TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÀ GIANG ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ IX - NĂM 2013 MƠN THI: HĨA HỌC 10 Thời gian: 150’ không kể thời gian giao đề (Đề thi gồm 08 câu in 02 trang) Câu 1: (2,5 điểm) Tính lượng electron trạng thái nguyên tử ion sau: H, He+ (cho ZH= 1; ZHe= 2) Tính lượng ion hóa H lượng ion hóa thứ He Uran nguyên tố phóng xạ tự nhiên: a Một hạt nhân hình thành từ dãy phóng xạ bắt đầu 238 92 U Hỏi hạt nhân hạt nhân nào? 236U, 234U, 228Ac, 224Ra, 224Rn, 220Ra, 215Po, 212Pb, 221Pb Vì sao? b Tìm số hạt phóng từ dãy phóng xạ bắt đầu 238 92 U để tạo thành nguyên tố X Biết nguyên tử nguyên tố X có số lượng tử electron cuối n=6, l=1, m=0 s=+1/2; Tỷ lệ số hạt không mang điện số hạt mang điện hạt nhân nguyên tử X 1,5122 Câu 2: (2,5 điểm) Silic có cấu trúc tinh thể giống kim cương với thơng số mạng a = 0,534 nm Tính bán kính ngun tử cộng hóa trị Silic khối lượng riêng (g.cm-3) Cho biết MSi=28,086 g.mol-1 Kim cương có cấu trúc lập phương tâm diện, ngồi cịn có ngun tử nằm hốc tứ diện mạng sở Có phân tử XH3 a Hãy cho biết cấu hình hình học phân tử PH3 AsH3 b So sánh góc liên kết HXH hai phân tử giải thích c Những phân tử sau có moment lưỡng cực lớn ? BF3, NH3, SiF4, SiHCl3, SF2, O3 Cho biết ZP= 15, ZAs = 33, ZO= 16, ZF = 9, ZCl = 17, ZB = 5, ZN = 7, ZSi = 14, ZS = 16 Câu 3: ( 2,5 điểm) Cho số liệu nhiệt động số phản ứng sau 298K Số phản ứng Phản ứng Ho298 (KJ) (1) 2NH3 + 3N2O 4N2 + 3H2O 1011 (2) N2O + 3H2 N2H4 + H2O 317 (3) 2NH3 + 0,5O2 N2H4 + H2O 143 (4) H2 + 0,5O2 H2O 286 0 S 298 ( N H ) = 240 J/K.mol ; S 298 ( H 2O) = 66,6 J/K.mol 0 S 298 ( N ) = 191 J/K.mol ; S298 (O2 ) = 205 J/K.mol Tính nhiệt tạo thành ( H 298 ) N2H4; N2O NH3 0 Viết phương trình phản ứng cháy N2H4 tính H 298 , G298 số cân K phản ứng Câu 4: (2,5 điểm) Người ta cho vào bình thể tích khơng đổi 5,0 lít hỗn hợp khí gồm 5,00.10-3 mol H2 1,00.10-2 mol I2 4480C Tại cân hóa học HI có nồng độ 1,87.10-3 M Nếu ban đầu người ta cho vào bình thể tích khơng đổi 2,0 lít hỗn hợp khí gồm 1,00 10-2 mol H2; 3,00.10-2 mol I2 2,00.10-2 mol HI 4480C, tượng xảy nào? Tại sao? -1ThuVienDeThi.com Ban đầu người ta cho 0,50 mol HI vào bình thể tích khơng đổi 1,0 lít 4480C Tính nồng độ cân khí: H2; I2 HI Tính KP phản ứng; Kx có phải số cân hóa học phản ứng khơng? Tại sao? Câu 5: (2,5 điểm) Dung dịch A gồm NH3 0,2M; Na2C2O4 0,1M; Na2SO4 0,08M Tính pH dung dịch A Cho pK a : NH4+ = 9,24; H2C2O4 = 1,25 4,27; HSO4- = 2 Trộn 1ml MgCl2 0,01 M với ml dung dịch NH3 1M NH4Cl 2M Có kết tủa Mg(OH)2 khơng? Cho: TMg (OH ) 1010,95 ; K NH 109,24 Câu 6: (2,5 điểm) Chất X dạng tinh thể màu trắng có tính chất sau: + Đốt X nhiệt độ cao cho lửa màu vàng + Hòa tan X vào nước dung dịch A, cho khí SO2 từ từ qua dung dịch A thấy xuất màu nâu Nếu tiếp tục cho SO2 qua màu nâu biến thu dung dịch B; thêm HNO3 vào dung dịch B, sau thêm dư dung dịch AgNO3 thấy tạo thành kết tủa màu vàng + Hòa tan X vào nước, thêm dung dịch H2SO4 lỗng KI thấy xuất màu nâu màu nâu bị biến thêm Na2S2O3 Viết phương trình phản ứng xảy dạng ion Để xác định cơng thức phân tử X người ta hịa tan hoàn toàn 0,1 g X vào nước thêm dư KI vài ml H2SO4 lỗng, lúc có màu nâu, chuẩn độ Na2S2O3 0,1 M tới màu tốn hết 37,4 ml dung dịch Na2S2O3 Tìm cơng thức phân tử X Câu 7: (2,5 điểm) Theo lí thuyết cơng thức khống pyrit FeS2 Trong thực tế phần ion đisunfua S2- bị thay ion sunfua S2- công thức tổng quát pyrit biểu diễn FeS2-x Như coi pyrit hỗn hợp FeS2 FeS Khi xử lý mẫu khoáng với Br2 KOH dư xảy phản ứng sau: FeS2 + Br2 + KOH Fe(OH)3 + KBr + K2SO4 + H2O FeS + Br2 + KOH Fe(OH)3 + KBr + K2SO4 + H2O Sau lọc chất khơng tan tách khỏi dung dịch và: + Fe(OH)3 nung nóng chuyển hóa hồn tồn thành Fe2O3 có khối lượng 0,2 gam + Cho dư dung dịch BaCl2 vào pha lỏng 1,1087 gam kết tủa BaSO4 Xác định công thức pyrit Cân hai phương trình phản ứng theo phương pháp thăng electron Tính lượng Br2 theo gam cần thiết để oxi hóa mẫu khống Câu 8: (2,5 điểm) Ở 250C, người ta thực pin gồm hai nửa pin sau : Ag | AgNO3 0,1 M Zn | Zn(NO3)2 0,1 M Thiết lập sơ đồ pin Viết phản ứng điện cực phản ứng xảy pin làm việc Tính suất điện động pin Tính nồng độ ion pin khơng có khả phát điện Cho: E Ag / Ag 0,8V E Zn / Zn 0,76V Thí sinh sử dụng Bảng tuần hoàn Hết -Giám thị số 1:………………………… Họ tên thí sinh:……………………… Giám thị số 2:………………………… SBD:……………………… -2- ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÀ GIANG ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ IX - NĂM 2013 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN THI: HĨA HỌC 10 (Hướng dẫn chấm in 07 trang) Câu 1: (2,5 điểm) Tính lượng electron trạng thái nguyên tử ion sau: H, He+ (cho ZH= 1; ZHe= 2) Tính lượng ion hóa H lượng ion hóa thứ He Uran nguyên tố phóng xạ tự nhiên: a Một hạt nhân hình thành từ dãy phóng xạ bắt đầu 238 92 U Hỏi hạt nhân hạt nhân nào? 236U, 234U, 228Ac, 224Ra, 224Rn, 220Ra, 215Po, 212Pb, 221Pb Vì sao? b Tìm số hạt phóng từ dãy phóng xạ bắt đầu 238 92 U để tạo thành nguyên tố X Biết nguyên tử nguyên tố X có số lượng tử electron cuối n=6, l=1, m=0 s=+1/2; Tỷ lệ số hạt không mang điện số hạt mang điện hạt nhân nguyên tử X 1,5122 Hướng dẫn chấm Nội dung trả lời Năng lượng electron hệ hạt nhân electron: En Điểm 13, 6.Z (eV ) n2 Ở trạng thái bản: n = * Với H: E1(H) = -13,6eV * Với He+: E1(He+ ) = - 54,4 eV 0,5 Năng lượng ion hóa hidro lượng tối thiểu để bứt e khỏi nguyên tử ion, tức đưa e từ trạng thái xa vô (không truyền thêm động cho e) Dễ thấy: I1(H) =13,6eV; I2(He) = 54,4 eV a Chỉ có phân rã làm thay đổi số khối hạt nhân ZA X hình thành từ 238 234 U 92 U phải có hiệu số (238-A) chia hết cho Suy hạt nhân 0,5 0,5 6p2 b Có n=6; l=1; m=0, s=+1/2 Phân lớp Cấu hình electron lớp ngồi cùng: 6s24f145d106p2 Cấu hình electron X: Xe 6s24f145d106p2 ZX = 82 Tỷ lệ N 1,5122 N = 1,5122.82 = 124; A = 124 + 82 = 206 Z Gọi x số hạt , y số hạt 206 Sơ đồ phân rã phóng xạ: 238 92 U 82 Pb x ( He) y ( 1 e) Bảo toàn số khối, bảo tồn điện tích suy ra: 206 x 238 x 82 x y 92 y -3ThuVienDeThi.com 1,0 206 82 Pb Câu 2: (2,5 điểm) Silic có cấu trúc tinh thể giống kim cương với thơng số mạng a = 0,534 nm Tính bán kính nguyên tử cộng hóa trị Silic khối lượng riêng (g.cm-3) Cho biết MSi=28,086 g.mol-1 Kim cương có cấu trúc lập phương tâm diện, ngồi cịn có nguyên tử nằm hốc tứ diện ô mạng sở Có phân tử XH3 a Hãy cho biết cấu hình hình học phân tử PH3 AsH3 b So sánh góc liên kết HXH hai phân tử giải thích c Những phân tử sau có moment lưỡng cực lớn ? BF3, NH3, SiF4, SiHCl3, SF2, O3 Cho biết ZP= 15, ZAs = 33, ZO= 16, ZF = 9, ZCl = 17, ZB = 5, ZN = 7, ZSi = 14, ZS = 16 Hướng dẫn chấm Nội dung trả lời Điểm rSi = (a )/8 = (0,534 )/8= 0,118 Số nguyên tử Si có mạng sở: 8.(1/8) + 6.(1/2) + = Khối lượng riêng Si = 2,33 g.cm-1 a P : 1s22s22p63s23p3 ; As : 1s22s22p63s23p63d104s24p3 P As có electron hóa trị có electron độc thân XH3 X X trạng thái lai hóa sp3 H H H b XH3 hình tháp tam giác, góc HPH > góc AsH, độ âm điện ngun tử trung tâm P lớn so với As nên lực đẩy mạnh c N F F F 0,5 0,5 Cl H Si Cl Cl O S F F sp3 sp3 1,0 O sp3 sp2 O 0,5 F F Si B F sp2 F F F F sp3 chất có cấu tạo bất đối xứng nên có moment lưỡng cực > Câu 3: ( 2,5 điểm) Cho số liệu nhiệt động số phản ứng sau 298K Số phản ứng (1) (2) Phản ứng 2NH3 + 3N2O 4N2 + 3H2O N2O + 3H2 N2H4 + H2O -4ThuVienDeThi.com Ho298 (KJ) 1011 317 2NH3 + 0,5O2 N2H4 + H2O H2 + 0,5O2 H2O (3) (4) S 298 ( N H ) = 240 J/K.mol ; S 298 ( H 2O) = 66,6 J/K.mol S 298 ( N ) = 191 J/K.mol S 298 (O2 ) = 205 J/K.mol ; 143 286 Tính nhiệt tạo thành ( H 298 ) N2H4; N2O NH3 0 Viết phương trình phản ứng cháy N2H4 tính H 298 , G298 số cân K phản ứng Hướng dẫn chấm Nội dung trả lời Điểm Ta xếp lại phương trình lúc đầu để cộng triệt tiêu chất N2 + H2 N2H4 Đó là: 4N2 + 3H2O 2NH3 + 3N2O -H1 9H2 3N2H4 + 3H2O 3H2 2NH3 + 0,5 O2 N2H4 + H2O H3 3N2O + H2O H2 + 0,5 O2 1,0 -H4 Sau cộng ta được: 4N2 + 8H2 4N2H4 có 4H5 Suy H5 = (-H1 + 3H2 + H3 - H4) : = (1011 - 317 - 143 + 286) : = 50,75 KJ/mol Từ H5 H4 H2 tính H N O = H5 + H4 - H2 0,25 = 50,75 - 286 + 317 = 81,75 KJ/mol Từ H5 H4 H3 tính H NH = H5 + H4 - H3 0,25 = ( 50,75 - 286 + 143 ) : = 46,125 KJ/mol N2H4 + O2 N2 + 2H2O H 0298 = (286) 50,75 = 622,75 KJ/mol S 0298 = 191 + (2 66,6) 205 240 = 120,8 J/K G = 622,75 ( 120,8 10 3 298) = 586,75 kJ/mol 1,0 298 ln K = G 586, 75.103 = = 236,8 ; RT 8,314 298 K = 10103 Câu 4: (2,5 điểm) Người ta cho vào bình thể tích khơng đổi 5,0 lít hỗn hợp khí gồm 5,00.10-3 mol H2 1,00.10-2 mol I2 4480C Tại cân hóa học HI có nồng độ 1,87.10-3 M Nếu ban đầu người ta cho vào bình thể tích khơng đổi 2,0 lít hỗn hợp khí gồm 1,00 10-2 mol H2; 3,00.10-2 mol I2 2,00.10-2 mol HI 4480C, tượng xảy nào? Tại sao? -5ThuVienDeThi.com Ban đầu người ta cho 0,50 mol HI vào bình thể tích khơng đổi 1,0 lít 4480C Tính nồng độ cân khí: H2; I2 HI Tính KP phản ứng; Kx có phải số cân hóa học phản ứng không? Tại sao? Hướng dẫn chấm Nội dung trả lời Điểm 5.103 1, 0.103 M 1.102 Nồng độ đầu I2 2.103 M Nồng độ đầu H2 Tại 4480C : H2 Ban đầu : 10-3 Cân bằng: 6,5.10-5 => KC= I2 2HI ƒ -3 2.10 1,065.10-3 cân chuyển dịch sang phải Nồng độ HI 0,5/1=0,5M Xét cân bằng: 2HI H2 ƒ 0,5 (0,5 – 2x) x => I2 + x (0,5 x) 50,5 K= 50,5 x với 0< x < 0,25 1,0 => [H2] = [I2] = 0,055M [HI] = 0,5 – 0,055.2 = 0,39M n Kp Kx Kc 50,5 Kx số cân hóa học phản ứng ( Kx không phụ thuộc vào áp suất , n ) 0,5 Câu 5: (2,5 điểm) Dung dịch A gồm NH3 0,2M; Na2C2O4 0,1M; Na2SO4 0,08M Tính pH dung dịch A Cho pK a : NH4+ = 9,24; H2C2O4 = 1,25 4,27; HSO4- = 2 Trộn 1ml MgCl2 0,01 M với ml dung dịch NH3 1M NH4Cl 2M Có kết tủa Mg(OH)2 không? Cho: TMg (OH ) 1010,95 ; K NH 109,24 Hướng dẫn chấm Nội dung trả lời Các trình xảy ra: NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH- Kb = 10-4,76 (1) -6ThuVienDeThi.com Điểm C2O42- + H2O ⇌HC2O4- + OH- Kb = 10-9,73 (2) HC2O4 + H2O ⇌H2C2O4 + - SO4 + H2O ⇌HSO4 + 2- - OH- OH- K b2 = 10-12,75 (3) Kb = 10-12 1,25 (4) H2O ⇌H+ + OH- Kw (5) pHA tính theo (1) NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH- Kb = 10-4,76 Bđ: 0,2 [ ]: 0,2 – x x x x2 Kb 104,76 x = [OH-] = 1,86.10-3 pH = 11,27 0, x Khi V dung dịch tăng gấp đơi nồng độ giảm nửa C NH3 0,5M ; C NH 1M ; CMg 2 5.103 M 2 NH3 + H2O ⇌NH4+ + OH-, Kb = Bđ : 0,5 [ ] : 0,5 – x Kb 1+x 1014 =10-4,76 9,24 10 1,25 x (1 x).x 104,76 [OH-] = x = 5.10-5,76 (0,5 x) Xét phản ứng: Mg2+ + 2OH- ⇌Mg(OH)2 [Mg2+].[OH-]2 = 5.10-3.(5.10-5,76)2 = 125.10-14,52 < Ks = 10-10,95 nên không xuất kết tủa Mg(OH)2 Câu 6: (2,5 điểm) Chất X dạng tinh thể màu trắng có tính chất sau: + Đốt X nhiệt độ cao cho lửa màu vàng + Hòa tan X vào nước dung dịch A, cho khí SO2 từ từ qua dung dịch A thấy xuất màu nâu Nếu tiếp tục cho SO2 qua màu nâu biến thu dung dịch B; thêm HNO3 vào dung dịch B, sau thêm dư dung dịch AgNO3 thấy tạo thành kết tủa màu vàng + Hòa tan X vào nước, thêm dung dịch H2SO4 lỗng KI thấy xuất màu nâu màu nâu bị biến thêm Na2S2O3 Viết phương trình phản ứng xảy dạng ion Để xác định công thức phân tử X người ta hịa tan hồn tồn 0,1 g X vào nước thêm dư KI vài ml H2SO4 lỗng, lúc có màu nâu, chuẩn độ Na2S2O3 0,1 M tới màu tốn hết 37,4 ml dung dịch Na2S2O3 Tìm cơng thức phân tử X Hướng dẫn chấm Nội dung trả lời Điểm X cháy cho lửa màu vàng thành phần nguyên tố X có natri Dung dịch X tác dụng với SO2 đến dư thu dung dịch B tạo kết tủa vàng với AgNO3 thành phần nguyên tố X có iot 0,75 Phản ứng X với SO2 chứng minh X có tính oxi hóa Từ lập luận X có cation Na+ anion IO x Đặt công thức X NaIOx Phản ứng dạng ion: -7ThuVienDeThi.com IO x +(2x-1) SO2 + 2(x-1) H2O (2x-1) SO42- + I2 + (4x-4) H I2 + 2H2O + SO2 2I + SO42- + 4H Ag + I AgI IO x + (2x-1) I + 2x H x I2 + x H2O I2 + 2Na2S2O3 2NaI + Na2S4O6 -3 1,87.10 3,74.10-3 Số mol Na2S2O3 = 0,1.0,0374 = 3,74.10-3 Theo (5) Số mol I2 = ½(Số mol Na2S2O3) = 1,87.10-3 Theo (4) Số mol IO x = x (số mol I2) = x (1) (2) (3) (4) (5) 1,87.10-3 0,1 = 1,87.10-3 23 127 16 x x 0,1 x = 1,87.10-3 150 16x 1,0 0,75 0,1x = 0,2805 + 0,02992x x=4 Công thức phân tử X: NaIO4 Câu 7: (2,5 điểm) Theo lí thuyết cơng thức khống pyrit FeS2 Trong thực tế phần ion đisunfua S2- bị thay ion sunfua S2- công thức tổng quát pyrit biểu diễn FeS2x Như coi pyrit hỗn hợp FeS2 FeS Khi xử lý mẫu khoáng với Br2 KOH dư xảy phản ứng sau: FeS2 + Br2 + KOH Fe(OH)3 + KBr + K2SO4 + H2O FeS + Br2 + KOH Fe(OH)3 + KBr + K2SO4 + H2O Sau lọc chất không tan tách khỏi dung dịch và: + Fe(OH)3 nung nóng chuyển hóa hồn tồn thành Fe2O3 có khối lượng 0,2 gam + Cho dư dung dịch BaCl2 vào pha lỏng 1,1087 gam kết tủa BaSO4 Xác định công thức pyrit Cân hai phương trình phản ứng theo phương pháp thăng electron Tính lượng Br2 theo gam cần thiết để oxi hóa mẫu khống Hướng dẫn chấm Nội dung trả lời Điểm 1,1087 = 4,75.10-3 233, 0, nFe = = 2,5.10-3 160 nS = 1,0 =>nFe : nS = : 1,9 => Công thức FeS1,9 2 FeS2 + 15 Br2 +38 KOH Fe(OH)3 + 30 KBr + K2SO4 + 16 H2O (1) 0,5 FeS + Br2 + 22 KOH Fe(OH)3 + 18 KBr + K2SO4 + H2O (2) (2 – x) = 1,9 => x = 0,1 => 90% FeS2; 10% FeS m1(Br2) = 160 0,9 25.10-3 15 = 2,7(g) -8ThuVienDeThi.com m2(Br2) = 160 0,1 25.10-3 = 0,18(g) 1,0 =>mBr2 = 2,7 + 0,18 = 2,88 (g) Câu 8: (2,5 điểm) Ở 250C, người ta thực pin gồm hai nửa pin sau : Ag | AgNO3 0,1 M Zn | Zn(NO3)2 0,1 M Thiết lập sơ đồ pin Viết phản ứng điện cực phản ứng xảy pin làm việc Tính suất điện động pin Tính nồng độ ion pin khơng có khả phát điện E Ag / Ag 0,8V Cho: E Zn / Zn 0,76V Hướng dẫn chấm: Nội dung trả lời - Zn | Zn(NO3)2 0,1M || AgNO3 0,1M | Ag + Anot (-) : Zn - 2e = Zn2+ Catot (+) : Ag+ + 1e = Ag Phản ứng : Zn + Ag+ = Zn2+ + Ag E pin = E catot - E anot = E Ag / Ag E Zn / Zn 0,5 2 = ( 0,8 + 0,059 lg [Ag+] ) - ( -0,76 + 0,059/2 lg [Zn2+] ) = 0,741 - ( - 0,7895 ) = 1,53 V Khi pin khơng có khả phát điện , lúc E pin = Khi phản ứng đạt trạng thái cân : n.E Ta có : Kcb = Điểm 0,5 [ Zn 2 ] 10 0, 059 10 [ Ag ] 2.( ,8 , 76 ) , 059 10 52,9 Mặt khác : Zn + Ag+ = Zn2+ + 2Ag Bđ : 0,1 0,1 (M) Pư : 2x x CB: 0,1-2x 0,1 + x Vậy : 0,5 0,5 0,5 [ Zn 2 ] 0,1 x 10 52,9 0,1 x [ Ag ] 0,1 x x 0,05M Vậy : [Zn2+] = 0,1 + 0,05 = 0,15 M [Ag+] = 10 52,9.[ Zn 2 ] = 1,4.10-27 M Chú ý: Thí sinh làm theo cách khác kết cho điểm tối đa -9ThuVienDeThi.com ... ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÀ GIANG ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ IX - NĂM 2013 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN THI: HĨA HỌC 10 (Hướng dẫn chấm in 07 trang) Câu 1: (2,5... Thí sinh sử dụng Bảng tuần hoàn Hết -Giám thị số 1:………………………… Họ tên thí sinh: ……………………… Giám thị số 2:………………………… SBD:……………………… -2- ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÀ GIANG ĐỀ THI. .. electron Tính lượng Br2 theo gam cần thi? ??t để oxi hóa mẫu khống Câu 8: (2,5 điểm) Ở 250C, người ta thực pin gồm hai nửa pin sau : Ag | AgNO3 0,1 M Zn | Zn(NO3)2 0,1 M Thi? ??t lập sơ đồ pin Viết phản ứng