Đề thi đề nghị và đáp án olimpic vùng duyên hải tổ hóa trường THPT chuyên Nguyễn Trãi Hải Dương lớp 10 Môn Hóa năm học 2010 201140158

ĐỀ ΤΗΙ ĐỀ NGHỊ ςℵ ĐÁP ℑΝ ΟΛΙΜΠΙΧ ς∧ΝΓ DΥΨ⊇Ν HẢI ΧℜΥ TỔ ΗΑ TRƯỜNG ΤΗΠΤ ΧΗΥΨ⊇Ν NGUYỄN ΤΡ℘Ι HẢI DƯƠNG LỚP 10− ΜΝ ΗΑ NĂM HỌC 2010− 2011 ĐỀ ςℵ ĐÁP ℑΝ ĐIỂM Τνη lượng ελεχτρον trạng τη〈ι τρονγ χ〈χ 2điểm + νγυψν tử ϖ◊ ιον σαυ: Η, Ηε (Χηο ΖΗ = 1; ΖΗε = 2; ΖΛι = 3) Τνη lượng ιον η⌠α Η ϖ◊ lượng ιον η⌠α thứ Ηε Bước σ⌠νγ ngắn m◊ νγυψν tử ηιδρο χ⌠ thể πη〈τ ρα λ◊ γ? Τνη bước σ⌠νγ δ◊ι τρονγ δψ Βανmε (ϖνγ khả kiến) Lời giải 0.5 Năng lượng ελεχτρον τρονγ hệ hạt νην ϖ◊ 13,6.� ελεχτρον: Εν = − (ες) �2 Ở trạng τη〈ι bản: ν = ∗ Với Η: Ε1(Η) = −13,6ες; ∗ Với Ηε+: Ε1(Ηε+ ) = − 54,4 ες; 0,5 Năng lượng ιον η⌠α ηιδρο λ◊ lượng tối thiểu để bứt ε ρα khỏi νγυψν tử ιον, tức λ◊ đưa ε từ trạng τη〈ι ρα ξα ϖ χνγ (κηνγ truyền τηm động χηο ε) Dễ thấy: Ι1(Η) =13,6ες; Ι2(Ηε) = 54,4 ες Bước σ⌠νγ τνη τηεο χνγ thức: 0,5 ∆E = hc/λ = −13,6.1,6.10−19( 1/νχ2 – 1/ ντ2 ) với η= 6,63.10−34ϑ.σ; χ= 3.108 m/σ Bước σ⌠νγ ngắn τρονγ phổ πη〈τ xạ Ηιδρο ứng với chuyển từ mức ν= ∞ lớp ν= Vạch ν◊ψ nằm τρονγ δψ Λαιmαν Τηαψ ϖ◊ο biểu thức τα τνη bước σ⌠νγ λ = 9,14.10−8 m = 914 Α0 0,5 Bước σ⌠νγ δ◊ι (năng lượng thấp nhất) τρονγ δψ Βανmε ứng với chuyển mức từ ν = ν=2 λ = 6,58.10−7 m = 6580Α0 Viết χνγ thức Λεωισ, dự đoán dạng ηνη học χ〈χ πην tử ϖ◊ ιον σαυ (χ⌠ giải τηχη) ϖ◊ trạng τη〈ι λαι η⌠α νγυψν tử τρυνγ τm? ΣΟ2; ΣΟ3; ΣΟ42− ; ΣΦ4; ΣΧΝ− Lời giải Πην tử Χνγ thức Λεωισ ΣΟ2 Σ Ο Dạng λαι η⌠α ΝΤΤΤ σπ2 Dạng ηνη học πην tử ΑΞ3 σπ2 Ταm γι〈χ Ο Ο ΣΟ3 Χνγ thức cấu τρχ ΑΞ2Ε Σ Ο Ο ThuVienDeThi.com Gấp κηχ điểm 2− ΣΟ42− Ο Ο ΑΞ4 σπ3 Tứ diện ΑΞ4Ε σπ3δ Χ〈ι bập βνη ΑΞ2 Σπ Đường thẳng Σ Ο ΣΦ4 ΣΧΝ− Φ Ο Φ Σ Φ Φ Σ Χ Ν Χηο phản ứng : Ζν (ρ) + Χυ2+ (αθ)  Ζν2+(αθ) + Χυ (ρ) diễn ρα τρονγ điều kiện chuẩn 250Χ α) Τνη W, Θ, Υ, Η, Γ, Σ phản ứng điều kiện τρν? Biết : Ζν (ρ) Χυ2+ (αθ) Ζν2+(αθ) Χυ (ρ) −1 Η σ,298 (Κϑ.mολ ) 64,39 −152,4 0 −1 −1 Σ 298 (ϑ.mολ Κ ) 41,6 −98,7 −106,5 33,3 β) Ηψ ξτ khả tự diễn biến phản ứng τρν τηεο χ〈χη κη〈χ νηαυ? Lời giải 2+ 2+ Ζν (ρ)+ Χυ (αθ) → Χυ(ρ) + Ζν (αθ) α ∆Η pư = ∆Η0σ, Χυ + ∆Η0σ, Ζν2+(αθ) − ∆Η0σ, Ζν (ρ) − ∆Η0σ,Χυ2+(αθ) = −216,79 Κϑ ∆Σ0pư = ∆�0σ, Χυ + ∆Σ0σ, Ζν2+(αθ) − ∆Σ0σ, Ζν (ρ) − ∆Σ0σ,Χυ2+(αθ) = −16,1 ϑ/Κ ∆Γ0πυ = ∆Η0pư – Τ ∆Σ0pư = −216,79 + 298,15 16,1.10−3 = −211,99 Κϑ Dο ∆ς = (ϖ thể τχη χοι κηνγ đổi) νν Wττ = 0; Τρονγ θυ〈 τρνη bất thuận nghịch τη W’ = Dο ∆Υ0 = Θ = ∆�0pư = −216,79 Κϑ β Χ〈χη 1: Phản ứng τρν χ⌠ ∆Γ0πυ = −211,99 Κϑ  Θυ〈 τρνη λ◊ bất thuận nghịch, phản ứng tự xảy ρα Một δυνγ dịch Ξ chứa ΗΧλΟ4 0,005Μ; Φε(ΧλΟ4)3 0,03Μ ϖ◊ ΜγΧλ2 0,01 Μ Τνη πΗ δυνγ dịch Ξ Χηο biết: Φε3+ + Η2Ο ⇄ Φε(ΟΗ)2+ + Η+ (1) Κ1 = 10−2,17 Μγ2+ + Η2Ο ⇄ Μγ(ΟΗ)+ + Η+ (2) Κ2 = 10−12,8 πΚσ (Φε(ΟΗ)3) = 37; πΚσ (Μγ(ΟΗ)2) = 11 Lời giải + ΗΧλΟ4 → Η + ΧλΟ4− 0,005 0,005 Φε(ΧλΟ4)3 → Φε3+ + 3ΧλΟ4− 0,03 0,09 ΜγΧλ2 → Μγ2+ + 2Χλ− ThuVienDeThi.com điểm 0,5 0,5 0,5 0,5 điểm 0,01 0,01 0,02 (1) Φε3+ + Η2Ο ⇄ Φε(ΟΗ)2+ + Η+ Κ1 = 10−2,17 (2) Μγ2+ + Η2Ο ⇄ Μγ(ΟΗ)+ + Η+ Κ2 =10−12,8 (3) Η2Ο ⇄ Η+ + ΟΗ− Κω = 10−14 ς ΧΗ+ = 0,005 >> 10−7 νν βỏ θυα χν βằνγ (3) ς ΧΦε3+ Κ1 >> ΧΜγ2+ Κ2 νν βỏ θυα χν βằνγ (2) Ξτ χν βằνγ: Φε3+ + Η2Ο ⇄ Φε(ΟΗ)2+ + Η+ Κ1 = 10−2,17 Χ0 0,03 0,005 [ ] 0,03−ξ ξ 0,005 +ξ + + 3+ Κ1= ([Φε(ΟΗ) ].[Η ])/[Φε ] = ξ (0,05+ξ) /(0,03−ξ) = 10−2,17 Giải ξ = 9,53.10−3Μ Συψ ρα [Η+] = 0,005 +ξ = 10−1,84 Vậy πΗ = 1,84 Τνη nồng độ βαν đầu ΗΣΟ4− (Κα = 10−2), biết γι〈 trị sức điện động πιν: 1,0 1,0 điểm ΠτΙ− 0,1 Μ; Ι3− 0,02 ΜΜνΟ4− 0,05 Μ, Μν2+ 0,01 Μ, ΗΣΟ4− Χ ΜΠτ Ở 25οΧ đo 0,824 ς Χηο Ε οΜνΟ / Μν 2  1,51ς ϖ◊ Ε οΙ / Ι  0,5355ς Lời giải Ở điện cực phải: ΜνΟ4− + 8Η+ + 5ε Μν2+ + 4Η2Ο Ở điện cực τρ〈ι: 3Ι−  Ι3− + 2ε 0,059 [ΜνΟ 4 ][Η  ]8 0,059 0,05[Η  ]8 λγ   1,51  λγ 5 0,01 [Μν 2 ] Επ  Ε οΜνΟ  / Μν  Ετ  Ε οΙ  / 3Ι  ΔΕ = Εphải − Ετρ〈ι  0,824 = 1,51 + 0,059 0,02 0,059 [Ι 3 ] λγ λγ   0,5355    0,574ς 2 (0,1) [Ι ] 0,059 λγ(5[Η+]8) – 0,574 Συψ ρα η = [Η+] = 0,053 Μ Mặt κη〈χ từ χν bằng: ΗΣΟ4−  Η+ + ΣΟ42− Κα = 10−2 [] Χ–η η η η2 η  Κα  ηΧ Συψ ρα Κα Χη 1,0 Τηαψ γι〈 trị η = 0,053 ϖ◊ Κα = 1,0.10−2, τνη Χ ΗΣΟ 4  0,334Μ Ηο◊ν τη◊νη sơ đồ χ〈χ phản ứng σαυ: (2) Na2S2O3 S (1) Ag2S2O3 (4) S (5) SO2 (6) S (7) ThuVienDeThi.com 1,0 điểm Na3[Ag(S2O3)2] (mỗi phương τρνη 0,25 (8) Na2SO4 Na2SO3 điểm) (3) ĐÁP ℑΝ τ (1) Να2ΣΟ3 + Σ  Να2Σ2Ο3 (2) Να2Σ2Ο3 + 2ΑγΝΟ3 → Αγ2Σ2Ο3 + 2ΝαΝΟ3 (3) Αγ2Σ2Ο3 + 3Να2Σ2Ο3 → 2Να3[Αγ(Σ2Ο3)2] (4) Να2Σ2Ο3 + 2ΗΧλ (λονγ, nguội)  2ΝαΧλ + ΣΟ2 + Σ + Η2Ο τ (5) Σ + Ο2  ΣΟ2 (6) ΣΟ2 + 2Η2Σ  3Σ + 2Η2Ο τ (7) Σ + ΝαΟΗ đặc  Να2Σ + Να2ΣΟ3 + Η2Ο Να2ΣΟ3 + ΝαΧλΟ  Να2ΣΟ4 + ΝαΧλ Χηο hỗn hợp Ξ gồm bột Φε ϖ◊ Σ đun ν⌠νγ τρονγ điều kiện κηνγ χ⌠ κηνγ κη, τηυ hỗn hợp Α Χηο Α τ〈χ dụng với lượng dư δυνγ dịch ΗΧλ τηυ sản phẩm κη Ψ χ⌠ d Y/H2 =13 Lấy 2,24λ (đktc) 0 điểm κη Ψ đem đốt χη〈ψ ηο◊ν το◊ν οξι dư, χηο το◊ν sản phẩm χη〈ψ θυα 100mλ δυνγ dịch (Η2Ο2 5,1% + ΒαΦ2 17,5% ) (χ⌠ khối lượng ρινγ 1,2 γ/mλ), σαυ phản ứng τηυ δυνγ dịch Β ϖ◊ kết tủa D Biết χ〈χ phản ứng xảy ρα ηο◊ν το◊ν α) Viết χ〈χ phương τρνη phản ứng xảy ρα β) Τνη % khối lượng χ〈χ chất τρονγ Ξ? χ) Ξ〈χ định nồng độ % χ〈χ chất τρονγ δυνγ dịch Β? ĐÁP ℑΝ α) Viết phương τρνη: Φε + Σ  ΦεΣ (1) ΦεΣ + 2ΗΧλ  ΦεΧλ2 + Η2Σ (2) Với M Y = 13.2 = 26  Ψ χ⌠ Η2Σ ϖ◊ Η2, δο Φε dư phản ứng với ΗΧλ Φεdư + 2ΗΧλ  ΦεΧλ2 + Η2 (3) 2Η2Σ + 3Ο2  2ΣΟ2 + 2Η2Ο (4) 2Η2 + Ο2  2Η2Ο ΣΟ2 + Η2Ο2  Η2ΣΟ4 Η2ΣΟ4 + ΒαΦ2  ΒαΣΟ4 + 2ΗΦ β) Đặt n H2S = α (mολ); n H2 = β (mολ) (5) (6) (7) 0,75 34a  2b a  26   ab b Giả sử n H2 = (mολ)  n H2S = (mολ)  MY = (1)(2)  n Fe phản ứng = νΣ = νΦεΣ = n H2S = (mολ) (3)  νΦε dư = n H2 = (mολ)  n Fe βαν đầu = + = (mολ) Vậy: %mΦε = 4.56.100%  70% 4.56  3.32 %mΣ = 100% − 70% = 30% ThuVienDeThi.com 0,5 χ) νΨ = 2,24 = 0,1(mολ)  n H2S = 0,1 = 0,075 (mολ) 22,4  n H2 = 0,1 − 0,075 = 0,025 (mολ) 5,1.1,2.100 17,5.1,2.100  0,18(mολ) ; ν ΒαΦ2   0,12(mολ) 100.34 100.175 Từ (4)(6)  n SO2 = n H2S = 0,075 (mολ) ν Η 2Ο  Từ (6)  n H2SO4 = n SO2 = 0,075 (mολ)  Η2Ο2 dư n H2O2 phản ứng = n SO2 = 0,075 (mολ)  Η2Ο2 dư = 0,15 − 0,075 = 0,075 (mολ) Từ (7) χ⌠ : νΒαΣΟ4 = νΗ2ΣΟ4 = νΒαΦ2 pư = 0,075 mολ; νΗΦ = νΗ2ΣΟ4 = 0,15 mολ Số mολ νΒαΦ2 dư = 0,12 – 0,075 = 0,045 mολ; Dυνγ dịch σαυ phản ứng χ⌠: ΗΦ, Η2Ο2 dư ϖ◊ ΒαΦ2 dư ℑπ dụng ΒΤΚΛ τα χ⌠: mδδΒ = m δδ βđ + m SO2 + m H2O − m ΒαΣΟ = 100.1,2 + 0,075.64 + 0,5 0,1.18 – 0,075 233 = 109,125 (γ) Vậy: Χ% ΗΦ = Χ%Η2Ο2 dư = 0,15.20.100 = 2,7 (%) 109,125 0,075.34.100 = 2,34 (%) 109,125 0,25 Χ% (ΒαΦ2 dư) = 7,21% Υρανι tự νηιν χ⌠ đồng vị: Υ233; Υ234 (0,0055%); Υ235 (0,72%, τ1/2 = 7,038.108 năm), Υ236 ϖ◊ Υ238 (99,2745%, τ1/2= 4,468.109 năm) Χ〈χ νυχλιτ τρν thuộc χ〈χ δψ πη⌠νγ xạ ν◊ο? Τρονγ điều kiện ν◊ο χ⌠ thể τνη τ1/2 (Υ234) từ χ〈χ kiện χηο? Ở thời điểm ν◊ο, số νγυψν tử χ〈χ νυχλιτ Υ235 ϖ◊ Υ238 νηαυ? Lời giải: Họ πη⌠νγ xạ χ〈χ νυχλιτ λ◊: Νυχλιτ Dψ πη⌠νγ xạ 233 Υ 4ν+1 234 Υ 4ν+2 235 Υ 4ν+3 236 Υ 4ν 238 Υ 4ν + 238 234 Sự πην ρ Υ → Υ →… 234 Dο Υ λ◊ sản phẩm τρυνγ γιαν, ϖ◊ nồng độ ổn định τρονγ thời γιαν νγηιν cứu νν tốc độ ηνη τη◊νη Υ234 tốc độ πην hủy ν⌠ Dο κΥ238 ΝΥ238 = κΥ234.ΝΥ234 Συψ ρα ΝΥ238/ΝΥ234 = κΥ234/κΥ238 = τ1/2( Υ238)/τ1/2(Υ234) Τηαψ ϖ◊ο τα kết quả: τ1/2(Υ234) = 2,5.105 năm ThuVienDeThi.com điểm 0,5 0,75 10 Giả sử τ λ◊ thời điểm số νγυψν tử Υ235 ϖ◊ Υ238 νηαυ ΝΥ238 = ΝΥ235 Χ⌠ số νγυψν tử Υ238 ϖ◊ Υ235 thời điểm τ τνη τηεο phương τρνη ΝΥ238 = Ν0Υ238.ε−κ(Υ238).τ ΝΥ235 = Ν0Υ235.ε−κ(Υ235).τ Dο Ν0Υ238.ε−κ(Υ238).τ = Ν0Υ235.ε−κ(Υ235).τ (với Ν0 λ◊ số νγυψν tử Υ235 ϖ◊ Υ238 thời điểm tại) Τηαψ ϖ◊ο τνη τ= −5,94.109 năm Vậy χ〈χη khoảng 5,4.109 năm τη số νγυψν tử Υ235 ϖ◊ Υ238 νηαυ Χηο χν bằng: ΠΧλ5 (Κ) ΠΧλ3(Κ) + Χλ2(Κ) 0,75 điểm 1) Τρονγ βνη κν δυνγ τχη ς λιτ chứa m(γ) ΠΧλ5, đun ν⌠νγ βνη đến nhiệt độ Τ(0Κ) để xảy ρα phản ứng πην λι ΠΧλ5 Σαυ κηι đạt tới χν 〈π suất κη τρονγ βνη λ◊ Π Ηψ thiết lập biểu thức Κπ τηεο độ πην λι  ϖ◊ 〈π suất Π 2) Người τα χηο ϖ◊ο βνη δυνγ τχη ςλιτ 83,4γ ΠΧλ5 ϖ◊ thực phản ứng nhiệt độ Τ1 (0Κ) Σαυ κηι đạt tới χν đo 〈π suất 2,7 ατm Hỗn hợp κη τρονγ βνη χ⌠ tỉ khối σο với hiđrô 69,5 Τνη  ϖ◊ Κπ 3) Τρονγ τη nghiệm κη〈χ giữ νγυψν lượng ΠΧλ5 τρν, δυνγ τχη βνη λ◊ ς (λ) hạ nhiệt độ βνη đến Τ2 = 0,9Τ1 τη 〈π suất χν đo λ◊ 1,944 ατm Τνη Κπ ϖ◊  Từ χηο biết phản ứng πην λι ΠΧλ5 τηυ nhiệt ηαψ πη〈τ nhiệt ĐÁP ℑΝ 1) ΠΧλ5 (Κ) ΠΧλ3(Κ) + Χλ2(Κ) ΤΤΧΒ ℑπ suất: Τα χ⌠:  1− 1 P 1 Κπ =  P 1 PPCl3 PCl2 Vậy: Κπ = PPCl5   P 1 0,5 α.P α.P α2  1 α 1 α  P 1 α  α P 1 α 2 P 1 2) Τηεο đề: n PCl5 βαν đầu = 83,4  0,4 mολ, Π = 2,7ατm 208,5 Tổng số mολ κη hỗn hợp ΤΤΧΒ: νΣ d S/H2 = 69,5  M S = 69,2.2 = 139 ℑπ dụng ΒΤΚΛ: mΣ = m PCl5 βαν đầu 83,4 = 83,4 (γ)  νΣ = = 0,6 139 ThuVienDeThi.com 0,75 mολ ΠΧλ5 (Κ) BĐ 0,4 ΤΤΧΒ (0,4−ξ) ΠΧλ3(Κ) + Χλ2(Κ) ξ ξ νΣ = 0,4 − ξ + ξ + ξ = 0,6  ξ = 0,2 Dο đó:  = x 0,2  = 0,5 0,4 0,4 Vậy: Κπ = 0,52 2,7  0,9 2 P = 1  0,52 3) Gọi 〈π suất hệ nhiệt độ Τ1 λ◊ Π1 = 2,7ατm, số mολ ν1 = νΣ = 0,6 mολ ℑπ suất hệ nhiệt độ Τ2 = 0,9 Τ1 λ◊ Π2 , số mολ ν2 Với Π2 = 1,944 ατm Τα χ⌠: P1V1  n1RT1 P2 V2  n RT2  P1V1 n RT PV n1RT1  1   P2 V2 n RT2 P2 V n R.0,9.T1  ν2 = ΠΧλ5 (Κ) n1P2 0,6.1,944 = 0,48  P1 0,9 2,7.0,9 ΠΧλ3(Κ) + Χλ2(Κ) BĐ 0,4 ΤΤΧΒ(0,4−ξ) ξ ξ ν2 = 0,4 − ξ + ξ + ξ = 0,48  ξ = 0,08 Dο đó:  = x 0,08  = 0,2 0,4 0,4 Vậy: Κπ = 0,22 1,944  0,081  ∋2 P =   ∋2  0,2 2 ς giảm nhiệt độ τη độ πην λι ΠΧλ5 giảm, δο phản ứng πην λι ΠΧλ5 λ◊ phản ứng τηυ nhiệt ThuVienDeThi.com 0,75 ... + m SO2 + m H2O − m ΒαΣΟ = 100 .1,2 + 0,075.64 + 0,5 0,1.18 – 0,075 233 = 109 ,125 (γ) Vậy: Χ% ΗΦ = Χ%Η2Ο2 dư = 0,15.20 .100 = 2,7 (%) 109 ,125 0,075.34 .100 = 2,34 (%) 109 ,125 0,25 Χ% (ΒαΦ2 dư) =... 4.56 .100 %  70% 4.56  3.32 %mΣ = 100 % − 70% = 30% ThuVienDeThi.com 0,5 χ) νΨ = 2,24 = 0,1(mολ)  n H2S = 0,1 = 0,075 (mολ) 22,4  n H2 = 0,1 − 0,075 = 0,025 (mολ) 5,1.1,2 .100 17,5.1,2 .100 ... ThuVienDeThi.com điểm 0,5 0,5 0,5 0,5 điểm 0,01 0,01 0,02 (1) Φε3+ + Η2Ο ⇄ Φε(ΟΗ)2+ + Η+ Κ1 = 10? ??2,17 (2) Μγ2+ + Η2Ο ⇄ Μγ(ΟΗ)+ + Η+ Κ2 =10? ??12,8 (3) Η2Ο ⇄ Η+ + ΟΗ− Κω = 10? ??14 ς ΧΗ+ = 0,005 >> 10? ??7