Đề thi chọn học sinh giỏi khu vực Duyên hải Đồng bằng bắc bộ khối 10 năm học 2013 – 2014 môn: Hóa Học50540

SỞ GDĐT NINH BÌNH TRƯỜNG THPT CHUYÊN LƯƠNG VĂN TỤY ĐỀ THI ĐỀ XUẤT ĐỀ THI CHỌN HSG KHU VỰC DUYÊN HẢI - ĐBBB KHỐI 10 NĂM HỌC 2013 – 2014 Mơn: HĨA HỌC Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Đề thi gồm 10 câu 03 trang Câu1 (2 điểm) Dựa vào phương pháp gần Slater, tính lượng ion hóa I1 cho He (Z = 2) Cho hai nguyên tố A, B đứng kế bảng hệ thống tuần hồn có tổng số n  ฀  nhau; số lượng tử A lớn số lượng tử B Tống đại số số lượng tử electron cuối B 5,5.Hãy xác định số lượng tử electron cuối A, B Câu (2 điểm) Muối LiCl kết tinh theo mạng lập phương tâm diện Ơ mạng sở có độ dài cạnh 5,14.10-10 m Giả thiết ion Li+ nhỏ tới mức xảy tiếp xúc anion - anion ion Li+ xếp khít vào khe ion Cl- Hãy tính độ dài bán kính ion Li+ , Cl- mạng tinh thể theo picomet (pm) Sử dụng mơ hình đẩy cặp electron hóa trị (mơ hình VSEPR), dự đốn dạng hình học ion phân tử sau: BeH2, BCl3, NF3, SiF62-, NO2+, I3- Câu (2 điểm) Năng lượng mạng lưới tinh thể hiểu lượng cần thiết để tách hạt tinh thể cách xa khoảng vô cực Hãy thiết lập chu trình để tính lượng mạng lưới tinh thể CaCl2 biết: Sinh nhiệt CaCl2: H1 = -795 kJ/ mol Nhiệt nguyên tử hoá Ca: H2 = 192 kJ / mol Năng lượng ion hoá (I1 + I2) Ca = 1745 kJ/ mol Năng lượng phân ly liên kết Cl2: H3 = 243 kJ/ mol Ái lực với electron Cl: A = -364 kJ/ mol Sự phá vỡ liên kết Cl-Cl mol clo đòi hỏi lượng 243 kJ (năng lượng sử dụng dạng quang năng) Hãy tính bước sóng photon cần sử dụng để phá vỡ liên kết Cl-Cl phân tử Cl2 Câu (2 điểm) Dung dịch A gồm Na2S CH3COONa có pHA = 12,50 Thêm lượng Na3PO4 vào dung dịch A cho độ điện li ion S2- giảm 20% (coi thể tích dung dịch khơng đổi) Tính nồng độ Na3PO4 dung dịch A Chuẩn độ 20,00 ml dung dịch A dung dịch HCl 0,10 M, thị metyl da cam đổi màu (pH = 4,00) dùng hết 19,40 ml dung dịch HCl Tính nồng độ CH3COONa dung dịch A Cho: pK a1(H2S)  7,02; pK a2(H2S)  12,9; pK a1(H3PO4 )  2,15; pK a2(H3PO4 )  7,21; pK a3(H3PO4 )  12,32; pK a(CH3COOH)  4,76 Câu (2 điểm) Cho pin (-) Pt H2(1atm), H+ (0,1M) Br -(0,2 M), AgBr(r) Ag (+) ThuVienDeThi.com Viết phương trình phản ứng xảy pin làm việc (ghi rõ trạng thái chất) Tính sức điện động chuẩn pin 298K Cho biết E Ag / Ag =0,799V; E H / H   =0,0V Tích số tan Ks(AgBr) = Nối mạch điện hóa để pin hoạt động Tính nồng độ ion H+ Br - sức điện động pin 90% thời điểm đầu Biết áp suất H2 giữ không đổi suốt trình pin làm việc Câu (2 điểm) Cho m (g) muối halogen kim loại kiềm phản ứng với 200 ml dung dịch axít H2SO4 đặc, nóng (lấy dư) Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu khí X hỗn hợp sản phẩm Y Dẫn khí X qua dung dịch Pb(NO3)2 thu 23,9 (g) kết tủa mầu đen Làm bay nước cẩn thận hỗn hợp sản phẩm Y thu 171,2 (g) chất rắn A Nung A đến khối lượng không đổi thu muối B có khối lượng 69,6(g) Nếu cho dung dịch BaCl2 lấy dư vào Y thu kết tủa Z có khối lượng gấp ,674 lần khối lượng muối B Tính nồng độ mol/1ít dung dịch H2SO4 m (g) muối Xác định kim loại kiềm halogen Câu (2 điểm) Có nguyên tố A, B C A tác dụng với B nhiệt độ cao sinh D Chất D bị thuỷ phân mạnh nước tạo khí cháy có mùi trứng thối B C tác dụng với cho khí E, khí tan nước tạo dung dịch làm quỳ tím hố đỏ Hợp chất A với C có tự nhiên thuộc loại hợp chất cứng Hợp chất nguyên tố A, B, C muối không màu, tan nước bị thuỷ phân Viết tên A, B, C phương trình phản ứng nêu Để khảo sát phụ thuộc thành phần B theo nhiệt độ, người ta tiến hành thí nghiệm sau đây: Lấy 3,2 gam đơn chất B cho vào bình kín khơng có khơng khí, dung tích lít Đun nóng bình để B hố hồn tồn Kết đo nhiệt độ áp suất bình ghi lại bảng sau: 7,7.10-13 Nhiệt độ (oC) 444,6 450 500 900 1500 Áp suất (atm) 0,73554 0,88929 1,26772 4,80930 14,53860 Xác định thành phần định tính đơn chất B nhiệt độ giải thích Cho: R = 0,082 L.atm.K-1.mol-1 Câu (2 điểm) Đốt cháy hồn tồn gam mẫu than có chứa tạp chất S Khí thu cho hấp thụ hồn tồn 0,5 lít dung dịch NaOH 1,5M dung dịch A, chứa muối có xút dư Cho khí Cl2 (dư) sục vào dung dịch A, sau phản ứng xong thu dung dịch B, cho dung dịch B tác dụng với dung dịch BaCl2 dư thu a gam kết tủa, hoà tan lượng kết tủa vào dung dịch HCl dư lại 3,495 gam chất rắn Tính  khối lượng C; S mẫu than, tính a Tính nồng độ mol/lít chất dung dịch A? ThuVienDeThi.com Câu (2 điểm) Hạt nhân Liti có khối lượng 7,01601 u Hãy tính lượng liên kết riêng hạt nhân Liti ? Cho khối lượng proton nơtron 1,00724 u; 1,00862 u Biết 1u = 931,5 MeV/c2 Hoạt tính phóng xạ đồng vị 210 84 Po giảm 6,85 % sau 14 ngày Xác định số tốc độ trình phân rã, chu kỳ bán hủy thời gian bị phân rã 90 % Câu 10 (2 điểm) Hai xilanh A, B đậy chặt piston Xi lanh A chứa hỗn hợp khí CO2 H2 theo tỉ lệ mol 1:1; xi lanh B chứa khí C3H8 Nung nóng hai xilanh đến 5270C xảy phản ứng sau: (A) CO2(k) + H2(k)  CO(k) + H2O(k) Kc (A) = 2,5.10-1 (B) C3H8(k)  C3H6(k) +H2(k) Kc (B) = 1,30.10-3 Khi đạt tới cân bằng, áp suất hai xi lanh Thành phần phần trăm thể tích C3H8 xi lanh B 80% Tính nồng độ cân chất xi lanh B áp suất toàn phần đạt tới trạng thái cân Tính nồng độ cân chất xi lanh A Dùng piston để giảm thể tích xi lanh cịn nửa thể tích ban đầu, giữ nguyên nhiệt độ Tính áp suất tồn phần thời điểm cân xi lanh Hết - ThuVienDeThi.com SỞ GDĐT NINH BÌNH HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG KHU VỰC DUYÊN HẢI - ĐBBB KHỐI 10 NĂM HỌC 2013 – 2014 Mơn: HĨA HỌC (Hướng dẫn chấm gồm trang) TRƯỜNG THPT CHUYÊN LƯƠNG VĂN TỤY Câu1: (2 điểm)  13,6 Z*2 He có cấu hình 1s2, E *He  2  n *2  He+có cấu hình 1s1, E *He    13,62  0,32        78,6eV     13,6 Z 13,6  2    54,4eV n2 0.25 0.25 Q trình ion hóa He - e  He+; 0.25  I1  E *He  E *He  (54,4eV)  (78,6eV)  24,2eV 0.25 A,B đứng bảng tuần hoàn có tổng (n+l) nA> nB cấu hình B: A: (n+1) Electron cuối B có l = 1; ml = +1; s = -1/2 suy n = Vây bốn số lượng tử B : có l = 1; ml = +1; s = -1/2 suy n = Cấu hình e B [ Ar] 3d104s24p6 (B Kr) Suy bốn số lượng tử A: có l = 0;ml = 0; s = =1/2; n=5 np6 Cấu hình A: [Kr] 5s1 0.25 s1 0.25 0.25 0.25 (A: Rb) Câu 2: (2 điểm) Mỗi loại ion tạo mạng lập phương tâm mặt Hai mạng lồng vào nhau, 0.25 khoảng cách hai mạng a/2 Tam giác tạo hai cạnh góc vng a,a; cạnh huyền đường chéo d, d2 = 2a2  d = a d = 4r ( Cl  ) r ( Cl  ) = a 2  5,14 x10 10 x  182 pm 4 0.25 Xét cạnh a: a = r (Cl-) + r (Li+) r(Li+) = 0.25 0.25 a  2r (Cl  ) 514  x182   75 pm 2 BeH2: dạng AL2E0 Phân tử có dạng thẳng: H−Be−H BCl3: dạng AL3E0, có “siêu cặp” liên kết đơi B=Cl Phân tử có dạng tam giác đều, phẳng NF3: dạng AL3E1 Phân tử có dạng hình chóp đáy tam giác với N nằm đỉnh chóp Góc FNF nhỏ 109o29’ lực đẩy mạnh cặp electron không liên kết ThuVienDeThi.com 0.25 0.25 SiF62-: dạng AL6E0 Ion có dạng bát diện NO2+: dạng AL2E0, có “siêu cặp” ứng với liên kết đơi N=O 0.25 ([O=N=O]+) Ion có dạng đường thẳng I3-: dạng AL2E3, lai hoá I dsp3, liên kết I−I ưu tiên nằm dọc theo trục thẳng đứng, obitan lai hoá nằm mặt phẳng xích đạo (vng góc với trục) dùng để chứa cặp electron không liên kết Ion có 0.25 dạng đường thẳng Câu 3: (2 điểm) Chu trình Born - Haber Ca(tt) + Cl2 (k) H2 Ca (k) CaCl2(tt) H3 2Cl (k) I1+I2 Ca2+ (k) H1 + -Uml 2A 0.5 2Cl- (k) Ta có: Uml = H2 + I1 + I2 + H3 + 2A - H1 Uml = 192 + 1745 + 243 – (2 x 364) - (-795) 0.5 Uml = 2247 (kJ/.mol) Cl2 + h ν  2Cl ε = hν = h  λ= c 243.103   4, 035.1019 (J/phân tử) λ 6, 022.1023 h.c 6,625.10-34 3.108 = = 4,925.107 (m) = 492,5 (nm) 19 ε 4, 035.10 0.5 0.5 Câu 4: (2 điểm) Gọi nồng độ Na2S CH3COONa dung dịch A C1 (M) C2 (M) Khi chưa thêm Na3PO4, dung dịch xảy trình: S2+ H2O  HS- + OH10-1,1 (1) -6,98 HS + H2O  H2S + OH 10 (2) -9,24 CH3COO + H2O  CH3COOH + OH 10 (3) + -14 H2O  H + OH 10 (4) So sánh cân  tính theo (1): S2+ H2O  HS- + OH10-1,1 C C1 [ ] C1- 10-1,5 10-1,5 10-1,5 0.25 ThuVienDeThi.com  CS = C1 = 0,0442 (M) độ điện li αS  α1  2- 2- [HS- ] 101,5   0, 7153 CS20, 0442 Khi thêm Na3PO4 vào dung dịch A, ngồi cân trên, hệ cịn có thêm cân sau: 10-1,68 (5) PO3-4 + H2O  HPO 2-4 + OHHPO 2-4 + H2O  H PO-4 + OH10-6,79 (6) H PO-4 + H2O  H PO + OH10-11,85 (7) Khi α , S2- [HS- ]  α = 0,7153.0,80 = 0,57224 =  [HS-] = 0,0442 0,57224 = CS2- 0,0253 (M) Vì mơi trường bazơ nên CS = [S2-] + [HS-] + [H2S]  [S2-] + [HS-] 2-  Từ (1)  [OH-] = [S2-] 0.25 = 0,0442 – 0,0253 = 0,0189 (M) 1,1 10 0, 0189 = 0,0593 (M) 0, 0253 So sánh cân (1)  (7), ta thấy (1) (5) định pH hệ: [OH-] = [HS-] + [ HPO 2-4 ][ HPO 2-4 ] = [OH-] - [HS-] = 0,0593 – 0,0253 = 0,0340 (M) 0.25 [HPO 2-4 ][OH - ] 0, 0340.0, 0593  Từ (5)  [ PO ] = = 0,0965 (M) 10-1,68 10-1,68  CPO3-  [ PO3-4 ] + [ HPO 2-4 ] + [ H PO-4 ] + [ H3PO ]  [ PO3-4 ] + [ HPO 2-4 ] 34 0.25 CPO3-  0,0965 + 0,0340 = 0,1305 (M) Khi chuẩn độ dung dịch A HCl, xảy trình sau: S2- + H+  HS1012,9 HS- + H+  H2S 107,02 CH3COO- + H+  CH3COOH 104,76 [H 2S] 104,00 [HS- ] 104,00 2 Tại pH = 4,00: 2-  12,90 >>1 [HS ] >> [S ]; >> [HS- ] 107,02 [S ] 10 0.25  [H2S] >> [HS-]; [CH 3COOH] 104,00   100,76  [CH 3COO- ] 104,76  0.25 0,76 [CH 3COOH] 10   0,8519 [CH 3COOH]+[CH 3COO ]  100,76 Như chuẩn độ đến pH = 4,00 ion S2- bị trung hịa hồn tồn 0.25 thành H2S 85,19% CH3COO- tham gia phản ứng:  0,10 19,40 = 20,00.(2.0,0442 + 0,8519.C2)  CCH COO = C2 = 0,010 (M) 0.25 - Câu 5: (2 điểm) Phản ứng xảy pin (-) H2(k)  2H+(aq) + 2e Nội dung ThuVienDeThi.com Điểm (+) AgBr(r) + 1e  Ag(r) + Br-(aq) Phản ứng xảy pin là: AgBr(r) + H2(k)  Ag(r) + H+(aq) + Br-(aq) 0.5 Tính sức điện động: Tại 298K Epin = E0pin – 0,059.log Ở đây, E0pin = E0AgBr/Ag - E H  CH  CBr  0.25 P1/2 H / H2 = E Ag  / Ag  0, 059 log K s ( AgBr ) - E H  / H = 0,084V Thay CH  0,1M; CBr  0,2M; PH =1atm ta Epin = 0,184V   0.25 Tính nồng độ ion H+ Br Khi sức điện động pin 90% ban đầu: Có G pin(298) = G0 pin(298) + RT ln CH  CBr  P1/2 H với G pin(298)= -n.F.Epin=-1.96500.(0,9.0,184)= -15980,4J G0 pin(298) = - n.F.E0pin = -1 96500 0,084 = - 8106 J Suy ra: CH  CBr  P1/2 H =e G G RT = 0,0417 Xét trình: AgBr(r) + H2(k)  Ag + H+(aq) + Br-(aq) Ban đầu: 1atm Thời điểm nghiên cứu 1atm Q= CH  CBr  P1/2 H 0,1 M 0,2M 0,1+x 0,2+x = (0,1+x).(0,2+x) = 0,0417 x  0,06 Vậy nồng độ H+ Br- thời điểm nghiên cứu là: 0,16M 0,26M Câu 6: (2 im) 1) Tính nồng độ mol/1ít dung dịch H2SO4 vµ m (g) mi Gọi cơng thức muối halozen: MR Theo đầu khí X có mùi đặc biệt, phản ứng với Pb(NO3)2 tạo kết tủa đen, khí X sinh phản ứng H2SO4 đặc Vậy X H2S Các phương trình phản ứng: 8MR + 5H2SO4 = 4M2SO4 + 4R2 + H2S + 4H2O (1) 0,8 0,5 0,4 0,4 0,1 H2S + Pb(NO3)2 = PbS + 2HNO3 (2) 0,1 0,1 BaCl2 + M2SO4 = 2MCl2 + BaSO4 (3) Theo (2): nH2S = nPbS = 23,9: 239 = 0,1(mol) theo (1): nM2SO4 = 4nH2S = 0,4(mol) = nR2 nH2SO4(pư) = 5nH2S = 0,5(mol) Khối lượng R2 = 171,2 - 69,6 = 101,6 (g) Theo (3): nBaSO4 = (1,674 69,6): 233 = 0,5(mol) ThuVienDeThi.com 0.5 0.5  Vậy số mol H2SO4 dư: 0,5- 0,4= 0,1(mol) Nồng độ mol/l axit là: (0,5+ 0,1): 0,2= 3(M) Khối lượng m(g)= mM+ mR (với mM= 69,6- 0,4 96= 31,2 gam ) m(g)= 31,2+ (171,2- 69,6)= 132,8(g) 2) Xác định kim loại kiỊm vµ halogen + Tìm Halogen: 101,6 : 0,4 = MR  MR = 127 (Iot) + Tìm kim loại: 0,8.(M + 127) = 132,8  MM =39 (Kali) 0.5 0.25 0.25 Câu (2 điểm ) Hợp chất AxBy muối Khi bị thuỷ phân cho thoát H2S Hợp chất AnCm Al2O3 Vậy A Al, B S, C O Hợp chất AoBpCq Al2(SO4)3 Al + S  Al2S3 Al2S3 + H2O Al(OH)3 + H2S Al + O2  Al2O3 S + O2  SO2 Al3+ + H2O Al(OH)2+ 0.25 0.25 0.25 0.25 O+ + H3 Số mol nguyên tử S 3,2 gam lưu huỳnh: 3,2 = 0,1 mol 32 PV Dùng cơng thức n = RT tính số mol phân tử lưu huỳnh trạng thái nhiệt độ : 0.25 * 444,6oC: n1 = 0, 0125 mol gồm phân tử S8 0, 0125  = 0,1 mol 0,1 * 450oC: n2 = 0,015 mol, số nguyên tử S trung bình phân tử: 0,015 ≈ 6,67 Vậy thành phần lưu huỳnh nhiệt độ gồm phân tử lưu 0.25 huỳnh có từ đến nguyên tử * 500oC: n3 = 0,02 mol, số nguyên tử S trung bình phân tử: 0,1 = 0,02 Vậy thành phần lưu huỳnh nhiệt độ gồm phân tử lưu huỳnh có từ đến nguyên tử gồm phân tử S5 * 900oC: n4 = 0,05 mol, số nguyên tử S trung bình phân tử: 0,1 = 0,05 Vậy thành phần lưu huỳnh nhiệt độ gồm phân tử lưu huỳnh có từ đến nguyên tử gồm phân tử S2 * 1500oC : n5 = 0,1 mol : Hơi lưu huỳnh gồm nguyên tử S Câu (2 điểm ) Phương trình phản ứng: C + O2  CO2 x x (mol) S + O2  SO2 (1) (2) ThuVienDeThi.com 0.25 0.25 y y (mol) Gọi số mol C mẫu than x; số mol S mẫu than y 0.25  12x + 32y = Khi cho CO2; SO2 vào dung dịch NaOH dư: CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O (3) SO2 + 2NaOH  Na2SO3 + H2O (4) Cho khí Cl2 vào dung dịch A (Na2CO3; Na2SO3; NaOH dư) Cl2 + 2NaOH  NaClO + NaCl + H2O (5) 2NaOH + Cl2 + Na2SO3  Na2SO4 + 2NaCl + H2O (6) Trong dung dịch B có: Na2CO3; Na2SO4; NaCl; NaClO Khi cho BaCl2 vào ta có: BaCl2 + Na2CO3  BaCO3 + 2NaCl (7) x x 0.25 BaCl2 + Na2SO4  BaSO4 + 2NaCl (8) y y Hoà tan kết tủa vào dung dịch HCl có phản ứng, BaCO3 tan Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + CO2 + H2O Vậy : BaSO4 = 3,495 g = 0,015mol Vậy y = 0,015 mol  mS = 0,48 gam  S = 16 0.25 mC = 2,52 gam  C = 84 a gam kết tủa = 3,495 + 2,52 (137 + 60) = 44,865 gam 12 0.5 Dung dịch A gồm: Na2CO3; Na2SO3; NaOH(dư)  Na2CO3  = 0,21: 0,5 = 0,42M  Na2SO3  = 0,015: 0,5 = 0,03M 0.25 0,75 - (2 0,21  0,015)  NaOH  = = 0,6M 0,5 0.25 0.25 Câu (2 điểm ) Khối lượng 3p + 4n = 1,00724.3 +1,00862.4 = 7,0562 u Độ hụt khối lượng m = 7,0562 - 7,01601 = 0,04019 u E = mC2 = 0,04019 x 931,5 = 37,44 MeV Năng lượng liên kết riêng trung bình = 37,44 :7 = 5,35 MeV/ nucleon 0.25 0.25 0.25 0.25 Từ ln m0 100  kt  k  ln  0,00507 ngày-1 mt 14 100  6,85  t1/  ln 0,693   137 ngày k 0,00507 Thời gian để 210 84 Po 0.25 0.25 bị phân rã 90% là: t  100 ln  454 ngày 0,00507 100  90  Câu 10 (2 điểm ) ThuVienDeThi.com 0.5 Nội dung Điểm C3H8 80%  %C3H6 = 10% %H2 = 10% Gọi CB tổng nồng độ tất hợp phần cân [C3H8]=0,8.CB; [C3H6] = [H2]= 0,1.CB (0,1.CB )  1,3.103  CB  0,104 M 0,8.CB [C3H8]=0,0832M; [C3H6]=[H2]=0,0104M  PB = 6,8224 atm 0.25 0.25 Nếu PA = PB CA = CB Tại cân [CO2] = [H2]=x [CO]=[H2O]=(0,104-2x)/2=0,052-x; (0,052-x)2/x2 = 0,25  x = 3,47.10-2 M [CO2] = [H2] = 3,47.10-2M; [CO] = [H2O] =1,73.10-2M 0.25 0.25 Xi lanh A: PA'  PA  13,6448atm Xi lanh B: C3H8  C3H6 + H2 Lúc đầu 2.0,0832 2.0,0104 2.0,0104 [] 0,1664+y 0,0208-y 0,0208-y  (0,0208-y) /(0,1664+y)=1,3.10-3  y = 5,84.10-3 CB'  2.CB  y  0, 2022 M PB'  CB' RT  13, 2643atm NGƯỜI RA ĐỀ , ĐÁP ÁN Điền Thị Thu Hương 10 ThuVienDeThi.com 0.25 0.25 0.25 0.25 ... lanh Hết - ThuVienDeThi.com SỞ GDĐT NINH BÌNH HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG KHU VỰC DUYÊN HẢI - ĐBBB KHỐI 10 NĂM HỌC 2013 – 2014 Mơn: HĨA HỌC (Hướng dẫn chấm gồm trang) TRƯỜNG... + 1745 + 243 – (2 x 364) - (-795) 0.5 Uml = 2247 (kJ/.mol) Cl2 + h ν  2Cl ε = hν = h  λ= c 243 .103   4, 035 .10? ??19 (J/phân tử) λ 6, 022 .102 3 h.c 6,625 .10- 34 3 .108 = = 4,925 .10? ??7 (m) = 492,5... CH3COO + H2O  CH3COOH + OH 10 (3) + -14 H2O  H + OH 10 (4) So sánh cân  tính theo (1): S2+ H2O  HS- + OH10-1,1 C C1 [ ] C1- 10- 1,5 10- 1,5 10- 1,5 0.25 ThuVienDeThi.com  CS = C1 = 0,0442 (M)