Tài liệu đề cập đến một bài thi Olympic hóa học cho học sinh năm 2006 với nhiều câu hỏi về điện tử, năng lượng, phản ứng hóa học và tính toán liên quan đến các ion và hợp chất. Nó bao gồm việc tính toán năng lượng, tốc độ phản ứng và các phương trình hóa học cụ thể. Bài thi yêu cầu kiến thức sâu sắc về hóa học và kỹ năng giải quyết vấn đề.

1. §Ò thi Olympic Ho¸ häc sinh viªn toµn quèc n¨m 2006
PhÇn Ho¸ ®¹i c−¬ng - Khèi B
(Lµm bµi trong 180 phót, 20®
/20)
I. (4,25®)
Sö dông quy t¾c Slater vÒ hiÖu øng ch¾n:
1. TÝnh xem ë tr¹ng th¸i c¬ b¶n n¨ng l−îng cña cÊu h×nh electron nµo d−íi ®©y cña
ion Ni2+
bÒn h¬n (ZNi = 28):
a. 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d8
b. 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d6
4s2
2. X¸c ®Þnh tæng n¨ng l−îng ion ho¸ I1 + I2 cña nguyªn tö Ni.
II. (3,75®)
1. Dùa vµo thuyÕt ®Èy c¸c cÆp electron ho¸ trÞ h·y so s¸nh c¸c gãc liªn kÕt trong
c¸c ion vµ ph©n tö sau: NH2
-
, NH4
+
, NH3.
Tõ ®ã suy ra cÊu tróc h×nh häc cña chóng vµ tr¹ng th¸i lai ho¸ c¸c AO ho¸ trÞ cña
N trong c¸c cÊu tö nghiªn cøu. (ZN = 7)
2. Dùa vµo ph−¬ng ph¸p tæ hîp tuyÕn tÝnh c¸c AO h·y cho biÕt c¸c MO trong ph©n
tö HF ®−îc t¹o thµnh nh− thÕ nµo? VÏ gi¶n ®å n¨ng l−îng c¸c MO trong ph©n tö HF vµ
viÕt cÊu h×nh electron cña HF (ZF = 9).
III. (2,0®)
1. Cã ph¶n øng bËc 2 sau:
H2(k) + I2(k) → 2HI(k)
ë thêi ®iÓm t = 0, nång ®é [H2] = [I2] = 0,25M. Sau 20 gi©y, nång ®é [H2] = 0,24M. TÝnh
h»ng sè tèc ®é k cña ph¶n øng.
2. Ph¶n øng ng−îc víi ph¶n øng trªn còng lµ ph¶n øng bËc 2:
2HI(k) → H2(k) + I2(k)
XuÊt ph¸t tõ HI nång ®é 0,5M, sau 20 gi©y nång ®é H2 b»ng 7,5.10-4
M. TÝnh h»ng sè tèc
®é k’ cña ph¶n øng.
3. TÝnh h»ng sè c©n b»ng K cña ph¶n øng sau:
H2(k) + I2(k) 2HI(k)
4. TÝnh nång ®é cña H2, I2 vµ HI ë tr¹ng th¸i c©n b»ng.
Cho biÕt c¸c sè liÖu trªn ®Òu thu ®−îc ë cïng nhiÖt ®é.
IV. (3®)
Cho 0,25mol NH4I(r) vµo trong b×nh ch©n kh«ng dung tÝch 3lÝt ë 600K x¶y ra hai ph¶n
øng sau:
NH4I(r) NH3(k) + HI(k) (1) , K1 = 1,69
2HI(k) H2(k) + I2(k) (2) , K2 =
64
1
1. TÝnh ¸p suÊt riªng phÇn cña bèn khÝ vµ ¸p suÊt tæng céng khi c©n b»ng.
2. TÝnh khèi l−îng NH4I(r) cßn l¹i khi c©n b»ng.
N = 14, H = 1, I = 127

2. V. (3,75®)
1. ViÕt c¸c ph−¬ng tr×nh t¹o c¸c kÕt tña Zn(OH)2, Fe(OH)2 vµ Fe(OH)3 tõ dung
dÞch NaOH vµ c¸c ion t−¬ng øng.
Mçi tr−êng hîp h·y thiÕt lËp c«ng thøc liªn quan gi÷a nång ®é Mn+
, pH vµ tÝch sè
tan Ks. TÝch sè ion cña n−íc lµ 10-14
.
2. Cho biÕt Ks cña Zn(OH)2, Fe(OH)2 vµ Fe(OH)3 lÇn l−ît lµ 10-16
, 10-14
vµ 10-38
.
Nång ®é c¸c ion Zn2+
, Fe2+
vµ Fe3+
®Òu b»ng 10-2
M. ë pH nµo b¾t ®Çu kÕt tña tõng ion
trªn?
3. 1 lÝt dung dÞch ë pH = 0 chøa hçn hîp Fe2+
10-2
M vµ Fe3+
10-2
M. Khi hßa tan
NaOH(r) vµo, hidroxit nµo kÕt tña tr−íc?
NÕu mét trong hai ion kÕt tña hoµn toµn khi cßn
1000
1
l−îng ban ®Çu, th× ë pH nµo
ion s¾t kia kh«ng kÕt tña.
4. Zn(OH)2 tan hoµn toµn thµnh ZnO2H-
khi hoµ tan NaOH(r) vµo.
NÕu dung dÞch xuÊt ph¸t chøa Zn2+
10-2
M ng−êi ta thÊy kÕt tña Zn(OH)2 b¾t ®Çu
biÕn mÊt ë pH = 13. TÝnh Ka cña nÊc ph©n li thø nhÊt ®èi víi Zn(OH)2.
VI. (3,25®)
1. Mét dung dÞch axit chøa c¸c ion Fe2+
0,1M, tiÕp xóc víi kh«ng khÝ (20% O2 vµ
80% N2 theo thÓ tÝch). Chøng minh r»ng Fe2+
bÞ oxi kh«ng khÝ oxi ho¸, biÕt r»ng khi c©n
b»ng nång ®é H+
b»ng 0,1M. Hái cã bao nhiªu phÇn tr¨m Fe2+
kh«ng bÞ oxi kh«ng khÝ
oxi ho¸ khi ph¶n øng ë tr¹ng th¸i c©n b»ng?
2. Mét dung dÞch Fe3+
0,1M ®ùng trong mét b×nh kÝn kh«ng cã kh«ng khÝ, trong
®ã cã bét Fe nguyªn chÊt d−. TÝnh nång ®é ion Fe3+
khi ph¶n øng ë tr¹ng th¸i c©n b»ng.
Tõ c¸c kÕt qu¶ thu ®−îc h·y rót ra kÕt luËn cã Ých.
Sè liÖu dïng cho c¸c phÐp tÝnh:
• NhiÖt ®é ph¶n øng 25o
C.
• ThÕ khö (oxi ho¸ - khö) chuÈn Eo
ë 25o
C:
O2/H2O = 1,23V; Fe3+
/Fe2+
= 0,77V; Fe2+
/Fe = -0,44V
Ghi chó:
§−îc dïng m¸y tÝnh bá tói vµ b¶ng tuÇn hoµn.
C¸n bé coi thi kh«ng gi¶i thÝch g× thªm.
HÕt