SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HỊA BÌNH Trường: THPT chuyên Hoàng Văn Thụ Đề giới thiệu ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI BẬC THPT VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ VI Năm học: 2012 - 2013 Mơn: Hóa học Lớp: 10 Thời gian: 180 phút Câu 1: (Cấu tạo nguyên tử, phân tử, định luật tuần hoàn) Nguyên tố R chu kỳ bảng tuần hồn ngun tố hóa học Trong ion phổ biến sinh từ nguyên tử R có đặc điểm sau: - Số e phân lớp p gấp đôi số e phân lớp s - Số e lớp số e phân lớp p a) Xác định R, viết cấu hình electron nguyên tử R b) Xác định vị trí R bảng tuần hồn Cho số lượng tử electron cuối nguyên tử nguyên tố: A: n = 3; l = 1; m = -1; s = B: n = 2; l = 1; m = -1; s = Z: n = 2; l = 1; m = 0; s = + a) Xác định A, X, Z b) Cho biết trạng thái lai hóa cấu trúc hình học phân tử ion sau: ZA2 ; AX2 ; AX 23- ; AX 24- Câu 2: (Tinh thể) Bạc kim loại có cấu trúc tinh thể lập phương tâm diện Bán kính nguyên tử Ag Au là: RAg = 144 pm; RAu = 147 pm a) Tính số nguyên tử Ag có mạng sở b) Tính khối lượng riêng bạc kim loại c) Một mẫu hợp kim vàng - bạc có cấu trúc tinh thể lập phương diện Biết hàm lượng Au mẫu hợp kim 10% Tính khối lượng riêng mẫu hợp kim Câu 3: (Động học - phản ứng hạt nhân) Khi nghiên cứu mẫu cổ vật nguồn gốc hữu chứa mg cacbon, người ta thấy tỷ lệ đồng vị 14 12 C mẫu 1,2.10-14 C a) Có nguyên tử 14C có mẫu ? b) Tốc độ phân rã 14C mẫu ? c) Tuổi mẫu nghiên cứu ? ThuVienDeThi.com Cho chu kỳ bán hủy 14C 5730 năm, hoạt độ phóng xạ riêng cacbon thời chưa có hoạt động hạt nhân người 227 Bq/KgC Cho biết 1Bq = phân rã/giây Câu 4: (Nhiệt hóa học) Tính lượng liên kết trung bình C - H C - C từ kết thực nghiệm sau: - Nhiệt đốt cháy CH4 = -801,7 KJ/mol - Nhiệt đốt cháy C2H6 = -1412,7 KJ/mol - Nhiệt đốt cháy hiđro = - 241,5 KJ/mol - Nhiệt đốt cháy than chì = - 393,4 KJ/mol - Nhiệt hóa than chì = 715 KJ/mol - Năng lượng liên kết H - H = 431,5 KJ/mol Các kết đo 298 K atm Câu 5: (Cân hóa học pha khí) Cho phản ứng: SO2Cl2 SO2 + Cl2 Người ta tiến hành nung nóng 0,1 mol SO2Cl2 600K bình phản ứng có dung tích lít đo áp suất hỗn hợp chất bình thu số liệu thực nghiệm sau: T (giờ) P (atm) 4,92 5,67 6,31 7,31 8,54 Xác định bậc phản ứng Tính số tốc độ thời gian bán phản ứng 600K Tính áp suất bình sau tiến hành phản ứng 24 Nếu tiến hành phản ứng với lượng SO2Cl2 bình 620K sau giờ, áp suất bình 9,12 Tính hệ số nhiệt phản ứng Câu 6: (Cân dung dịch điện li) Hãy tính: pH dung dịch A gồm KCN: 0,120M; NH4Cl: 0,150M KOH: 0,155M Độ điện li KCN dung dịch A Thể tích dung dịch HCl 0,210M cần cho vào 50,00ml dung dịch A để pH hỗn hợp thu 9,24 Cho biết pKa HCN 9,35 ; NH + 9,24 Câu 7: (Phản ứng oxihóa - khử Điện hóa) Dung dịch X thu sau trộn 100ml dung dịch KMnO4 0,04M, 50ml dung dịch H2SO42M, 50ml dung dịch FeBr20,2M Tính thành phần cân hệ Tính điện cực Pt nhúng vào dung dịch X Thiết lập sơ đồ pin, tính sức điện động pin điện ghép điện cực Pt nhúng vào dung dịch X điện cực calomen bão hòa Viết phản ứng xảy pin hoạt động Cho E o Fe / Fe 0,77V E o MnO 4 / Mn 1,51V E o Hg Cl / Hg , 2Cl 0,244V 3 2 2 E o Br2 / Br 1,085V K a ( HSO4 ) 102 ThuVienDeThi.com Câu 8: (Nhóm halogen) Cho hỗn hợp A gồm muối NaX, NaY (X, Y hai halogen kế tiếp) Để kết tủa hoàn toàn 2,2 gam A cần 150ml dung dịch AgNO30,2M a) Tính khối lượng kết tủa tạo thành b) Xác định X, Y c) Biết có phản ứng X2 + KYO3 Y2 + KXO3 Hãy kết luận xác X, Y d) Từ kết luận c) cho biết chiều phản ứng X2 + KY Y2 + KX Câu : (Nhóm oxi - lưu huỳnh) Viết phương trình phản ứng xảy : a) Ion I- KI bị oxihóa thành I2 FeCl3; O3 cịn I2 oxihóa Na2S2O3 b) Ion Br- bị oxihóa H2SO4 đặc, BrO 3- môi trường axit c) H2O2 bị khử NaCrO2 mơi trường bazơ bị oxihóa dung dịch KMnO4 môi trường axit Câu 10: (Bài tập tổng hợp) Nguyên tử nguyên tố X có 10 electron thuộc phân lớp p Thêm đơn chất X hoạt động phóng xạ vào dung dịch chứa XO 23- thu ion A hoạt động phóng xạ Thêm dung dịch chứa Ba2+ thu kết tủa B Lọc kết tủa B, sấy khơ xử lí với dung dịch axit clohiđric thu chất rắn hoạt động phóng xạ, chất khí khơng hoạt động phóng xạ nước a) Viết phương trình ion thu gọn minh họa (ký hiệu X* cho X hoạt động phóng xạ) b) Viết cơng thức cấu tạo cho ion A cho biết cấu tạo, dạng hình học hợp chất khí với hiđro, oxit bậc cao nhất, hiđroxit bậc cao X ThuVienDeThi.com ĐÁP ÁN Câu Nội dung a) Do R chu kì Vậy ion tạo từ R có phân lớp s ngồi 3s2 4s2 + Nếu 4s2 số e phân lớp s số e phân lớp p 16 Tức 2p6 3p6 4p4 Điều khơng có đồng thời lớp ngồi 4s2 4p4 Đây selen ion + Nếu 3s2 số e phân lớp s số electron phân lớp p 12 tức 2p6 3s2 Đồng thời số e lớp số e phân lớp p tức = 14 Vậy: 3s2 3p6 3d6 ion cần xác định Fe2+ Cấu hình e Fe: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 b) Vị trí số thứ tự 26, chu kỳ 4, nhóm VIII B a) Nguyên tố A: n = 3, l = 1, m = -1, S = 3p4 A S Nguyên tố X: n = 2, l = 1, m = -1, S = Nguyên tố Z: n = 2, l = 1, m = 0, S = b) Phân tử ion CS2 SO2 SO 23SO 24- Điểm 0,25 0,25 0,25 0,25 2p4 X O 2p2 Z C 0,5 Trạng thái lai hóa nguyên tử trung tâm sp sp2 sp3 sp3 Cấu trúc hình học Đường thẳng Góc Chóp đáy tam giác Tứ diện 0,5 a) - Ở đỉnh tâm mặt có nguyên tử Ag - Nguyên tử Ag đỉnh, thuộc ô mạng sở - Nguyên tử Ag tâm mặt, thuộc ô mạng sở - Khối lập phương có đỉnh, mặt Số nguyên tử Ag có ô số +6 =4 b) Gọi d độ dài đường chéo mặt, a độ dài cạnh ô mạng sở d a a ThuVienDeThi.com d 0,25 Từ hình vẽ mặt khối lập phương tâm diện, ta có: d = a = 4RAg a = 2RAg = 2,144 = 407 (pm) Khối lượng riêng Ag là: 4.108.103 kg 1,06.104 kg / m3 12 3 23 (407.10 ) m 6,02.10 0,25 0,25 c) Số nguyên tử Au, Ag có mang số x (4 - x) 10 197 x 100 x 0,23 197 x 108(4 x) 0,25 Nguyên tử khối trung bình mẫu hợp kim là: M 108.3,77 197.0,23 113,12 0,25 Bán kính ngun tử trung bình hợp kim R 144(4 x) 147 x 0,25 0,25 Độ dài cạnh ô mạng sở hợp kim là: ahk a R 144(4 x) 147 x (576 x) (576 3.0,23) 407,78( pm) 0,25 Khối lượng riêng mẫu hợp kim là: 4.113,12.103 kg 1,108.104 kg / m3 12 3 23 (407,78.10 ) m 6,02.10 a) Tổng số nguyên tử C mẫu vật 0,25 0,001 6,02.1023 5,02.1019 nguyên tử 12 Số nguyên tử 14C = 5,02.1019.1,2.10-14 = 6,02.105 nguyên tử b) Tốc độ phân rã: A k N ln ln N 6,02.105 2,31.10 ( Bq) t1 5730.365.24.60.60 0,25 0,25 0,75 c) Tuổi mẫu nghiên cứu t1 N o Ao A 5730 227.10 t ln ln ln o ln 37925 năm k N k A ln A ln 2,31.10 0,75 a) Phương trình cần tổ hợp CH ( K ) C( K ) H 4H Co H 0,25 Theo ta có: CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O H 01 = -801,7 2H2) O2 + 2H2 - H 02 = -2(-241,5) CO2 O2 + C(r) - H 03 = 393,4 C(r) C(k) H 04 = 715 2H2(k) 4H(k) 2H 05 = 2.431,5 CH4(k) C(r) + 4H(k) 4H Co H ThuVienDeThi.com 0,25 4H Co H = H 01 - H 02 - H 03 + H 04 + 2H 05 = -801,7 + 483 + 398,4 + 715 + 2(431,5) = 1652,7 KJ/mol Năng lượng liên kết C-H: EC H 0,25 1652,7 413,715 KJ / mol 0,25 b) Phương trình cần tổ hợp: C2H6(k) 2C(k) + 6H(k) Ho = EC-C + 6EC-H Theo ta có: C2H6(k) + O2 2CO2 + 3H2O H 01 = -1412,7 3H2O O2 + 3H2 0,25 - 3H 02 = -3(-241,5) 2CO2 2O2 + 2C(r) -2H 03 = 393,4 2C(r) 2C(k) 2H 04 = 715 3H2(k) 6H(k) 3H 05 = 3.431,5 C2H6(k) 2C(k) + 6H(k) Ho Ho = H 01 - 3H 02 - 2H 03 + 2H 04 + 3H 05 = -1412,7 + 241,5 + 393,4 + 715 + 431,5 = -1412,7+ 724,5 + 786,8 + 1430 + 1294,5 = 2823,1 Ho = EC-C + 6EC-H EC = 2823,1 - 413,715 = 345,7 KJ/mol Giả sử phản ứng bậc Phương trình động học k = ln 0,25 0,25 0,25 P0 P (P0 áp suất SO2Cl2ở thời điểm ban đầu, t áp suất SO2Cl2 thời điểm t) SO2Cl2 SO2 + Cl2 t=0 Po 0 0,25 phản ứng x x x (atm) t Po - x x x Phỗn hợp = Po + x ; P = Po - x = 2Po - Phh Ta có bảng số liệu sau : t(h) Phh (atm) 4,92 5,67 6,31 7,31 8,54 P (atm) 4,92 4,17 3,53 2,53 1,30 0,25 Thế giá trị vào phương trình động học, ta có : 4,92 k1 ln 0,1654h 1 4,17 4,92 k3 ln 0,1663h 1 2,53 4,92 k2 ln 0,1660h 1 3,53 4,92 k4 ln 0,1664h 1 1,3 Vì k1 ≈ k2 ≈ k3 ≈ k4 Phản ứng bậc k1 k2 k3 k4 0,1660h 1 ln 0,6931 t1 4,1753h k 0,1660 0,25 0,25 b) k 0,25 ThuVienDeThi.com c) t = 24h P = Po.e-kt = 4,92.e-0,166.24 = 0,093 atm = Po - x x = 4,827 atm Vậy áp suất bình: Phh = Po + x = 9,747 atm d) Ở 620k: 0,25 0,25 nRT 0,1.0,082.620 5,084atm; P 1,048atm V 1 5,084 k ln 0,7895h 1 1,048 Po Ta có : k620 620 600 k600 10 K 620 2,181 K 600 0,25 NH + + OH- NH3 + H2O 0,15 0,155 0,005 0,15 TPGH (A): KCN : 0,120M; NH3 : 0,150M; KOH : 0,005M K B = 10-4,65 (1) CN- + H2O HCN + OH1 0,25 NH3 + H2O NH + K B = 10-4,76 (2) + H2O H+ + OHKW = 10-14 (3) Vì KW