SỞ GD-ĐT TỈNH VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VĨNH PHÚC KỲ THI HSG CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC 2021 – 2022 Mơn thi: Hóa học - Lớp 10 ĐỀ ĐỀ NGHỊ Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Cho: H= 1; C= 12; N = 14; O = 16; S = 32; Cl = 35,5; Ca = 40; Cu = 63,5; ZN = 7; ZO = 8; ZF = 9; ZCu = 29; e = 1,6.10-19 C; me = 9,1.10-31kg; C = 3.108m.s-1; Số Avogadro NA = 6,023.1023 mol-1; RT 0,0592 ln lg (ở 25oC); R =8,314 J.mol-1.K-1=0,082 l.atm mol-1K-1; nF n F=96485C.mol-1; ɛ0=8,854.10-12C2J-1m-1; h = 6,626.10-34J.s; bar = 105Pa; bar = 0,9869 atm; atm = 101325 Pa Câu (2,0 điểm) Cấu tạo nguyên tử, phân tử, định luật tuần hoàn Năng lượng En (J) electron X (là hạt electron) tính biểu thức: 𝑚𝑒 𝑍 𝑒 𝐸𝑛 = − 2 8𝜀0 𝑛 ℎ Trong đó, e điện tích ngun tố; Z điện tích hạt nhân; o số điện; h số Planck; n số lượng tử (n = 1, 2, 3…) a) Nếu X ngun tử hidro Tính bước sóng λmax (nm) dãy phổ Lyman electron chuyển từ n = n = b) Sự chuyển electron từ trạng thái lượng cao lượng E3 (n=3) cho vạch vùng nhìn thấy số tín hiệu quang phổ X Xác định Z bước sóng (theo nm) vạch phổ Biết ánh sáng nhìn thấy có bước sóng khoảng từ 380 nm đến 800 nm Cho phân tử ion sau: N2, O2, N22-, N2, O2+ a) Viết cấu hình electron phân tử ion b) Sắp xếp tiểu phân (phân tử hay ion) theo thứ tự tăng dần lượng ion hóa thứ Giải thích Câu (2,0 điểm) Tinh thể Nhôm oxit bị nén áp suất cao tạo thành dạng đa hình nó, có cấu trúc hình thoi, với thơng số mạng sở a= 0,6393 nm, b = 0,4362 nm c = 0,4543 nm, góc α = β = γ = 90o Tính khối lượng riêng dạng đa hình nhơm oxit theo g/cm3, biết ô mạng sở chứa đơn vị phân tử nhơm oxit Ơ mạng sở palladium có dạng lập phương tâm diện Tâm nguyên tử palldium đặt đỉnh tâm mặt hình lập phương (các nguyên tử xem cầu cứng) Khối lượng riêng palladium 12.02 gam/cm3, khối lượng mol 106.4 gam/mol a) Tính số ngun tử palladium mạng sở, độ dài cạnh (a) bán kính nguyên tử palladium (r) theo pm (1 pm = 10-12 m) b) Giả sử nguyên tử cầu cứng, tính bán kính nguyên tử cực đại vừa khít với khoảng trống (hốc) nguyên tử palladium mạng tinh thể c) Khoảng cách liên nhân phân tử H2 74 pm bán kính nguyên tử hidro 54 pm Hãy tính số nguyên tử hidro cực đại lấp vào mạng sở palladium Câu (2,0 điểm) Phản ứng hạt nhân X 11 H 01 n 189Y dùng điều chế 189Y , vật liệu bia sử dụng nước thông thường làm giàu H2X18 Sự có mặt nước thường H2X16 xảy phản ứng phụ từ 168 X tạo 179Y Cứ phút, sau hoàn thành phản ứng hạt nhân với vật liệu Phản ứng hạt nhân 18 bia tỉ số hoạt độ phóng xạ 18 17 Y 105 Tính hàm lượng H2X18 vật liệu Y bia, cho biết chu kì bán hủy 18Y 17Y 109,7 phút 65 giây; tỉ lệ hiệu suất H 18 X18 Y 144,7 H 16 X17 Y Trong phân hạch dùng nơtron bắn phá 98 42 Mo 136 54 235 92 U , cuối thường thu hai sản phẩm Xe a) Những hạt phát b) Tính lượng giải phóng phân hạch theo MeV theo Joules (Jun) 235 c) Tính lượng giải phóng gam 92 U bị phân hạch theo đơn vị kW-giờ Cho: 235 Nguyên tử khối Câu (2,0 điểm) 136 U Xe 98 Mo 235,04393 135,90722 97,90551 n 1,00867 Nhiệt hóa học Cho phản ứng: 4Cu(r) + O2(k) 2Cu2O(r) (1) 2Cu(r) + O2(k) 2CuO(r) (2) Cu(r) (3) Cu2O(r) 2H2(k) CuO(r) + + O2(k) 2H2O(k) (4) Biết 300K 1300K, G0 phản ứng (1) -300kJ.mol-1 -160kJ.mol-1; G0 phản ứng (2) -260 kJ.mol-1 -80 kJ.mol-1 Tính H0 S0 phản ứng (1) (2) Biết H0 S0 không phụ thuộc vào nhiệt độ Lập biểu thức phụ thuộc G0(3) vào nhiệt độ phản ứng (3) Trên sở tính tốn, dự đoán sản phẩm thu nung bột Cu 800K khơng khí (20% O2, 80% N2 thể tích) áp suất bar Trong khoảng nhiệt độ 300 – 1500 K, Cu, CuO Cu2O tồn hỗn hợp khơng Giải thích tính tốn? Cho từ từ H2 vào bình có chứa lượng bột CuO 1150 K CuO bị khử thành Cu Biết phản ứng (4) có G0(4) = - 490 + 0,1T (kJ.mol-1) Tính tốn lập luận để H2 khử hết CuO thành Cu2O khử tiếp Cu2O thành Cu Câu (2,0 điểm) Cân hố học pha khí Khí màu nâu NO2 giữ thiết bị tích thay đổi nhờ pittơng Kết thí nghiệm nén khí từ 1000ml xuống 100ml 25oC cho thấy có tồn cân bằng: 2NO2(k) ⇌ N2O4(k) Kp = 7,07 Q trình thí nghiệm thu kết sau: V (mL) 10,0 Ptổng (atm) 0,128 5,0 2,0 1,0 0,5 0,2 0,1 0,331 0,765 1,215 1,215 1,215 a a) Hãy cho biết giá trị a Giải thích ? b) Cho biết q trình hóa học xảy tính áp suất riêng phần tiểu phân trường hợp V = 1,0 mL Tính số cân q trình để giải thích tượng “trần áp suất” 1,215 atm Cho phản ứng CO tác dụng với nước 4500C theo phản ứng: H2O(h) + CO(k) ⇌ H2(k) + CO2(k) (a) Cho mol H2O mol CO vào bình chân khơng 450oC Khi phản ứng (a) đạt đến cân hỗn hợp phản ứng chứa 0,9 mol CO2 a) Tính số cân phản ứng (a) 450oC b) Phản ứng (a) cần tiến hành nhiệt độ để 99% lượng CO ban đầu bị chuyển hóa thành CO2 Cho biết: Biến thiên entanpy tạo thành (kJ.mol-1) chất 25oC atm: CO(k): -110,5; CO2(k): -393,51; H2O(h): -241,84 Câu (2,0 điểm) Động hóa học hình thức ( Khơng có phần câu hỏi chế động học ) Nitrogen oxide phân hủy thành nitrogen oxygen nhiệt độ 5650C, phản ứng tỏa nhiệt 2N2O(k) 2N2(k) + O2(k) Phản ứng tuân theo quy luật động học bậc thực hồn tồn pha khí a) Nồng độ đầu N2O 0,108 mol.l-1, số tốc độ phân hủy bậc hai N2O 1.10-3l.mol-1.s-1 Tính nồng độ N2O sau 1250 giây 5650C b) Năng lượng hoạt hóa phản ứng bậc hai 5650C 234 kJ.mol-1 Tính số tốc độ phản ứng 6000C? Xét phản ứng song song Các lượng hoạt hóa ứng với k1 k2 45,3 69,8 kJ.mol-1 Biết 320K k k1 1, 00 Xác định nhiệt độ mà 2, 00 k2 k2 Nghiên cứu động học phản ứng Michael β-nitrostyrene với piperidine trạng thái chuyển tiếp Sơ đồ phản ứng sau: Phương trình tốc độ phản ứng là: v k1 k2 [ nitrostyrene].[ piperidine]2 k1 a) Xác định bậc toàn phần phản ứng bậc riêng phần β-nitrostyrene piperidine b) Biết giai đoạn đầu phản ứng cân thuận nghịch, giai đoạn thứ xúc tác phân tử piperidine giai đoạn định tốc độ phản ứng Cả hai giai đoạn phản ứng Thiết lập phương trình tốc độ tạo thành sản phẩm Tính số tốc độ khả kiến Câu (2,0 điểm) Dung dịch phản ứng dung dịch Dung dịch X chứa đơn axit yếu HA (hằng số phân li axit HA pKa1 = 6,76) HB (hằng số phân li axit HB pKa2 = 6,87) có pH = 3,75 Chuẩn độ 10,0 mL dung dịch X cần 10,0 mL dung dịch NaOH 0,220 M đến điểm tương đương a) Tính nồng độ ban đầu axit dung dịch X b) Tính pHtđ điểm tương đương Một dung dịch đệm thêm vào dung dịch X để giữ pH dung dịch 10,0 thu dung dịch Z Coi thể tích dung dịch khơng đổi thêm dung dịch đệm vào Tính độ tan (theo đơn vị mol·L–1) M(OH)2 dung dịch Z, biết anion A– B– tạo phức với ion M2+ Cho biết: pKs(M(OH)2) = 11,51 Phức ion M2+ anion A– có: 1 = 2,1.103; 2 = 1,05.106 Phức ion M2+ anion B– có: 1’ = 6,2.103; 2’ = 2,05.106 Câu (2,0 điểm) Phản ứng oxi hoá khử Pin điện điện phân Pin điện hóa sau dựa phản ứng pha rắn hoạt động thuận nghịch 1000K dịng khí O2 Các ion F- khuếch tán thông qua CaF2(r) 1000K (-) MgF2(r), MgO(r) | CaF2(r) | MgF2(r), MgAl2O4(r), Al2O3(r) (+) Phản ứng tổng xảy pin sau: Al2O3(r) + MgO(r) ⇌ MgAl2O4(r) a) Viết phương trình phản ứng điện cực phương trình Nernst cho nửa pin pin hoạt động Coi áp suất O2(k) hai điện cực Nồng độ ion F- hai điện cực trì dịng khuếch tán ion F- thơng qua CaF2(r) b) Tính ∆Go phản ứng (ở 1000K) biết rằng, Eo (ở 1000K) phản ứng 0,1529V c) Sức điện động chuẩn pin khoảng nhiệt độ từ 900K đến 1250 K là: o E (V) = 0,1223 + 3,06.10-5T Tính giá trị ∆Ho ∆So coi đại lượng không phụ thuộc vào nhiệt độ Giá trị Eo cho bán phản ứng ion sắt ion xeri (Ce) sau: Fe3+ + e Fe2+ Eo = +0,77V Ce4+ + e Ce3+ Eo = +1,61V Hai chất thị sau dùng để xác định điểm tương đương phép chuẩn độ oxy hóa – khử: Inox + 2e Inkh ; Di-bolane (Dip): Eodip = +0,76V (Tím) (Khơng màu) p-nitro-di-bolane(pn): Inox + 2e Inkh ; Eodip = +1,01V (Tím) (Khơng màu) Cả hai chất thị đổi màu tỉ lệ nồng độ [Inox]/[Inkh] = 10 Bằng tính tốn, cho biết chất thị thích hợp cho phép chuẩn độ Fe3+ Ce4+ Câu (2,0 điểm) Halogen Các hợp chất An oxit nguyên tố clo tạo thành theo sơ đồ sau: A3 A4 6) O3 3) AgZ A5 5) H2C2O4 A2 2) HgO X 4) KOH KZ 900C 50 C 1) AgY 7) 4000C KY A1 8) H2SO4 tC HY 9)P2O5 t0C A6 Hiệu phần trăm khối lượng nguyên tố clo oxi số tính chất vật lí hợp chất cho bảng sau đây: Chất A1 A2 A3 A4 A5 A6 m1 (%) m2 (%) 5.2 63.2 19.3 5.2 -15.0 -22.4 Tính chất chất lỏng khí màu khơng vàng bền chất khí màu lỏng vàng nâu đỏ chất lỏng a) Xác định chất A1 - A6 b) Vẽ công thức cấu tạo chất A1 - A6 Viết tất phương trình phản ứng trình bày sơ đồ Câu 10 (2,0 điểm) đại cương vô Cho hợp chất sau: a) So sánh lực acid cyclohexane-1,4-dione, cyclohexane-1,3-dione bicyclo[2.2.2]octane-2,6-dione (BOD) Giải thích ngắn gọn b) Giải thích sao: - pKa trypticene lớn nhiều so với pKa triphenylmethane - Tuy nhiên, pKa of fluoradene lại nhỏ nhiều so với pKa triphenylmethane Hãy cho biết hợp chất có đồng phân lập thể biểu diễn cấu trúc khơng gian đồng phân lập thể GV đề nghị: Mạc Thị Thanh Hà Sđt: 0904769299 ... M2+ anion A– có: 1 = 2,1 .103 ; 2 = 1,05 .106 Phức ion M2+ anion B– có: 1’ = 6,2 .103 ; 2’ = 2,05 .106 Câu (2,0 điểm) Phản ứng oxi hoá khử Pin điện điện phân Pin điện hóa sau dựa phản ứng pha rắn... lượng CO ban đầu bị chuyển hóa thành CO2 Cho biết: Biến thiên entanpy tạo thành (kJ.mol-1) chất 25oC atm: CO(k): - 110, 5; CO2(k): -393,51; H2O(h): -241,84 Câu (2,0 điểm) Động hóa học hình thức ( Khơng... hoàn toàn pha khí a) Nồng độ đầu N2O 0 ,108 mol.l-1, số tốc độ phân hủy bậc hai N2O 1 .10- 3l.mol-1.s-1 Tính nồng độ N2O sau 1250 giây 5650C b) Năng lượng hoạt hóa phản ứng bậc hai 5650C 234 kJ.mol-1