Đề thi HSG Hóa học 12 năm 2022 – 2023 trường chuyên Nguyễn Trãi – Hải Dương
ONTHITHPT.com giới thiệu đến bạn đọc nội dung đề thi và bảng đáp án / hướng dẫn giải đề thi HSG Hóa học 12 năm 2022 – 2023 trường chuyên Nguyễn Trãi – Hải Dương.
Câu 1: (2,0 điểm) 1. Sử dụng thuyết obitan phân tử hãy viết cấu hình electron của các phân tử và ion sau: N2, O2, N2 2-, N2 -, O2 + rồi từ đó sắp xếp các tiểu phân (phân tử hay ion) này theo thứ tự tăng dần năng lượng ion hóa thứ nhất. Giải thích. 2. Độ dài liên kết C-C trong các cacbua có công thức MC2 nằm trong khoảng 119 đến 124 pm nếu M là kim loại nhóm 2 (IIA) hoặc các kim loại khác thường tạo ra ion 2+, nhưng lại xấp xỉ khoảng 128 đến 130 pm với các kim loại nhóm 3, kể cả các lantan, ví dụ như YC2 hoặc CeC2. Tại sao liên kết C-C của các cacbua của kim loại nhóm 3 lại dài hơn? Câu 2: (2,0 điểm) 1. Thực hiện giãn nở đẳng nhiệt 3,00 mol khí CO2 ở nhiệt độ 15°C với áp suất cố định bên ngoài bằng 1,00 bar. Thể tích ban đầu và thể tích cuối của khí lần lượt là 10,0 L và 30,0 L. Giả sử khí CO2 là khí lý tưởng. Hãy tính biến thiên entropi của hệ (∆Ssys) và của môi trường xung quanh (∆Ssur). 2. Một nghiên cứu đã Khảo sát về động học của phản ứng phân hủy xúc tác axit fomic trên xúc tác tạo nên các màng mỏng vàng, xẩy ra phản ứng: HCOOH (k) Au k1 HCOOH CO2 (k) + H2 (k) k2 Ở giai đoạn đầu tiên axit fomic hấp phụ rất mạnh trên bề mặt vàng với hằng số cân bằng k1, rồi sau đó nó chuyển thành các sản phẩm phản ứng với hằng số tốc độ phản ứng là k2.
Tốc độ phản ứng tổng thể được mô tả bởi biểu thức sau: V = k1.k2. (PHCOOH) x = k. (PHCOOH) x. Trong đó k = k1.k2; x bậc phản ứng theo HCOOH; PHCOOH là áp suất của HCOOH. Dưới điều kiện thí nghiệm, có thể giả định rằng các sản phẩm tạo thành không bị hấp phụ trên bề mặt chất xúc tác và lượng axit fomic bị hấp phụ ở một thời điểm nhất định là không đáng kể so với lượng axit fomic không bị hấp phụ. Ban đầu bình phản ứng chỉ chứa hơi axit fomic ở 220C. Dữ kiện về sự phụ thuộc của áp suất tổng trong bình phản ứng theo thời gian được cho dưới bảng sau: t (phút) 0 5 15 30 60 Ptổng (Pa) 80 88,8 104,1 119,7 140,5 Trong một thí nghiệm khác, cũng nghiên cứu phản ứng như trên nhưng ở nhiệt độ 320C. Dữ kiện về sự phụ thuộc của áp suất tổng trong bình phản ứng theo thời gian được cho dưới bảng sau: t (phút) 0 10 20 40 Ptổng (Pa) 80 121,8 141,8 155,9 a. Xác định bậc của phản ứng theo axit fomic ở 220C và ở 320C. b. Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng.
Câu 3: (2,0 điểm) ĐỀ CHÍNH THỨC 1. Hình bên là minh họa của một mạng tinh thể chưa rõ tỉ lệ hợp thức của thiếc oxit (SnxOy) trong đó các nguyên tử nhỏ (xám) là Sn, lớn (đen) là O. a. Xác định hệ số tỉ lượng của SnxOy, nghĩa là tìm các hệ số x, y. b. SnxOy là một oxit lưỡng tính. Viết phương trình cho thấy oxit này phản ứng như thế nào với dung dịch HCl dư và NaOH dư. 2. Cho biết các thế khử: Sn4+ (aq) + 2e- → Sn2+ (aq) E° = +0,15 V Sn2+ (aq) + 2e- → Sn (r) E° = -0,13 V Chiếc cúc áo này được nhúng vào dung dịch hai muối, SnSO4 và Sn(SO4)2. Cả hai muối đều có nồng độ mol 1 M. Khối lượng chiếc cúc áo sẽ thay đổi như thế nào? 3. Lấy 2,5 gam COCl2 đun nóng đến thể tích (khí) 1,7 dm3 ở 400oC và 101325 Pa, và 2,8 dm3 khí ở 550oC và 101325 Pa (kết quả của phản ứng phân hủy không hoàn toàn) a. Tính các hằng số phân hủy Kc và Kp của COCl2 ở hai nhiệt độ này. b. Tính các giá trị ΔH0 và ΔS0, giả sử rằng chúng không phụ thuộc vào nhiệt độ. Câu 4: (2,0 điểm) 1. Cân 0,06 gam axit một nấc HX rồi hòa tan vào 1 lít nước cất. pH của dung dịch tạo thành (dung dịch A) là 3,9. Dung dịch A được pha loãng 10 lần, tạo thành dung dịch B. Tiếp tục pha loãng dung dịch B thêm 10 lần, thu được dung dịch C.
Biết rằng độ phân li của HX trong các dung dịch B và C khác nhau 2,082 lần. a. Tính độ phân li của HX trong các dung dịch B, C và A. b. Tính nồng độ HX trong dung dịch A, khối lượng mol của axit HX và hằng số phân li của nó. 2. Để làm giảm hàm lượng chì trong nước thải nhiễm độc chì, người ta có thể dùng vôi để kết tủa chì dưới dạng Pb(OH)2. Biết tích số tan T(Pb(OH)2) = 10-20. Các phức hydroxo của chì Pb(OH)+, Pb(OH)2 *, Pb(OH)3 – có hằng số bền tổng cộng tương ứng là β1,1 = 106,9, β1,2 = 1010,8, β1,3 = 1013,3. Biết rằng Pb(OH)2 * là Pb(OH)2 ở dạng phức tan. Ở pH = 8, lượng chì tan trong nước đã ở mức để nước đạt tiêu chuẩn nước sinh hoạt chưa? Biết tiêu chuẩn nước sinh hoạt chỉ cho phép lượng chì nhỏ hơn 10 microgram/lít. Câu 5: (2,0 điểm) Đơn chất X phản ứng với halogen Y2 sinh ra một khí XY3 gây ngạt thở. Khi cho hợp chất ZY phản ứng với XY3 sẽ tạo thành axit. Phản ứng giữa NaZ với XY3 tạo thành hợp chất hai nguyên tố A1 thuộc về nhóm hợp chất có thành phần giống nhau. Bên cạnh hợp chất A1, một loạt các hợp chất chứa hai nguyên tố X và Z được tìm thấy trong các chuyển hóa khác nhau là A2, A3, A4, A5; trong đó các chất A1, A2, A4, A5 bốc cháy trong không khí ẩm. Một số tính chất của các hợp chất từ A1 – A5 cho ở bảng sau: Chất Trạng thái Phần khối lượng của X (%) Số nguyên tử X trong phân tử A1 Khí 78,3 ? A2 Khí 81,2 4 A3 Lỏng 83,1 ? A4 Lỏng 85,7 ? A5 Rắn 88,5 10 a) Xác định các chất từ A1 – A5 và các nguyên tố X, Y và Z. b) Viết các phản ứng đã xảy ra. c) Tại sao các dụng cụ thủy tinh (Na2O.CaO.6SiO2) trong phòng thí nghiệm không thể dùng để chứa dung dịch YZ? d) Vẽ cấu trúc của A1. e) Nếu cho lượng dư NaZ phản ứng với XY3 sẽ tạo thành muối. Vẽ cấu trúc anion muối này.