Đề thi đội tuyển học sinh giỏi giải toán trên máy tính cầm tay năm học 2011 - 2012 môn thi: Hoá học lớp 12 (vòng 2)

UBND TỈNH THÁI NGUYÊN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
 ĐỀ CHÍNH THỨC
ĐỀ THI ĐỘI TUYỂN HSG GIẢI TOÁN TRÊN MTCT NĂM HỌC 2011-2012
MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 12 (VÒNG 2 )
(Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề)
Câu I. (5,0 điểm)
 Qu¸ tr×nh ph©n huû hîp chÊt axeton ®­îc diÔn ra theo ph­¬ng tr×nh sau:
CH3COCH3 ® CH2 = CH2 + H2 + CO
 Nh÷ng gi¸ trÞ thùc nghiÖm thu ®­îc trong suèt thêi gian x¶y ra ph¶n øng ®­îc ghi l¹i trong b¶ng sau: 
t (phót)
0
6,5
13
19,9
P (mmHg)
312
408
488
562
 Tõ nh÷ng d÷ liÖu ®· cho trong ®Çu bµi h·y:
a) X¸c ®Þnh bËc cña ph¶n øng.
b) X¸c ®Þnh h»ng sè tèc ®é cña ph¶n øng.
Câu II. (5,0 điểm)
 Cho ; ;
Cr(OH)3 CrO + H+ + H2O K = 1,0.10-14 
 a) Hãy thiết lập sơ đồ pin được hình thành bởi hai cặp oxi hóa - khử CrO/ CrO và MnO/ MnO(OH)2.
 b) Tính hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin.
 c) Tính Epin biết nồng độ của ion CrO là 0,010M; CrO là 0,030M; MnO là 0,20M
 d) Tính thành phần của hệ khi pin phóng điện hoàn toàn.
Câu III. (12,5 điểm)
 Cho 27,4 gam Ba vào 500 gam dd hỗn hợp gồm CuSO4 2% và (NH4)2SO4 1,32% rồi đun nóng để đuổi hết NH3. Sau khi kết thúc tất cả các phản ứng được khí A, kết tủa B và dung dịch C.
 a) Tính thể tích khí A (ở đktc).
 b) Lấy kết tủa B rửa sạch rồi nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thì thu được bao nhiêu gam chất rắn?
 c) Tính nồng độ % của chất tan trong dung dịch C.
Câu IV. (7,5 điểm)
 Trong quaëng uran thieân nhieân coù laãn U238 vaø U235 theo tyû leä 140:1. Neáu giaû thieát ôû thôøi ñieåm taïo thaønh traùi ñaát, hai ñoàng vò treân coù cuøng tyû leä nhö nhau trong quaëng. Haõy tính tuoåi cuûa traùi ñaát bieát chu kyø baùn huûy cuûa U238 laø 4,5.109 naêm vaø cuûa U235 laø 7,13.108 naêm.
Câu V. (10,0 điểm)
Cho 2,24 lÝt (®ktc) mét hçn hîp khÝ A gåm etan, propan vµ propilen ®i qua mét sè b×nh ®ùng n­íc brom m¾c nèi tiÕp, ®Ó cho ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn. KhÝ cßn l¹i ®­îc ®èt ch¸y hÕt, toµn bé s¶n phÈm ch¸y cho vµo b×nh B ®ùng 70ml dung dÞch KOH 32% (d=1,3 g/ml).
	1. ViÕt ph­¬ng tr×nh hóa học của các ph¶n øng vµ tÝnh % thÓ tÝch c¸c khÝ trong hçn hîp A. BiÕt r»ng khèi l­îng c¸c b×nh brom t¨ng 2,10 gam; b×nh B t¨ng 8,96 gam.
	2. TÝnh nång ®é % c¸c chÊt trong b×nh B sau khi c¸c ph¶n øng kÕt thóc.
Câu VI. (10,0 điểm)
 Phân tử CuCl kết tinh dưới dạng lập phương mặt tâm.
 1. Hãy biểu diễn ô mạng cơ sở của tinh thể này. 
 2. Tính số ion Cu+ và Cl- rồi suy ra số phân tử CuCl chứa trong ô mạng cơ sở.
 3. Xác định bán kính ion của Cu+.
 Chú ý
 Cho dCuCl = 4,316 g/cm3; r Cl-= 1,84Ao; Cu = 63,5; Cl = 35,5. Biết N= 6,023.1023.
 (Cho H=1; C =12; N=14; O=16; Na=23; Mg=24; P=31; S=32; Cl=35,5; K=39; Fe=56; Cu=64; Br=80; Ag=108.) 
( Gi¸m thÞ kh«ng gi¶i thÝch g× thªm)
UBND TỈNH THÁI NGUYÊN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỀ CHÍNH THỨC
HD CHẤM ĐỀ CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG 
GIẢI TOÁN TRÊN MTCT - NĂM HỌC 2011-2012
MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 12 (VÒNG 1)
(Thời gian làm bài 180 phút không kể thời gian giao đề)
Câu
Nội dung
Điểm
I
(5,0đ)
a) Gäi ¸p suÊt riªng phÇn cña CH3COCH3 t¹i thêi ®iÓm t = 0 lµ P0; t¹i thêi ®iÓm t lµ P0 - x
 CH3COCH3 ® CH2 = CH2 + H2 + CO
Ban ®Çu	 P0	 0 0 0
T¹i thêi ®iÓm t P0 - x x x x
¸p suÊt chung cña hÖ t¹i thêi ®iÓm t lµ P = P0 + 2x Û x = 
vµ P0 - x = 
Gi¶ sö ph¶n øng ®· cho lµ ph¶n øng bËc nhÊt.
H»ng sè tèc ®é cña ph¶n øng bËc 1 ®­îc tÝnh theo ph­¬ng tr×nh
k = 
Thay p0 - x = ta cã: k = 
Thay c¸c gi¸ trÞ p vµ p0 ®Ò bµi cho ta cã
k1 = = 0,02569 phót -1
k2 = = 0,02548 phót -1
k3 = = 0,02573 phót -1
Qua c¸c gi¸ trÞ tÝnh ë trªn ta thÊy k1 » k2 » k3. VËy ®iÒu gi¶ sö lµ ®óng.
b) = 0,02563 phót -1
II
(5,0đ)
a) Xét cặp CrO42-/ Cr(OH)3 
 CrO42- + 4H2O + 3e Cr(OH)3 + 5OH 
 Cr(OH)3 CrO2- + H+ + H2O K = 10-14
 H+ + OH- H2O Kw-1 = 1014
 CrO42- + 2H2O + 3e CrO2- + 4OH- 
Eo CrO42-/ CrO2- = Eo CrO42-/ Cr(OH)3 = - 0,18V < Eo MnO4-/ MnO(OH)2 nên có sơ đồ pin: 
 	(-)Pt | CrO42-, CrO2-, OH- || MnO4-, H+, MnO(OH)2 | Pt (+) 
b) Tính K của phản ứng
 MnO4- + 4H+ + 3e MnO(OH)2+ H2O K1 = 103.1,695/0,0592
CrO2- + 4OH- CrO42- + 2H2O + 3e K2-1 = (103.(-0,18)/0,0592)-1
 4 | H2O H+ + OH- Kw = 10-14
MnO4- + CrO2- + H2O D MnO(OH)2 +CrO42- K = K1.K2-1.(Kw)4 = 1039
c) Tính Epin : 
	Epin = Eopin + 
Tính Eopin dựa vào K phản ứng ta có Eopin = = 0,77V
	Epin = 0,77 + lg = 0,7656V
d) Thành phần của hệ khi pin phóng điện hoàn toàn
 MnO4- + CrO2- + H2O MnO(OH)2 + CrO42- K = 1039 (rất lớn)
C 0,2 0,03 0,01
CB 0,17 - 0,04
Cân bằng: MnO(OH)2+CrO42- MnO4- + CrO2- + H2O K1 = 10-39
C 0,04 0,17 
[ ] (0,04- x) (0,17 + x) x 
 Ta có: = 10-39 → x = [CrO2-] = 2,35.10-40
Thành phần của hệ khi pin phóng điện hoàn toàn là: 
[MnO4-] = 0,17M; 	[CrO4-] = 0,04M; [CrO2-] = 2,35.10-40
III
(12,5đ)
 PT: Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2	 (1)	 Ba(OH)2 + CuSO4 Cu(OH)2 + BaSO4 	 (2) 
	 	Ba(OH)2 + (NH4)2SO4 BaSO4 + 2NH3 + 2H2O (3) 
 	Cu(OH)2 CuO + H2O	 (4)	 
	BaSO4 Không xảy ra phản ứng.	
 Theo (1) ta có nH	= nBa(OH)= nBa = = 0,2 (mol)	 
	 n= 0,05 (mol)	 	 
	 n = = 0,0625 (mol) 	
Ta thấy : 
 n> n+ nnên Ba(OH)2 dư và 2 muối đều phản ứng hết. 
Theo (2) ta có: n= n= n= n = 0,0625 (mol)	 
Theo (3) ta có: n= n= n= 0,05 (mol)	 
	 và n= 2n= 0,05 . 2 = 0,1 (mol)	 
 ndư = 0,2 – (0,05 + 0,0625) = 0,0875 (mol)	 
a) VA(ĐKTC) = V+ V= (0,2 + 0,1). 22,4 = 6,72 (l)	 
b) Theo (4) ta có: nCuO = n= 0,0625 (mol) 	 
mchất rắn = m+ mCuO = (0,0625 + 0,05). 233 + 0,0625 . 80 = 31,2125 (g)	 
c) dd C chỉ có dd Ba(OH)2 dư
mddC = mBa + mdd hỗn hợp ban đầu – m – m – m – m	 
 mddC = 27,4 + 500 – 0,1125 . 233 – 0,0625 . 98 – 0,2 . 2 – 0,1 . 17 = 492,96 (g) 
 C%ddBa(OH)dư = = 3,0352361%	( làm tròn thành 3,04%)	
IV
(7,5đ)
- Ñoái vôùi U238 	(1)
	- Ñoái vôùi U235 	(2)
	Laáy (2) – (1) => 	
	Û 
Û 	 naêm
Vaäy tuoåi cuûa traùi ñaát gaàn baèng 6,04 tæ naêm.
V
(10,0đ)
1/ nA = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol
 Qua c¸c b×nh ®ùng n­íc Brom:
 C3H6 + Br2 C3H6Br2
 mC3H6 = 2,1 gam = 0,05 mol C3H6 chiÕm 50% V hçn hîp A
 Khí còn lại: C2H6, C3H8 có số mol tương ứng là: x, y.
 C2H6 + O2 2CO2 + 3H2O
 x 3,5x 2x 3x
 C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O
 y 5y 3y 4y
 Ta cã x + y = 0,05
 (2x + 3y) 44 + (3x+ 4y) 18 = 8,96
 nC2H6 = x = 0,02 mol chiÕm 20%
 nC3H8 = y = 0,03 mol chiÕm 30%
2/ S¶n phÈm ch¸y vµo b×nh B gåm CO2, H2O
 mCO2 = (2x + 3y) 44 = 5,72 g
 mH2O = (3x + 4y) 18 = 3,24 g
 mddKOH = 70 x 1,3 = 91 g nKOH = = 0,52 mol
nKOH d­ nhiÒu so víi nCO2 do ®ã t¹o muèi K2CO3
 CO2 + 2KOH K2CO3 + H2O
nK2CO3 = nCO2 = 0,13 mol 
 C% K2CO3 = = 17,9471788%
nKOH d­ = 0,52 - 0,26 = 0,26 
 C% KOH = = 14,5658263% 
VI
(10,0)
Ô mạng cơ sở:
Cl-
Cu+
 Vì lập phương mặt tâm nên:
4 ion Cl-
 Cl- ở 8 đỉnh: ion Cl-
 6 mặt: ion Cl-
 4 ion Cu+
 Cu+ ở giữa 12 cạnh : ion Cu+
 ở tâm : 1x1=1 ion Cu+
 Vậy số phân tử trong mạng cơ sở là 4Cu+ + 4Cl- = 4CuCl
với V=a3 ( N: số phân tử, a là cạnh hình lập phương)
Mặt khác theo hình vẽ ta có a= 2r+ + 2r-
Chú ý:
ThÝ sinh cã thÓ gi¶i bµi to¸n theo c¸ch kh¸c nÕu lËp luËn ®óng vµ t×m ra kÕt qu¶ ®óng vÉn cho ®iÓm tèi ®a.