Đề thi học sinh giỏi Hóa học lớp 10 chọn lọc số 31

Sở GD_ĐT Khánh Hoà ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ HOÁ 10 Trường THPT Lê Quý Đôn Thời gian làm bài : 180 phút ( Không kể thời gian phát đề ) Câu 1: 1. Bộ 4 số lượng tử nào sau đây được chấp nhận cho một electron trong ngtử. n l m l m s a. 3 0 +1 -1/2 b. 2 1 -1 -1/2 c. 2 2 0 +1/2 d. 3 1 +1 -1/2 Trường hợp nào phù hợp hãy cho biết vò trí của ngtố đó trong bảng tuần hoàn,tính chất hoá học đặc trưng.Viết pứ minh hoạ. 2. Xét ngtử của ngtố có electron cuối cùng có bộ 4 số lượng tử: n l m l m s a. 3 2 0 +1/2 b. 3 2 +1 -1/2 Có tồn tại những cấu hình này không?Vì sao? 3. Cho biết trạng thái lai hoá của ngtử trung tâm và dạng hình học của các phân tử sau : H 2 O , H 2 S , H 2 Se , H 2 Te . - Hãy sắp xếp theo chiều tăng dần độ lớn góc liên kết và giải thích sự sắp xếp đó. - Tại sao ở điều kiện thường H 2 O ở thể lỏng,còn H 2 S , H 2 Se , H 2 Te ở thể khí? - Hãy sắp xếp theo chiều tăng dần tính khử của các chất trên.Giải thích. 4. Sự phân rã phóng xạ của hạt nhân 92 U 238 xảy ra qua 86 Rn 222 đến 82 Pb 207 .Khi đó hạt nhân Uran,sau đó hạt nhân Radon cho thoát ra và hấp thụ những hạt nào , với số lượng bao nhiêu? Sở GD_ĐT Khánh Hoà ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ HOÁ 10 Trường THPT Lê Quý Đôn Thời gian làm bài : 180 phút ( Không kể thời gian phát đề ) Câu 2 : 1. Viết các ptpứ biểu diễn các thí nghiệm sau : - Cho khí H 2 S đi qua dd FeCl 3 thu được kết tủa vàng. - Cho khí Clo đi chậm qua dd nước Brom làm mất màu dd đó. - Cho một luồng khí Flo đi qua dd NaOH 2% lạnh,pứ làm giải phóng khí oxiđiflorua. - Cho bột Al 2 O 3 hoà tan hết trong lượng dư dd NaOH,sau đó thêm dd NH 4 Cl dư , đun nóng nhẹ. - Nhỏ từ từ dd nước amoniac,cho đến dư,vào dd CuSO 4 . 2. Tiến hành diện phân ( với điện cực trơ,màng ngăn xốp ) dd chứa a mol Cu(NO 3 ) 2 và b mol NaCl đối với 3 trường hợp : 2a = b , b < 2a , b > 2a . Viết các ptpứ điện phân xảy ra cho tới khi H 2 O bắt đầu bò điện phân ở cả hai điện cực. Sở GD_ĐT Khánh Hoà ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ HOÁ 10 Trường THPT Lê Quý Đôn Thời gian làm bài : 180 phút ( Không kể thời gian phát đề ) Câu 3: 1. Trộn 100 ml dd HCOOH 0,1M vơi100 ml dd NaOH 0,05M được 200 ml dd A. Tìm pH của dd A. - pH của dd A sẽ thay đổi như thế nào khi thêm vào dd 0,001 mol HCl hoặc 0,001 mol NaOH. - Từ các kết quả trên hãy cho nhận xét. 2. Xác đònh nhiệt độ tại đó áp suất phân li của NH 4 Cl là 1 atm,biết ở 25 o C có các dữ kiện : ∆ H o tt ( kJ/mol ) ∆ G o ( kJ/mol ) NH 4 Cl (r) -315,4 -203,9 HCl (k) -92,3 -95,3 NH 3(k) -46,2 -16,6 3. Cho H 2 S lội qua dd chứa Cd 2+ 0,01M và Zn 2+ 0,01M đến bão hoà. a. Hãy xác đònh giới hạn pH phải thiết lập trong dd sao cho xuất hiện kết tủa CdS mà không có kết tủa ZnS. b. Hãy thiết lập khu vực pH tại đó chỉ còn 0,1% Cd 2+ trong dd mà Zn 2+ vẫn không kết tủa.Biết dd bão hoà H 2 S có [H 2 S} = 0,1M và H 2 S có K a1 = 10 -7 , K a2 = 1,3.10 -13 ,T CdS = 10 -28 , T ZnS = 10 -22 .Bỏ qua quá trình tạo phức hidroxo của Cd 2+ và Zn 2+ . Sở GD_ĐT Khánh Hoà ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ HOÁ 10 Trường THPT Lê Quý Đôn Thời gian làm bài : 180 phút ( Không kể thời gian phát đề ) Câu 4: 1. Cân bằng các pứ oxi hoá khử sau : a. Theo phương pháp cân bằng electron : Cu 2 S + HNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + CuSO 4 + NO 2 + H 2 O. CH 3 −CH=CH 2 + KMnO 4 + H 2 O → CH 3 −CH−CH 2 + MnO 2 + KOH b. Theo phương pháp cân bằng ion - electron : K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + NO → Cr 2 (SO 4 ) 3 + HNO 2 + K 2 SO 4 + H 2 O. NaCrO 2 + Br 2 + NaOH → Na 2 CrO 4 + NaBr + H 2 O. 2. Hãy cho biết pứ nào xảy ra trong các trường hợp sau: FeCl 3 + NaCl FeCl 3 + NaBr FeCl 3 + NaI Biết 2 o Cl /2Cl E 1,359V − = 2 o Br /2Br E 1,065V − = 2 o I / 2I E 0,536V − = 3 2 o Fe / Fe E 0,77V + + = 3. Tính o AgCl/Ag E và hằng số cân bằng của pứ sau: 2AgCl↓ + Cu ƒ 2Ag↓ + Cu 2+ + 2 Cl − Biết o Ag / Ag E 0,799V + = 2 o Cu / Cu E 0,337V + = 10 AgCl T 10 − = 4. Cho 2 o Cu / Cu E 0,345V + = ; 2 o Zn / Zn E 0,76V. + = − a. Hãy viết sơ đồ pin được dùng để xác đònh thế điện cực tiêu chuẩn của các cặp trên . Chỉ rõ cực dương,cực âm.Cho biết pứ thực tế xảy ra trong pin khi pin hoạt động . b. Ở 25 o C,tiến hành thiết lập 1 hệ ghép nối giữa thanh Zn nhúng vào dd ZnCl 2 0,01M với thanh Cu nhúng vào dd CuCl 2 0,001M thu được một pin điện hoá. -Viết kí hiệu của pin và pứ xảy ra khi pin làm việc. -Tính E pin . OH OH Sở GD_ĐT Khánh Hoà ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ HOÁ 10 Trường THPT Lê Quý Đôn Thời gian làm bài : 180 phút ( Không kể thời gian phát đề ) Câu 5: Hoà tan 9,24g hỗn hợp Al,Cu trong dd HCl dư 5% ( so với lý thuyết ) thu được 6,72 lít khí A ( đktc) , ddB và rắn C. a. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp. b. Cho tất cả dd B tác dụng với dd NaOH 0,5M . Tính thể tích dd NaOH cần dùng để sau pứ thu được 9,36g kết tủa. c. Hoà tan toàn bộ chất rắn C trong 60 ml dd HNO 3 2,0M , chỉ thu được khí NO . Sau khi pứ kết thúc cho thêm lượng dư H 2 SO 4 vào dd thu được lại thấy có khí NO bay ra . Giải thích và tính thể tích khí NO (đktc) bay ra sau khi thêm H 2 SO 4 . Sở GD_ĐT Khánh Hoà ĐÁP ÁN Trường THPT Lê Quý Đôn Câu 1: 1.a.Không thoả mãn,vì m l > l b.Thoả mãn :2p 4 .Cấu hình e :1s 2 2s 2 2p 4 . STT :8, chu kì 2 , nhóm VIA. Tính chất đặc trưng : tính oxi hoá O 2 +4e → 2 2 O − Ví dụ : 4Na + O 2 = 2Na 2 O c. Không thoả mãn,vì n = l ( l = n-1 ) d.Thoả mãn :3p 6 . Cấu hình e :1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 . STT :18, chu kì 3 , nhóm VIIIA. Ngtố này có cấu hình bền nên không tham gia tương tác hoá học. 2. Cấu hình 3d 3 4s 2 : tồn tại Cấu hình 3d 9 4s 2 : không tồn tại, chuyển sang cấu hình bền 3d 10 4s 1 . 3. -Trong các phân tử H 2 O , H 2 S, H 2 Se, H 2 Te; O, S, Se, Te (R) ở trạng thái lai tạo sp 3 , phân tử có cấu tạo dạng góc : R H H - Vì độ âm điện của O lớn nhất nên các cặp e liên kết bò hút về phía O mạnh → khoảng cách giữa 2 cặp e liên kết trong phân tử H 2 O là nhỏ nhất → nên lực đẩy tónh điện mạnh nhất → góc liên kết lớn nhất . Thứ tự tăng dần góc liên kết là : H 2 Te , H 2 Se, H 2 S, H 2 O . - Ở điều kiện thường nước ở thể lỏng là do các phân tử nước có khả năng tạo liên kết H liên phân tử : O − H O − H H H - Trong các phân tử H 2 R , R đều có số oxi hoá -2, tuy nhiên từ O đến Te bán kính R lại tăng lên → khả năng cho e tăng từ O đến Te, tức là tính khử tăng theo thứ tự H 2 O, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te . 4. Vì khi phóng xạ α thì khối lượng hạt nhân bò giảm 4 và điện tích giảm 2 đơn vò . Khi phóng xạ β khối lượng hạt nhân không đổi nhưng điện tích tăng 1 đơn vò. Nhận thấy từ 238 207 U Pb→ khối lượng hạt nhân giảm 31 ( không chia hết cho 4 ) vì vậy ban đầu 238 U đãhấp thụ 1 nơtron để tạo 239 U không bền . 238 1 239 * 92 o 92 U n U+ → 239 * 207 4 0 92 82 2 1 U Pb x He y e − → + + Ta có 2x - y = 10 4x = 32 => x = 8 Vậy đã có 8 hạt α và 6 hạt β thoát ra , hấp thụ 1 nơtron . y = 6 Sở GD_ĐT Khánh Hoà ĐÁP ÁN Trường THPT Lê Quý Đôn Câu 2: - H 2 S + 3FeCl 3 → 2FeCl 2 + S + 2HCl - 5Cl 2 + Br 2 + 6H 2 O → 10HCl + 2HBrO 3 - 2F 2 + 2NaOH lïanh → 2NaF + OF 2 + H 2 O (2%) - Al 2 O 3 + 2NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O NaOH + NH 4 Cl → NaCl + NH 3 + H 2 O NaAlO 2 + NH 4 Cl + H 2 O o t → Al(OH) 3 ↓ + NH 3 ↑ + NaCl - CuSO 4 = Cu 2+ + 2 4 SO − NH 3 + H 2 O ƒ 4 NH + + OH - Cu 2+ + 2OH - → Cu(OH) 2 ↓. Cu(OH) 2 ↓ + 4 NH 3 → [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2. 2.Trong dd : Cu(NO 3 ) 2 = Cu 2+ + 2 3 NO − NaCl = Na + + Cl - Tại catot (-) : Cu 2+ ,Na + ,H 2 O Tại anot (+) : 3 NO − , Cl - ,H 2 O. Pứ điện cực : Cu 2+ +2e → Cu 2Cl - -2e → Cl 2 2H 2 O + 2e → H 2 + 2 OH - 2H 2 O -4e → O 2 + 4 H + Pứ điện phân: Cu(NO 3 ) 2 + 2NaCl → Cu + Cl 2 + 2NaNO 3 (1) Nếu 2a = b , tức là Cu(NO 3 ) 2 và NaCl bò điện phân hết cùng lúc,nên sau pứ (1) ở cả 2 điện cực H 2 O sẽ điện phân. H 2 O 3 dp NaNO → H 2 + 1/2 O 2 . Nếu b<2a, sau pứ (1) còn dư Cu(NO 3 ) 2 .Khi đó pứ điện phân: Cu(NO 3 ) 2 + H 2 O → Cu + 1/2 O 2 + 2 HNO 3 (2) Sau pứ (2) thì H 2 O điện phân ở cả 2 điện cực: H 2 O 3 dp HNO → H 2 + 1/2 O 2 . Nếu b>2a,sau pứ (1) còn dư NaCl . Khi đó pứ điện phân: 2NaCl + 2 H 2 O m.n → 2NaOH + Cl 2 ↑+ H 2 ↑ (3) Sau pứ (3) thì H 2 O điện phân ở cả 2 điện cực: H 2 O dp NaOH → H 2 + 1/2 O 2 . Sở GD_ĐT Khánh Hoà ĐÁP ÁN Trường THPT Lê Quý Đôn Câu 3: 1. Ptpứ : HCOOH + NaOH → HCOONa + H 2 O 0,005 0,005 0,005 n HCOOH = 0,1.0,1 = 0,01 mol n NaOH = 0,1.0,05 = 0,005 mol Vậy dd thu được gồm 0,005 mol HCOOH và 0,005 mol HCOONa . Trong dd xảy ra các quá trình : HCOONa → HCOO - + Na + HCOOH ƒ HCOO - + H + ,K a HCOO - + H 2 O ƒ HCOOH + OH - ,K b H 2 O ƒ H + + OH - Theo đònh luật bảo toàn điện tích ta có: [H + ] + [Na + ] = [HCOO - ] + [OH - ] ⇒ [HCOO - ] = [H + ] + [Na + ] - [OH - ] Mặt khác : Theo đònh luật bảo toàn nồng độ ban đầu ta có : HCOOH HCOO C C [HCOOH] [HCOO ] − − + = + ⇒ HCOOH HCOO [HCOOH] C C [HCOO ] − − = + − = HCOOH HCOO C C [H ] [Na ] [OH ] − + + − + − − + Vì HCOO C [Na ] − + = nên: HCOOH [HCOOH] C [H ] [OH ] + − = − + a [HCOO ][H ] K [HCOOH] − + = ⇒ HCOOH a a C [H ] [OH ] [HCOOH] [H ] K K (*) [HCOO ] [Na ] [H ] [OH ] + − + − + + − − + = = + − Vì sự có mặt của HCOOH và HCOO - trong dd nên đã ngăn cản sự tạo thành H + và OH - . Nên khi giải gần đúng có thể bỏ qua [H + ] và[ OH - ] HCOOH a C (*) [H ] K [Na ] + + ⇔ = HCOOH a C pH pK lg [Na ] + = − Thay các giá trò vào biểu thức trên ta được: 0,005 pH 3,75 lg 3,75. 0,005 = − = Khi thêm 0,001 molHCl( 0,001 mol H + ).Khi này : HCOO - + H + → HCOOH 0,001 0,001 0,001 0,005 0,001 pH 3,75 lg( ) 3,57. 0,005 0,001 + = − = − Khi thêm 0,001 mol NaOH(0,001 mol OH - ).Khi này: HCOOH + OH - → HCOO - + H 2 O 0,001 0,001 0,001 0,005 0,001 pH 3,75 lg( ) 3,93. 0,005 0,001 − = − = + Việc thêm một lượng nhỏ axit mạnh hay bazơ mạnh vào hỗn hợp HCOOH và HCOO - chỉ làm thay đổi pH trong giới hạn ± 0,18 đơn vò pH.Như vậy hỗn hợp HCOOH và HCOO - là dd đệm có khả năng giữ cho pH ban đầu hầu như không đổi. 2. Ptpứ: 4 (r) 3(k) (k) NH Cl NH HCl .+ƒ x x Gọi x(mol) : 3 NH HCl n n= 3 NH HCl x P P .1 0,5atm 2x ⇒ = = = Ở nhiệt độ T: 3 2 2 NH HCl K P .P 0,5.0,5 0,25(atm)= = = Ở 25 o C ta có : o pu G 95,3 16,6 ( 203,9) 92kJ∆ = − − − − = o pu H 46,2 92,3 ( 315,4) 176,9kJ∆ = − − − − = Từ công thức : o G 2,303RTlgK∆ = − Nên o 1 G 92000 lgK 16,12 2,303RT 2,303.8,314.298 −∆ = = − = − Mặt khác ta có : o o o o o G H T S RTlnK H S lnK RT R ∆ = ∆ − ∆ = − ∆ ∆ ⇔ = − + Giả sử o o H & S∆ ∆ không thay đổi theo nhiệt độ,ta có : o o 1 1 o o 2 2 H S lnK RT R H S lnK RT R ∆ ∆ = − + ∆ ∆ = − + o o 2 1 2 1 o 2 1 1 2 o 2 1 1 2 o 2 1 1 2 2 o 2 H H lnK lnK RT RT K H 1 1 ln ( ) K R T T K H 1 1 lg ( ) K 2,303.R T T H 1 1 lgK lgK ( ) 2,303.R T T 176900 1 1 lg0,25 16,12 ( ) 2,303.8,314 298 T T 597 K ∆ ∆ ⇒ − = − + ∆ ⇒ = − ∆ ⇔ = − ∆ ⇔ − = − ⇒ + = − ⇒ = 3.Nồng độ S 2- để CdS↓ : 28 2 26 CdS 2 T 10 [S ] 10 . [Cd ] 0,01 − − − + = = = Nồng độ S 2- để ZnS↓ : 22 2 ' 20 ZnS 2 T 10 [S ] 10 [Zn ] 0,01 − − − + = = = . Vì 2 2 ' [S ] [S ] − − < nên CdS↓ trước. Giới hạn pH phải thiết lập trong dd để xuất hiện ↓ CdS mà không có ↓ZnS Ta có : 2 20 19,89 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 H S 2H S ,K K .K 1,3.10 10 . [H ] .[S ] K [H S] [H S] [H ] K [S ] [H S]1 1 pH pK lg 2 2 [S ] + − − − + − + − − + = = = = ⇒ = ⇒ = − ƒ Để CdS↓ mà không có ZnS↓ thì: 26 2 20 1 26 2 20 10 [S ] 10 1 1 0,1 pH .19,89 lg 2,56. 2 2 10 1 1 0,1 pH .19,89 lg 0,45. 2 2 10 2,56 pH 0,45. − − − − − < < = − = − = − = ⇒ − < < 2 [Cd ] + còn 0,1% 5 0,1 0,01. 10 M. 100 − = = [S 2- ] lúc Cd 2+ còn 0,1% 28 23 5 10 10 . 10 − − − = = Để trong dd Cd 2+ còn 0,1% mà ZnS vẫn chưa kết tủa thì 23 2 20 10 [S ] 10 − − − < < Tức là : 3 23 1 1 0,1 pH .19,89 lg 1,06. 2 2 10 1,06 pH 0,45. − = − = − − < < [...]... 3 Ta có : (E o Ag + + e ƒ Ag,K = 10 AgCl ↓ƒ )/ 0,059 Ag + + Cl − ,Tt AgCl ↓ + e ƒ ⇒ Eo / Ag AgCl 0,059 = Ag+ / Ag Ag ↓ + Cl − ,K1 = K.Tt = 10 E o + / Ag Ag 0,059 (Eo / Ag )/ 0,059 AgCl − 10 ⇔ Eo / Ag = Eo + / Ag − 0,59 = 0,799 − 0,59 = 0,209V AgCl Ag Ta có : AgCl ↓ + e ƒ Ag ↓ + Cl − ,K1 − Cu2+ ,K 21 = 10 Cu − 2e ƒ 2AgCl ↓ + Cu ƒ ⇒ 10 (2Eo / Ag )/ 0,059 AgCl ⇒ K 3 = 10 4 2 ( −2Eo )/ 0,059 Cu2+ / Cu...ĐÁP ÁN Sở GD_ĐT Khánh Hoà Trường THPT Lê Quý Đôn Câu 4 : 1 +2 +6 Cu2S -10e → 2 Cu+ S +5 1 +4 10 N + 1e → N * Cu2S + 12 HNO3 → Cu(NO3)2 + CuSO4 +10NO2 + 6H2O −1 −2 o −1 3 C+ C− 2e → C+ C +7 +4 2 Mn + 3e → Mn * 3CH3−CH=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH3−CH(OH) −CH2(OH) +2MnO2 +2KOH Cr2 O2 − + 14H + + 6e → 2Cr 3+ + 7H... ƒ Ag ↓ + Cl − ,K1 − Cu2+ ,K 21 = 10 Cu − 2e ƒ 2AgCl ↓ + Cu ƒ ⇒ 10 (2Eo / Ag )/ 0,059 AgCl ⇒ K 3 = 10 4 2 ( −2Eo )/ 0,059 Cu2+ / Cu 2 − 2Ag ↓ +Cu2 + + 2Cl − ,K 3 = K1 K 21 10 ( −2Eo (0,209 − 0,337) 0,059 Cu2+ / Cu )/ 0,059 = K3 = 10 −4,34 o o o a.Vì ECu2+ / Cu > E 2H+ / H2 Để E pin >0 thì cực Cu|Cu2+ làm cực dương(+) cực Pt,H2(1atm) |H+ 1M làm cực âm (-) Sơ đồ pin: (-) (+) + 2+ Pt,H2(1atm) |H 1M || . cực. Sở GD_ĐT Khánh Hoà ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ HOÁ 10 Trường THPT Lê Quý Đôn Thời gian làm bài : 180 phút ( Không kể thời gian phát đề ) Câu 3: 1. Trộn 100 ml dd HCOOH 0,1M vơi100 ml dd NaOH 0,05M được. hấp thụ những hạt nào , với số lượng bao nhiêu? Sở GD_ĐT Khánh Hoà ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ HOÁ 10 Trường THPT Lê Quý Đôn Thời gian làm bài : 180 phút ( Không kể thời gian phát đề ) Câu 2 : 1. Viết các ptpứ. Sở GD_ĐT Khánh Hoà ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ HOÁ 10 Trường THPT Lê Quý Đôn Thời gian làm bài : 180 phút ( Không kể thời gian phát đề ) Câu 1: 1. Bộ 4 số lượng tử nào sau đây được chấp nhận