Trường THPT Chuyên Hùng Vương Tỉnh Phú Thọ ĐỀ ĐỀ XUẤT THI TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG HÓA 10 Năm học 2012-2013 Thời gian làm 180 phút Câu 1: (2,5 điểm) a Năng lượng tính theo eV (1 eV = 1,602 × 10-19 J) hệ gồm hạt nhân eletron phụ thuộc vào số lượng tử n (nguyên dương) theo biểu thức: En = -13,6 × (Z2/n2) Z số đơn vị điện tích hạt nhân + Một nguyên tử hiđro trạng thái kích thích ứng với n = Tính bước sóng dài ngắn (theo nm) phát từ nguyên tử hiđro đó? Có thể có bước sóng khác phát nguyên tử hiđro lượng + Một nguyên tử hiđro chuyển từ trạng thái kích thích n =5 n = phát ánh sáng màu xanh Một ion He+ điều kiện phát ánh sáng màu xanh giống vậy? Cho: Hằng số Plank h = 6,626×10-34 J.s; Vận tốc ánh sáng chân khơng: c = 3×108 m/s b Am-241 có phân rã phóng xạ kiểu α với chu kì bán hủy 433 năm Chuông báo cháy thường chứa khoảng 0,3 μg Am-241 Khi hoạt độ phóng xạ Am-241 bên giảm 3% chng khơng cịn khả hoạt động Tính số hạt α phát chng báo cháy sản xuất Tính tuổi thọ chuông báo cháy? Câu 2: (2,5 điểm) a Hợp chất XF5 chứa 42,81% flo khối lượng Tìm nguyên tố X X có số oxy hóa nào? Mô tả tạo thành liên kết XF5 Mơ tả hình dạng phân tử XF5 biết nguyên tử X không nằm mặt phẳng tạo nguyên tử F Vì XF5 hợp chất cộng hóa trị thể lỏng lại có độ dẫn điện riêng cao? ThuVienDeThi.com b Spinel loại quặng chứa 37,9% Al khối lượng có khối lượng riêng 3,57 g/cm3 Độ dài cạnh ô mạng lập phương spinel 809 pm Tìm số lượng ion mạng đơn vị spinel biết quặng spinel chứa nguyên tố Al, Mg, O Cho: F =19,00; Cl = 35,45; Br =79,90; I =126,90; P =30,97; Al =26,98; Mg =24,30; O =16,00 Câu 3: (2,5 điểm) Một phương pháp phổ biến để tổng hợp hiđro quy mô công nghiệp sử dụng phản ứng: CH4 (k) + H2O (k) H2 (k) + CO (k) a Hằng số cân phản ứng 298 K KP, 298K=1,45×10-25; 1580 K KP, 1580K =2,66×104 Coi entropy entapy khơng phụ thuộc vào nhiệt độ, tìm ΔHo ΔSo phản ứng b Nạp vào bình phản ứng mol CH4 mol H2O nâng nhiệt độ lên 1100 K Khi cân hình thành thấy áp suất bình phản ứng 1,6 atm Tính hiệu suất chuyển hóa CH4 c Nạp vào bình phản ứng tích khơng đổi mol CH4 mol H2O 400 K thấy áp suất ban đầu (khi chưa xuất H2) 1,6 atm Sau nâng nhiệt độ bình lên 1100 K Tính áp suất khí bình cân hình thành Câu 4: (2,5 điểm) Sự có mặt clo nguyên tử tầng bình lưu khí trái đất dẫn đến bào mịn lớp ozon Q trình mơ tả cách đơn giản hóa sau: k1 Cl2 → Cl k2 Cl + O3 → ClO + O2 k3 ClO + O3 → Cl + O2 k4 Cl → Cl2 a Có thể áp dụng gần trạng thái ổn định cho tiểu phân nào? Tại sao? b Tìm biểu thức mơ tả tốc độ ozon Bậc riêng phần Cl2 biểu thức bao nhiêu? Câu 5: (2,5 điểm) ThuVienDeThi.com Dung dịch X hỗn hợp H3PO4 KHSO4 0,010 M a Để xác định nồng độ H3PO4, người ta tiến hành chuẩn độ dung dịch X dung dịch NaOH Có thể chọn chất làm thị cho phép chuẩn độ số thị metyl da cam (pT = 4,0), Clorophenol đỏ (pT = 4,8), metyl đỏ ( pT = 5,0), phenol đỏ (pT = 6,4), phenolphtalein (pT = 8,0), thimolphtalein (pT = 9,4) b Sử dụng máy đo pH xác định dung dịch X có pHX = 2,03 Tính nồng độ mol H3PO4 Cho: H3PO4 có pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32; HSO4- có pKa = 1,99 Câu 6: (2,5 điểm) Có dung dịch X gồm: Cu(NO3)2 1M, NaCl 1M a Cần phải đặt vào hai điện cực bình điện phân nhúng dung dịch X với điện tối thiểu để bắt đầu có q trình oxi hóa – khử Chấp nhận bỏ qua hết trình phụ điện cực b Điện phân 500ml X thời gian 8000s cường độ dịng điện 9,65A điện cực trơ, phóng điện hồn tồn có ích cho điện phân Sau 8000s để ngun bình điện phân để dung dịch khơng thay đổi khối lượng Tính thể tích khí khối lượng kim loại thu Biết oxi hóa ion clorua thu khí clo khử ion nitrat thu khí nitơ oxit Cho: Eo(Cu2+/Cu) = 0,34V; Eo(Cl2/2Cl-) = 1,36V Câu 7: (2,5 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol đơn chất A (ở thể rắn nhiệt độ thường gần không màu) oxi dư thu chất X X tác dụng với 400ml dung dịch NaOH 2M sau phản ứng kết thúc thu 483,2 gam dung dịch Y chứa chất tan Z với nồng độ 17,219% a Xác định công thức phân tử vẽ ctct A? b Cho Z tác dụng với luợng vừa đủ dung dịch KOH thu dung dịch đặc M Dung dịch M tác dụng riêng biệt với chất dung dịch sau: Cl2, FeCl3, S, Câu 8: (2,5 điểm) ThuVienDeThi.com Hợp chất Sunfat A B có công thức cấu tạo giống X2SO4 Y2SO4 Nhưng phân tử chúng lại chứa số nguyên tử khác Hàm lượng lưu huỳnh chất A 22,654% chất B 25,4% A chất rắn vô hại B chất lỏng gây ung thư độc Khi cho B tác dụng chất C lúc đầu tạo chất D thêm dư C vào lại chất A Cả trường hợp tạo chất E Dung dịch nước E trung tính Chất E tác dụng với kim loại F tạo chất G thủy phân tạo chất C E Xác định A, B, C, D, E, F, G viết phương trình phản ứng ThuVienDeThi.com Đáp án đề đề xuất thi trại hè Hùng Vương 2013 Môn Hóa học- Lớp 10 Thời gian làm 180 phút Câu a b a Nội dung Bước sóng dài nhất: λmax = hc/ (E6 – E5) = 7465 nm Bước sóng ngắn nhất: λmin = hc/ (E6 – E1) = 93,84 nm Có thể có 15 bước sóng khác Ta có - 13,6 (1/25 – 1/4) = -13,6 × (1/nt2 - 1/ns2) Hay 1/25 – 1/4 = 1/(nt/2)2 - 1/(ns/2)2 → nt/2 = ns/2 = → He+ chuyển từ n = 10 n = Số hạt α phát giờ: N= ( 0,3x10-6x 6,022x1023:241) x(433x 365,25x24)-1xln2 = 1,37x108 hạt α Tuổi thọ chuông: ln(1/0,9) = (ln2/433)xt t = 19 năm MX = 19 × (1-0,4281)/0,4281 = 126,90 X I Số oxy hóa: -1, -1/3, 0, +1, +3, +5, +7 Giải thích I : 5s25p5 Điểm 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 kích thích lai hóa sp3d2 Ngun tử I từ trạng thái 5s25p5 chuyển lên trạng thái kích thích 5s25p35d2 có electron độc thân Sau đó, xảy lai hóa ngồi sp3d2 tạo thành obitan lai hóa hướng đỉnh bát diện, I dùng obitan lai hóa sp3d2 chứa electron độc thân xen phủ trục với obitan p chứa electron độc thân nguyên tử F tạo thành liên kết σI-F ThuVienDeThi.com 0,25 b Cấu trúc chóp đáy vng song cặp e tự chiếm không gian lớn, ép góc làm nguyên tử I lệch khỏi mặt phẳng đáy F 0,25 F F I F F Dẫn điện do: 2b Khối lượng ô mạng: 1,89 10-21 gam Khối lượng Al ô mạng: 7,16 10-22 gam → số Al ô mạng: 16 Số Mg ô mạng: x; số O ô mạng: y Ơ mạng trung hịa điện: x + 16 = y 24,03 x + 16 y = 706,8 → x = y =32 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 a K (T2 ) H 1 T1 T21 ln K (T1 ) R ln 2,66 10 H 2981 1580 1 25 1,45 10 8,314 1,0 R H 205,75 kJ 206 kJ RT ln K H T S 8,314 298 ln(1,45 10 25 ) 205750 298 S 205750 141700 214,93 298 R S 215 J / K S b R G1100 205750 1100 214,93 30673 R G1100 30,7 kJ K1100 e K 1100 P 8, 3141100 28,6 28,6 nban đầu Δn ncb Pcb 30673 0,75 CH4 (k) + H2O (k) H2 (k) + CO (k) 1 0 -a -a +3ª +a 1-a 1-a 3a a Σn = 2(1+a) 1 a p 2(1 a ) 1a p 2( a ) 3a p 2( a ) ThuVienDeThi.com a p 2( a ) KP ( a ) a (1 a ) (1 a ) p2 3 (1 a ) (1 a ) (1 a ) (1 a ) KP 27 a p2 2 (1 a ) (1 a ) 4K P a2 p 27 a2 K = 28,6; p = 1,6 atm → a = 0,7501→ Hiệu suất 75,01% c p1T1 = p2T2 pG = (1100/400).1,6 p = 4,40 atm p(CH4) = p(H2O) = ½p = 2,20 atm CH4 (k) + H2O (k) H2 (k) + CO (k) pban đầu 2.2 2.2 0 Δp -b -b +3b +b pcb 2,2-b 2,2-b 3b b p = 4.4+2b 0,75 27b KP (2,2 b) 28,6 27b 2,2 b b = 1,08 atm p = 6,56 atm p(CH4) = p(H2O) = 1,12 atm p(CO) = 1,08 atm p(H2) = 3,23 atm Có thể áp dụng nguyên lý trạng thái tĩnh cho Cl ClO chúng A gốc tự hoạt động → khả phản ứng cao → tốc độ sinh chậm nhiều tốc độ tạo thành → nồng độ đổi b �[��] = = �1[��2] ‒ �2[��][�3] + �3[���][�3] ‒ �4[��]2 �� �2 �[���] = = �2[��][�3] ‒ �3[���][�3] ⇒ [���] = [��] �� �3 �2 = �1[��2] ‒ �2[��][�3] + �3 [��][�3] ‒ �4[��]2 ⇒ [��] = �3 ‒ ‒ �[�3] �� �[�3] �� = �2[��][�3] + �3[���][�3] = �2 v = 2�2 �1 0,5 �1 [�� ] �4 �1 �2 �1 [��2][�3] + �3 [�� ][� ] �4 �3 �4 [��2]0.5[�3] �4 Bậc riêng phần Cl2 ½ a Chuẩn độ nấc 1: HSO4- + OH- → SO42- + H2O H3PO4 + OH- → H2PO4pHTĐ1 ≈ (pKa1 + pKa2)/2 = 4,68 gần 4,8 Vậy để chọn thị Clorophenol đỏ (pT = 4,8), màu dung dịch ThuVienDeThi.com 1,0 0,5 0,5 chuyển từ vàng sang đỏ Nếu chuẩn độ tiếp nấc 2: H2PO4- + OH- → HPO42- + H2O pHTĐ2 ≈ (pKa2 + pKa3)/2 = 9,764 gần 9,4 Như chọn thị thimolphtalein (pT = 9,4) để làm thị Tại điểm cuối chuẩn độ, dung dịch chuyển từ không màu sang màu xanh b ; Ka =10-2 (1) HSO4– H+ + SO42– H3PO4 H+ + H2PO4– Ka1 =10-2,15 ; 0,5 (2) 0,5 – H2PO4 H+ 2– + HPO4 ; Ka2 =10-7,21 HPO4– H+ + PO43– ; Ka3 =10-12,32 Vì pH = 2,03 → bỏ qua phân li nước Ka1 >> Ka2 >> Ka3 → trình (1) (2) định pH hệ (3) (4) K Ka a1 Ta có: [H + ] = [SO 2- ] + [H PO - ] = CHSO + CH3PO4 4 K + [H+] K + [H+] a a1 K Ka a1 → CH PO [H+] C HSO K + [H+] K a + [H+] a1 K + [H+] → CH PO ([H+] - CHSO K a ) a1 4 K a + [H+] K a1 0,5 0,5 → CH3PO4 (102,03 - 0,010 10-2 10-2,15 + 102,03 = 9,64.10-3 M ) 2,03 -2 -2,15 10 + 10 10 Tại cực âm: (Catot) Cu2+ + 2e → Cu E- = E0= + 0,34V ( đkc) Tại cực dương:( Anot) 2Cl- →Cl2 + 2e E+ = + 1,36 v Vậy phải đặt điện tối thiểu là: E = E+ - E-=1,36 – 0,34 = 1,02 V ThuVienDeThi.com 0,5 0,25 0,25 0,5 Mol electron trao đổi là: It/F = 9,65.8000/96500 = 0,8 mol Mol Cu2+ = 0,5mol; Cl-= 0,5mol Ở cực âm: Cu2+ + 2e → Cu 0,4 0,8 0,4 mol Ở cực dương: 2Cl → Cl2 + 2e 0,5 0,25 0,5mol 2H2O → 4H+ + O2 + 4e 0,3 0,075 0,3mol 2+ Sau 8000s Cu dư, Cl hết H2O anot điện phân Dung dịch sau dừng điện phân có: Cu2+ 0,1 mol; H+ 0,3mol; NO3- 1mol, Na+ 0,5 mol Cu catot bị hòa tan: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ +2NO + 4H2O 0,1125 0,3 0,075 mol → 0,075 mol Vậy Cu bị tan 0,1125 mol, khí NO thu 0,075 mol Tổng mol khí ( Cl2 + O2 + NO) = 0,25 + 0,075 + 0,075 = 0,4 mol Vkhí = 8,96 lít Khối lượng kim loại Cu = 64 ( 0,4 – 0,1125) = 18,4 gam 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 a b Xác định Z NaHSO3, A SO2 A S8 vẽ cấu tạo vòng tám cạnh phản ứng 0,75 0,75 0,25x 4= 1,0 X2SO4 Na2SO4 Y2SO4 (CH3)2SO4 ThuVienDeThi.com 1,0 Ptpư (CH3)2SO4 + NaOH (CH3)2SO4 + NaOHdư CH3OH + Na CH3ONa + H2O CH3OH + Na(CH3)SO4 E D 2CH3OH + Na2SO4 CH3ONa + 1/2H2 G CH3OH + NaOH ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 0,5 0,5 ... định A, B, C, D, E, F, G viết phương trình phản ứng ThuVienDeThi.com Đáp án đề đề xuất thi trại hè Hùng Vương 2013 Mơn Hóa học- Lớp 10 Thời gian làm 180 phút Câu a b a Nội dung Bước sóng dài nhất:... CHSO K a ) a1 4 K a + [H+] K a1 0,5 0,5 → CH3PO4 (10? ??2,03 - 0, 010 10-2 10- 2,15 + 10? ??2,03 = 9,64 .10- 3 M ) 2,03 -2 -2,15 10 + 10 10 Tại cực âm: (Catot) Cu2+ + 2e → Cu E- = E0= + 0,34V (... 141700 214,93 298 R S 215 J / K S b R G 1100 205750 1100 214,93 30673 R G 1100 30,7 kJ K 1100 e K 1100 P 8, 314 1100 28,6 28,6 nban đầu Δn ncb Pcb 30673 0,75 CH4