Đề đề xuất thi học sinh giỏi lớp 10 Duyên Hải môn Hóa Học tỉnh Thừa Thiên Huế năm học 20142015

Trang 1 / 3 SỞ 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  = 4) và phân lớp h (có  = 5) a. Cho biết các trị số của số lượng tử m l , 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. 134 Cs và 137 Cs 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 T 1/2 ( 134 Cs) = 2,062 năm và T 1/2 ( 137 Cs) = 30,17 năm. a. Viết phương trình phản ứng hạt nhân biểu diễn các phân rã phóng xạ của 134 Cs và 137 Cs. Tính năng lượng (eV) được giải phóng trong phân rã của 134 Cs dựa vào các số liệu dưới đây: Đồng vị Nguyên tử khối (u) 134 55 Cs 134 56 Ba 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 137 Cs 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 134 Cs và 137 Cs 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 = 3,7.10 10 Bq; vận tốc ánh sáng c = 2,997925.10 8 ms -1 ; 1eV = 1,60219.10 -19 J; số Avogađro N A = 6,02.10 23 ; 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. SiO 2 chất rắn, nhiệt độ nóng chảy 1700 0 C. b. CO 2 rắn (nước đá khô) dễ thăng hoa, nhiệt độ nóng chảy -56 0 C (dùng tạo môi trường lạnh và khô). c. H 2 O rắn (nước đá) dễ chảy nước, nhiệt độ nóng chảy 0 0 C. 3. So sánh và giải thích ngắn gọn độ phân cực (momen lưỡng cực) của các chất: SO 2 , SO 3 và SOCl 2 Câu 3. (2,0 điểm) Nhiệt động lực học 1. Hãy tính nhiệt tạo thành chuẩn của As 2 O 3 tinh thể dựa vào các dữ kiện sau: As 2 O 3 (r) + 3H 2 O (l) = 2H 3 AsO 3 (aq) 0 298 H  = 31,59 kJ/mol AsCl 3 (r) + 3H 2 O(l) = H 3 AsO 3 (aq) + 3HCl(aq) 0 298 H  =73,55kJ/mol As(r) + 3/2Cl 2 (k) = AsCl 3 (r) 0 298 H  = -298,70 kJ/mol HCl(k) + aq = HCl(aq) 0 298 H  = -72,43kJ/mol Trang 2 / 3 1/2H 2 (k) + 1/2Cl 2 (k) = HCl(k) 0 298 H  = -93,05kJ/mol H 2 (k) + 1/2O 2 (k) = H 2 O(l) 0 298 H  = -285,77kJ/mol 3As 2 O 3 (r) + 3O 2 (k) = 3As 2 O 5 (r) 0 298 H  =-812,11kJ/mol 3As 2 O 3 (r) + 2O 3 (k) = 3As 2 O 5 (r) 0 298 H  = -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 H 2 O 2 ) 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 H 2 O theo phản ứng: NO 2 NH 2  N 2 O (k) + H 2 O 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: NO 2 NH 2 1 k  N 2 O (k) + H 2 O Cơ chế 2: NO 2 NH 2 + H 3 O + 2 2 k k    NO 2 NH 3 + + H 2 O nhanh NO 2 NH 3 + 3 k  N 2 O + H 3 O + chậm Cơ chế 3: NO 2 NH 2 + H 2 O 4 4 k k    NO 2 NH - + H 3 O + nhanh NO 2 NH - 5 k  N 2 O + OH - chậm H 3 O + + OH - 6 k  2 H 2 O nhanh Câu 5. (2,0 điểm) Cân bằng hóa học Cho cân bằng hóa học: N 2 (k) + 3H 2 (k)  2NH 3 (k) ;  = - 92 kJ Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N 2 và H 2 theo tỉ lệ số mol đúng bằng hệ số tỉ lượng 1: 3 thì khi đạt tới trạng thái cân bằng (450 o C, 300 atm) NH 3 chiếm 36% thể tích. 1. Tính hằng số cân bằng K P. 2. Giữ nhiệt độ không đổi (450 o C), cần tiến hành dưới áp suất là bao nhiêu để khi đạt tới trạng thái cân bằng NH 3 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 NH 3 chiếm 50% thể tích? Cho phương trình Van ’ t Hoff: ln 1 2 K K =           21 11 TTR H Câu 6. (2,0 điểm) Cân bằng trong dụng dịch axit - bazơ 1. Tính nồng độ ion S 2- và pH của dung dịch H 2 S 0,010M. 2. Khi thêm 0,001 mol HCl vào 1 lit dung dịch H 2 S 0,010M thì nồng độ ion S 2 – bằng bao nhiêu? Cho hằng số axit của H 2 S : K a1 = 10 -7 và K a2 = 10 -12,92 Câu 7. (2,0 điểm) Cân bằng hòa tan 1. Hãy tính độ tan của CuS trong dung dịch HNO 3 1M Biết: CuS: pK s = 35,2 ; H 2 S: pK a1 = 7 ; pK a2 = 12,92 ; ;96,0 0 /, 3 VE NOHNO   2 0 S/H 0,14 S E V  2. Trộn 150ml NH 3 0,25M với 100 ml MgCl 2 0,0125M và HCl 0,15M. Có kết tủa Mg(OH) 2 tách ra không? Tính [Mg 2+ ] khi cân bằng. Trang 3 / 3 Biết: NH 3 : K b = 10 -4,76 ; MgOH + : β = 10 -12,8 ; Mg(OH) 2 : K s = 10 -10,9 Câu 8. (2,0 điểm) Phản ứng oxi hóa khử-Thế điện cực - Pin điện Cho sơ đồ pin: Cu Cu 2+ Ag + Ag Biết: E 0 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 -4 M; [Cu 2+ ] = 10 -1 M; lg0592,0ln  F RT 2. Hãy cho biết sơ đồ pin, suất điện động và phản ứng trong pin, nếu thêm NH 3 1M vào nửa bên phải của pin. Biết: [Ag(NH 3 ) 2 + ]: 2  = 10 7,24 ; 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. (M Ge =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 H 2 O 2 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 CO 2 , SO 2 và hơi nước) qua dung dịch KMnO 4 5,0.10 -3 M trong H 2 SO 4 thì thấy thể tích dung dịch KMnO 4 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