HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊNVÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG ĐÁP ÁN ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC KHỐI 10 NĂM 2015 Thời gian làm bài 180 phút Đề này có ..
Trang 1HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN
VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
ĐÁP ÁN
ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC KHỐI 10
NĂM 2015 Thời gian làm bài 180 phút
(Đề này có trang, gồm 10 câu)
Câu 1 (2 điểm)
(a) Lập cấu hình electron của nguyên tử bari (Z = 56) ở trạng thái cơ bản
(b) Tính hằng số chắn của các electron hóa trị và điện tích hiệu dụng tương ứng
(c) Xác định năng lượng orbital của các electron hóa trị và từ đó suy ra năng lượng
ion hóa tạo ra ion Ba2+
(a) Ba (Z = 56): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4d6 4d10 5s2 5p6 6s2
(b) σ6s = (46.1) + (8.0,85) + 0,35 = 53,15; Z6s* = 56 – 53,15 = 2,85
(c) Để tính năng lượng orbital ε, phải thay n bằng n*; với n = 6; n* = 4,2
2 , 4
85 , 2 6 , 13
2 s
Ba và Ba2+ chỉ khác nhau về số electron hóa trị
Ei = E(Ba2+) – E(Ba) = 0.ε6s – 2.ε6s = 12,52 eV
0,5 0,5
0,5
0,5
Câu 2 (2 điểm)
(a) Tinh thể nhôm có dạng lập phương tâm diện, khối lượng riêng bằng ρ = 2,70.103
kg.m-3 Tính độ dài cạnh ô mạng cơ sở và bán kính nguyên tử nhôm (theo pm)
(b) Một nguyên tố A có bán kính nguyên tử R = 136 pm và đơn chất kết tinh theo cấu
trúc lập phương tâm diện, tỷ khối d = 22,4 Xác định A.
A
mol 10 02 , 6 a
4 mol / g 27 N
a
Z M
a = 405 pm
R =
4
2 pm 405 4
2
0,5
0,5
Trang 2(b) a 2 R 2 = 385 pm; 3 A 192 g mol 1
Z
N a
0,5
Câu 3 (2 điểm)
KCl thường được dùng trong hóa học phân tích dưới dạng nguyên tử đánh dấu, trong
đó, đồng vị phóng xạ là 40K chiếm 1,17% tổng số nguyên tử trong hỗn hợp các đồng
vị của K Một mẫu KCl cân nặng 2,71 gam có tốc độ phân rã là 4490 phân rã/s
(a) Xác định thời gian bán hủy của 40K theo năm
(b) Sau bao lâu thì tốc độ phân rã của mẫu KCl đó là 3592 phân rã/s
Cho biết: 1 năm = 365 ngày 4 giờ; K = 39,1; và Cl = 35,45
(a) Số mol K = Số mol KCl = 742,,7155 = 0,03635 (mol)
Số mol 40K = 0,03635.0,0117 = 4,25295.10-4 (mol)
Số nguyên tử 40K = 4,25295.10-4.6,022.1023 = 2,56.1020 (nguyên tử)
Ta có tốc độ phân rã = A = - dN dt = kN (N: Số nguyên tử 40K ban đầu)
k = 2 , 56 10 20
4490
= 1,754.10-17 (s-1) = 5,534.10-10 (năm) Thời gian bán hủy: t1/2 = lnk2 = 5 , 534 10 10
693 , 0
= 1,252.10 9 (năm)
(b) Ta có: kt = ln
t
o
N
N
= ln
t
o
A A
t =
k
1
ln
t
o
A
A
= 5 , 534 10 10
1
ln35924490 = 4,032.10 8 (năm)
0,5
0,5
1,0
Câu 4 (2 điểm)
Biết các số liệu sau ở 27o
C
NH4COONH2(r) CO2(k) NH3(k) 0
5 , 300 H
(kJ/mol) -645,2 -393,5 -46,20 0
300
G
(kJ/mol) -458,0 -394,4 -16,64 Với phản ứng : NH4COONH2(r) ⇄ CO2(k) + 2NH3(k)
Trang 3(a) Hỏi ở điều kiện chuẩn và 27oC phản ứng xảy ra theo chiều nào?
(b) Nếu coi Ho và So không đổi đối với T thì bắt đầu ở nhiệt độ nào phản ứng
ở điều kiện chuẩn xảy ra theo chiều ngược với chiều phản ứng ở 27o
C?
300 = (394,4) + (16,64 2) (458,0) = 30,32 kJ > 0
Theo G = H + PV hay G = A + PV = H + n RT với n = 3
G0
300 = 30,32 103 3 8,314 300 = 22837,4 J > 0
phản ứng xảy ra theo chiều nghịch
300 = (393,5) + (46,2 2) (645,2) = 159,3 kJ
S0
300 =
300
30320 159300
300
G
Mà Uo = Ho nRT
U0
300 = 159300 3 8,314 300 = 151817,4 J
Để phản ứng xảy ra theo chiều ngược với chiều ở 27oC thì
Ho = Uo TSo < 0
Ho = 151817,4 T 429,93 < 0
T > 353,12 K tức là ở 80oC thì phản ứng đổi chiều
0,5 0,5
0,5
0,5
Câu 5 (2 điểm)
Phản ứng: H2 + CO2 ⇄ H2O(k) + CO ở 600oK có nồng độ cân bằng của H2, CO2, H2O
và CO lần lượt bằng 0,600; 0,459; 0,500 và 0,425 mol./1
(a) Tìm Kc, Kp của phản ứng
(b) Nếu lượng ban đầu của H2 và CO2 bằng nhau và bằng 1 mol được đặt vào bình 5 lít thì nồng độ cân bằng các chất là bao nhiêu?
0 , 6 0 , 459 0,7716
425 , 0 5 , 0 CO H
CO O
H
Kc
2 2
2
) 0 n ( 7716 , 0 )
RT ( Kc
Kp n
(b)Tại CBHH: [H2O] = a; [CO] = a ; [H2] = [CO2] = 0,2 – a
0,5 0,5
Trang 4Ta có: 0 , 7716
) a 2 , 0
(
a 2
2
a = 0,094 và 0,2 – a = 0,106
0,5 0,5
Câu 6 (2 điểm)
(a)Hệ đệm photphat H2PO4-/HPO42- có tầm quan trọng lớn trong việc ổn định pH trong khoảng 7,1 và 7,2 của dịch nội bào Tính tỉ lệ nồng độ mol các ion H2PO4- và HPO42- trong dịch nội bào tại pH = 7,15 Biết Ka2(H3PO4) = 6,2.10-8
(b)Natri tripolyphotphat (Na5P3O10) được sử dụng trong bột giặt tổng hợp cho mục đích làm mềm nước vì có khả năng tạo phức với Mg2+ và Ca2+ (dạng MP3O103-) Xác định nồng độ Mg2+ còn trong dung dịch sau khi thêm 40,0 gam Na5P3O10 vào 1,0L dung dịch trong đó nồng độ ban đầu của Mg2+ bằng 50mg/L Biết hằng số hình thành phức MgP3O103- bằng 4,0.108
(a)
(b)Hằng số hình thành phức lớn nên phản ứng tạo phức xem như hoàn toàn
Mg2+ + P3O105- ⇌ MgP3O10
0,0021 0,11
0 0,1079 0,0021
Xét cân bằng
Mg2+ + P3O105- ⇌ MgP3O10
0 0,1079 0,0021
x 0,1079+x 0,0021-x
Từ
x = [Mg2+] = 4,8.10-11M
0,5
0,5
0,5 0,5
Trang 5(a) Hòa tan hoàn toàn 4,48 gam Cu trong 32,59 gam dung dịch HNO3 58% thu được dung dịch X và hỗn hợp khí Y Thêm từ từ dung dịch KOH 1M vào dung dịch X đến kết tủa cực đại thì đã dùng hết 200 mL dung dịch này Tính nồng độ phần trăm của Cu(NO3)2 trong dung dịch X
(b) Xét pin: Pt| I- 0,1M; I3- 0,02M║ MnO4- 0,05M, Mn2+ 0,01M, HSO4- CM| Pt
Trong đó 2
4
0 MnO /Mn
E = 1,51V; 03
I /3I
E = 0,5355V; và Ka(HSO4-) = 10-2 Tính nồng độ ban đầu của HSO4-, biết rằng khi đo suất điện động của pin ở 25oC được giá trị
0,824V
63
59 , 32 58 , 0
n
3
64
48 , 4
n(OH-) = 2n(Cu2+) + n(H+dư) n(H+ dư) = 0,2 - 0,07.2 = 0,06 (mol)
n(NO3-oxi hóa) = n(NO3-ban đầu) - n(NO3-tạo muối) - n(NO3- axit dư)
n(NO3-oxi hóa) = 0,3 – 2.0,07 – 0,06 = 0,1
2 y y
5 y
4 x x
5 x 14 , 0
2
0
07
,
0
N e 3 N
N e N e 2 Cu
14 , 0 y 3 x
1 , 0 y x
; x = 0,08 và y = 0,02
mdd = 4,48 + 32,59 – 0,08.46 – 0,02.30 = 32,79 gam
(b)Ở điện cực phải: MnO4- + 8H+ + 5e ⇄ Mn2+ + 4H2O
Ephải = 4
2 MnO
[MnO ].[H ]
Ở điện cực trái: 3I- ⇄ I3- + 2e
Etrái = 03 3
I /3I
[I ]
E = Ephải - Etrái 0,824 = 1,51 + 0,059 8
.lg(5.[H ] ) -5
0,574
[H+] = 0,054M
Xét cân bằng HSO4- ⇄ H+ + SO42- Ka = 10-2
2
x
K
C x , với x = 0,054 và Ka = 10-2 ta tính được C = 0,346M
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
Trang 6Câu 8 (2 điểm)
(a) F2 có phản ứng với dung dịch kiềm không?
(b) Cho biết sản phẩm tạo ra ở to thường khi cho Cl2, Br2, I2 lần lượt tác dụng với dung dịch KOH, biết ion XO– trong dung dịch kiềm bị phân huỷ theo phản ứng: hipohalogenit ⇄ halogenua + halogenat Sự phân huỷ đó phụ thuộc bản chất halogen và nhiệt độ: hipoclorit: phân huỷ chậm ở nhiệt độ thường, nhanh khi đun nóng; hipobromit: phân huỷ chậm ở nhiệt độ thấp, nhanh ở nhiệt độ thường; hipoiotit: Phân huỷ ở tất cả các nhiệt độ.
(a) Không thể kết luận được vì F2 khi tiếp xúc với dung dịch kiềm thì tác
dụng với nước một cách mãnh liệt
(b) Cl2 + 2KOH KCl + KClO + H2O
Cl2 + 6KOH 70 C o
5KCl + KClO3 + 3H2O 3Br2 + 6KOH 5KBr + KBrO3 + 3H2O
3I2 + 6KOH 5KI + KIO3 + 3H2O
0,5
0,5
0,5 0,5
Câu 9 (2 điểm)
Những thay đổi nào có thể xảy ra khi bảo quản lâu dài trong bình miệng hở các dung dịch sau đây: (a) Nước clo? (b) Axit sunfuhiđric? (c) Axit bromhiđric? (d) Nước vôi trong? (e) Nước Gia-ven? (f) Dung dịch H2SO4 đậm đặc ?
(a) Nước clo, Cl2 bay hơi một phần; thoát ra khí O2 và nồng độ Cl2 giảm
dần:
Cl2 + H2O 2HCl + 1
2O2 (b) Axit sunfuhiđric, vẩn đục của kết tủa lưu huỳnh:
H2S + 1O2 H2O + S↓
0,25
0,25
Trang 7(c) Axit bromhiđric, có màu vàng nhạt:
1
2O2 + 2HBr H2O + Br2
(d) Nước vôi trong, vẩn đục:
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3↓ + H2O
(e) Nước Gia-ven: thoát khí O2 và nồng độ giảm dần
NaClO + H2O + CO2 NaHCO3 + HClO
HClO HCl + 1
2O2 (f) Dung dịch H2SO4 đậm đặc: có màu đen do sự than hoá chất bẩn có trong
không khí
Cn(H2O)m H SO 2 4
nC + mH2O
0,5
0,5
0,5
Câu 10 (2 điểm)
Người ta nghiên cứu động học phản ứng xà phòng hóa etyl axetat (E):
E + NaOH CH3COONa + C2H5OH Ban đầu nồng độ E và NaOH đều bằng 0,05M Phản ứng được theo dõi bằng cách lấy
10 mL dung dịch hỗn hợp phản ứng ở từng thời điểm t và chuẩn độ X mL dung dịch HCl 0,01M Kết quả như sau:
X (mL) 44,1 38,6 33,7 27,9 22,9 18,5 (a) Chứng minh rằng phản ứng trên là một phản ứng bậc 2
(b) Tính hằng số tốc độ phản ứng và thời gian bán hủy của phản ứng.
E + NaOH CH3COONa + C2H5OH
Giả sử phản ứng này bậc 2, ta có phương trình động học:
kt C
1 a
C
1
o o
o
1 a C
1 t
1 k
Theo phép chuẩn độ: 10(Co - a) = 0,01X, ta có kết quả xác định k theo
thực nghiệm:
0,5
Trang 8t (phút) 4 9 15 24 37 53
Co - a (M) 0,0441 0,0386 0,0337 0,0279 0,0229 0,0185
Vì giá trị k không đổi nên giả thiết bậc 2 là phù hợp; k 0, 652 và
phút
30
t1/2
0,5
1,0
……….Hết………
Người ra đề
Nguyễn Thanh Hưng 0913150971