Đề hoá học lớp 10 - ôn thi kiểm tra, thi học sinh giỏi sưu tầm tham khảo (21)

Tính năng lượng của electron ở trạng thái cơ bản trong các nguyên tử và ion sau: H, He+.. Tính năng lượng ion hóa của H và năng lượng ion hóa thứ 2 của He.. b, Viết cấu hình electron của

HÓA 10 – ĐỀ HSG – DUYÊN HẢI BẮC BỘ

Câu 1:(2 điểm):

1 Tính năng lượng của electron ở trạng thái cơ bản trong các nguyên tử và ion sau: H, He+ (Cho ZH = 1; ZHe = 2)

2 Tính năng lượng ion hóa của H và năng lượng ion hóa thứ 2 của He

đó, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 54, số hạt mang điện của

X ít hơn số hạt mang điện của Y là 12

a, Hãy xác định kí hiệu hoá học của X,Y và công thức phân tử XY2

b, Viết cấu hình electron của nguyên tử X,Y và xác định các số lượng tử của electron cuối cùng được điền vào

Câu 2:(2 điểm):

Viết công thức Lewis, dự đoán dạng hình học của các phân tử và ion sau (có giải thích) và trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm?

SO2; SO3; SO42- ; SF4; SCN-

Câu 3:(2 điểm):

1 Cho giá trị của biến thiên entanpi và biến thiên entropi chuẩn ở 300K và 1200K

của phản ứng:

CH4 (khí) + H2O (khí) ˆ ˆ †‡ ˆ ˆ CO ( khí) + 3H2 ( khí) Biết:

∆H0

J/K.mol

a) Hỏi phản ứng tự diễn biến sẽ theo chiều nào ở 300K và 1200K?

b) Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 300K

2 Năng lượng mạng lưới của một tinh thể có thể hiểu là năng lượng cần thiết để

tách những hạt ở trong tinh thể đó ra cách xa nhau những khoảng vô cực

Hãy thiết lập chu trình để tính năng lượng mạng lưới tinh thể CaCl2 biết:

Sinh nhiệt của CaCl2: ∆H1 = -795 kJ/ mol

Nhiệt nguyên tử hoá của Ca: ∆H2 = 192 kJ / mol

Năng lượng ion hoá (I1 + I2) của Ca = 1745 kJ/ mol

Năng lượng phân ly liên kết Cl2: ∆H3 = 243 kJ/ mol

Ái lực với electron của Cl: A = -364 kJ/ mol

Câu 4:(2 điểm):

Cho biết pKa của HCN là 9,35; của NH4+ là 9,24

2 Có dung dịch A chứa hỗn hợp 2 muối MgCl2(10-3M) và FeCl3(10-3M)

Cho dung dịch NaOH vào dung dịch A

a) Kết tủa nào tạo ra trước, vì sao?

b) Tìm pH thích hợp để tách một trong 2 ion Mg2+ hoặc Fe3+ ra khỏi dung dịch Biết rằng nếu ion có nồng độ = 10–6 M thì coi như đã được tách hết

( Cho tích số tan của Fe(OH)3 và Mg(OH)2 lần lượt là: 10 – 39 và 10 – 11 )

Câu 5:(2 điểm):

Một pin điện hóa được tạo bởi 2 điện cực Điện cực thứ nhất là tấm đồng nhúng

hợp Fe2+ và Fe3+ (trong đó [Fe3+] = 4[Fe2+] Thế điện cực chuẩn của Cu2+/ Cu và

Fe3+/Fe2+ lần lượt là 0,34V và 0,77V

1 Xác định điện cực dương, điện cực âm Tính suất điện động khi pin bắt đầu làm việc

2 Tính tỉ lệ

] [

] [

2

3

+

+

Fe

Fe

khi pin hết điện (coi thể tích của dung dịch Cu(NO3)2 0,8M là rất lớn)

Câu 6:(2 điểm):

Cho sơ đồ biến hóa:

A FeCl 3

X Y Z

T M N

Hoàn thành phương trình hóa học khác nhau trong sơ đồ biến hóa trên Biết: X là một đơn chất, Y, Z, M là các muối có oxi của X, T là muối không chứa oxi của X, N

là axit không bền của X

Câu 7:(2 điểm):

Cho 6,00 gam mẫu chất chứa Fe3O4, Fe2O3 và các tạp chất trơ Hòa tan mẫu vào lượng dư dung dịch KI trong môi trường axit (khử tất cả Fe3+ thành Fe2+) tạo

2

4 6

dịch H2SO4

1 Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra (dạng phương trình ion thu gọn)

2 Tính phần trăm khối lượng Fe3O4 và Fe2O3 trong mẫu ban đầu?

Câu 8:(2 điểm):

Nguyên tử của một nguyên tố X trong đó electron cuối cùng có 4 số lượng tử

n = 3, l = 1, m = 0, s = - ½

( 5)

( 6)

( 1)

( 3)

( 7)

( 4)

( 2)

( 8) ( 10)

( 11) ( 12)

( 9)

1) Xác định tên nguyên tố X.

3,03 Cho miếng kẽm vào dung dịch B, sau khi phản ứng xong lấy miếng kẽm ra khỏi dung dịch, thấy khối lượng tăng 1,1225g

a) Tính lượng kết tủa của A?

Câu 9:(2 điểm):

1 Một chất thải phóng xạ có chu kỳ bán hủy là 200 năm được chứa trong thùng kín

và chôn dưới đất Phải trong thời gian là bao nhiêu để tốc độ phân rã giảm từ 6,5.1012

2 Hoàn thành các phản ứng hạt nhân sau:

a) 12Mg26 + ? → 10Ne23 + 2He4

b) 9F19 + 1H1 → .? + 2He4

c) 92U235 + 0n1 → 3(0n1) + ? + 57La146

d) 1H2 + ? → 2 2He4 + 0n1

Câu 10:(2 điểm):

Ở 270C, 1atm N2O4 phân huỷ theo phản ứng : N2O4 (khí) 2NO2 (khí)

với độ phân huỷ là 20%

1 Tính hằng số cân bằng Kp

2 Tính độ phân huỷ một mẫu N2O4 (khí) có khối lượng 69 gam, chứa trong một

bình có thể tích 20 (lít) ở 270C

- Hết -(Thí sinh được sử dụng bảng HTTH-Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm)

KEYS

1 1 Tính năng lượng của electron ở trạng thái cơ bản trong các

nguyên tử và ion sau: H, He + (Cho Z H = 1; Z He = 2).

2 Tính năng lượng ion hóa của H và năng lượng ion hóa thứ 2 của He.

3 Mỗi phân tử XY 2 có tổng các hạt proton, nơtron, electron bằng 178; trong đó, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang

điện là 54, số hạt mang điện của X ít hơn số hạt mang điện của Y là

12.

a , Hãy xác định kí hiệu hoá học của X,Y và XY 2

b , Viết cấu hình electron của nguyên tử X,Y và xác định các

số lượng tử của electron cuối cùng được điền vào

Hướng dẫn

1 Năng lượng của electron trong hệ một hạt nhân và một electron:

Ở trạng thái cơ bản: n = 1

* Với H: E1(H) = -13,6eV;

* Với He+: E1(He+ ) = - 54,4 eV;

2 Năng lượng ion hóa của hidro là năng lượng tối thiểu để bứt e ra khỏi nguyên tử hoặc ion, tức là đưa e từ trạng thái cơ bản ra xa vô cùng

(không truyền thêm động năng cho e) Dễ thấy: I1(H) =13,6eV; I2(He) = 54,4

eV

a , Kí hiệu số đơn vị điện tích hạt nhân của X là Zx , Y là Zy ; số nơtron

phương trình:

2 Zx + 4 Zy + Nx + 2 Ny = 178 (1)

2 Zx + 4 Zy − Nx − 2 Ny = 54 (2)

4 Zy − 2 Zx = 12 (3)

Zy = 16 ; Zx = 26 Vậy X là sắt, Y là lưu huỳnh XY2 là FeS2

b, Cấu hình electron: Fe : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d64s2 ;

S : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Bộ 4 số lượng tử cuối của X: n = 3; l = 2; ml =-2; ms= -1/2

Bộ 4 số lượng tử cuối của X: n = 3; l = 1; ml =-1; ms= -1/2

0.5

0,25

0,75

0,25 0,25

2 Viết công thức Lewis, dự đoán dạng hình học của các phân tử và ion

sau (có giải thích) và trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm?

SO 2 ; SO 3 ; SO 4 2- ; SF 4 ; SCN

-Hướng dẫn

cấu trúc

Dạng lai hóa của NTTT

Dạng hình học của phân tử

O

S O

Mỗi ý đúng 0,1 điểm

O S O

O

S O

O O

F

S F

3 1.Cho giá trị của biến thiên entanpi và biến thiên entropi chuẩn ở

300 0 K và 1200 0 K của phản ứng:

CH 4 (khí) + H 2 O (khí) ˆ ˆ †‡ ˆ ˆ CO ( khí) + 3H 2 ( khí) Biết là

∆H 0 (KJ/mol) ∆S 0

J/K.mol

a) Hỏi phản ứng tự diễn biến sẽ theo chiều nào ở 300 0 K và

1200 0 K?

b) Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 300 0 K

2 Năng lượng mạng lưới của một tinh thể có thể hiểu là năng lượng

cần thiết để tách những hạt ở trong tinh thể đó ra cách xa nhau

những khoảng vô cực

Hãy thiết lập chu trình để tính năng lượng mạng lưới tinh thể CaCl 2 biết:

Sinh nhiệt của CaCl 2 : ∆H 1 = -795 kJ/ mol Nhiệt nguyên tử hoá của Ca: ∆H 2 = 192 kJ / mol Năng lượng ion hoá (I 1 + I 2 ) của Ca = 1745 kJ/ mol Năng lượng phân ly liên kết Cl 2 : ∆H 3 = 243 kJ/ mol

Ái lực với electron của Cl: A = -364 kJ/ mol

Hướng dẫn

1.

a) Dựa vào biểu thức: ∆G0 = ∆H0 - T∆S0

Ở 3000K ; ∆G0

300 = (- 41160) - [ 300.(- 42,4)] = -28440J = -28,44 kJ

Ở 12000K ; ∆G0

1200 = (- 32930) - [ 1200.(- 29,6)] = 2590 = 2,59 kJ

∆G0

300< 0, phản ứng đã cho tự xảy ra ở 3000K theo chiều từ trái sang phải

∆G0

1200 > 0, phản ứng tự diễn biến theo chiều ngược lại ở 12000K

0,5

b) + Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 3000K

∆G0 = -2,303RT lgK (-28440) = (-2,303).8,314 300.lgK lgK = 28440/ 2,303.8,314.300 = 4,95

⇒ K = 10 4,95

2 Thiết lập chu trình

Chu trình Born - Haber

Ca(tt) + Cl2 (k) CaCl2(tt)

Ca2+ (k) + 2Cl- (k)

Ta có:

Uml = ∆H2 + I1 + I2 + ∆H3 + 2A - ∆H1

Uml = 192 + 1745 + 243 – (2 x 364) - (-795)

Uml = 2247 (kJ/.mol)

0,5

0,5

0,

5

4 1.Tính pH của dung dịch A gồm KCN 0,120 M; NH 3 0,150 M và

KOH 5,00.10 -3 M.Cho biết pK a của HCN là 9,35; của NH4+ là 9,24

2.Có dung dịch A chứa hỗn hợp 2 muối MgCl 2 (10 -3 M) và FeCl 3 (10

-3 M)

Cho dung dịch NaOH vào dung dịch A.

a) Kết tủa nào tạo ra trước, vì sao?

b) Tìm pH thích hợp để tách một trong 2 ion Mg 2+ hoặc Fe 3+ ra

khỏi dung dịch.

Biết rằng nếu ion có nồng độ = 10 –6 M thì coi như đã được tách

hết.

( Cho tích số tan của Fe(OH) 3 và Mg(OH) 2 lần lượt là: 10 – 39 và 10 – 11 )

Hướng dẫn

1) Tính pH của dung dịch:

NH3 + H2O NH4+ + OH- Kb2 = 10- 4,76

KOH -> K+ + OH

-H2O H+ + OH

-[OH-] = CKOH + [HCN] + [NH4+] + [H+]

2 điểm

∆H1

Đặt [OH-] = x

x = 5.10-3 + Kb1[CN]/x + Kb2[NH3]/x + KH2O/x

x2 - 5.10-3x - (Kb1[CN-] + Kb2[NH3] + KH2O) = 0 Tính gần đúng coi [CN-] bằng CCN- = 0,12M ; [NH3] = CNH3 = 0,15 M

Ta có: x2 - 5.10-3 x - 5,29 10-6 = 0 -> x = [OH-] = 5,9.10-3M

Kiểm lại [HCN] / [CN-] = 10-4,65/ 5,9.10-3 = 3,8.10-3 -> [HCN] << [CN-]

[NH4+ ] / [NH3] = 10-4,76/ 5,9.10-3 = 2,9.10-3 -> [NH4+] << [NH3] Vậy cách giải gần đúng trên có thể chấp nhận -> pH = 11,77

2) MgCl2 → Mg2+ + 2Cl – và Mg2+ + 2OH – → Mg(OH)2 (1)

FeCl3→ Fe3+ + 3Cl – và Fe3+ + 3OH –→ Fe(OH)3 (2)

a) Để tạo ↓ Fe(OH)3 thì [OH –] ≥ 3

3

39

10

10

−

−

= 10-12 M (I)

Để tạo ↓ Mg(OH)2 →[OH –] ≥ 113

10

10

−

−

= 10-4 M (II)

So sánh (I) < (II) thấy →↓ Fe(OH)3 tạo ra trước

b) Để tạo ↓ Mg(OH)2: [OH –] = 10-4 → [H+] = 10-10 → pH = 10 (nếu

pH < 10 thì không ↓)

Để ↓ hoàn toàn Fe(OH)3: [Fe3+] ≤ 10-6M →[OH –]3 > 10-33 →[H+]

<10-3 → pH > 3

Vậy để tách Fe3+ ra khỏi dd thì: 3 < pH < 10

0,5

0,5

0,5

0,5

5 Một pin điện hóa được tạo bởi 2 điện cực Điện cực thứ nhất là

tấm đồng nhúng vào dung Cu(NO 3 ) 2 0,8M Điện cực 2 là một đũa Pt

nhúng vào dung dịch chứa hỗn hợp Fe 2+ và Fe 3+ (trong đó [Fe 3+ ] =

4[Fe 2+ ] Thế điện cực chuẩn của Cu 2+ / Cu và Fe 3+ /Fe 2+ lần lượt là

0,34V và 0,77V.

1 Xác định điện cực dương, điện cực âm Tính suất điện động khi

pin bắt đầu làm việc.

2 Tính tỉ lệ

] [

] [

2

3

+

+

Fe

Fe

khi pin hết điện (coi thể tích của dung dịch Cu(NO 3 ) 2 0,8M là rất lớn).

Hướng dẫn

1.E(Fe3+/Fe2+) = 0,77 + 0,059/1 lg4 = 0,8055 V

E(Cu2+/Cu) = 0,34 + 0,059/2 lg0,8 = 0,3371 V

Vậy điện cực dương là điện cực Pt; điện cực âm là điện cực Cu

Epin = 0,8055 - 0,3371 = 0,4684 V

2 điểm

1,0

2 Pin hết điện tức là Epin = 0 Khi đó E (Cu2+/Cu) = E (Fe3+/Fe2+)

Vì thể tích dung dịch Cu(NO3)2 rất lớn => nồng độ Cu2+ thay đổi không

đáng kể

=> E (Cu2+/Cu)=0,3371 V

E (Fe3+/Fe2+) = 0,77 + 0,059/1 lg ([Fe3+]/[Fe2+]) = 0,3371

=> [Fe3+]/[Fe2+] = 4,5995.10 -8

1,0

6

Cho sơ đồ biến hóa :

A FeCl 3

X Y Z

T M N

Hoàn thành phương trình hóa học khác nhau trong sơ đồ biến hóa

trên Biết: X là một đơn chất, Y, Z, M là các muối có oxi của X, T là

muối không chứa oxi của X, N là axit không bền của X.

Hướng dẫn: Sơ đồ biến hóa thỏa mãn là:

HCl FeCl3

X KClO3 KClO4

KCl KClO HClO

Có các phương trình phản ứng:

H2 + Cl2 → 2HCl (1)

(X) (A)

6HCl + Fe2O3 → 2FeCl3 + 3H2O (2)

(A) (Fe3O4,)

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 (3)

3Cl2 + 6KOH 5KCl + KClO3 + 3H2O (4)

(Y)

6HCl + KClO3 → 3Cl2 + KCl + 3H2O (5)

Cl2 + 2KOH → KCl + KClO + H2O (6)

(T)

2KClO3 2KCl + 3O2 (7)

KCl + 3H2O KClO3 + 3H2 (8)

t o

( 5)

( 6)

( 1)

( 3)

( 7)

( 4)

( 2)

( 8) ( 10)

( 11) ( 12)

t o

đp dung dịch(80 o C) Không có mnx

( 9)

( 5)

( 6)

( 1)

( 3)

( 7)

( 4)

( 2)

( 8) ( 10)

( 11) ( 12)

( 9)

4KClO3 → 3KClO4 + KCl (9)

KClO4 KCl + 2O2 (10)

KCl + H2O KClO + H2 (11)

(M)

KClO + CO2 + H2O → HClO + NaHCO3 (12)

(N)

7 Cho 6,00 gam mẫu chất chứa Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 và các tạp chất trơ

Hòa tan mẫu vào lượng dư dung dịch KI trong môi trường axit

(khử tất cả Fe 3+ thành Fe 2+ ) tạo ra dung dịch A Pha loãng dung

dịch A đến thể tích 50ml Lượng I 2 có trong 10ml dung dịch A

phản ứng vừa đủ với 5,50 ml dung dịch Na 2 S 2 O 3 1,00M (sinh ra

2

4 6

S O −) Lấy 25 ml mẫu dung dịch A khác, chiết tách I 2 , lượng Fe 2+

trong dung dịch còn lại phản ứng vừa đủ với 3,20 ml dung dịch

KMnO 4 1,00M trong dung dịch H 2 SO 4

1 Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra (dạng phương

trình ion thu gọn).

2 Tính phần trăm khối lượng Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 trong mẫu ban đầu?

Hướng dẫn

1

3

2

4

3

−

→ trong 10ml n Fe 2 += 6,4x10-3(mol)

2 điểm

1.0

300 o

đp dung dịch Không có mnx

t o

cao

Từ (3) và (4): n Fe 2 += 2

2 3

S O

n −= 5,5x1x10-3 = 5,5x10-3(mol)

Từ (3): n Fe 3 +=n Fe 2 +=5,5x10-3(mol) =2(n Fe O 3 4+n Fe O 2 3)

Có thể xem Fe3O4 như hỗn hợp Fe2O3.FeO

FeO

n =n Fe O 3 4= 6,4x10-3 – 5,5x10-3 = 9x10-4(mol)

2 3

Fe O

1 n

2 + − n Fe O3 4=1,85x10-3(mol)

Trong 50 ml : n Fe O 3 4=4,5x10-3(mol) → m Fe O 3 4=1,044 gam

2 3

Fe O

n = 9,25x10-3(mol) →m Fe O 2 3=1,48 gam

0,25

0,25

0,5 8

Câu 8: Bài tập tổng hợp(2 đ)

Nguyên tử của một nguyên tố X trong đó electron cuối cùng có 4 số

lượng tử n = 3, l = 1, m = 0, s = - ½

1 Xác định tên nguyên tố X

2 Hòa tan 5,91 hỗn hợp NaX và KBr vào 100ml dung dịch hỗn hợp

dung dịch B

tỉ lệ 3,4 : 3,03 Cho miếng kẽm vào dung dịch B, sau khi phản ứng xong

lấy miếng kẽm ra khỏi dung dịch, thấy khối lượng tăng 1,1225g

a, Tính lượng kết tủa của A?

(cho Na = 23, N = 14, K = 39, Ag = 108, Br = 80, Zn = 65, Cu = 64)

Hướng dẫn

1(0,75đ) Nguyên tử của nguyên tố X có:

n = 3

l = 1

m = 0

s = - ½ Cấu trúc hình e của X : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

2 điểm

0,75

electron cuối cùng ở phân lớp 3p

electron này là e thứ 5 của ở phân lớp 3p

2(1,25đ)

a/ NaCl + AgNO3 = AgCl ↓ + NaNO3

Zn + 2AgNO3 = Zn(NO3)2 + 2Ag ↓

Zn + Cu(NO3)2 = Zn(NO3)2 + Cu ↓

NaCl : x mol KBr : y mol

01 , 0 000 1

1 , 0 100

2

3 Cu(NO

03 , 3

4 , 3

=

3

3

C%KNO C%NaNO

-> = 33,,034

3

3 KNO

NaNO

m m

x

y 0 , 75 03

, 3

4 ,

3 − > =

=

101y

85x

(1)

Giải hệ pt (1), (2)







=

=

03 , 0

04 , 0

y x

mA = 0,04 143,5 + 0,03 188 = 11,38g

b/ 1 mol Zn -> 2 mol Ag khối lượng tăng 151g

1 mol Zn -> 1 mol Cu khối lượng giảm 1g

151a – 0,01 = 1,1225

=

ñ AgNO3

M

85 , 0 100

1000 085 , 0

3 M(AgNO

C

0,25

0,5

0,5

9

1 Một chất thải phóng xạ có chu kỳ bán hủy là 200 năm được chứa

trong thùng kín và chôn dưới đất phải trong thời gian là bao nhiêu

để tốc độ phân rã giảm từ 6,5.10 12 nguyên tử/phút xuống còn 3.10 -3

nguyên tử/phút.

2 Hoàn thành các Pư hạt nhân sau:

2 điểm

a) 12 Mg 26 + ? → 10 Ne 23 + 2 He 4

b) 9 F 19 + 1 H 1 → .? + 2 He 4

c) 92 U 235 + 0 n 1 → 3( 0 n 1 ) + ? + 57 La 146

d) 1 H 2 + ? → 2 2 He 4 + 0 n 1

Hướng dẫn

1.

/ 00347 , 0 200

693 , 0 693

,

0

2 / 1

=

=

=

t

kt

N =

⇒ ln6,5.10312 0,00347

2 Từ định luật bảo toàn điện tích và số khối → các hạt còn thiếu:

0,25

0,25

0,5

0,25x 4

10 Ở 27 0 C, 1atm N 2 O 4 phân huỷ theo phản ứng :

N 2 O 4 (khí) 2NO 2 (khí)

với độ phân huỷ là 20%

1 Tính hằng số cân bằng K p

2 Tính độ phân huỷ một mẫu N 2 O 4 (khí) có khối lượng 69 gam, chứa

trong một bình có thể tích 20 (lít) ở 27 0 C

Hướng dẫn

1.Gọi độ phân huỷ của N2O4 ở 270C, 1 atm là α, số mol của N2O4 ban

đầu là n

Phản ứng: N2O4 (k) 2NO2 (k)

Ban đầu: n 0

Phân ly: nα 2nα

Cân bằng n(1-α) 2nα

2 điểm

1,0