Cho biết các trị số của số lượng tử ml , số obitan trong phân lớp g và h.. 134Cs và 137Cs là sản phẩm phân hạch của nhiên liệu urani trong lò phản ứng hạt nhân2. Viết phương trình phản ứ
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TT HUẾ
TRƯỜNG THPT CHUYÊN QUỐC HỌC
ĐỀ GIỚI THIỆU
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT CHUYÊN - DUYÊN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015
MÔN: HOÁ HỌC LỚP 10
Thời gian làm bài 180 phút
Câu 1 (2,0 điểm) Cấu tạo nguyên tử - phản ứng hạt nhân
1 Các nhà khoa học đang đặt ra giả thiết tồn tại phân lớp g (có l= 4) và phân lớp h (có l= 5)
a Cho biết các trị số của số lượng tử ml , số obitan trong phân lớp g và h.
b Dựa vào quy tắc Klechkopski, dự đoán nguyên tử có electron đầu tiên ở phân lớp h này thuộc nguyên
tố có số hiệu nguyên tử bằng bao nhiêu?
2 134Cs và 137Cs là sản phẩm phân hạch của nhiên liệu urani trong lò phản ứng hạt nhân Cả hai đồng vị này đều phân rã β- với thời gian bán hủy là T1/2 (134Cs) = 2,062 năm và T1/2 (137Cs) = 30,17 năm
a Viết phương trình phản ứng hạt nhân biểu diễn các phân rã phóng xạ của 134Cs và 137Cs Tính năng lượng (eV) được giải phóng trong phân rã của 134Cs dựa vào các số liệu dưới đây:
Đồng vị Nguyên tử khối (u) 134
55Cs
134
56Ba
133,906700 133,904490
b Trong một mẫu nước thu được sau sự cố của nhà máy điện hạt nhân người ta phát hiện được hai đồng
vị nói trên của Cs với hoạt độ phóng xạ tổng cộng 1,92 mCi Khối lượng 137Cs có trong mẫu nước này là 14,8µg
Sau bao nhiêu năm thì hoạt độ phóng xạ tổng cộng của 2 đồng vị này trong mẫu nước đã cho chỉ còn bằng 80,0 µCi? Tính tỉ số khối lượng của 134Cs và 137Cs tại thời điểm đó Giả thiết rằng thiết bi đo chỉ đo được các hoạt độ phóng xạ β- lớn hơn 0,1 Bq
Cho: 1Ci = 3,7.1010 Bq; vận tốc ánh sáng c = 2,997925.108ms-1;
1eV = 1,60219.10-19J; số Avogađro NA= 6,02.1023; 1 năm = 365 ngày
Câu 2 (2,0 điểm) Liên kết hóa học và cấu trúc phân tử
1 Các nguyên tử C, N, O có thể sắp xếp theo ba thứ tự khác nhau để tạo ra ba anion CNO-, CON- và NCO
a Viết công thức Lewis cho 3 thứ tự trên.
b Với cách sắp xếp trên hãy: + Tìm điện tích hình thức của mỗi nguyên tử.
+ So sánh độ bền của ba anion Giải thích
2 Giải thích tại sao ?
a SiO2 chất rắn, nhiệt độ nóng chảy 17000C
b CO2 rắn (nước đá khô) dễ thăng hoa, nhiệt độ nóng chảy -560C (dùng tạo môi trường lạnh và khô)
c H2O rắn (nước đá) dễ chảy nước, nhiệt độ nóng chảy 00C
3 So sánh và giải thích ngắn gọn độ phân cực (momen lưỡng cực) của các chất: SO2, SO3 và SOCl2
Câu 3 (2,0 điểm) Nhiệt động lực học
1 Hãy tính nhiệt tạo thành chuẩn của As2O3 tinh thể dựa vào các dữ kiện sau:
As2O3(r) + 3H2O (l) = 2H3AsO3 (aq) ∆ H0298= 31,59 kJ/mol
AsCl3(r) + 3H2O(l) = H3AsO3 (aq) + 3HCl(aq) ∆ H0298=73,55kJ/mol
As(r) + 3/2Cl2(k) = AsCl3(r) ∆ H0298= -298,70 kJ/mol
HCl(k) + aq = HCl(aq) ∆ H0298= -72,43kJ/mol
1/2H2(k) + 1/2Cl2(k) = HCl(k) ∆ H0298= -93,05kJ/mol
Trang 2H2(k) + 1/2O2(k) = H2O(l) ∆ H0298= -285,77kJ/mol
3As2O3(r) + 3O2(k) = 3As2O5(r) ∆ H0298=-812,11kJ/mol
3As2O3(r) + 2O3(k) = 3As2O5(r) ∆ H0298= -1095,79kJ/mol
2 Cho biết năng lượng phân ly của phân tử oxi là 493,71 kJ/mol; năng lượng liên kết O-O (tính từ H2O2)
là 138,07kJ/mol Hãy chứng minh rằng phân tử ozon không thể có cấu trúc vòng kín mà phải có cấu tạo góc
Câu 4 (2,0 điểm) Động lực học
Nitramit có thể bị phân hủy trong dung dịch H2O theo phản ứng: NO2NH2 →N2O(k) + H2O
Các kết quả thực nghiệm cho thấy vận tốc phản ứng tính bởi biểu thức:
2 2 3
NO NH
v k
H O
=
1 Trong môi trường đệm, bậc của phản ứng là bao nhiêu?
2 Trong các cơ chế sau, cơ chế nào chấp nhận được
Cơ chế 1: NO2NH2→k 1 N2O(k) + H2O
Cơ chế 2: NO2NH2 + H3O+ 2
2
k
k−
→ NO2NH3+ + H2O nhanh NO2NH3+ →k 3 N2O + H3O+ chậm
Cơ chế 3: NO2NH2 + H2O 4
4
k
k−
→ NO2NH- + H3O+ nhanh NO2NH- →k 5 N2O + OH- chậm
H3O+ + OH- →k 6 2 H2O nhanh
Câu 5 (2,0 điểm) Cân bằng hóa học
Cho cân bằng hóa học: N2 (k) + 3H2 (k) 2NH3 (k); ∆Η= - 92 kJ
Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N2 và H2 theo tỉ lệ số mol đúng bằng hệ số tỉ lượng 1: 3 thì khi đạt tới
trạng thái cân bằng (450oC, 300 atm) NH3 chiếm 36% thể tích
1 Tính hằng số cân bằng KP.
2 Giữ nhiệt độ không đổi (450oC), cần tiến hành dưới áp suất là bao nhiêu để khi đạt tới trạng thái cân bằng NH3 chiếm 50% thể tích?
3 Giữ áp suất không đổi (300 atm), cần tiến hành ở nhiệt độ nào để khi đạt tới trạng thái cân bằng NH3
chiếm 50% thể tích? Cho phương trình Van’t Hoff:
ln
1
2
K
K
= ∆ 1 − 2
1 1
T T R H
Câu 6 (2,0 điểm) Cân bằng trong dụng dịch axit - bazơ
1 Tính nồng độ ion S2- và pH của dung dịch H2S 0,010M
2 Khi thêm 0,001 mol HCl vào 1 lit dung dịch H2S 0,010M thì nồng độ ion S2 – bằng bao nhiêu? Cho hằng
số axit của H2S : Ka1 = 10-7 và Ka2 = 10-12,92
Câu 7 (2,0 điểm) Cân bằng hòa tan
1 Hãy tính độ tan của CuS trong dung dịch HNO3 1M
Biết: CuS: pKs = 35,2 ; H2S: pKa1 = 7 ; pKa2 = 12,92 ; E NO0 3−,H+/NO =0,96V;
2
0 S/H S 0,14
2 Trộn 150ml NH3 0,25M với 100 ml MgCl2 0,0125M và HCl 0,15M Có kết tủa Mg(OH)2 tách ra không?
Tính [Mg2+] khi cân bằng
Biết: NH3: Kb = 10-4,76 ; MgOH+: β = 10-12,8 ; Mg(OH)2: Ks = 10-10,9
Trang 3Câu 8 (2,0 điểm) Phản ứng oxi hóa khử-Thế điện cực - Pin điện
Cho sơ đồ pin: Cu Cu2+ Ag+ Ag
Biết: E0 Ag+/Ag = 0,8V ; E 0 Cu2+/Cu = 0,337V
1 Hãy cho biết sơ đồ pin, suất điện động và phản ứng trong pin, nếu: [Ag+] = 10-4M; [Cu2+] = 10-1M;
ln = 0 , 0592 lg
F
RT
2 Hãy cho biết sơ đồ pin, suất điện động và phản ứng trong pin, nếu thêm NH3 1M vào nửa bên phải của
pin Biết: [Ag(NH3)2+]:β2= 107,24 ; bỏ qua sự thay đổi về thể tích
3 Thêm NaOH 1M vào nửa bên trái, sau khi phản ứng xong, suất điện động của pin bằng 0,813V.
Tính tích số tan của Cu(OH)2 Bỏ qua sự thay đổi về thể tích
Câu 9 (2,0 điểm) Tinh thể
Germani (Ge) kết tinh theo kiểu kim cương (như hình dưới)
với thông số mạng a = 566 pm
1 Cho biết cấu trúc mạng tinh thể của Germani
2 Xác định bán kính nguyên tử, độ đặc khít của ô mạng và
khối lượng riêng của Germani (MGe=72,64)
Câu 10 (2,0 điểm) Bài toán về nhóm Halogen - nhóm Oxi
1 Hỗn hợp A gồm bột S và Mg Đun nóng A trong điều kiện không có không khí, sau đó làm nguội và cho
sản phẩm tác dụng với dung dịch HCl (dư) thu được 2,987 lit khí B có tỉ khối so với không khí bằng 0,8966 Đốt cháy hết khí B, sau đó cho toàn bộ sản phẩm vào 100ml H2O2 5% (d = 1g/mL) thu được dung dịch D Xác định % khối lượng các chất trong A và nồng độ % các chất tạo ra trong dung dịch D Cho thể tích các chất khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn
2 Hàm lượng cho phép của tạp chất lưu huỳnh trong nhiên liệu là 0,30% Người ta đốt cháy hoàn toàn
100,0 gam một loại nhiên liệu và dẫn sản phẩm cháy (giả thiết chỉ có CO2, SO2 và hơi nước) qua dung dịch KMnO4 5,0.10-3M trong H2SO4 thì thấy thể tích dung dịch KMnO4 đã phản ứng vừa hết với lượng sản phẩm cháy trên là 625 ml Hãy tính toán xác định xem nhiên liệu đó có được phép sử dụng hay không?
Ge ở các đỉnh và tâm mặt
Ge chiếm các lỗ tứ diện