Đề thi HSG Hóa học 11 Trường THPT Chuyên Vĩnh Phúc

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN VÙNG
ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC – KHỐI 11
DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM 2024
TRƯỜNG THPT CHUYÊN VĨNH PHÚC
Thời gian làm bài: 180 phút
(Đề này có 04 trang, gồm 10 câu) ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
Câu 1: (2 điểm) Tốc độ phản ứng- Cân bằng hóa học
Enzyme đóng vai trò quan trọng trong nhiều phản ứng hóa học trong cơ thể sống.
Một trong các cơ chế của phản ứng được xúc tác bởi enzyme là cơ chế Michaelis- Menten: E + S ES E + P
trong đó: E là enzyme, S là cơ chất, P là sản phẩm của phản ứng.
Thực hiện một số thí nghiệm như sau:
1. Thí nghiệm 1 được thực hiện ở 285 K và tổng nồng độ của enzyme được giữ cố
định ở 1,5.10-9 M. Khi đó, tốc độ đầu hình thành chất P phụ thuộc vào nồng độ của
S, cụ thể theo đường cong ở Hình 1.
Hình 1. Dữ kiện cho thí nghiệm 1
Hình 2. Dữ kiện cho thí nghiệm 2
a. Khi [S] nhỏ, đồ thị có dạng tuyến tính, còn khi [S] lớn, đồ thị tiệm cận với
một hằng số. Sử dụng nguyên lý nồng độ dừng, chứng minh nhận định trên cũng
có thể suy ra từ cơ chế Michaelis-Menten.
b. Tính hằng số tốc độ phản ứng k2.
c. Dựa vào cơ chế trên, tính tốc tộ đầu tạo thành P khi nồng độ cơ chất bằng 1,0.10-4 M.
d. Tính hằng số cân bằng của phản ứng giữa enzyme E, chất nền S và phức ES.
2. Thí nghiệm 2: lặp lại tương tự như thí nghiệm 1 với cùng tổng nồng độ enzyme
nhưng thực hiện ở 310 K. Sự phụ thuộc của tốc độ đầu tạo thành P vào nồng độ S
được cho ở Hình 2. Tính năng lượng hoạt hóa của quá trình chuyển hóa ES thành E và P.
3. Enzyme có hoạt tính xúc tác rất cao nhưng thường bị ức chế bởi một số chất.
Chất ức chế cạnh tranh I cạnh tranh với cơ chất S và làm bất hoạt một số trung tâm hoạt động của enzyme: I + E ⇌ EI
a. Nếu hằng số phân li của EI là 9,5.10-4 và tổng nồng độ của enzyme là 8.10-4 M
thì khi không có mặt cơ chất, tổng nồng độ chất I cần để làm bất hoạt 50% enzyme là bao nhiêu?
b. Mỗi phát biểu dưới đây là đúng hay sai? Giải thích ngắn gọn.
Khi có mặt chất ức chế cạnh tranh I thì
(1) Tốc độ của phản ứng xúc tác enzyme bị giảm.
(2) Tốc độ cực đại của phản ứng xúc tác enzyme bị giảm.
(3) Nồng độ cơ chất S không bị ảnh hưởng.
(4) Năng lượng hoạt hóa của phản ứng xúc tác enzyme tăng.
Câu 2: (2 điểm) Điện hóa học
Vật liệu kích thước nanomet thường có tính chất khác biệt so với vật liệu thông thường.
a) Tính chất điện hóa của bạc kim loại kích thước nanomet được khảo sát thông
qua các tế bào điện hóa với sơ đồ như sau.
(1) (–) Ag | AgI(bão hòa) || Ag+(0,01 M) | Ag (+) E1 = 0,358 V
(2) (–) Pt | Ag10 | Ag+(0,01 M) || AgI(bão hòa) | Ag (+) E2 = 0,242 V
(3) (–) Pt | Ag5 | Ag+(0,01 M) || AgI(bão hòa) | Ag (+) E3 = 0,842 V
Trong các tế bào điện hóa trên, Ag là bạc kim loại thông thường; Ag10 và Ag5 lần
lượt là bạc kim loại kích thước nanomet tạo nên từ các cụm chứa 10 và 5 nguyên
tử Ag. Trong anode của tế bào điện hóa (2) và (3), Ag10 và Ag5 được phân tán vào
trong dung dịch chứa ion Ag+ nồng độ 0,01 M.
i) Tính tích số tan của AgI. ii) Tính và
b) Thêm đồng thời Ag5 và Ag10 vào dung dịch nước có pH = 7 chứa ion Ag+ nồng độ 1×10–9 M.
i) Bằng tính toán, chỉ ra thứ tự các phản ứng có thể xảy ra theo nhiệt động học.
ii) Tính nồng độ ion Ag+ trong dung dịch sau khi các phản ứng kết thúc.
c) Thêm Ag10 vào dung dịch nước có pH = 7. Bằng tính toán, chỉ ra các phản ứng
có thể xảy ra theo nhiệt động học.
Cho biết: các tính toán trong câu hỏi này sử dụng nhiệt độ 298 K, lấy
Câu 3 (2 điểm): Cân bằng trong dung dịch điện li
Dung dịch E gồm Al2(SO4)3 0,005 M và MgSO4 0,020 M.
1. Tính pH của dung dịch E.
2. Để tách riêng 2 cation kim loại ra khỏi nhau, ta có thể điều chỉnh pH của dung
dịch để một chất kết tủa dạng hydroxit còn chất còn lại chưa kết tủa.
a) Hãy cho biết giá trị pH1 của dung dịch E để bắt đầu xuất hiện kết tủa Al(OH)3
và giá trị pH2 của dung dịch để bắt đầu xuất hiện kết tủa Mg(OH)2.
b) Hai cation Al3+ và Mg2+ được coi là tách hoàn toàn khỏi nhau nếu cation thứ
nhất kết tủa hoàn toàn thì cation thứ 2 chưa bị kết tủa. Biết rằng một ion được coi
là tách hoàn toàn ra khỏi dung dịch khi tổng nồng độ các dạng còn lại của ion đó
trong dung dịch là 10–6 M. Có thể điều chỉnh pH của dung dịch tăng dần lên để
tách riêng được 2 ion Al3+ và Mg2+ ra khỏi nhau được hay không?
c) Nếu thêm từ từ NaOH rắn để điều chỉnh 100,0 mL dung dịch A đến giá trị pH
mà Al3+ kết tủa hoàn toàn (nồng độ còn lại trong dung dịch là 10–6 M) thì cần dùng
hết m gam. Tính giá trị của m. Coi thể tích dung dịch là không đổi trong quá trình làm thí nghiệm.
Câu 4 (2,0 điểm): Hóa nguyên tố
1. Cho m gam hợp chất X (được tạo thành từ hai nguyên tố) phản ứng hoàn toàn
với H2SO4 đặc, nóng chỉ thu được 20,16 lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai chất khí
và H2O. Y làm mất màu vừa đủ 1,6 lít dung dịch Br2 0,5M và Y không có phản
ứng với dung dịch CuCl2. Cho Y vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 106 gam kết
tủa trắng. Xác định công thức của X và tính m.
2. Cho biết A là kim loại khá hoạt động. Chất E là hóa chất thông dụng, bền trong
dung dịch cũng như ở trạng thái rắn, chỉ chứa ba nguyên tố: kali, oxy và A, trong
đó K chiếm 40,27%, O chiếm 32,96% theo khối lượng. Từ A người ta thực hiện sơ đồ chuyển hóa sau:
H2SO4(loãng) H2SO4(loãng), O2 KOH(dư)
A(r) B(dd) C(dd) D(dd)
xanh da trời xanh lục lục nhạt H2SO4(dd) H2O2, OH- H F(dd) 2O 2, H 2SO 4(dd) E(dd) xanh lam đậm vàng
a) Xác định các chất từ A đến F và viết các phương trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa trên.
b) Xác định số oxy hóa của kim loại A trong chất F và vẽ cấu trúc của chất F.
Câu 5. (2,0 điểm) Phức chất-Trắc quang
Phổ hấp thụ UV –Vis thường được dùng để xác định nồng độ một chất trong dung
dịch bằng cách đo mật độ quang (độ hấp thụ quang) tại bước sóng nhất định của
ánh sáng vùng UV –Vis. Định luật Beer –Lambert cho biết mật độ quang tỉ lệ trực
tiếp với nồng độ mol/L tại một bước sóng cho trước: A = .l.C ( là độ hấp thụ
mol hay hệ số tắt tính theo L.mol –1.cm –1, l là chiều dài đường truyền quang học