FeSO4 + H2SO4 + 2HNO2  Fe2(SO4)3 + 2NO + 2H2O f. 2KMnO4 + 3H2SO4 + 5HNO2  K2SO4 + 2MnSO4 + 5HNO3 + 3H2O Câu 2: (3,0 điểm). NỘI DUNG Điểm 1. Phân mức năng lượng ng ứng với l = 4 sẽ có (2l + 1) obitan a. Như vậy số obitan ứng với mức năng lượng này là 9 => số electron tối đa là 18 e. b. Phân mức năng lượng ng xuất hiện trong cấu hình electron nguyên tử là 5g, vì khi số lượng tử chính n = 5 thì lớp electron này có tối đa 5 phân mức năng lượng ứng với: l = 0 (s); l = 1 (p); l = 2 (d); l = 3 (f); l = 4 (g) => phân mức 5g có tổng số (n + l) = 9 => phân 3
4. mức này nằm sát sau phân mức 8s. c.Nguyên tử đầu tiên ở phân mức này có cấu hình: 7s25f146d107p68s25g1 Vậy Z = 121 2. Z là sản phẩm của S với H2SO4 đặc , nóng => Z là SO2. Y là oxit trong đó lượng oxi = 2,67 lần lượng nguyên tố tạo oxit => Y là CO2. Vậy X là CS2. a. Phương trình phản ứng: CS2 + O2  CO2 + SO2 CO2, SO2 không cháy trong không khí. b. Các phương trình phản ứng SO2 + Br2 + 2H2O  2HBr + H2SO4 SO2 + H2O2  H2SO4 SO2 + Na2CO3  Na2SO3 + CO2 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O  K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 Câu 3: (2,0 điểm). NỘI DUNG Điểm a. Clorua vôi là chất bột rẽ tiền, dễ điều chế, có hàm lượng hipoclorit cao, có khả năng diệt trùng nhờ tính oxi hóa mạnh của gốc hipoclorit (ClO) nên được sử dụng để tẩy uế các hố rác, cống rãnh, b. H2S không tích tụ trong không khí là do H 2S có tính khử mạnh, khi gặp oxi trong không khí thì xảy ra phản ứng: H2S + O2  S + H2O c. I2 là phân tử không phân cực nên khó tan trong nước (là dung môi phân cực) nhưng dễ tan trong các dung môi không phân cực như benzen, xăng, Trong dung dịch KI thì I2 tạo phức tan KI3 theo phản ứng: KI + I2  KI3 d. O2 là phân tử không phân cực, O 3 là phân tử phân cực vì vậy O 3 dễ hóa lỏng và tan trong nước nhiều hơn O2 e. CF2Cl2 phá hủy tầng ozon là do các phản ứng sau . . CF2Cl2  CF2Cl + Cl . . Cl + O3  O2 + OCl . . OCl + O3  O2 + Cl . Một gốc Cl có thể phá hủy hàng ngàn phân tử O3 Câu 4: (2 điểm). 4
5. NỐI DUNG Điểm a. A có chứa Si chiếm 36% khối lượng => A là H2SiO3 b. Các phương trình phản ứng xảy ra H2 + F2  2HF 4HF + SiO2  SiF4 + 2H2O SiF4 + 3H2O  H2SiO3 + 4HF c. Các phương trình phản ứng xảy ra 4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2 (1) 2SO2 + O2  2SO3 (2) SO3 + H2O  H2SO4 (3) nSO3 + H2SO4  H2SO4.nSO3 (4) Gọi x là số mol FeS2 cần dùng. Từ (1) và (2) => số mol SO3 = x Số mol H2O trong dung dịch H2SO4 91% là (100 – 91) : 18 = 0,5 mol => Số mol SO3 cần dùng để chuyển 100 gam dung dịch H2SO4 91% thành H2SO4 100% là 0,5 mol => số mol SO3 còn lại là: (2x – 0,5) Vì oleum chứa 12,5% SO3 nên ta có (2x 0,5).80 12,5 => x = 0,375. 100 2x.80 100 Vậy khối lượng của FeS2 cần dùng là m = 0,375.120 = 45 gam. Câu 5. (2 điểm). NỘI DUNG Điểm a. Các phương trình phản ứng CaCl2 + Ca  2CaCl CaCl2 + H2  CaCl + HCl 4CaCl2 + C  4CaCl + CCl4 b. Theo giả thiết ta có %H = 100 – 52,36 – 46,32 => ta có tỉ lệ số mol Ca : Cl : H = 1 : 1 : 1 => công thức thực nghiệm là (CaClH)n c. Ta có nCa : nCl = 1,5 : 1 = 3 : 2 Mặt khác, ta có: Mg2C3 + 4H2O  2Mg(OH)2 + C3H4 => X có dạng (Ca3C3Cl2)n 5
6. Công thức cấu tạo mạch hở của C3H4 là H H H C=C=C H – C = C – C H H H H Câu 6. (2,0 điểm). NỘI DUNG Điểm Gọi x, y, z lần lượt là số mol của CuCl2, MgCl2, FeCl3 -Tác dụng với Na2S: CuCl2 + Na2S  CuS + 2NaCl MgCl2 + Na2S + H2O  Mg(OH)2 + H2S + 2NaCl 2FeCl3 + 3Na2S  2FeS + S + 6NaCl -Tác dụng với H2S: CuCl2 + H2S  CuS + 2HCl 2FeCl3 + H2S  2FeCl2 + 2HCl + S MgCl2 + H2S: không phản ứng Nếu thay bằng FeCl2: -Tác dụng với Na2S: CuCl2 + Na2S  CuS + 2NaCl MgCl2 + Na2S + H2O  Mg(OH)2 + H2S + 2NaCl FeCl2 + Na2S  FeS + 2NaCl -Tác dụng với H2S: CuCl2 + H2S  CuS + 2HCl FeCl2, MgCl2 : không phản ứng Theo giả thiết ta có: 96x + 88z + 16z + 58y = 2,51(96x + 16z) (1) 162,5z 162,5z Số mol FeCl2 = => 96x + 58y + .88 = 3,36.96x (2) 127 127 Từ (1) và (2) => y = 0,664x và z = 1,67x => MgCl2 = 13,45%; FeCl3 = 57,8%; CuCl2 = 28,75% Câu 7: (2 điểm). NỘI DUNG Điểm Phương trình phản ứng 6
7. KClO3 + 6HCl  KCl + 3Cl2 + 3H2O M tác dụng với Cl2 tạo ra hỗn hợp X => X gồm MCln và M dư. Số mol Cl2 = 0,3 mol => số mol AgCl = 0,6 mol => mAgCl = 86,1 gam Theo giả thiết ta có mM = 38,1 – mCl2 = 16,8 gam Giả sử M không tác dụng với AgNO3 thì khối lượng kết tủa là 86,1 + mM (dư) M có phản ứng với AgNO3 =>khối lượng Ag tạo ra = 118,5 – 86,1 = 32,4 gam => số mol Ag = 0,3 mol =>tổng số mol electron do M cho = 2.nCl2 + nAg = 0,9 mol Ta có: M – n.e  Mn+ 16,8 56 Gọi x là số mol M => x.n = 0,9 ; M.x = 16,8 => M = .n => M = .n 0,9 3 Giá trị thích hợp là n = 3 và M = 56 Vậy M là Fe Câu 8. (2 điểm). NỘI DUNG Điểm Theo giả thiết ta có số mol Ba(OH)2 = 0,15 mol; Al2(SO4)3 = 0,25x mol Phương trình phản ứng: 3Ba(OH)2 + Al2(SO4)3  3BaSO4 + 2Al(OH)3 2 Giả sử Ba(OH)2 hết => m = 0,15.233 + 0,15. .78 = 42,75 gam (thõa mãn bài ra) 3 Khi thêm 0,2 mol Ba(OH)2 vào dung dịch sau phản ứng thì khối lượng kết tủa tăng thêm => có hai khả năng xảy ra: - Nếu cả BaSO4 và Al(OH)3 đều kết tủa hết thì khối lượng kết tủa là: 0,35.233 + 0,35. 2 .78 = 99,75 > 94,2375 => không thõa mãn bài ra 3 - Nếu chỉ có BaSO4 kết tủa còn Al(OH)3 tan hết thì khối lượng kết tủa là: 0,35.233 = 81,55 khi thêm Ba(OH)2 thì xảy ra hai phản ứng và lượng Al(OH)3 tan một phần: 3Ba(OH)2 + Al2(SO4)3  3BaSO4 + 2Al(OH)3 (1) 0,75x  0,25x  0,75x  0,5x Ba(OH)2 + 2Al(OH)3  Ba(AlO2)2 + 4H2O (2) (0,35 – 0,75x) 2(0,35 – 0,75x) Sau các phản ứng thì số mol Al(OH)3 còn lại là: 0,5x – 2(0,35 – 0,75x) = (2x – 0,7) mol => tổng khối lượng kết tủa là: 233.0,75x – 78(2x – 0,7) = 94,2375 7
8. => x = 0,45 (mol/l) Câu 9: (2,0 điểm). NỘI DUNG Điểm Hỗn hợp X + CO  hỗn hợp Y (MgO, Fe, Cu) + hỗn hợp khí Z (CO, CO2) 3+ Hỗn hợp X + H2SO4  Fe Cu2+ Mg2+ 0,15 mol SO2 3+ Hỗn hợp Y (MgO, Fe, Cu) + H2SO4  Fe Cu2+ Mg2+ V lít SO2 Áp dụng bảo toàn electron ta có: Ở thí nghiệm 1 thì số mol electron cho = số mol electron nhận = 0,3 mol Ở thí nghiệm 2 thì số mol electron cho = số mol e cho tại TN 1 + 2.nCO2 = 1 mol => Số mol e cho ở thí nghiệm 2 = 2.nSO2 => nSO2 = 0,5 mol Vậy thể tích khí SO2 = 11,2 lít V = 11,2 lít Nếu thí sinh có cách giải khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa HẾT 8