TRƯờNG THPT CHUYÊN Chu văn an tỉnh lạng sơn XUT Kì THI CHọN HọC SINH GIỏI HùNG VƯƠNG Năm học 2013 - 2014 Mơn: HĨA HỌC lớp 11 (Thời gian làm 180 phút) Câu 1(2,5 điểm): Cấu tạo nguyên tử - hóa học hạt nhân 134Cs 137Cs sản phẩm phân hạch nhiên liệu urani lò phản ứng hạt nhân Cả hai đồng vị phân rã β- với thời gian bán hủy t1/2(134Cs) = 2,062 năm t1/2(137Cs) = 30,17 năm Trong mẫu nước thu sau cố nhà máy điện hạt nhân người ta phát đồng vị nói Cs với hoạt độ phóng xạ: A (137Cs) = 0,128 mCi A (134Cs) = 0,64.µCi Sau năm hoạt độ phóng xạ tổng cộng đồng vị mẫu nước cho cịn 8,0 µCi? Tính tỉ số khối lượng 134Cs 137Cs thời điểm Giả thiết thiết bị đo đo hoạt độ phóng xạ β- lớn 0,1 Bq Cho 1Ci = 3,7.1010 Bq Câu (2,5 điểm): Hình học phân tử - Liên kết hóa học – Tinh thể - Định luật tuần hồn 1.Phân lớp có mức lượng cao nguyên tử nguyên tố X 4s nguyên tố Y 3p X Y tạo hợp chất có cơng thức phân tử XY, phân tử chứa tổng số loại hạt n, p, e 108 Xác định vị trí X Y bảng tuần hồn nguyên tố hóa học (số hiệu nguyên tử, chu kì, nhóm) Biết thành phần cấu tạo ngun tử X Y có tổng số hạt mang điện gấp lần số hạt không mang điện Biết mono – clobenzen có momen lưỡng cực 1 = 1,53 D a Hãy tính momen lưỡng cực o ; m ; p ortho, meta, para – diclobenzen b Đo momen lưỡng cực ba đồng phân = 1,53 D Hỏi dạng diclobenzen? Câu (2,5 điểm): Nhiệt hóa học Cho: Chất H 298 , kJ mol 1 -1384,6 Na SO4 -4324,7 Na SO4 10 H O -285,8 H Ol H Ok -241,8 S 298 , Jmol 1 K 1 149,5 591,9 70,1 188,7 Po = 1,013.105 Pa Các tính chất nhiệt động khơng phụ thuộc nhiệt độ Có tượng xẩy để khống vật ngồi khơng khí có độ ẩm tương đối 67% nhiệt độ 25oC Các kết thu có thay đổi không hạ nhiệt độ xuống oC Ở độ ẩm tương đối khơng khí hai chất song song tồn 25oC Câu (2,5 điểm): Cân dung dịch điện li (cân axit bazơ, cân tạo kết tủa) Khi axit hố dung dịch có [Ag(NH3)2]Cl 0,1M NH3 1M đến dung dịch có pH = dung dịch có xuất kết tủa khơng? sao? Cho biết KS (AgCl) = 1,1.10-10; K[Ag(NH ) ] = 6,8.10-8; KNH = 2.10-5 Để tách vàng người ta ngâm hỗn hợp đất, đá, quặng chứa vàng nghiền mịn dung dịch NaCN (hoặc KCN) sục khơng khí nén liên tục vào dung dịch phản ứng ngày Sau lọc thu dung dịch cho tác dụng với kẽm bột Viết phương trình phản ứng xảy quy trình tách vàng nêu tính số cân phản ứng Cho biết: Eo O + 2H O/4OH = + 0,40V; E0Au(CN)2-/Au = -0,60V; E0Zn(CN)42-/Zn = -1,26V ThuVienDeThi.com Câu (2,5 điểm): Động hóa học Ở 25oC phân hủy N2O5 dung dịch CCl4 diễn sau: N O5dd NO2dd / 2O2k * Bảng ghi nồng độ N2O5 số thời điểm khác nhau: t,s 200 400 600 800 0,88 0,78 0,69 0,61 N O5 , mol / L 1,00 1000 0,54 a.Tính tốc độ phản ứng , tốc độ tiêu thụ N2O5 t = 900s hai cách khác b Các kết có thay đổi khơng viết phương trình phản ứng dạng : N O5 dd NO2dd O2 * * Cơ chế phản ứng sau có phù hợp với kiện thực nghiệm cho không? Giai đoạn định tốc độ (nếu có)? k1 ; k N O5 NO2 NO3 k3 NO2 NO3 NO2 NO O2 k4 NO N O5 NO2 Câu (2,5 điểm): Phản ứng oxi hóa khử, pin điện, điện phân Một dung dịch chứa 530 mmol Na2S2O3 lượng chưa xác định KI Khi dung dịch chuẩn độ với AgNO3 dùng 20 mmol AgNO3 trước bắt đầu vẩn đục AgI kết tủa Có mmol KI dung dịch chuẩn độ Biết thể tích sau 200ml Cho giá trị: 3 Ag(S2O3 )2 € Ag + + 2S2O32 (aq) ; K kb = 6,0.1014 AgI(r) € Ag + (aq) + I (aq) ; T = 8,5.1017 Một pin điện xảy oxi hố ion Fe2+ thành ion Fe3+ ion Au3+ bị khử thành ion Viết phương trình phản ứng xảy điện cực pin Tính sức điện động chuẩn pin số cân phản ứng xảy pin Cho: E 0Au3+ /Au = 1,26V; E 0Fe3+ /Fe = -0,037V; E 0Fe2+ /Fe = -0,440V Au+ Câu 7(2,5 điểm): Halogen – oxi – lưu huỳnh Tại tồn phân tử H5IO6 không tồn phân tử H5ClO6 Một phương pháp điều chế axit H5IO6 cho I2 tác dụng với dung dịch HClO4 đậm đặc Viết phương trình phản ứng xảy Xác định chất A,B,C,D,E viết PTPU thực sơ đồ sau: D+ A dd KOH,t0 A KNO3, H2SO4 dd KOH N2H4 E dd KOH B I2 CO D 200oC C Câu (2,5 điểm): Bài tập tổng hợp Hoà tan 0,835 gam hỗn hợp X gồm NaHSO3 Na2SO3 dung dịch H2SO4 dư, đun nóng Cho tất lượng khí sinh hấp thụ 500 ml dung dịc Br2 thu 500 ml dung dịch A Thêm KI vào 50 ml dung dịch A, lượng I3- sinh tác dụng vừa đủ với 12,5 ml dung dịch Na2S2O3 0,01 M Nếu sục khí N2 để đuổi hết Br2 dư 25 ml dung dịch A dung dịch B thu trung hoà vừa đủ với 15 ml dung dịch NaOH 0,1M a Tính nồng độ mol dung dịch Br2 ban đầu b Tính % khối lượng muối hỗn hợp X .HẾT ThuVienDeThi.com HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ ĐỀ XUẤT Câu 1(2,5 điểm): Cấu tạo nguyên tử - hóa học hạt nhân ĐÁP ÁN Gọi A1 hoạt độ phóng xạ, t1/2 thời gian bán hủy 55134Cs Gọi A2 hoạt độ phóng xạ, t1/22 thời gian bán hủy 55137Cs t ĐIỂM t t1/1 t1/2 Atổng = A1 + A2 = A01 + A02 2 2 Vì: A2 ≤ Atổng = µCi (1) t t1/2 1 → A2/ A02 = ≤ 8/128 = 2 2 2 → t/ t1/2 ≥ → t ≥ 4t1/2 = 120,68 năm = 58,53 t1/21 Sau 58,53 t1/21, hoạt độ phóng xạ 55134Cs còn: 58,53 0,5 (2) (3) 58,53 1 1 -18 = 0,64 = 1,54.10 µCi 2 2 = 1,54.10-18x3,7.104 Bq = 5,7.10-14 Bq KS (AgCl) =1,1.10-10 Để tách vàng người ta ngâm hỗn hợp đất, đá, quặng chứa vàng nghiền mịn dung dịch NaCN (hoặc KCN) sục khơng khí nén liên tục vào dung dịch phản ứng ngày Sau lọc thu dung dịch cho tác dụng với kẽm bột Viết phương trình phản ứng xảy quy trình tách vàng nêu tính số cân phản ứng Cho biết: Eo O + 2H O/4OH = + 0,40V; EoAu(CN)2-/Au = -0,60V; EoZn(CN)42-/Zn = -1,26V 4Au + O2 + 8NaCN + 2H2O 4Na[Au(CN)2] +4NaOH K1 Zn + Na[Au(CN)2] Na2[Zn(CN)4] + 2Au K2 x | Au + 2CN Au(CN)2 + 1e -E1 = 0,60V O2 + 2H2O + 4e 4OHE30 = 0,40V 4Au + O2 + 8NaCN + 2H2O 4Na[Au(CN)2] +4NaOH 47,458 => K1 = 10 Zn + 4CNZn(CN)42- + 2e E20= 1,26V 2x |Au(CN)2- + 1e Au + 2CN- E10= -0,60V Zn + Na[Au(CN)2] Na2[Zn(CN)4] + 2Au 1,02 => K2 = 10 Câu (2,5 điểm): Động hóa học ĐIỂM 0,25 0,25 0,25 0,25 0,125* = 0,625 0,125 0,125* = 0,375 0,125 ĐIỂM a/ Phương pháp tính - Tìm bậc phản ứng cách gán cho phản ứng bậc 0, 1, tính k tương ứng thời điểm khác Trong trường hợp bậc phản ứng 1gía trị k khơng đổi giá trị trung bình 6,22.10-4s-1 0,25 ThuVienDeThi.com -Tính d N O5 Vt(phản ứng) = Vt(tiêu thụ N2O5) = k N O5 t dt t Tính nồng độ N2O5 t = 900s; sau tính tốc độ 0,5 Phương pháp đồ thị Vẽ đường biểu diễn hàm: N O5 f t 025 Vt(phản ứng) = Vt(tiêu thụ N2O5) = - tg ; góc trục t tiếp tuyến với đương biểu diễn điểm có hồnh độ t = 900s b/ Nếu viết phương trình dạng thì: d N O5 d N O5 vt th N O5 ; v ph.u dt dt Tốc độ tiêu thụ khơng thay đổi thực tế khách quan Tốc độ phản ứng giảm nửa vấn đề qui ước a/ d O2 v ph.u k NO2 NO3 (1) dt NO3 phần tử trung gian hoạt động; nồng độ coi ổn định d NO3 k1 N O5 k NO2 NO3 k NO2 NO3 2 dt Tính nồng độ NO3 từ (2) thay vào (1) được: k k v phu N O5 k N O5 k k3 Kết luận: có phù hợp b/ Giai đoạn Câu (2,5 điểm): Phản ứng oxi hóa khử, pin điện, điện phân ĐÁP ÁN Do số tạo phức Ag(S2O3)33- , Kf = (Kd)-1 = 1,667.1013 lớn nên hầu hết Ag+ thêm vào tạo phức hết với S2O32=> [Ag(S2O3)23-] = 0,100M Số mmol S2O32- tự = 530 – (2.20) = 490 mmol => [S2O32-] = 2,450M Nồng độ ion Ag+ tự tính từ Kd + [Ag ] Kd = => [S2O32 ‒ ] [Ag(S2O3) [Ag+] 3‒ 1,0.10-15 0,25 0,5 0,25 ĐIỂM 0,25 0,5 = 6,0.10-14 ] M Từ Ksp = [Ag+][I-] = 8,5.10-17 => [I-] = 8,5.10-2 M => mmol KI = 17,0 mmol 0,5 0,25 Theo qui ước: q trình oxi hóa Fe2+ xảy anot, trình khử Au3+ xảy ThuVienDeThi.com 0,5 catot, điện cực Pt nhúng dung dịch Fe3+, Fe2+ anot, điện cực Pt nhúng dung dịch Au3+, Au+ catot: (-) Pt │ Fe3+(aq), Fe2+(aq) ║ Au3+(aq), Au+(aq) │ Pt (+) Phản ứng cực âm: 2x Fe2+(aq) Fe3+(aq) + e K 11 ƒ Phản ứng cực dương: Au3+(aq) + 2e ƒ Au+(aq) K2 3+ 2+ + 3+ Phản ứng pin: Au (aq) + 2Fe (aq) ƒ Au (aq) + 2Fe (aq) K (2) K = (K 11 )2.K2 = 10 2( E Au 3+ /Au -E 3+ Fe /Fe2+ 0,25 ) / 0,059 Trong khử chuẩn cặp Fe3+/Fe2+ tính (hoặc tính theo số cân 0,5 bằng) sau: Fe3+ + 3e ƒ Fe E0(1) = -0,037 V, G0(1) = -3FE0(1) Fe2+ + 2e ƒ Fe E0(2) = -0,440 V, G0(2) = - 2F E0(1) -ΔG (3) ΔG (1) - ΔG (2) = F F 0 = 3E (1)- 2E (2) = 0,77V Fe3+ + e ƒ Fe2+ E0(3) = → K = (K 11 )2.K2 = 102(1,260,77) / 0,059 = 1016,61 Ở điều kiện tiêu chuẩn, sức điện động chuẩn pin là: E pin = E 3+ + - E 3+ 2+ = 0,49 V Au /Au Fe /Fe Câu 7(2,5 điểm): Halogen – oxi – lưu huỳnh ĐÁP ÁN Cl khơng có obitan f trống I I2 + HClO4 + 4H2O H5IO6+ Cl2 A KI; B HIO3; C: I2O5; D: KIO3; E:HI ĐIỂM 0, 0,5 2KI + KNO3+H2SO4 I2 + KNO2+H2O 3I2+10HNO3 6HIO3+10NO + 2H2O 3I2+6KOH 5KI + KIO3 + 3H2O HIO3 + KOH KIO3 + H2O I2O5 + 5CO I2+ 5CO2 HI + KOH KI + H2O Câu (2,5 điểm): Bài tập tổng hợp 0,25 0,25x ĐÁP ÁN Tính nồng độ dung dịch Br2: Các PTPƯ xảy ra: HSO3- + H+ H2O + SO2 x mol x mol SO32- + 2H+ H2O + SO2 y mol y mol Br2 + 2H2O + SO2 SO42- + 2Br- + 4H+ 3I- + Br2 I3- + 2BrI3- + S2O32- S4O62- + 3IThuVienDeThi.com ĐIỂM 0,5 (1) (2) (3) (4) (5) H+ + OH- H2O (6) Từ (3) số mol H+ 25 ml dung dịch A = số mol OH- 15 ml dung dịch NaOH = 0,015 0,1 = 0,0015 mol Số mol H+ 500 ml dung dịch A = 0,0015.500/25 = 0,03 mol Từ (3) số mol Br2 = 1/4 số mol H+ = 0,0075 mol Từ (5) số mol I3- 50 ml dung dịch A = 1/2 số mol S2O32= 0,0125.0,01.1/2 = 6,25.10-5 mol 0,5 Số mol I3- 500 ml dung dịch A = 6,25.10-5.500/50 = 6,25.10-4 mol Vậy số mol Br2 dung dịch ban đầu = 0,0075 + 6,25.10-4 = 8,125.10-3 mol CM(Br2) = 8,125.10-4/0,5 = 0,01625 M Tính % khối lượng muối hỗn hợp X: Gọi x y số mol NaHSO3 Na2SO3 0,835 gam hỗn hợp X, ta có số mol ion HSO3- SO32- x y: Khối lượng hỗn hợp = 104x + 126y = 0,835 (I) Từ (1), (2), (3) ta có số mol SO2 = 1/4 số mol H+ 500 ml dung dịch A x + y = 0,03.1/4 = 0,0075 (II) Từ (I) (II) : x = 0,005 ; y = 0,0025 %NaHSO3 = 62,27% ; %Na2SO3 = 37,73% 0,5 ThuVienDeThi.com 1,0 ... nồng độ mol dung dịch Br2 ban đầu b Tính % khối lượng muối hỗn hợp X .HẾT ThuVienDeThi.com HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ ĐỀ XUẤT Câu 1(2,5 điểm): Cấu tạo nguyên tử - hóa học hạt nhân ĐÁP ÁN Gọi A1... 134Cs 55 Câu (2,5 điểm): Hình học phân tử - Liên kết hóa học – Tinh thể - Định luật tuần hoàn ĐÁP ÁN Gọi số proton, nơtron electron X : PX, NX EX Trong 19 PX 20 phân lớp có lượng cao 4s PX + EX... 17,0 mmol 0,5 0,25 Theo qui ước: trình oxi hóa Fe2+ xảy anot, q trình khử Au3+ xảy ThuVienDeThi.com 0,5 catot, điện cực Pt nhúng dung dịch Fe3+, Fe2+ anot, điện cực Pt nhúng dung dịch Au3+, Au+