HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC KHU VỰC DH VÀ ĐB BẮC BỘ DUYÊN HẢI VÀ ĐB BẮC BỘ NĂM 2015 TRƯỜNG THPT CHUN THÁI BÌNH MƠN THI: HĨA HỌC LỚP 10 ĐỀ THI ĐỀ XUẤT (Thời gian làm 180 phút không kể thời gian giao đề) Người đề Đề thi gồm 02 trang Phạm Quang Hiệu ĐT: 0984962783 Câu 1: Cấu tạo nguyên tử, phân tử - Định luật HTTH: (2 điểm) a Trình bày sở để viết cấu hình electron nguyên tử b Electron cuối hai nguyên tử A B ứng với số lượng tử là: A: n= 3, l = 1, m= -1, ms= +1/2 B: n= 3, l = 2, m= -2, ms= -1/2 Hãy viết cấu hình electron A, B xác định vị trí chúng bảng tuần hoàn Câu 2: Tinh thể : (2 điểm) Niken (II) oxit có cấu trúc tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Các ion O2- tạo thành mạng lập phương tâm mặt, hốc bát diện có ion Ni2+ Khối lượng riêng Niken (II) oxit 6,67 g/cm3 Nếu cho Niken (II) oxit tác dụng với Liti oxit oxi tinh thể trắng có thành phần LixNi1-xO: x x Li2O + (1-x) NiO + O2 → LixNi1-xO Cấu trúc mạng tinh thể LixNi1-xO giống cấu trúc mạng tinh thể NiO, số ion thay ion Liti số ion Ni2+ bị oxi hóa để đảm bảo tính trung hịa điện phân tử Khối lượng riêng tinh thể LixNi1-xO 6,21 g/cm3 Ni2+ Tính x (chấp nhận thể tích ô mạng sở không thay đổi chuyển từ NiO thành LixNi1-xO) Cho NA= 6,023.1023 mol-1; Ni = 58,71; Li = 6,94; O = 16 Câu 3: Phản ứng hạt nhân: (2 điểm) Q trình phân huỷ phóng xạ nguyên tố chì xảy sau: 214 82 Pb 1 214 83 Bi + - 2 P + - 214 84 Thời gian bán huỷ giai đoạn tương ứng 26,8 phút 19,7 phút Giả sử lúc đầu 214 214 214 có 100 ngun tử 214 82 Pb , tính số nguyên tử 82 Pb , 83 Bi 84 P0 thời điểm t = 10 phút Câu 4: Nhiệt hoá học: (2 điểm) Cho phản ứng: C + H2O → CO + H2 Xác định biến thiên entanpi phản ứng 1,00 mol cacbon với nước 6000C? Nhiệt dung đẳng áp (J.mol-1.K-1) chất cho sau: H2: Cp = 29,08 - 0,0008364T + 2,0.10-6 T2 CO: Cp = 26,86 + 0,006966T - 8,20.10-6 T2 H2O: Cp = 30,359 + 9,615.10-3T + 1,18.10-6 T2 C: Cp = 8,54 Ở điều kiện chuẩn: ΔH 0CO = -110,5 kJ/mol; ΔH 0H2O = -241,84 kJ/mol Câu 5: Cân hóa học pha khí: (2 điểm) Ở 8500C số cân KP phản ứng sau: ThuVienDeThi.com CaCO3 (r) ⇌ CaO (r) + CO2 (k) K1 = 0,2 C (r) + CO2 (k) ⇌ 2CO (k) K2 = Cho mol CaCO3 mol C vào bình chân khơng dung tích 22,4 lít trì 8200C a Tính số mol chất cân b Ở thể tích bình phân hủy CaCO3 hồn tồn? Câu 6: Cân axit bazơ kết tủa : (2 điểm) a 100 ml nước 25oC hòa tan tối đa 440 ml khí H2S (ở đktc) Hãy tính nồng độ mol H2S dung dịch bão hòa Giả thiết q trình hịa tan H2S khơng làm thay đổi thể tích dung dịch b Dung dịch FeCl2 0,010 M bão hòa H2S cách sục liên tục dịng khí H2S vào dung dịch Cho TFeS = 8,0 10-19 H2S có Ka1 = 9,5 10-8 Ka2 = 1,3 10-14 Hằng số ion nước Kw = 10-14 Hãy cho biết để thu nhiều kết tủa FeS cần phải tăng hay giảm pH dung dịch? c Hãy tính pH cần thiết lập để nồng độ Fe2+ giảm từ 0,010M xuống 1,0.10-8 M Câu 7: Phản ứng oxi hố khử Điện hóa: (2 điểm) Cho biết khử chuẩn 250C cặp sau: E0 (H3AsO4/HAsO2) = 0,559V E0 (I2/I-) = 0,5355V a Hỏi chiều phản ứng sau điều kiện chuẩn: H3AsO4 + 2I- + 2H+ ⇌ HAsO2 + 2H2O b Nếu biến đổi pH (các điều kiện khác giữ nguyên câu a) giá trị pH phản ứng bắt đầu đổi chiều? c Tính số cân K phản ứng thuận phản ứng nghịch Câu 8: Nhóm Halogen : (2 điểm) a Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi hidro halogenua thay đổi nào? Giải thích nguyên nhân? b Độ bền nhiệt từ HF đến HI thay đổi nào? Có phù hợp với thay đổi nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi khơng? Câu 9: Nhóm Oxi – Lưu huỳnh: (2 điểm) Cho gam mẫu chất chứa Fe3O4, Fe2O3 tạp chất trơ Hòa tan mẫu vào lượng dư dung dịch KI môi trường axit (khử tất Fe3+ thành Fe2+) tạo thành dung dịch A Pha lỗng A đến thể tích 50 ml Lượng I2 có 10 ml dung dịch A phản ứng vừa đủ với 5,5 ml dung dịch Na2S2O3 1M (sinh S4O 62 ) Lấy 25 ml mẫu dung dịch A khác, chiết tách I2, lượng Fe2+ dung dịch lại phản ứng vừa đủ với 3,2 ml dung dịch MnO 4 1M H2SO4 a Viết phương trình phản ứng xảy (dưới dạng phương trình ion thu gọn) b Tính phần trăm khối lượng Fe3O4 Fe2O3 mẫu ban đầu Câu 10: Động học: (2 điểm) Trong phản ứng bậc tiến hành 270C, nồng độ chất đầu giảm nửa sau 5000 giây Ở 370C, nồng độ giảm lần sau 1000 giây Xác định: a Hằng số tốc độ 270C b Thời gian để nồng độ đầu giảm tới ¼ 370C c Năng lượng hoạt hóa Hết ThuVienDeThi.com ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM MƠN HĨA KHỐI 10 Gv đề: Phạm Quang Hiệu ĐT: 0984962783 Câu 1: Cấu tạo nguyên tử, phân tử - Định luật HTTH (2đ) a Trình bày sở để viết cấu hình electron nguyên tử b Electron cuối hai nguyên tử A B ứng với số lượng tử là: A: n= 3, l = 1, m= -1, ms= +1/2 B: n= 3, l = 2, m= -2, ms= -1/2 Hãy viết cấu hình electron A, B xác định vị trí chúng bảng tuần hoàn Câu Nội dung Điểm 1.a Viết cấu hình electron nguyên tử dựa theo hai nguyên lý hai quy tắc sau: 1đ * Nguyên lý vững bền: trạng thái bản, nguyên tử e chiếm mức lượng từ thấp lên cao * Nguyên lý Pauli: Trong obitan có nhiều hai e hai e chuyển động tự quay khác chiều xung quanh trục riêng e *Quy tắc Kleckopxki (Thứ tự phân mức lượng obitan nguyên tử): Trong nguyên tử, lượng phân mức en,l tăng theo giá trị tổng (n + l) tăng, hai phân mức có trị (n + l) tăng theo tăng n (Học sinh không cần phát biểu phần này) Thứ tự phân mức lượng là: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s… *Quy tắc Hund: Trong phân lớp, e phân bố obitan cho số e độc thân tối đa e phải có chiều tự quay giống 1.b *Nguyên tử A: có e cuối ứng với số lượng tử là: n= 3, l = 1, m= -1, ms= +1/2 -1 +1 Như cấu hình phân lớp có lượng cao a là: 3p1 Vậy cấu hình e đầy đủ A là: 1s22s22p63s23p1 (Z= 13) A thuộc chu kì 3, nhóm IIIA bảng tuần hồn A Nhơm 0,5đ *Ngun tử B: có e cuối ứng với số lượng tử là: n= 3, l = 2, m= -2, ms= -1/2 0,5đ -2 -1 +1 +2 cấu hình phân lớp có lượng cao a là: 3d6 Vậy cấu hình e đầy đủ A là: 1s22s22p63s23p63d64s2 ( Z= 26) B thuộc chu kì 4, nhóm VIIIB bảng tuần hồn B Sắt Câu 2: Tinh thể (2 điểm) Niken (II) oxit có cấu trúc tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Các ion O2- tạo thành mạng lập phương tâm mặt, hốc bát diện có ion Ni2+ Khối lượng riêng Niken (II) oxit 6,67 g/cm3 Nếu cho Niken (II) oxit tác dụng với Liti oxit oxi tinh thể trắng có thành phần LixNi1-xO: x x Li2O + (1-x) NiO + O2 → LixNi1-xO Cấu trúc mạng tinh thể LixNi1-xO giống cấu trúc mạng tinh thể NiO, số ion Ni2+ thay ion Liti số ion Ni2+ bị oxi hóa để đảm bảo tính trung hòa điện phân tử Khối lượng riêng tinh thể LixNi1-xO 6,21 g/cm3 Tính x (chấp nhận thể tích mạng sở khơng thay đổi chuyển từ NiO thành LixNi1-xO) Cho NA= 6,023.1023 mol-1; Ni = 58,71; Li = 6,94; O = 16 Câu Nội dung Điểm ThuVienDeThi.com Trong tinh thể, xếp anion cation theo cấu trúc mạng 0,5 đ lập phương tâm mặt Các cation anion nằm xen kẽ Một ô mạng sở chứa cation anion n.M NiO D NiO N A a Tính cạnh a ô mạng sở NiO: 0,5 đ 74,71 a3 = 4,006.10-8 cm 6,023.10 23 6,67 6,94x (1 x).58,71 16 Vậy: 6,21 => x = 0,1 1đ 6,023.10 23 4,206.10 8 Câu 3: Phản ứng hạt nhân (2 điểm) Q trình phân huỷ phóng xạ ngun tố chì xảy sau: 2 214 214 1 214 82 Pb 83 Bi + 84 P0 + Thời gian bán huỷ giai đoạn tương ứng 26,8 phút 19,7 phút Giả sử lúc đầu 214 214 214 có 100 nguyên tử 214 82 Pb , tính số nguyên tử 82 Pb , 83 Bi 84 P0 thời điểm t = 10 phút Câu Nội dung Điểm Q trình phân huỷ phóng xạ cho phản ứng nối tiếp hai giai đoạn ln2 bậc Khi t = t1/2 số phóng xạ: = Với giai đoạn ta t 1/ có: ln2 1 = = 2,59.10 - ph - 26,8ph ln2 2 = = 3,52.10 - ph - 19,7ph 1đ Số nguyên tử loại t = 10 phút: 2 2 ,59 10 10 N 214 = 77 nguyên tử 82 Pb = 100 e ,59.102 100 2 1đ ,59 10 10 e 3,52 10 10 = 19 nguyên tử 2 e ( 3,52 ,59 ).10 214 N 84 P0 = 100 - 77 - 19 = 44 nguyên tử Câu 4: Nhiệt hoá học (2đ) Cho phản ứng: C + H2O → CO + H2 Xác định biến thiên entanpi phản ứng 1,00 mol cacbon với nước 6000C? Nhiệt dung đẳng áp (J.mol-1.K-1) chất cho sau: H2: Cp = 29,08 - 0,0008364T + 2,0.10-6 T2 CO: Cp = 26,86 + 0,006966T - 8,20.10-6 T2 H2O: Cp = 30,359 + 9,615.10-3T + 1,18.10-6 T2 C: Cp = 8,54 Ở điều kiện chuẩn: ΔH 0CO = -110,5 kJ/mol; ΔH 0H2O = -241,84 kJ/mol N 214 83 Bi = Câu ΔH 298 = ΔH CO - ΔH H 2O Nội dung = -110,5 - (-241,84) =131,34 kJ ∆Cp= Cp (CO) + Cp (H2) - Cp (H2O) - CP (C) = 17,041 - 3,4854.10-3T -7,38.10-6 T2 ΔH 873 = ΔH Điểm 0.5đ 0,5đ 873 298 + C p dT 131340 + 17,041.(873-298) - 3,4854.10-3(8732 298 2982):2 - 7,38.10-6(8733 - 2983):3 = 138393,545 138,4 kJ Câu 5: Cân hóa học pha khí (2đ) Ở 8500C số cân KP phản ứng sau: ThuVienDeThi.com 1đ CaCO3 (r) ⇌ CaO (r) + CO2 (k) K1 = 0,2 C (r) + CO2 (k) ⇌ 2CO (k) K2 = Cho mol CaCO3 mol C vào bình chân khơng dung tích 22,4 lít trì 8200C a Tính số mol chất cân b Ở thể tích bình phân hủy CaCO3 hoàn toàn? Câu Nội dung Điểm 5a K1 = PCO2 = 0,2 atm K2 PCO => PCO = PCO2 0,5đ 2.0,2 0,632 atm Gọi x, y số mol CaCO3 CO2 phản ứng Từ suy số mol chất trạng thái cân là: CaCO3 CaO CO2 C CO 1-x x x-y 1-y 2y PCO2 V 0,05 mol CO ; Ta có: x - y = RT 0,5đ PCO V 0,158 mol CO; 2y = RT 0,5đ => nCaO= 0,129 mol; nCaCO3=0,871 mol nC= 0,921 mol 5b Sự phân hủy hồn tồn x = => nCO2= (1- y) mol nCO= 2y mol 0,5đ Vậy: 0,632V = 2yRT 0,2V = (1-y)RT Giải ta được: V= 1733,69 lít Câu 6: Cân dung dịch điện li (2đ) a Xác định độ điện ly H – COOH 1M biết số điện ly Ka = 10-4 b Khi pha 10 ml axit nước thành thu dung dịch có pH 6,5 độ điện ly axit thay đổi lần? Giải thích c Sỏi thận có thành phần canxi oxalat (CaC2O4) Có người quan niệm ăn nhiều chất chua chanh dấm hịa tan sỏi Em có ý kiến quan niệm Câu 6a Nội dung Gọi độ điện ly HCOOH = x H – COOH ⇌ H+ + H – COO- [ ] 1–x x x Điểm 0,75đ x2 Bỏ qua phân li nước = 10 4 1 x 6b Axit yếu Ca > 100 Ka nên –x x = 0,014 hay 1,4% Khi pha loãng nồng độ axit giảm số điện ly khơng đổi 0,75đ Đến pH = 6,5 có nghĩa nồng độ axit nhỏ khơng bỏ qua phân ly nước Ta có: H HCOO 4 10 = 1 = 4 2.10 C o HCOO H HCOO Co 1 1 H Thay số vào ta có = 0,99 Vậy độ điện ly tăng 0,99/0,014 70 lần theo định luật pha loãng Ostwald: C giảm tăng ThuVienDeThi.com + Về nguyên tắc quan niệm quan điểm Cân hóa học Axit 0,5đ oxalic axit yếu nên có cân hoà tan: CaC2O4 + 2H+ ⇌ Ca2+ + 2HC2O4+ Thực chất thể người hệ Sinh học thích nghi nên ảnh hưởng việc ăn chua khơng có tác dụng đáng kể (Học sinh có lập luận khác không sai cho điểm) Câu 7: Phản ứng oxi hố khử Điện hóa Cho biết khử chuẩn 250C cặp sau: E0 (H3AsO4/HAsO2) = 0,559V E0 (I2/I-) = 0,5355V a Hỏi chiều phản ứng sau điều kiện chuẩn: H3AsO4 + 2I- + 2H+ ⇌ HAsO2 + 2H2O b Nếu biến đổi pH (các điều kiện khác giữ nguyên câu a) giá trị pH phản ứng bắt đầu đổi chiều? c Tính số cân K phản ứng thuận phản ứng nghịch Câu Nội dung Điểm 0 7a Vì E (H3AsO4/HAsO2) > E (I2/I ) nên phản ứng theo chiều thuận 0,5đ 7b Để đổi chiều phản ứng cần có điều kiện: E (H3AsO4/HAsO2) < E (I2/I-) Ta có: H3AsO4 + 2I- + 2H+ ⇌ HAsO2 + 2H2O 6c Vì biến đổi pH so với câu a) nên: [H3AsO4] = [HAsO2] = 1M 0,059 Từ đó: E (H3AsO4/HAsO2)= E0 (H3AsO4/HAsO2) + lg[H+]2 < 0,5355V 1đ => pH > 0,40 Vậy pH=0,4 phản ứng bắt đầu đổi chiều 7c nE 20,559 0,5355 * Phản ứng thuận: lgKT= 0,7966 => KT= 6,26 0,059 0,059 2(0,5355 0,559) 0,7966 => KN=0,16 (KN= * Phản ứng nghịch: lgKN= ) KT 0,059 0,5đ Câu 8: Nhóm Halogen (2đ) a Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi hidro halogenua thay đổi nào? Giải thích nguyên nhân? b Độ bền nhiệt từ HF đến HI thay đổi nào? Có phù hợp với thay đổi nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi khơng? Câu 8a Nội dung Điểm Từ HF đến HCl: Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi giảm Từ HCl đến HI 1đ nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi tăng Các hidro halogenua tương tác với lực tương tác phân tử gồm lực định hướng, lực khuếch tán lực cảm ứng Nhưng lượng tương tác cảm ứng thường bé so với lượng tương tác định hướng tương tác khuếch tán, ảnh hưởng tương tác cảm ứng đến nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi bỏ qua Năng lượng tương tác định hướng giảm từ HF đến HI độ phân cực phân tử giảm Năng lượng tương tác khuếch tán tăng lên dãy tăng bán kính nguyên tử halogen giảm độ phân cực liên kết phân tử Từ HF đến HCl, nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi giảm phân tử HF phát sinh liên kết Hidro, đồng thời lượng tổng quát tương tác phân tử giảm tương tác định hướng giảm Từ HCl đến HI lượng tương tác khuếch tán chiếm ưu so với tương tác định hướng nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi tăng GV cho số liệu cho HS tra bảng số liệu nhiệt độ sơi nhiệt độ nóng chảy cho HS nhận xét quy luật biến đổi yêu cầu giải thích: HF HCl HBr HI ThuVienDeThi.com t0 nóng chảy (0C) -83 -114,2 -88 -50,8 t0 sôi (0C) 19,5 -84,9 -66,7 -35,8 8b Độ dài liên kết HX, lượng liên kết độ bền nhiệt dãy từ 1đ HF đến HI có giá trị sau: HF HCl HBr HI Độ dài liên kết HX (A0) 1,02 1,28 1,41 1,60 Năng lượng liên kết HX 135 103 87 71 (Kcal/mol) Phân hủy 10000C (%) Khơng 0,014 0,5 33 Trong dãy đó, độ bền nhiệt giảm độ dài liên kết tăng lượng liên kết giảm Độ bền nhiệt phụ thuộc vào lượng liên kết phân tử, cịn nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi lại phụ thuộc vào lượng tương tác phân tử Câu 9: Nhóm Oxi – Lưu huỳnh Cho gam mẫu chất chứa Fe3O4, Fe2O3 tạp chất trơ Hòa tan mẫu vào lượng dư dung dịch KI môi trường axit (khử tất Fe3+ thành Fe2+) tạo thành dung dịch A Pha loãng A đến thể tích 50 ml Lượng I2 có 10 ml dung dịch A phản ứng vừa đủ với 5,5 ml dung dịch Na2S2O3 1M (sinh S4O 62 ) Lấy 25 ml mẫu dung dịch A khác, chiết tách I2, lượng Fe2+ dung dịch lại phản ứng vừa đủ với 3,2 ml dung dịch MnO 4 1M H2SO4 a Viết phương trình phản ứng xảy (dưới dạng phương trình ion thu gọn) b Tính phần trăm khối lượng Fe3O4 Fe2O3 mẫu ban đầu Câu Nội dung 9a Phương trình phản ứng: Fe3O4 + 2I- + 8H+ → 3Fe3+ + I2 + 4H2O (1) Fe2O3 + 2I- + 6H+ → 2Fe3+ + I2 + 3H2O (2) 2S2O 32 + I2 → S4O 62 + 2I(3) 9b 1đ Điểm 5Fe2+ + MnO 4 + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (4) 1 (3) => n I2 (3) n S O2 0,0055.1 0,00275 mol 2 (4) => n Fe2 (4) 5n MnO 5.0,0032.1 0,016 mol Đặt số mol Fe3O4 Fe2O3 x y, ta có: 3x + 2y = 0,016.2 = 0,032 x + y = 0,00275.5 = 0,01375 x = 0,0045 y = 0,00925 %mFe3O4 = 17,4% %mFe2O3 = 24,7% Câu 10: Động học Trong phản ứng bậc tiến hành 270C, nồng độ chất đầu giảm nửa sau 5000 giây Ở 370C, nồng độ giảm lần sau 1000 giây Xác định: a Hằng số tốc độ 270C b Thời gian để nồng độ đầu giảm tới ¼ 370C c Năng lượng hoạt hóa Câu 10 Nội dung Điểm 10a 0,75đ 0,693 Ta có : t1/2 = k 0,693 k 270 C = = 1,39.10-4 s-1 5000 10b 0,75đ 0,693 k 370 C = = 6,93.10 4 s-1 1000 Thời gian cần thiết để nồng độ đầu giảm tới 1/4 giá trị đầu 370C là: a t1/4 = ln = 2000 (s) -4 6,93.10 a/4 ThuVienDeThi.com 10c Năng lượng hoạt hóa E tính theo biểu thức: kT 1 E lg = k T1 2,303.R T1 T2 6,93.10-4 E = -4 1,39.10 2,303.8,314 300 310 E = 124 kJ/mol lg Hết ThuVienDeThi.com 0,5đ ... 2,59 .10 - ph - 26,8ph ln2 2 = = 3,52 .10 - ph - 19,7ph 1đ Số nguyên tử loại t = 10 phút: 2 2 ,59 10 10 N 214 = 77 nguyên tử 82 Pb = 100 e ,59 .10? ??2 100 2 1đ ,59 10 10 e 3,52 10 10 =... c Năng lượng hoạt hóa Câu 10 Nội dung Điểm 10a 0,75đ 0,693 Ta có : t1/2 = k 0,693 k 270 C = = 1,39 .10- 4 s-1 5000 10b 0,75đ 0,693 k 370 C = = 6,93 .10 4 s-1 100 0 Thời gian cần thi? ??t để nồng độ... 2000 (s) -4 6,93 .10 a/4 ThuVienDeThi.com 10c Năng lượng hoạt hóa E tính theo biểu thức: kT 1 E lg = k T1 2,303.R T1 T2 6,93 .10- 4 E = -4 1,39 .10 2,303.8,314 300 310 E = 124