Bài thi môn hóa học khối 10 năm 2015 Trường THPT chuyên Hùng vương tỉnh Phú Thọ43795

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÙNG VƯƠNG TỈNH PHÚ THỌ ĐỀ THI ĐỀ XUẤT BÀI THI MƠN HĨA HỌC KHỐI 10 NĂM 2015 Thời gian làm 180 phút ( Đề có 04 trang, gồm 10 câu) Câu 1: (2 im) Từ thực nghiệm, biết lượng ion hóa thứ nhất(I1) Li = 5,390 eV Quá trình Li - 2e → Li2+ cã E = 81,009 eV HÃy tính lượng ion hóa I2 lượng kèm theo trình: Li - 3e Li3+ Dựa vào cấu tạo phân tử, giải thích: Phân tử khí CO có lượng liên kết lớn (1070 kJ.mol–1), lớn lượng liên kết ba phân tử khí N2 (924 kJ.mol–1) CO N2 có tính chất vật lí tương đối giống nhau, có tính chất hóa học khác (CO có tính khử mạnh hơn, có khả tạo phức cao N2) Câu 2: (2 điểm) Kim loại X tồn tự nhiên dạng khoáng vật silicát oxit Oxit X có cấu trúc lập phương với số mạng a = 507nm, ion kim loại nằm mạng lập phương tâm diện, ion O2- chiếm tất lỗ trống (hốc) tứ diện Khối lượng riêng oxit 6,27 g/cm3 Vẽ cấu trúc tế bào đơn vị mạng tinh thể oxit Xác định thành phần hợp thức oxit số oxi hoá X oxit Cho biết cơng thức hố học silicat tương ứng (giả thiết Xm(SiO4)n) Xác định khối lượng nguyên tử X gọi tên nguyên tố Câu 3: (2 điểm) Trong thí nghiệm, Ernest Rutherford quan sát mẫu 88Ra226 có khối lượng 192 mg sau để 83 ngày Số phân rã tạo 1g Ra giây 4,6 ×1010 phân rã a) Hãy cho biết số phân rã quan sát thí nghiệm Rutherford b) 226Ra phân rã phát tia  tạo thành 214Pb Hãy tính số nguyên tử He sinh thớ nghim ca Rutherford U238 tự phân rà liên tục thành đồng vị bền chì Tổng cộng có hạt phóng trình HÃy giải thích viết phương trình phản ứng chung trình ThuVienDeThi.com Cõu 4: (2 im) Amoni hidrosunfua chất không bền, dễ phân huỷ thành NH3 (k) H2S (k) Cho biết: Hợp chất NH4HS (r) H0 (kJ/mol)  156,9 S0 (J/K.mol) 113,4 NH3(k)  45.9 192,6 H2S (k)  20,4 205,6 a) Hãy tính Ho298 , So298 Go298 phản ứng b) Hãy tính số cân Kp 250C phản ứng c) Hãy tính số cân Kp 350C phản ứng trên, giả thiết H0 S0 không phụ thuộc nhiệt độ d) Giả sử cho 1,00 mol NH4HS (r) vào bình trống 25,00 lit Hãy tính áp suất tồn phần bình chứa phản ứng phân huỷ đạt cân 250C Bỏ qua thể tích NH4HS (r) Câu 5: (2 điểm) Khí NO kết hợp với Br2 tạo khí phân tử có nguyên tử Viết phương trình phản ứng xảy Biết phản ứng thu nhiệt, 25oC có Kp = 116,6 Hãy tính Kp (ghi rõ đơn vị) 0oC ; 50oC Giả thiết tỉ số hai trị số số cân 0oC với 25oC hay 25oC với 50oC 1,54 Xét 25oC, cân hoá học thiết lập Cân chuyển dịch nào? Nếu: a) Tăng lượng khí NO b) Giảm lượng Br2 c) Giảm nhiệt độ d) Thêm khí N2 vào hệ mà: - Thể tích bình phản ứng khơng đổi (V = const) - Áp suất chung hệ không đổi (P = const) Câu : (2 điểm) Có dung dịch A chứa hỗn hợp muối MgCl2(10-3M) FeCl3(10-3M) Cho dung dịch NaOH vào dung dịch A a) Kết tủa tạo trước, sao? Khi kết tủa thứ hai bắt đầu tách nồng độ ion kim loại thứ lại dung dịch bao nhiêu? ThuVienDeThi.com b) Tìm pH thích hợp để tách ion Mg2+ Fe3+ khỏi dung dịch Cho T Mg(OH)2 = 10–11; T Fe(OH)3 = 10–39 Câu 7: (2 điểm) Ăn mòn kim loại thường kèm với phản ứng điện hóa Tế bào điện hóa ứng với q trình ăn mịn biểu diễn sau (t=25oC): (-) Fe(r)│Fe2+(aq)║OH-(aq), O2(k)│Pt(r) (+) Cho biết khử chuẩn 25oC: Eo(Fe2+/Fe) = -0,44V, Eo(O2/OH-) = 0,40V Viết phản ứng xảy hai nửa pin tồn phản ứng Tính Eo phản ứng 25oC Tính K phản ứng Tính E phản ứng biết: [Fe2+] = 0,015M; pHnửa pin phải = 9,00 p(O2) = 0,700bar Hoàn thành phản ứng oxi hóa - khử sau, rõ oxi hoá, khử: a) Cl2 + I2 + OH- → b) NaClO + KI + H2O → c) F2 + …… → OF2 + … +…… d) Na2SO3 +…… → Na2S2O3 Câu 8: (2 điểm) Muối KClO4 điều chế cách điện phân dung dịch KClO3 Thực tế điện phân điện cực, nửa phản ứng tạo sản phẩm KClO4 đồng thời xẩy nửa phản ứng phụ tạo thành khí khơng màu Ở điện cực thứ hai xẩy nửa phản ứng tạo khí Hiệu suất tạo thành sản phẩm đạt 60% Viết ký hiệu tế bào điện phân nửa phản ứng anot catot Tính điện lượng tiêu thụ thể tích khí thoát điện cực (đo 250C 1atm) điều chế 332,52g KClO4 Cho F = 96500; R = 0,082 atm.lít/mol.K; H = 1; O = 16; Cl = 35,5; K = 39 Câu 9: (2 điểm) Cho 88,2 g hỗn hợp A gồm FeCO3, FeS2 lượng khơng khí (lấy dư 10% so với lượng cần thiết để đốt cháy hết A) vào bình kín dung tích khơng đổi Nung bình thời gian để xảy phản ứng, sau đưa bình nhiệt độ trước nung, bình có khí B chất rắn C (gồm Fe2O3, FeCO3, FeS2) Khí B gây áp suất lớn 1,45% so với áp suất khí bình trước nung Hịa tan chất rắn C lượng dư H2SO4 lỗng, khí D (đã làm khơ); chất cịn lại bình cho tác dụng với lượng dư dung dịch KOH thu chất rắn E Để E ngồi khơng khí khối lượng không đổi, chất rắn F Biết rằng: Trong hỗn hợp A muối có số mol gấp 1,5 lần số mol muối lại; giả thiết hai muối A có khả phản ứng; khơng khí chứa 20% oxi 80% nitơ thể tích ThuVienDeThi.com a) Viết phương trình hóa học phản ứng xảy b) Tính phần trăm khối lượng chất hỗn hợp F c) Tính tỉ khối khí D so với khí B Cõu 10: (2 im) Khí CO gây độc tác dụng với hemoglobin (Hb) máu theo phương trình CO + Hb  Hb4 (CO)3 Sè liÖu thực nghiệm 200C động học phản ứng sau: Tốc độ phân huỷ Hb Nồng độ (mol l-1) ( mol l-1 s-1 ) CO Hb 1,50 2,50 1,05 2,50 2,50 1,75 2,50 4,00 2,80 H·y tÝnh tèc độ phản ứng nồng độ CO 1,30; Hb 3,20 (đều theo mol.l-1) 200C HẾT -Người đề: Nguyễn Hồng Thư ĐT: 0985340575 ThuVienDeThi.com HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ ĐÁP ÁN MƠN HĨA HỌC KHỐI 10 TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÙNG VƯƠNG NĂM 2015 TỈNH PHÚ THỌ ĐỀ THI ĐỀ XUẤT Mơn: HỐ HỌC Câu Điểm 2,0 ý Do Li - 1e Li+ + 1e Li - 2e Li+ - e cã I1 = 5,390 eV nªn E01 = - I1 = - 5,390eV 0,5 E2 = 81,009 eV I2= E1 + E2 = 81,009 - 5,390 = 75,619 eV 2+ Li lµ hƯ 1e hạt nhân, nên lượng electron tÝnh theo c«ng thøc Z2 n2 Li 2+ - 1e  Li - 2e  Li - 3e  E3 (Li3+ ) = - 13,6  Li+  Li  Li2+  Li2+  E3 (Li3+ ) =-13,6 Li3+ Li2+ Li3+ 32 = -122,4 (eV) 12 I3 = - E3 = 122,4 eV E2 = 81,009 eV E = I3 + E2 = 203,41 eV Mô tả cấu tạo phân tử CO N2: π σ p π p 0,5 0,5 π σ s p π Phân tử N2 Phân tử CO Phân tử N2 có liên kết  liên kết , hình thành xen phủ obitan 2p nguyên tử N Ở phân tử CO có liên kết  liên kết  Hai liên kết  hình thành xen phủ obitan 2p (trong có liên kết  cho ngược từ O  C làm giảm mật độ electron O) Liên kết  hình thành xen phủ obitan lai hóa sp C với obitan 2p O Đám mây xen phủ obitan sp – 2p lớn so với mây xen phủ obitan 2p-2p, nên liên kết  CO bền liên kết  N2 Vì lượng liên kết phân tử CO lớn lượng liên kết N2 Phân tử CO, N2 phân tử đẳng electron, cấu trúc phân tử giống 0,5 (cùng có độ bội liên kết 3), khối lượng phân tử 28, chúng có tính chất vật lý giống (là chất khí khơng màu, khơng mùi, khó hóa lỏng, khó hóa rắn, tan nước) Phân tử N2 có cặp electron chưa tham gia liên kết nằm obitan 2s, có mức lượng thấp nên bền, tham gia vào q trình tạo liên kết Phân tử CO có cặp electron chưa tham gia liên kết nằm obitan lai hóa ThuVienDeThi.com sp nguyên tử C, có lượng cao obitan 2s, đám mây xen phủ lại lớn nên thuận lợi cho trình hình thành liên kết, nguyên tử C phân tử CO dễ nhường e thể tính khử dễ hình thành liên kết cho nhận tham gia tạo phức với nguyên tố kim loại chuyển tiếp 2,0 0,75 Cấu trúc tế bào đơn vị: Mạng tinh thể ion: ion Mn+ () ion O2- (O) 0,5 - Trong tế bào mạng có ion kim loại X ion nên thành phần hợp thức oxit XO2 - Từ công thức oxit suy số oxi hố X - Cơng thức hoá học silicát XSiO4 Đặt d khối lượng riêng oxit XO2, ta có: 0,75 d = 4( MKl  2MO) N ( A).V Suy M(X) = ¼ ( d.N(A).a3 – 32 = 91,22 Nguyên tố X Ziconi Zr) O2- 3 a) b) 2436004,6.1010 6,334.1016 2,0 1,0 0,192 83 = phân rã; 226 214  82Pb + 2He 88Ra số nguyên tử He sinh ra: 1,90.1017 nguyên tử He U238 tự phóng xạ tạo đồng vị bền 92Pbx với ba loại hạt bản: 1,0 o o , -1 o Theo định luật bảo toàn khối lượng: x = 238 = 206 Vậy có 206 82Pb Theo định luật bảo toàn điện tích :[ 92 (82 + 8)] / (1) = VËy cã h¹t -1o Do phương trình chung trình là: 238 206 + He + 6 92U 82Pb a) H0 =  45,9 20,4  (  156,9 ) = 90,6 kJ S0 = 192,6 + 205,6  113,4 = 284,8 J/K G0 = H0  T S0 = 90600  298,15  284,8 = 5729,6 J ThuVienDeThi.com 2,0 0,5 b) c) G0 =  RT.ln K   5729,6 =  8,314  298  ln K   Kp = 0,099 atm Tương tự 350C, G0 = H0  T S0 = 2839 J/mol 0,5 0,5 Kp = 0,325 atm2 d) Do P (toàn phần) = P (NH3) + P (H2S)   0,5 P (NH3) = P (H2S) = 0,5P (toàn phần) Kp = [0,5P (toàn phần)]2 = 0,099   P (toàn phần) = 0,63 atm NO(k) + Br2 (hơi)     NOBr (k) ; H > (1) 2,0 0,5 Phản ứng pha khí, có n = -1  đơn vị Kp atm-1 Do phản ứng thu nhiệt nên có liên hệ: 1,0 0 Kp C < Kp 25 C < Kp 35 C (3) 0 Vậy : Kp C = / 1,54 x Kp 25 C = 116,6 / 1,54 = 75,71 (atm-1) Kp 350C = 1,54 x Kp 250C = 116,6 x 1,54  179, 56 (atm-1) Xét chuyển dời cân hoá học 25OC Xét theo nguyên lý chuyển 0,5 dich cân Lơsatơlie: a Nếu tăng lượng NO, CBHH chuyển dời sang phải,  b Nếu giảm lượng Br2, CBHH chuyển dời sang trái,  c Sự giảm nhiệt độ làm cho CBHH chuyển dời sang trái, để chống lại giảm nhiệt độ d Thêm N2 khí trơ + Nếu V = const: khơng ảnh hưởng tới CBHH N2 khơng gây ảnh hưởng liên hệ (theo định nghĩa áp suất riêng phần) + Nếu P = const ta xét liên hệ Nếu chưa có N2: P = pNO + pBr2 + pNOBr (a) Nếu có thêm N2: P = p’NO + p’Br2 + p’NOBr + pN2 (b) Vì P = const nên p’i < pi Nên CBHH chuyển dời sang trái,  2,0 2+ – 2+ – 1,0 MgCl2  Mg + 2Cl Mg + 2OH  Mg(OH)2 (1) 3+ – 3+ – FeCl3  Fe + 3Cl Fe + 3OH  Fe(OH)3 (2)   Mg2+ + 2OH Ks = 1011 a) Mg(OH)2   1011   Fe3+ + 3OH Fe(OH)3   Để kết tủa Mg(OH)2 [OH] 1011  Để kết tủa Fe(OH)3 [OH]  Ks = 1039 103 1039 10 3  [Mg2+][OH]2 =  [Fe3+][OH]3 = 1039 = 104 = 1012  1012 < 104  Fe(OH)3 kết tủa trước * Khi Mg(OH)2 bắt đầu kết tủa [OH] dung dịch ThuVienDeThi.com = 1011 103 = 104 1,0 [Fe3+] lại =Ks/[OH-] = 10-39/(10-4)3 = 10-27 M b) Để tạo  Mg(OH)2: OH – = 10-4  H+ = 10-10  pH = 10 (nếu pH < 10 khơng ) Để tạo  Fe(OH)3 hồn tồn: Fe3+ < 10-6  OH –3 < 10-33  H+ > 10-3  pH > Vậy để tách Fe3+ khỏi dd: < pH < 10 Eo(pin) = Eophải - Eotrái = 0,40 – (-0,44) = 0,84V Phản ứng xảy hai nửa pin: Trái: 2Fe → 2Fe2+ + 4e (nhân 2) Phải: O2 + 2H2O + 4e → 4OHToàn phản ứng: 2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe2+ + 4OH3 K = [Fe2+][OH-]4/p(O2) ∆G = -nFEo(pin) = -RTlnK → K = 6,2.1056 (M6bar-1) Q = It = 10368C n(e) = Q/F = 0,1075mol → m(Fe) = 3,00g   E ( pin )  E o ( pin ) 0,05916 Fe 2 OH   log n p (O2 ) 2,0 1,0  pH = 9,00 → [H+] = 10-9M [OH-] = 10-5M E(pin) = 1,187 V Cl2 + I2 + OH- → IO3- + Cl- + H2O Sự khử: Cl2 + 2e → 2Clx5 Sự oxi hóa: I2 + 12OH → 2IO3 + 10e+ 6H2O 5Cl2 + I2 + 12OH- → 2IO3- + 10Cl- + 6H2O b) NaClO + KI + H2O → NaCl + I2 + KOH Sự khử: Cl+1 + 2e → ClSự oxi hóa: 2I- -2e → I2 NaClO + 2KI + H2O → NaCl + I2 + 2KOH c) F2 + NaOH loãng, lạnh → OF2 + NaF + H2O Sự khử: F2 + 2e → 2FSự oxi hóa: 2OH- → OF2 + 2e+ H2O 2F2 + 2OH- → OF2 + 2F- + H2O ThuVienDeThi.com 1,0 d) Na2SO3 + S → Na2S2O3 Sự oxi hóa: S - 2e → S+2 Sự khử: S+4 +2e → S+2 Kí hiệu tế bào điện phân: Phản ứng chính: anot: ClO3- - 2e + H2O  ClO4 - + 2H+ catot: 2H2O + 2e  H2 + 2OH- Phản ứng phụ: anot: catot: Pt  KClO3 (dd)  Pt ClO3- + H2O  ClO4- + H2 H2O - 2e  2H+ + O2 2H2O + 2e  H2 + 2OH1 H2O  O2 + H2 M KClO4  138,5 g/mol n KClO4  2,0 1,0 1,0 332,52  2,4mol 138,551 q = I.t = 2,4.F.100/60 = 8F = 772000 C Khí catot hidro: n H = 8F  mol F / mol V H = nRT/P = 97,7 lít Khí anot oxi: điện lượng tạo O2 = F 0,4 = 3,2 F n O = 3,2F/4F = 0,8 mol V O = 19,55 lít 2,0 a) - Phương trình hóa học phản ứng xảy ra: 4FeCO3 + O2 → 2Fe2O3 + 4CO2 (1) 1,0 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 (2) + Khí B gồm: CO2, SO2, O2, N2; chất rắn C gồm: Fe2O3, FeCO3, FeS2 + C phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng: Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O (3) FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + H2O + CO2 (4) FeS2 + H2SO4 → FeSO4 + S↓ + H2S (5) + Khí D gồm: CO2 H2S; chất lại gồm:FeSO4, Fe2(SO4)3, H2SO4 dư S, tác dụng với KOH dư: 2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O (6) 2KOH + FeSO4 → Fe(OH)2↓ + K2SO4 (7) 6KOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3↓ + 3K2SO4 (8) + Kết tủa E gồm Fe(OH)2, Fe(OH)3 S, để khơng khí có phản ứng: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 (9) Vậy F gồm Fe(OH)3 S ThuVienDeThi.com b) c) 10 - Nhận xét: So sánh hệ số chất khí (1) (2) ta thấy: áp suất khí sau phản ứng tăng lên chứng tỏ lượng FeCO3 có hỗn hợp A nhiều 0,75 FeS2 Gọi a số mol FeS2  số mol FeCO3 1,5a, ta có: 116.1,5a + 120a = 88,2  a = 0,3 + Vậy A gồm : FeS2 (0,3 mol), FeCO3 (0,45 mol) + Nếu A cháy hồn tồn cần lượng O2 : (0,45/4 + 11.0,3/4) = 1,03125 mol  số mol N2 4.1,03125 = 4,125 mol ; số mol không khí (1,03125 + 4,125) = 5,15625 mol - Vì hai muối A có khả phản ứng nên gọi x số mol FeS2 tham gia phản ứng (1) số mol FeCO3 tham gia phản ứng (2) 1,5x + Theo (1), (2) theo đề cho ta có : nB = (5,15625 + 0,375x) + Vì áp suất sau phản ứng tăng 1,45% so với áp suất trước nung, ta có : (5,15625 + 0,375x) = 5,15625 101,45/100  x = 0,2 - Theo phản ứng (1), (9) ta có chất rắn F gồm : Fe(OH)3 (0,75 mol) S (0,1 mol) Vậy F có %Fe(OH)3 = 96,17% ; %S = 3,83% - B gồm: N2 (4,125 mol), O2 (0,40625 mol), CO2 (0,3 mol), SO2 (0,4 mol) 0,25  MB = 32 - Khí D gồm CO2 (0,15 mol), H2S (0,1 mol)  MD = 40 Vậy dD/B = 1,25 2,0 Trước hết ta phải xác định đựơc bậc phản ứng - Kí hiệu bậc riêng phần phản ứng theo chất Hb x, theo CO y, ta có phương trình động học (định luật tốc ®é) cđa ph¶n øng: vp­ = k C xHbC yCO (1) - Theo định nghĩa, ta biểu thị tốc độ phản ứng theo tốc độ phân huỷ Hb, nghĩa vpư = 1/4 vphân huỷ Hb Vậy ta có liên hệ: vpư = 1/4 vphân huỷ Hb (2) = k C x HbC yCO (3) - Theo thứ tự xuống ta ghi số số liệu thí nghiệm thu Thí nghiệm số Nång ®é (mol l-1) CO Hb 1,50 2,50 2,50 2,50 2,50 4,00 Tốc độ phân huỷ Hb (mol l-1 s-1 ) 1,05 1,75 2,80 Ta xÐt c¸c tØ số tốc độ phản ứng để xác định x y phương trình (3): * v2/ v1 = ( 2,50 / 2,50 ) x ( 2,50 / 1,50 ) y =  ( 1,67)y = 1,75 /1,05 y ( 1,67) = 1,67 y = x * v3/ v2 = ( 4,00 / 2,50 ) ( 2,50 / 2,50 ) y = 2,80 / 1,75 ; ThuVienDeThi.com ( 1,60) x = 1,60 x = 1,0 Do phương trình động học (định luật tốc độ) phản ứng: vpư = k CHbCCO (4) Để tính số tốc độ phản ứng k , từ (4) ta cã: k = vp­ / CHbCCO (5) TÝnh gi¸ trị k trung bình từ thí nghiệm bảng trên, lấy số liệu thí nghiệm bảng trên, chẳng hạn lấy số liệu thí nghiệm số 0,5 đưa vào phương trình (5), ta tính k: k = 0,07 (mol l-1 s-1) Đưa giỏ trị k vừa tính được, nồng độ chất mà đề đà cho vào phương trình (4) ®Ĩ tÝnh vp­: vp­ = 0,07  1,30  3,20 = 0,2912 (mol l-1 s-1) Người đề: Nguyễn Hồng Thư ĐT: 0985340575 ThuVienDeThi.com 0,5 ... 0985340575 ThuVienDeThi.com HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ ĐÁP ÁN MƠN HĨA HỌC KHỐI 10 TRƯỜNG THPT CHUN HÙNG VƯƠNG NĂM 2015 TỈNH PHÚ THỌ ĐỀ THI ĐỀ XUẤT Môn: HOÁ HỌC Câu Điểm... 10? ??39 = 10? ??4 = 10? ??12  10? ??12 < 10? ??4  Fe(OH)3 kết tủa trước * Khi Mg(OH)2 bắt đầu kết tủa [OH] dung dịch ThuVienDeThi.com = 10? ??11 10? ??3 = 10? ??4 1,0 [Fe3+] lại =Ks/[OH-] = 10- 39/ (10- 4)3 = 10- 27 M b)... = 10? ??11 a) Mg(OH)2   10? ??11   Fe3+ + 3OH Fe(OH)3   Để kết tủa Mg(OH)2 [OH] 10? ??11  Để kết tủa Fe(OH)3 [OH]  Ks = 10? ??39 10? ??3 10? ??39 10 3  [Mg2+][OH]2 =  [Fe3+][OH]3 = 10? ??39 = 10? ??4