Đề thi HSG Quốc gia môn Hóa (2012)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA
  ĐỀ THI CHÍNH THỨC                                     THPT NĂM 2012
                                                  Môn :HOÁ HỌC
                                                  Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
                                                   Ngày thi thứ nhất: 11/01/2012
                                                   Đề thi có 02 trang, gồm 05 câu
                             
                                   Cho : Th = 232; O = 16; Fe = 56; H = 1; C = 12.
Câu 1: (3,0 điểm)
1.Phân tử NH3 có dạng hình chóp tam giác đều (nguyên tử N ở đỉnh hình chóp).Ion NH4+ có dạng hình tứ diện (nguyên tử N nẵm ở tâm của tứ diện đều).Dựa vào sự xen phủ của các orbitan, hãy mô tả sự hình thành các liên kết trong phân tử NH3 và ion NH4+ .
2. Sự phá vỡ các liên kết Cl-Cl trong một mol clo đòi hỏi một năng lượng bằng 243 kJ (năng lượng này có thể sử dụng dưới dạng quang năng).Hãy tính bước sóng của photon cần sử dụng để phá vỡ liên kết Cl-Cl của phân tử Cl2.
3. Sự phân huỷ phóng xạ của 232Th tuân theo phản ứng bậc 1. Nghiên cứu về sự phóng xạ của thori đioxit, người ta biết chu kì bán huỷ của 232Th là 1,39.1010 năm. Hãy tính số hạt α bị bức xạ trong 1 giây cho 1 gam thori đioxit tinh khiết.
     Cho: tốc độ ánh sang c = 3.108 m.s-1; hằng số Planck h = 6,625.10-34 J.s;
            hằng số Avogađro NA= 6,022.1023 mol-1.
Câu 2: (3,5 điểm)
        Để phân huỷ hiđro peoxit (H2O2) với chất xúc tác là ion iođua trong dung dịch có môi trường trung tính, người ta trộn dung dịch H2O2 3%(chấp nhận tương đương với 30 gam H2O2 trong 1 lít dung dịch) và dung dịch KI 0,1M với nước theo tỉ lệ khác nhau về thể tích để tiến hành thí nghiệm xác định thể tích (VO2) thoát ra.
Thí nghiệm
V(H2O2)( ml)
V(KI) (ml)
V(H2O)(ml)
v(O2) (ml/phút)
ở 298K và 1 atm.

1
25
50
75
4,4

2
50
50
50
8,5

3
100
50
0
17,5

4
50
25
75
4,25

5
50
100
0
16,5

 
1.Xác định bậc phản ứng phân huỷ đối với H2O2 và đối với chất xúc tác I-.
2.Viết phương trình hoá học và biểu thức tính tốc độ phản ứng.
3. Tính nồng độ mol của H2O2 khi bắt đầu thí nghiệm 4 và sau 4 phút.
4. Cơ chế phản ứng được xem là một chuỗi hai phản ứng sau:
                H2O2 + I- → H2O + IO-       k1    (1)
           IO-  + H2O2 → O2 + I- + H2O  k2    (2)
 Hãy cho biết hai phản ứng này xảy ra với tốc độ như nhau hay khác nhau? Phản ứng nào quyết định tốc độ phản ứng giải phóng oxi? Giải thích.
Câu 3: ( 4,5 điểm)
1. a) Tại sao crom có khả năng thể hiện nhiều trạng thái oxi hoá ? Cho biết những số oxi hoá phổ biến của crom?
b) Nêu và nhận xét sự biến đổi tính chất axit – bazơ trong dãy oxit: CrO, Cr2O3, CrO3.Viết phương trình hoá học của các phản ứng để minh hoạ.
c) Viết phương trình ion của các phản ứng điều chế Al2O3 và Cr2O3 từ dung dịch gồm kali cromit và kali aluminat.
2. Dung dịch X gồm K2Cr2O7 0,010M; KMnO4 0,010M; Fe2(SO4)3 0,0050M và H2SO4 (pH của dung dịch bằng 0).Thêm dung dịch KI vào dung dịch X cho đến nồng độ của KI là 0,50M, được dung dịch Y (coi thể tích không thay đổi khi thêm KI vào dung dịch X).
a) Hãy mô tả các quá trình xảy ra và cho biết thành phần của dung dịch Y.
b) Tính thế của điện cực platin nhúng trong dung dịch Y.
c) Cho biết khả năng phản ứng của Cu2+ với I- (dư) ở điều kiện tiêu chuẩn.Giải thích.
d) Viết sơ đồ pin được ghép bởi điện cực platin nhúng trong dung dịch Y và điện cực platin nhúng trong dung dịch gồm Cu2+, I- (cùng nồng độ 1M) và chất rắn CuI. viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trên từng điện cực và xảy ra trong pin khi hoạt động.
Cho: E0(Cr2O72