Đề thi học sinh giỏi cấp trường môn Hóa học Lớp 12 - Năm học 2019-2020 - Trường THPT Hai Bà Trưng (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi cấp trường môn Hóa học Lớp 12 - Năm học 2019-2020 - Trường THPT Hai Bà Trưng (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO HÀ NỘI ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG TRƯỜNG THPT HAI BÀ TRƯNG – TT NĂM HỌC 2019-2020 MÔN THI: HÓA HỌC 10 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 120 phút (Không kể thời gian phát đề) ĐỀ BÀI Câu 1 (6 điểm): Nguyên tử các nguyên tố X, Y, Z, T có số hiệu nguyên tử lần lượt là 7; 12; 19 và 24. a. Viết cấu hình electron nguyên tử và xác định vị trí (số thứ tự, chu kì, nhóm) của các nguyên tố X, Y, Z, T trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. b. Sắp xếp các nguyên tử X, Y và ion Z+ theo chiều tăng dần bán kính. Giải thích ? + c. Viết công thức electron, công thức cấu tạo của các hợp chất X 2, XH3, HXO3 và ion XH4 . Cho biết loại liên kết hóa học có trong các hợp chất và ion đó. 35 37 Câu 2 (4 điểm): Giả sử trong tự nhiên clo có hai đồng vị bền là 17 Cl và 17 Cl ; khối lượng nguyên tử trung bình của clo là 35,5. a. Xác định phần trăm số nguyên tử của mỗi loại đồng vị. 35 b. Tính số nguyên tử 17 Cl có trong 10 gam HClO4 (cho khối lượng nguyên tử của H là 1 và O là 16). Câu 3 (4 điểm): Tổng ba loại hạt p, n và e của nguyên tử nguyên tố A là 82, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22. a. Xác định nguyên tố A. b. Viết cấu hình electron của A2+ và A3+. c. Hòa tan hoàn toàn 13,6 gam hỗn hợp X gồm A và Mg vào lượng vừa đủ dung dịch HCl, sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Y và 6,72 lít H 2 (ở đktc). Xác định phần trăm về khối lượng của A và Mg trong hỗn hợp X. Câu 4 (4 điểm): Cân bằng các phản ứng oxi hóa – khử sau bằng phương pháp thăng bằng electron; chỉ ra chất khử, chất oxi hóa, quá trình khử và quá trình oxi hóa trong mỗi phương trình hóa học: a. Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O b. Al + HNO Al(NO ) + N O + N + H O (biết n : n = 2 : 3 ) 3 3 3 2 2 2 N2O N2 to c. Cl2 + KOH  KCl + KClO3 + H2O d. FexOy + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + ? + ? + ? Câu 5 (2 điểm): Hỗn hợp X gồm Cu, Fe và Zn được chia thành hai phần. Cho phần 1 có khối lượng 12,45 gam hòa tan hết trong dung dịch HNO 3 dư thu được 5,6 lít hỗn hợp +5 khí Y gồm NO2 và NO (không còn sản phẩm khử khác của N ), Y có tỉ khối hơi so với hiđro là 19,8. Phần 2 cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 27,6 gam chất rắn không tan và 3,36 lít khí H2. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và thể tích khí được đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Hãy xác định khối lượng các kim loại trong hỗn hợp X. HẾT Cho khối lượng nguyên tử các nguyên tố: H=1; N=14; O=16; Na=23; Mg=24; K=39; Ca=40; Fe=56; Cu=64; Zn=65. Học sinh không được sử dụng tài liệu kể cả bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học; giám thị không giải thích gì thêm.
2. HƯỚNG DẪN CHẤM (HS giải theo cách khác, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa) CÂU LỜI GIẢI ĐIỂM 1 a. Viết cấu hình và xác định vị trí trong bảng tuần hoàn 2 (6 điểm) - X: 1s22s22p3. STT: 7; chu kì 2; nhóm VA - Y: 1s22s22p63s2. STT: 12; chu kì 3; nhóm IIA - Z: 1s22s22p63s23p64s1. STT: 19; chu kì 4; nhóm IA - T: 1s22s22p63s23p63d54s1. STT: 24; chu kì 4; nhóm VIB b. So sánh bán kính: X<Z+<Y 1 Giải thích: X có 2 lớp electron nên bán kính nhỏ nhất. Z+ và Y đều có 3 lớp electron, Z+ có điện tích hạt nhân lớp hơn Y nên hút electron mạnh hơn làm cho các lớp co sát hạt nhân hơn do đó Z+ có bán kính nhỏ hơn Y. c. Viết CTE và CTCT và cho biết loại liên kết có trong phân tử, ion: 3 CTPT CTE CTCT Loại LK X2 Liên kết CHT không cực XH3 Liên kết CHT có cực HXO3 Liên kết CHT có cực Liên kết CHT cho-nhận (hoặc phối trí) + Liên kết CHT có cực XH4 Liên kết CHT cho-nhận (hoặc phối trí) 2 a. Xác định phần trăm số nguyên tử của mỗi loại đồng vị. 2 (4 điểm) 35 37 Gọi x, y lần lượt là % số nguyên tử đồng vị 17 Cl và 17 Cl Ta có hệ PT: Giải hệ được x=75%; y=25% 35 2 b. Tính số nguyên tử 17 Cl có trong 10 gam HClO4 10.0,75.6,02.1023 Số nguyên tử 35 Cl = 4,5.1022 (nguyên tử) 17 100,5
3. 3 a. Xác định nguyên tố A 1 (4 điểm) - Tổng ba loại hạt p, n và e của nguyên tử nguyên tố A là 82 → 2Z+N=82 (I) - Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22 → 2Z-N=22 (II) Từ (I) và (II) → Z=26; N=30 A có Z=26 → A là Fe (Có thể suy ra từ nguyên tử khối bằng 56) b. Viết cấu hình electron của Fe2+ và Fe3+. 1 Fe2+: 1s22s22p63s23p63d6. Fe3+: 1s22s22p63s23p63d5. c. Xác định phần trăm về khối lượng của Fe và Mg trong hỗn hợp X. 2 Gọi số mol của Fe và Mg lẫn lượt là x và y. Số mol H2 = 0,3 mol Ta có hệ PT: Giải hệ được: x=0,2; y=0,1 56.0,2 %Fe=%Fe= .100% 82,35% 13,6 %Mg=100%-82,35%=17,65% 4 a. Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O 1 (4 điểm) Chất khử: Cu. Chất oxi hóa: HNO3. Hoàn thành: 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O b. Al + HNO Al(NO ) + N O + N + H O (biết n : n = 2 : 3 ) 1 3 3 3 2 2 2 N2O N2 Chất khử: Al. Chất oxi hóa: HNO3. Hoàn thành: 46Al + 168HNO3 46Al(NO3)3 + 6N2O + 9N2 + 84H2O (HS có thể cân bằng bằng cách tách thành 2 phương trình riêng)
4. to 1 c. Cl2 + KOH  KCl + KClO3 + H2O Chất khử: Cl2. Chất oxi hóa: Cl2. to Hoàn thành: 3Cl2 + 6KOH  5KCl + KClO3 + 3H2O d. FexOy + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O 1 Chất khử: FexOy. Chất oxi hóa: KMnO4. Hoàn thành: 10FexOy + (6x-4y)KMnO4 + (24x-6y)H2SO4 5xFe 2(SO4)3 + (6x-4y)MnSO4 + (3x-2y)K2SO4 + (24x-6y)H2O 5 - Gọi số mol của Cu, Fe và Zn trong phần 1 lần lượt là x, y, z. 0,75 (2 điểm) → 64x+56y+65z=12,45 (I) nY =0,25 mol ; MY =19,8.2=39,6 Gọi số mol NO2 và NO lần lượt là a và b. Ta có hệ PT: Giải hệ ta được: a=0,15; b=0,1 Áp dụng BTE: 2x+3y+2z=0,45 (II) - Giả sử phần 2 bằng k lần phần 1 1 Chất rắn không tan là Cu và Fe → 64kx+56ky=27,6 (III) Số mol H2 = 0,15mol BTE ta có: 2kz=0,15.2 → kz=0,15 (IV) 64kx+56ky 27,6 Từ (III) và (IV) → = 64x+56y-184z=0 (V) kz 0,15 Từ (I), (II) và (V) ta có hệ PT: Giải hệ ta được: x=0,1; y=0,05; z=0,05 z=0,05 → k=3 Khối lượng các kim loại trong hỗn hợp X 0,25 mCu=64.0,1.4=25,6g mFe=56.0,05.4=11,2g mZn=65.0,05.4=13g