Tiêu đề HSG QG VONG 2.pdf ✅

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG NGÃI TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ KHIẾT  TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA (VÒNG 2) MÔN HÓA HỌC NĂM 2011 - 2019

- 1/3 - BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH VÀO CÁC ĐỘI TUYỂN QUỐC GIA DỰ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2007 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn thi: HÓA HỌC Đề thi gồm 3 trang Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi thứ nhất: 07/4/2007 Câu I (6.0 điểm) 1. Đối với phản ứng thuận nghịch pha khí 2 SO2 + O2 2 SO3: a) Người ta cho vào bình kín thể tích không đổi 3,0 lít một hỗn hợp gồm 0,20 mol SO3 và 0,15 mol SO2. Cân bằng hóa học (cbhh) được thiết lập tại 250C và áp suất chung của hệ là 3,20 atm. Hãy tính tỉ lệ oxi trong hỗn hợp cân bằng. b) Cũng ở 250C, người ta cho vào bình trên y mol khí SO3. Ở trạng thái cbhh thấy có 0,105 mol O2. Tính tỉ lệ SO3 bị phân hủy, thành phần hỗn hợp khí và áp suất chung của hệ. 2. Cho các phương trình nhiệt hóa học sau đây: (1) 2 ClO2 (k) + O3 (k) → Cl2O7 (k) ΔH0 = - 75,7 kJ (2) O3 (k) → O 2 (k) + O (k) ΔH0 = 106,7 (3) 2 ClO3 (k) + O (k) → Cl2O7 (k) ΔH0 = - 278 kJ (4) O2 (k) → 2 O (k) ΔH0 = 498,3 kJ. k: kí hiệu chất khí. Hãy xác định nhiệt của phản ứng sau: (5) ClO2 (k) + O (k) → ClO3 (k). 3. Dung dịch A gồm FeSO4 0,020 M; Fe2(SO4)3 và H2SO4. a) Lấy chính xác 25,00 ml dung dịch A, khử Fe3+ thành Fe2+ ; chuẩn độ Fe2+ trong hỗn hợp (ở điều kiện thích hợp) hết 11,78 ml K2Cr2O7 0,0180 M. Hãy viết phương trình ion của phản ứng chuẩn độ. Tính nồng độ M của Fe2(SO4)3 trong dung dịch A. b) Tính nồng độ M của H2SO4 trong dung dịch A, biết dung dịch này có pH = 1,07. c) Ghép cực Pt nhúng trong dung dịch A (qua cầu muối) với cực Ag nhúng trong dung dịch AgNO3 0,0190 M có thêm K2CrO4 cho đến nồng độ 0,0100 M (coi thể tích được giữ nguyên). Hãy cho biết anot, catot và viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt động. Tính sức điện động của pin. Cho pKa: HSO4 - 1,99; Fe3+( Fe3+ + H2O FeOH2+ + H+ ) 2,17; Fe2+ ( Fe2+ + H2O FeOH+ + H+ ) 5,69. Chỉ số tích số tan pKs của Ag2CrO4 11,89. E o : Fe3+ / Fe2+ 0,771 V; Ag+ /Ag 0,799 V; (RT/F)ln = 0,0592 lg. Câu II ( 3,0 điểm) 1. Thực nghiệm cho biết sự nhiệt phân ở pha khí N2O5 0 t NO 2 + O2 (*) là phản ứng một chiều bậc nhất. Cơ chế được thừa nhận rộng rãi của phản ứng này là N2O5 1 k NO 2 + NO3 (1) NO 2 + NO3 1 k  N2O5 (2) NO 2 + NO3 2 k NO + NO 2 + O2 (3) N2O5 + NO 3 k 3 NO 2 (4). a) Áp dụng sự gần đúng trạng thái dừng cho NO, NO3 ở cơ chế trên, hãy thiết lập biểu thức tốc độ của (*). Kết quả đó có phù hợp với thực nghiệm không? b) Giả thiết rằng năng lượng hoạt hóa của (2) bằng không, của (3) bằng 41,570 kJ.mol-1 . Dựa vào đặc điểm cấu tạo phân tử khi xét cơ chế ở trên, phân tích cụ thể để đưa ra biểu thức tính k-1/ k2 và hãy cho biết trị số đó tại 350 K.
- 2/3 - c) Từ sự phân tích giả thiết ở điểm b) khi cho rằng các phản ứng (1) và (2) dẫn tới cân bằng hóa học có hằng số K, hãy viết lại biểu thức tốc độ của (*) trong đó có hằng số cbhh K. 2. Một trong các phản ứng gây ra sự phá hủy tầng ozon của khí quyển là : NO + O3 → NO2 + O2 Trong 3 thí nghiệm, tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ của các chất phản ứng như sau: Thí nghiệm [NO], mol/l [O3], mol/l Tốc độ v, mol/l.s-1 N 0 1 0,02 0,02 7,1.10-5 N 0 2 0,04 0,02 2,8.10-4 N 0 3 0,02 0,04 1,4.10-4 Xác định các bậc phản ứng riêng a, b và hằng số tốc độ trung bình k trong phương trình động học: v = k[NO]a . [O3] b Chú ý tới đơn vị của các đại lượng. Câu III ( 3,0 điểm) Nguyên liệu để sản xuất nhôm là quặng boxit. Để sản xuất nhôm cần tách nhôm oxit từ quặng trên, sau đó điện phân dung dịch nhôm oxit trong criolit, nhiệt độ khoảng 970oC, điện áp 5 – 7 V, dòng 130 kA. 1. Hãy trình bày quy trình tách nhôm oxit từ quặng boxit, viết các phương trình phản ứng. 2. Viết công thức criolit và giải thích vai trò của nó. Viết đầy đủ phương trình các phản ứng xảy ra ở anot, catot và phản ứng tổng quát. 3. Tính năng lượng theo kWh, khối lượng boxit (chứa 60% nhôm oxit) và khối lượng graphit dùng làm anot để sản xuất 1 tấn nhôm. Biết điện áp 5 V và hiệu suất dòng là 95%. 4.Bảng sau đây cho các số liệu tại 970oC Al(lỏng) O2(khí) Al2O3(rắn) ΔHs theo kJ/mol ở 970oC 48 38 - 1610 S theo J/(K.mol) ở 970oC 78 238 98 Tính điện áp lí thuyết cần dùng trong quá trình điện phân. 5. Hãy giải thích vì sao không thể điều chế nhôm bằng cách điện phân dung dịch nước của muối nhôm trong môi trường axit. Câu IV ( 4,0 điểm) 1. Phòng thí nghiệm có mẫu phóng xạ Au198 với cường độ 4,0 mCi/1g Au. Sau 48 giờ người ta cần một dung dịch có độ phóng xạ 0,5 mCi/1g Au. Hãy tính số gam dung môi không phóng xạ pha với 1g Au để có dung dịch nói trên. Biết rằng Au198 có t1/2 = 2,7 ngày đêm. 2. Có thể viết cấu hình electron của Ni2+ là: Cách 1: Ni2+ [1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8 ]; Cách 2: Ni2+ [1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 ]. Áp dụng phương pháp gần đúng Slater (Xlâytơ) tính năng lượng electron của Ni2+ với mỗi cách viết trên (theo đơn vị eV). Cách viết nào phù hợp với thực tế? Tại sao? 3. Hãy chứng minh rằng phần thể tích bị chiếm bởi các đơn vị cấu trúc (các nguyên tử) trong mạng tinh thể kim loại thuộc các hệ lập phương đơn giản, lập phương tâm khối, lập phương tâm diện tăng theo tỉ lệ 1 : 1,31 : 1,42. Câu V ( 4,0 điểm) 1. Thực nghiệm cho biết cả ba hợp chất CHBr3, SiHBr3, CH(CH3)3 đều có cấu tạo tứ diện. Có ba trị số góc liên kết tại tâm là 110o ; 111o ; 112 o (không kể tới H khi xét các góc này). Độ âm điện của H là 2,20; CH3 là 2,27; Csp3 là 2,47; Si là 2,24; Br là 2,50. Dựa vào mô hình sự đẩy giữa các cặp e hóa trị (VSEPR) và độ âm điện, hãy cho biết trị số góc của mỗi hợp chất và giải thích.