Đề đề xuất thi học sinh giỏi lớp 10 Duyên Hải môn Hóa Học tỉnh Lào Cai năm học 20142015

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ TRƯỜNG THPT CHUYÊN TỈNH LÀO CAI ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC KHỐI 10 NĂM 2015 ĐỀ THI ĐỀ XUẤT Thời gian làm bài 180 phút ( Đề này có 04 trang, gồm 10 câu) Câu 1.(2,0 điểm):Cấu tạo nguyên tử, phân tử- Định luật HTTH. 1. Có 3 nguyên tố R, X và Y trong bảng hệ thống tuần hoàn có số thứ tự tăng dần. R, X và Y đều thuộc nhóm A và không cùng chu kì trong bảng hệ thống tuần hoàn. Electron cuối cùng điền vào cấu hình electron của 3 nguyên tử R, X, Y có đặc điểm: tổng số lượng tử chính (n) bằng 6; tổng số lượng tử orbital (  ) bằng 2; tổng số lượng tử từ (  m ) bằng -2; tổng số lượng tử spin (m s ) bằng -1/2, trong đó số lượng tử spin của electron cuối cùng của R là +1/2. Cho biết tên của R, X, Y. 2. Xác định cấu trúc phân tử của các phân tử và ion sau đồng thời cho biết kiểu lai hóa các AO hóa trị của nguyên tử trung tâm: SOF 4 , TeCl 4 , BrF 3 , I 3 - , ICl 4 - ? Câu 2.(2,0 điểm):Tinh thể Titan đioxit (TiO 2 ) được sử dụng rộng rãi trong các loại kem chống nắng bởi khả năng chống lại tia UV có hại cho da. Titan đioxit có cấu trúc tinh thể hệ bốn phương (hình hộp đứng đáy vuông), các ion Ti 4+ và ion O 2- được phân bố trong một ô mạng cơ sở như hình bên. a. Xác định số ion O 2- , Ti 4+ trong một ô mạng cơ sở và cho biết số phối trí của ion O 2- và của ion Ti 4+ . b. Xác định khối lượng riêng (g/cm 3 ) của TiO 2 . c. Biết góc liên kết trong TiO 2 là 90 o . Tìm độ dài liên kết Ti-O. Câu 3.(2,0 điểm):Phản ứng hạt nhân. Chuỗi phân rã thiên nhiên 238 92 U 206 82  Pb bao gồm một số phân rã anpha và beta trong một loạt các bước kế tiếp. a. Hai bước đầu tiên bao gồm 234 90 Th (t 1/2 = 24,10 ngày) và 234 91 Pa (t 1/2 = 6,66 giờ). Hãy viết các phản ứng hạt nhân của hai bước đầu tiên trong sự phân rã của 238 U và tính tổng động năng theo MeV của các sản phẩm phân rã. Cho khối lượng nguyên tử: 2,96A 0 2,96A 0 4,59A 0 ion O 2- ion Ti 4+ 238 U = 238,05079u; 234 Th = 234,04360u; 234 Pa = 234,04332u và 4 He = 4,00260u. 1u = 931,5MeV và m n = 1,00867u; 1MeV = 1,602.10 -13 J. b. Phân rã kế tiếp của 238 U dẫn đến 226 88 Ra (t 1/2 = 1620 năm) mà sau đó bức xạ các hạt anpha để tạo thành 222 86 Rn (t 1/2 = 3,83 ngày). Nếu một thể tích mol của rađon trong điều kiện này là 25,0 lít thì thể tích của rađon ở cân bằng bền với 1,00kg rađi là bao nhiêu? c. Hoạt độ của một mẫu phóng xạ trong chuỗi 238 U giảm 10 lần sau 12,80 ngày. Hãy tìm hằng số phân rã và chu kỳ bán hủy của nó. Câu 4.(2,0 điểm):Nhiệt hóa học. Tính chất nhiệt động của một số phân tử và ion ở trạng thái chuẩn tại 25 0 C như sau: C 3 H 8 (k) O 2 (k) CO 2 (k) H 2 O (l) CO 3 2 (aq.) OH - (aq.)  H 0 S (kJmol -1 ) -103,85 0 -393,51 -285,83 - 677,14 - 229,99 S 0 (J.K -1 mol -1 ) 269,91 205,138 213,74 69,91 - 56,9 - 10,75 Xét quá trình oxi hoá hoàn toàn 1 mol C 3 H 8 (k) với O 2 (k) tạo thành CO 2 (k) và H 2 O (l), phản ứng được tiến hành ở 25 0 C, điều kiện chuẩn, theo 2 cách: a) Bất thuận nghịch và b) Thuận nghịch (trong một tế bào điện hoá). 1. Tính H 0 , U 0 , S 0 , G 0 của phản ứng trong mỗi cách nói trên. 2. Tính nhiệt, công thể tích, công phi thể tích (tức là công hữu ích) mà hệ trao đổi với môi trường trong mỗi cách. 3. Tính S của môi trường và S tổng cộng của vũ trụ khi tiến hành quá trình theo mỗi cách. Câu 5.(2,0 điểm):Cân bằng hóa học pha khí. Người ta tiến hành tổng hợp NH 3 với sự có mặt của chất xúc tác theo phản ứng sau: 2 1 N 2 + 2 3 H 2 NH 3 Khi tổng hợp tỉ lệ mol N 2 và H 2 là 1:3. Trong quá trình tổng hợp chúng ta thu được các số liệu thực nghiệm sau: C O ở P tổng = 10 atm ở P tổng = 50 atm Lượng % NH 3 chiếm giữ Lượng % NH 3 chiếm giữ 350 7,35 25,11 450 2,04 9,17 a. Xác định K p theo số liệu thực nghiệm của bảng b. Tính giá trị  H của phản ứng theo P tổng đã cho. Câu 6.(2,0 điểm):Cân bằng trong dung dịch điện ly 1 Cho các dung dịch sau: NaH 2 PO 4 0,01M (A); Na 2 HPO 4 0,01M (B); HCl 0,01M (C). a. Trình bày vắn tắt cách xác định pH của các dung dịch và cho biết chất chỉ thị nào sau đây tốt nhất sử dụng để phân biệt các dung dịch đó. Nêu rõ hiện tượng xảy ra? (1) Metyl dacam (khoảng chuyển màu từ 3,1 - 4,4: pH  3,1 màu đỏ; pH  4,4 màu vàng). (2) Metyl đỏ (khoảng chuyển màu 4,4-6,2; pH < 4,4 màu đỏ; pH > 6,2 màu vàng); (3) Quỳ (khoảng chuyển màu 5,0-8,0; pH < 5,0 màu đỏ; pH > 8,0 màu xanh); (4) Phenolphtalein (khoảng chuyển màu 8,2 - 10,0; pH < 8,2 không màu; pH > 10 màu đỏ) b. Nhỏ từ từ đến hết V lít dung dịch NaOH 0,03M vào V lít dung dịch H 3 PO 4 0,02M có thêm vài giọt quỳ tím, thu được dung dịch X. Viết phương trình phản ứng xảy ra và cho biết sự thay đổi màu sắc của dung dịch. Cho biết: H 3 PO 4 có pKa 1 = 2,15; pKa 2 = 7,21; pKa 3 = 12,32; pK w = 14 2. a. Tính pH của dung dịch K 2 Cr 2 O 7 0,10M. b. Cho 100,0 ml dung dịch BaCl 2 0,25M vào 100,0 ml dung dịch K 2 Cr 2 O 7 0,10M. Xác định pH của dung dịch thu được. Cho biết: H 3 PO 4 có pKa 1 = 2,15; pKa 2 = 7,21; pKa 3 = 12,32; pK w = 14 Cr 2 O 7 2- + H 2 O  2HCrO 4 - có K = 10 -1,64 ; HCrO 4 -  H + + CrO 4 2- có K a = 10 -6,5 . Tích số tan của BaCrO 4 là K S = 10 -9,93 . Câu 7.(2,0 điểm):Phản ứng oxi hóa- khử. Điện hóa. 1. Cho giản đồ Latimer sau: H 5 IO 6    V7,1 - 3 IO    V14,1 HOI  ? - 3 I    V54,0 - I MnO 4 -  ? MnO 4 2-    V27,2 MnO 2  ? Mn 3+    V50,1 Mn 2+    V18,1 Mn Từ giản đồ trên tính: - 3 0 HOI/I E ; 2 4 4 0 MnO /MnO E   ; 3 2 0 MnO /Mn E  ? 2. Tính nồng độ ban đầu của HSO 4 - biết rằng ở 25 o C, suất điện động của pin Pt | I − 0,1 (M) I 3 − 0,02 (M) || MnO 4 − 0,05 (M) Mn 2+ 0,01 (M) HSO 4 − C (M) | Pt có giá trị 0,824 (V).   0 / 2 4 MnMnO E 1,51(V);   0 3/ 3 II E 0,5355(V);  4 HSO K = 10 -2 . Câu 8.(2,0 điểm):Nhóm Halogen Chất X ở dạng tinh thể màu trắng có các tính chất sau:  Đốt X ở nhiệt độ cao cho ngọn lửa màu vàng.  Hòa tan X vào nước được dung dịch A, cho khí SO 2 đi từ từ qua dung dịch A thấy xuất hiện màu nâu. Nếu tiếp tục cho SO 2 qua thì màu nâu biến mất thu được dung dịch B; thêm một ít HNO 3 vào dung dịch B , sau đó thêm dư dung dịch AgNO 3 thấy tạo thành kết tủa màu vàng.  Hòa tan X vào nước, thêm một ít dung dịch H 2 SO 4 loãng và KI thấy xuất hiện màu nâu và màu nâu bị biến mất khi thêm Na 2 S 2 O 3 . 1.Viết các phương trình phản ứng xảy ra dạng ion. 2.Để xác định công thức phân tử của X người ta hòa tan hoàn toàn 0,1 g X vào nước thêm dư KI và vài ml H 2 SO 4 loãng, lúc đó đã có màu nâu, chuẩn độ bằng Na 2 S 2 O 3 0,1 M tới mất màu tốn hết 37,4 ml dung dịch Na 2 S 2 O 3 . Tìm công thức phân tử của X. Câu 9.(2,0 điểm):Nhóm O-S Hòa tan hoàn toàn 2 gam một hỗn hợp chứa Na 2 S.9H 2 O, Na 2 S 2 O 3 .5H 2 O và tạp chất trơ vào H 2 O, rồi pha loãng thành 250 ml dung dịch (dd A). Thêm tiếp 25 ml dung dịch iot 0,0525M vào 25 ml dung dịch A. Axit hóa bằng H 2 SO 4 rồi chuẩn độ iot dư hết 12,9 ml dung dịch Na 2 S 2 O 3 0,101M. Mặt khác cho ZnSO 4 dư vào 50 ml dung dịch A. Lọc bỏ kết tủa. Chuẩn độ dung dịch nước lọc hết 11,5 ml dung dịch iot 0,0101M. Tính % khối lượng các chất trong hỗn hợp rắn ban đầu. Câu 10.(2,0 điểm):Động học +1,2V +1,7V +1,23V Các quá trình trao đổi chất diễn ra trong cơ thể động vật có thể sản sinh ra các chất độc hại, thí dụ O 2  . Nhờ tác dụng xúc tác của một số enzim (E) mà các chất này bị phá huỷ, thí dụ: 2 O 2  + 2 H + → O 2 + H 2 O 2 () Người ta đã nghiên cứu phản ứng () ở 25 o C với xúc tác E là supeoxiđeđimutazơ (SOD). Các thí nghiệm được tiến hành trong dung dịch đệm có pH bằng 9,1. Nồng độ đầu của SOD ở mỗi thí nghiệm đều bằng 0,400.10 6 mol.lít 1 . Tốc độ đầu V o của phản ứng ở những nồng độ đầu khác nhau của O 2  được ghi ở bảng dưới đây: C o (O 2  ) mol. lít 1 7,69.10 6 3,33.10 5 2,00.10 4 V o mol. lít 1 .s 1 3,85.10 3 1,67.10 2 0,100 1. Thiết lập phương trình động học của phản ứng () ở điều kiện thí nghiệm đã cho. 2. Tính hằng số tốc độ phản ứng. …… HẾT………