1 Họ và tên thí sinh:…………………… ………… Chữ ký giám thị 1: Số báo danh:…………………………… ……… …………….……………… SỞ GDĐT BẠC LIÊU KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10, 11 VÒNG TỈNH NĂM HỌC 2011 - 2012 * Môn thi: HÓA HỌC * Bảng: B * Lớp: 10 * Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) ĐỀ Câu 1: (4 điểm) 1. Một ion X 3+ có phân lớp electron ngoài cùng là 3d 1 . a. Viết cấu hình của ion X 3+ và nguyên tử X. Từ cấu hình suy ra vị trí của nguyên tố X trong bảng hệ thống tuần hoàn.X có số oxi hóa cao nhất là bao nhiêu? b. Xác định 4 số lượng tử của electron ở phân lớp 3d 1 và electron có năng lượng cao nhất trong nguyên tử của nguyên tố X. 2. Gadolini-153 là nguyên tố được dùng để xác định bệnh loãng xương, có chu kì bán rã là 242 ngày. Tính phần trăm 153 64 Gd còn lại trong cơ thể bệnh nhân sau 12 tháng kể từ khi cho vào cơ thể. Câu 2: (4 điểm) 1.(a) Hãy cho biết ( có giải thích ) theo thuyết liên kết hóa trị thì lưu huỳnh (S) có thể có cộng hóa trị bằng bao nhiêu ? (b) Cho biết cấu tạo đơn phân tử và dạng hình học của hợp chất với hiđro, oxit và hiđroxit của lưu huỳnh tương ứng với các giá trị cộng hóa trị đã xác định ở câu (a). 2. Tại sao SiO 2 là một chất rắn ở nhiệt độ phòng nóng chảy ở 1973 0 K trong khi đó CO 2 lại là chất khí ở nhiệt độ phòng nóng chảy ở 217 0 K ? Câu 3: (4 điểm) 1/ (2đ) Cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa - khử bằng phương pháp thăng bằng electron. a/ CuFeS 2 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + O 2 + H 2 O → CuSO 4 + FeSO 4 + H 2 SO 4 b/ C x H y O + KMnO 4 + HCl → CH 3 CHO + MnCl 2 + CO 2 + KCl + H 2 O 2/ (2đ) a/ Trình bày nguyên tắc xét chiều của phản ứng oxi hóa khử ở điều kiện chuẩn và điều kiện bất kì. b/ Áp dụng xét chiều của các phản ứng sau ở điều kiện chuẩn. Cu + Fe 2+ ' Cu 2+ + Fe (1) 2Fe 3+ + Sn 2+ ' 2Fe 2+ + Sn 4+ (2) Biết: Oxi hóa/khử Fe 2+ /Fe Sn 4+ /Sn Cu 2+ /Cu Fe 3+ /Fe 2+ E 0 (V) -0,44 +0,15 +0,34 +0,77 (Gồm 02 trang) ĐỀ CHÍNH THỨC 2 Câu 4: (4 điểm) Tính năng lượng liên kết trung bình C-H và C-C từ các kết quả thực nghiệm sau: - Nhiệt đốt cháy CH 4 là -801,7 kJ/mol - Nhiệt đốt cháy C 2 H 6 là -1412,7 kJ/mol - Nhiệt đốt cháy hidro là -241,5 kJ/mol - Nhiệt đốt cháy than chì là -393,4 kJ/mol - Nhiệt hoá hơi than chì là 715 kJ/mol - Năng lượng liên kết H-H là 431,5 kJ/mol Các kết quả đều đo ở 25 0 C và 1atm Câu 5: (4 điểm) 1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra khi: a. Ion I - trong KI bị oxi hóa thành I 2 bởi FeCl 3 ; O 3 ; − 3 IO trong môi trường axit. và I 2 oxi hóa được SO 2 ; Na 2 S 2 O 3 ; Na 2 S. b. Cl 2 oxi hóa I - thành I 2 , nếu Cl 2 dư thì dung dịch màu nâu của I 2 bị mất đi. 2. Hòa tan hoàn toàn 1,70 gam hổn hợp gồm Zn và kim loại A trong dung dịch HCl thu được 0,672 lit khí (đktc) và dung dịch B. Mặc khác để hòa tan 1,9 gam kim loại A thì dùng không hết 200ml dung dịch HCl 0,5M. a. Xác định tên kim loại A. biết A thuộc nhóm IIA. b. Tính nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch B. Biết rằng dung dịch HCl có nồng độ 10% và để trung hòa dung dịch B phải dùng hết 12,5 gam dung dịch NaOH 28,8%. HẾT 1 SỞ GDĐT BẠC LIÊU KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10, 11 VÒNG TỈNH NĂM HỌC 2011 - 2012 * Môn thi: HÓA HỌC * Bảng: B * Lớp: 10 * Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) HƯỚNG DẪN CHẤM Câu 1: (4 điểm) 1. a. Một ion X 3+ có phân lớp electron ngoài cùng là 3d 1 . Cấu hình của ion X 3+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 . (0.25đ) Cấu hình của nguyên tử X: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 4s 2 . (0.25đ) Vị trí của nguyên tố X trong bảng hệ thống tuần hoàn: - Z= 22 ⇒ Số thứ tự 22 (0.25đ) - Có 4lớp electron ⇒ Chu kỳ 4. (0.25đ) - Có 3d 2 4s 2 ⇒phân nhóm IVB. (0.25đ) * Số oxi hóa cao nhất của X là +4 (0.25đ) b. Bốn số lượng tử của electron ở phân lớp 3d 1 là 1 ; ; ; 2 = ==−=+ ls n3l2m 2m ( 0.5đ) Bốn số lượng tử của electron ở phân lớp 3d 2 ( có năng lượng cao nhất trong nguyên tố X) là : 1 ; ; 1 ; 2 == =− =+ ls n3l2m m (0.5đ) 2. Quá trình phóng xạ tuân theo qui luật: 1 2 ln 2 k t = và ln 2 360 242 0 35,66% kt N ee N − − == = (1.5đ) Câu 2: (4 điểm) 1.(a) Cộng hóa trị của một nguyên tố bằng số liên kết mà nguyên tử nguyên tố đó tạo ra được với các nguyên tử khác trong phân tử. Trong thuyết liên kết hóa trị, mỗi liên kết cộng hóa trị lại được hình thành do sự xen phủ các obitan mang electron độc thân. Như vậy có thể nói rằng cộng hóa trị của một nguyên tố bằng số electron độc thân có thể có của nguyên tử của nguyên tố đó. Vì có thể có 2, 4 hoặc 6 electron độc thân nên lưu huỳnh có thể có cộng hóa trị bằng 2, 4, hoặc 6. (1.0đ) 16 S 3s 3p 3d 16 S * 3s 3p 3d 16 S * 3s 3p 3d (1.0đ) (Gồm 04 trang) ĐỀ CHÍNH THỨC 2 (b) Cấu tạo và dạng hình học : H 2 S S H H ch÷ V SO 2 S O O ch÷ V SO 3 S OO tam gi¸c O H 2 SO 4 S HO O tø diÖn OH O (1.0đ) 2. C và Si đều có bốn electron hóa trị tuy nhiên khác với CO 2 (O = C = O) SiO 2 không phải là một phân tử đơn giản với liên kết Si =O. Năng lượng của 2 liên kết đôi Si=O kém xa năng lượng của bốn liên kết đơn Si-O vì vậy tinh thể SiO 2 gồm những tứ diện chung đỉnh nhau. O O O O Si (0.5đ) SiO 2 là tinh thể nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị bền trong khi CO 2 rắn là tinh thể phân tử, liên kết với nhau bằng lực Vanderwall yếu. (0.5đ) Câu 3: (4 điểm) 1/ (2 đ) 2 222 −++ SFeCu + 34 2 3 )(SOFe + + 2 0 O + OH 2 → 4 2 SOCu + + 4 2 SOFe + + 4 6 2 OSH + 23 1 ++ →+ FeeFe 20 2 − →+ OeO eSS 8 62 +→ +− (0.5đ) 2 3 SFeCu + 34 2 )(8 SOFe + 2 8O + OH 2 8 → 4 3 SOCu + 4 19 SOFe + 42 8 OSH (0.5đ) OHKClOCClMnOHCHClOMnKOHC y y x y x 22 4 2 2 4 1 24 72 ) 2 ( ++++→++ ++−+− + − − 27 5 ++ →+ MneMn exyCxxC x y )242(2 2 1 ) 2 ( +−+→ − − − (0.5đ) 15C x H y O + (3y – 6 – 2x)KMnO 4 + (9y – 18 – 6x)HCl → 5xCH 3 CHO +(3y–6– 2x)MnCl 2 + 5xCO 2 + (3y – 6 – 2x)KCl + (12y – 9– 13x)H 2 O (0.5đ) 2/ (2 đ) a/ Chiều của của phản ứng oxi hóa khử được xét dựa vào công thức sau: ΔG = -nEF +3e -8e 8 x 3 x exyCxxC x y )42( 4 ) 2 ( −−+→ + − − - (3y – 6 – 2x )e +5e (3y – 6 – 2x ) 5 x 3 Trong đó: n là số electron trao đổi giữa chất khử và chất oxi hóa trong phản ứng F là hằng số Faraday (F= 96500 C.mol -1 ) E là suất điện động của pin trong phản ứng xảy ra (V) ΔG là biến thiên năng lượng Gibbs. →Phản ứng xảy ra theo chiều ΔG < 0 →E >0 * Nếu biết E ta tính theo công thức: E 0 pin = E 0 oxh – E 0 kh - E 0 pin > 0 → Phản ứng trong pin xảy ra theo chiều thuận - E 0 pin < 0 → Phản ứng trong pin xảy ra theo chiều nghịch. - Ở điều kiện bất kì thì ta thay E 0 pin = E pin b/ Áp dụng: E (1) = E 0 (Fe 2+ /Fe) - E 0 (Cu 2+ /Cu) = - 0,44 – 0,34 = - 0,78 V → E (1) < 0 → Phản ứng (1) xảy ra theo chiều nghịch. E (2) = E 0 (Fe 3+ /Fe 2+ ) – E 0 (Sn 4+ /Sn 2+ ) = 0,77 – 0,15 = 0,62 V → E(2) > 0 → Phản ứng (2) xảy ra theo chiều thuận. Câu 4: (4 điểm) CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O Δ H 1 2H 2 O U O 2 + 2H 2 -2 Δ H 2 CO 2 U O 2 + C (r) - Δ H 3 (0.75đ) C (r) U C (k) Δ H 4 2H 2 U 4H 2 Δ H 5 CH 4 U C (k) + 4H Δ H = 4E C-H (0.25đ) 4 Δ E C-H = Δ H 1 - 2. Δ H 2 - Δ H 3 + Δ H 4 + 2. Δ H 5 (0.5đ) = -801,7 + 2.241,5 + 393,4 + 715 + 2.431,5 = 1652,7 E C-H = 413,175 (kJ/mol) (0.5đ) C 2 H 6 + 3,5O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O Δ H 6 3H 2 O U 1,5O 2 + 3H 2 -3 Δ H 2 2CO 2 U 2O 2 + 2C (r) -2 Δ H 3 (0.5đ) 2C (r) U 2C (k) 2 Δ H 4 3H 2 U 6H 3 Δ H 5 C 2 H 6 U 2C (k) + 6H Δ H = E C-C +6E C-H (0.5đ) E C-C + 6E C-H = Δ H 6 -3Δ H 2 -2 Δ H 3 + 2 Δ H 4 + 3 Δ H 5 (0.5đ) E C-C = Δ H 6 -3 Δ H 2 -2 Δ H 3 + 2 Δ H 4 + 3 Δ H 5 - 6E C-H = 344,05 (kJ/mol) (0.5đ) Câu 5: (4 điểm) 1. (2 điểm) 1a.Viết các phương trình : 2KI + FeCl 3 → 3FeCl 2 + 2 KCl + I 2 . (0.25đ) 2KI + O 3 + H 2 O → O 2 + 2 KOH + I 2 . (0.25đ) 5I - + IO 3 - + 6H + → I 2 + 3H 2 O. (0.25đ) I 2 + SO 2 + H 2 O → 2HI + H 2 SO 4 . (0.25đ) I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 → Na 2 S 4 O 6 + 2NaI. (0.25đ) I 2 + Na 2 S → 2NaI + S. (0.25đ) 4 1b. ta có: Cl 2 + 2I - → I 2 + 2Cl - (0.25đ) 5Cl 2 + I 2 + 6H 2 O → 10HCl + 2HIO 3 (0.25đ) 2. (2 điểm) 2a. Ta có: 2 H n = 03,0 4,22 672,0 = mol Do: A có hóa trị II ta có phương trình chung: M + 2HCl Æ M Cl 2 + H 2 (0.25đ) 0,03 mol 0,03 mol M = 1, 70 56,67 0,03 hh hh m n == mà Zn có khối lượng là 65 Æ M A < 56,67 (0.25đ) Mà ta có 1,9g A tác dụng không hết 200ml dung dịch HCl 0,5 M Æ M A > 38 05,0 9,1 = Vậy 38 < M A < 56,67 Æ A là Ca (0.25đ) 2b. HClNaOH nn === 09,0 4000 8,28*5,12 dư Gọi x, y lần lược là số mol Zn và Ca Ta có: ⎩ ⎨ ⎧ =+ =+ molyx yx 03,0 70,14065 ⎩ ⎨ ⎧ = = molx moly 02,0 01,0 (0.25đ) HCl n phản ứng với Zn và Ca là = 2 2 H n = 2*0,03 = 0,06 mol Æ n HCl ban đầu = 0,06 + 0,09 = 0,15 mol. (0.25đ) m ddHCl ban đầu = )(75,54100* 10 475,5 100* % g C m HCl == m dd B = m dd HCl + m KL - 2 H m = 54,75 +1,70 -0,03*2=56,39 (g) (0.5đ) C% ZnCl 2 = %82,4100* 39,56 136*02,0 = C% CaCl 2 = %97,1100* 39,56 111*01,0 = C% HCl = %83,5100* 39,56 5,36*09,0 = (0.25đ) HẾT . thí sinh: …………………… ………… Chữ ký giám thị 1: Số b o danh:…………………………… ……… …………….……………… SỞ GDĐT B C LIÊU KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10, 11 VÒNG TỈNH NĂM HỌC 2011 - 2012 * Môn thi: HÓA HỌC * B ng:. NĂM HỌC 2011 - 2012 * Môn thi: HÓA HỌC * B ng: B * Lớp: 10 * Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) HƯỚNG DẪN CHẤM Câu 1: (4 điểm) 1. a. Một ion X 3+ có phân lớp. dịch B. Biết rằng dung dịch HCl có nồng độ 10% và để trung hòa dung dịch B phải dùng hết 12,5 gam dung dịch NaOH 28,8%. HẾT 1 SỞ GDĐT B C LIÊU KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10, 11 VÒNG TỈNH