Cấu tạo nguyên tử - Phản ứng hạt nhân 2,5 điểm 1.Lý thuyết lượng tử dự đoán được sự tồn tại của obitan ng ứng với số lượng tử phụ l = 4 g là kí hiệu của số lượng tử.. Thép là hợp kim củ
Trang 1TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XII
TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN TẤT THÀNH
TỈNH YÊN BÁI
ĐỀ THI ĐÈ XUẤT
ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC
LỚP 10 (Đề này có 02 trang, gồm 08 câu)
Thời gian làm bài 180 phút Câu 1 Cấu tạo nguyên tử - Phản ứng hạt nhân (2,5 điểm)
1.Lý thuyết lượng tử dự đoán được sự tồn tại của obitan ng ứng với số lượng tử phụ l = 4 (g
là kí hiệu của số lượng tử)
a Hãy cho biết số electron tối đa mà phân lớp ng có thể có
b Nguyên tử có electron đầu tiên ở phân mức ng này thuộc nguyên tố có số thứ tự Z bằng
bao nhiêu?
2 Quá trình phân hủy phóng xạ của 214
82Pb xảy ra như sau:
a Viết các phương trình biểu diễn các phân rã phóng xạ nêu trên.
b Tính số nguyên tử Bi và Po sau 10 phút Giả thiết rằng ban đầu có 100 nguyên tử 214
84Po, chu kì bán hủy của 214
82Pb và 214
83Bi lần lượt là 26,8 phút và 19,7 phút
Câu 2 Liên kết hoá học, hình học phân tử-Tinh thể - Định luật tuần hoàn (2,5 điểm)
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- Viết công thức Lewis cho các cách sắp xếp nguyên tử như trên
2 Từ nhiệt độ phòng đến 1185K sắt tồn tại ở dạng Fe với cấu trúc lập phương tâm khối
Từ 1185K đến 1667K sắt tồn tại ở dạng Fe với cấu trúc lập phương tâm diện Ở 293K, sắt có khối lượng riêng là 7,874 g/cm3
a Xác định bán kính nguyên tử Fe
b Tính khối lượng riêng của sắt ở 1250K (bỏ qua sự giãn nở nhiệt).
c Thép là hợp kim của sắt và cacbon, trong đó một số khoảng trống giữa các nguyên tử sắt
bị chiếm bởi cacbon Trong lò luyện thép có sự hòa tan cacbon trong sắt nóng chảy Khi được làm lạnh các nguyên tử cacbon được phân tán trong mạng lưới lập phương tâm khối tạo hợp kim có dạng mạng lập phương tâm diện Tính thể tích của tế bào hợp kim, biết bán kính nguyên tử cacbon
là 0,77A0
Câu 3 Nhiệt hóa học và cân bằng hóa học (2,5 điểm)
Thả một viên nước đá khối lượng 10 gam có nhiệt độ -250C vào 300 ml dung dịch ancol etylic 39,50 ở nhiệt độ phòng 250C đến khi hệ đạt đến cân bằng Tính biến thiên entropi của quá trình nêu trên
Biết khối lượng riêng của nước và ancol etylic lần lượt là 1 g/ml và 0,8 g/ml Nhiệt dung đẳng áp của nước đá là 37,66 J/mol.K; nước lỏng là 75,31 J/mol.K và ancol etylic là 113,00 J/mol.K Nhiệt nóng chảy của nước đá 6,009 kJ/mol
Câu 4 Động hóa học
Cho phản ứng hóa học sau: C2H5I + NaOH → C2H5OH + NaI
Nồng độ ban đầu của hai chất phản ứng bằng nhau Để một nửa lượng ban đầu các chất phản ứng chuyển thành sản phẩm ở 32oC cần 906 phút
Trang 260C, biết rằng hệ số nhiệt độ của phản ứng là 2,83
2 Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng.
3 Tính hằng số tốc độ k ở hai nhiệt độ trên, biết rằng phản ứng là bậc hai (bậc một đối với
mỗi chất) và nồng độ ban đầu mỗi chất đều là 0,05M
Câu 5 Dung dịch (2,5 điểm)
Trộn 5 ml dung dịch H2C2O4 0,8M với 5 ml dung dịch NaHCO3 0,4M thu được dung dịch A.
Thêm 10 ml dung dịch (CH3COO)2Ba 0,6M vào dung dịch A được hỗn hợp B
1 Xác định thành phần giới hạn của B
2 Hỏi có BaC2O4 và BaCO3 tách ra không? Khi đó pH của hệ là bao nhiêu?
3 Nếu có kết tủa BaC2O4 hoặc BaCO3, hãy tính độ tan của chúng trong hỗn hợp thu được
Biết H2C2O4 có: pKa1 1, 25; pKa2 4, 27; H2CO3 có pKa1 6,35; pKa2 10,33
CH3COOH có pKa1 4, 76; BaC2O4 có pKs 6,8; BaCO3 có pKs 8,3
Độ tan CO2 bão hòa là 3.10-2 M
Câu 6 Halogen (2,5 điểm)
Cho m gam muối halogenua kim loại kiềm phản ứng với 50 ml dung dịch H2SO4 đặc nóng, dư Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được khí A có mùi đặc biệt và hỗn hợp sản phẩm B Trung hòa B bằng 200ml dung dịch NaOH 2M rồi làm bay hơi cẩn thận sản phẩm thu được 199,6g hỗn hợp D (khối lượng khô) Nung D đến khối lượng không đổi, thu được hỗn hợp muối E khô có khối lượng 98g Nếu cho dung dịch BaCl2 dư vào B thì thu được kết tủa F có khối lượng gấp 1,4265 lần khối lượng muối E Dẫn khí A qua dung dịch Pb(NO3)2 dư thu được 23,9 gam kết tủa
1 Tính nồng độ % dung dịch H2SO4 (d = 1,715 g/ml)
2 Tính m.
3 Xác định tên kim loại và halogen trên?
Câu 7 Oxi- lưu huỳnh (2,5 điểm)
Dung dịch A gồm hai muối: Na2SO3 và Na2S2O3:
- Lấy 100ml dd A trộn với lương dư khí Cl2 rồi cho sản phẩm thu được tác dụng với BaCl2 dư thì thu được 0,647g kết tủa
- Lấy 100ml dd trên nhỏ vài giọt hồ tinh bột rồi đem chuẩn độ bằng iot thì đến khi dd bắt đầu xuất hiện màu xanh chàm thấy tốn hết 29ml I2 0,05M (I2 tan trong dd KI)
1 Tính CM của các chất trong dd A
2 Cho 100ml dd A tác dụng với dd HCl thì thu được bao nhiêu gam chất rắn?
Câu 8 Bài tập tổng hợp (2,5 điểm)
Một mẫu thí nghiệm chứa PbO, PbO2 và tạp chất có khối lượng 1,234 gam Thêm vào cốc chứa hỗn hợp hai axit đó 20 ml dung dịch H2C2O4 0,25M để khử PbO2 và hòa tan PbO Sau đó, thêm dung dịch NH3 vào cốc để kết tủa hoàn toàn PbC2O4 (kết tủa A) và thu được dung dịch B Lọc rửa tách kết tủa A, axit hóa dung dịch B bằng lượng dư dung dịch H2SO4 được dung dịch C, toàn bộ lượng dung dịch C thu được phản ứng vừa đủ với 10 ml KMnO4 0,04M Mặt khác, hòa tan A bằng lượng dư dung dịch H2SO4 loãng, dung dịch thu được lại phản ứng vừa đủ với 30 ml dung dịch KMnO4 0,04M Viết các PTHH và tính % khối lượng PbO PbO2 trong mẫu
Trang 3
-Hết -HƯỚNG DẪN CHẤM
MÔN: HÓA, LỚP:10 Lưu ý: Các cách giải khác hướng dẫn chấm, nếu đúng cho điểm tối đa theo thang
điểm đã định.
1.1 a Phân mức năng lượng ng ứng với giá trị l = 4 sẽ có 2l + 1 obitan nguyên
tử, nghĩa là có 2.4+1= 9 obitan nguyên tử Mỗi obitan nguyên tử có tối đa 2e
Vậy phân mức năng lượng ng có tối đa 18e.
b.Cấu hình electron của nguyên tử đó phải có dạng
(Rn)7s25f146d107p68s25g1.=> (Rn)5f145g16d107s27p68s2 =>Z = 121
0,5
1.2.b Gọi số hạt nhân 214
82Pbở t = 0 là N01; tại thời điểm t = 10 phút là N1
Số hạt nhân 214
83Biở thời điểm t =10 phút là N2
1 ln 2 0, 026 26,8
2 ln 2 0, 035
19, 7
1 t 0,026.10
1 01
Số nguyên tử 214
82Pbmất đi bằng số nguyên tử 214
83Bi sinh ra là 23 nguyên tử
Số hạt 214
83Bi còn lại sau 10 phút:
2 1 ( ).t 1
(0,035 0,026).10) 2
0, 026
0, 035 0, 026
Suy ra N2 = 19 (nguyên tử) Vậy số nguyên tử 214
83Bi mất đi là 23-19=4 (nguyên tử)
Số nguyên tử 214
84Po sinh ra bằng số nguyên tử 214
83Bi mất đi là 4 nguyên tử
0,5
0,5
0,5
2.1 Viết công thức Lewis cho Ba anion CNO-, CON- và NCO
-0,75
2.2.a Ở T = 293K, Fe tồn tại dạng lập phương tâm khối (
+) Số nguyên tử trong 1 ô mạng: n 1.8 1 2
8
0,75
Trang 4
3 Fe
A
3
23
2.56
6, 02.10 7,874
0 Fe
a 3
4
2.2.b Ở 1250K, Fe tồn tại dạng lập phương tâm diện (
+) Số nguyên tử trong 1 ô mạng: n1.81.6 4
+) Khối lượng riêng:
3 Fe
A
0,5
2.2.c +) Độ dài cạnh của
Fe nguyên chất:
0
Ta có:
'
Fe C
a
2 => Độ dài cạnh của tế bào hợp kim là:
Fe C
Thể tích của tế bào hợp kim là: 3 3 0 3
tb
0,5
1.
Trong 300 ml ancol 39,50 có 2 5
2
C H OH
H O
39,5.300
100
Gọi t là nhiệt độ lúc cân bằng nhiệt sau khi trộn ta có:
toa
thu
0 toa thu
1,0
2. Gọi S1 là biến thiên entropi khi chuyển 10 gam nước đá từ -250C lên
20,250C Gồm 3 giai đoạn: từ -250C lên 00C; quá trình nóng chảy ở 00C và từ 00C
lên 20,250C
Trang 5Gọi S2 là biến thiên entropi khi chuyển 300 ml rượu 39,50 từ 250C xuống 20,250C, ta có:
2
S S1 S2 1,32J / K 0 Vậy hệ tự diễn biến
1,5
1
2
1
1 2
T
T
v t =
2 1 10
T T
2 1
1
10 10
906 906
49, 2 út 2,83
T T
t
2 Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng
1 1
lnk lnt E a
ln906 1 1
49 8,314 305 333
a
Ea = 87976,179 J.mol-1
1,0
Vì nồng độ ban đầu của hai chất bằng nhau nên :
t1/2 = [ ]1
o
k A k = 1/ 2
1 [ ]o
Ở 32oC, k = 1
906.0,05= 0,022 (mol-1.L.phút-1)
Ở 60oC, k = 1 0, 4065
49, 2.0,05 (mol-1.L.phút-1)
1.0
5.1 -Cân bằng trong dung dịch A:
5,1
0,4M 0,2M 0,2M - 0,2M 3.10-2M TPGH dung dịch A: H2C2O4: 0,2M; CO2: 3.10-2M; HC2O4- 0,2M
0,5
- Sau khi trộn 10ml (CH3COO)2Ba 0,6M vào dung dịch A được hỗn hợp B:
H2C2O4: 0,1M; HC2O4- 0,1M; H2CO3: 1,5.10-2M; CH3COO-: 0,6M; Ba2+: 0,3M
Cân bằng trong B:
3,51
0,1M 0,6M 0,1M
- 0,5M 0,1M 0,2M
0,3M 0,2M 0,5M 0,1M 0,1M - 0,3M 0,3M
TPGH của hệ B: BaC2O4; Ba2+ 0,1M; CH3COOH 0,3M; CH3COO- 0,3M; H2CO3
1,5.10-2M
0,5
Cân bằng trong hệ:
Trang 61 2
6,35
14
9,24
Bỏ qua (2), (3), (4); Áp dụng hệ đệm ta có:
b
a
C
C
2 3
3 3
9
H CO
s(CaCO )
Không có BaCO3 tách ra
0,5
5.3 Dung dịch B:
(s + 0,1) s
2
2 1
[Ba2+] = 2
Ba
C = (0,1 + s);
2
2 4
2
C O
2
[C O ].(1 K h K K h )
s [C O ]
(1 K h K K h )
6,8
6
s
(1 K h K K h )
s 2,1.10
0,5
1. Gọi công thức muối là MX
A là sản phẩm phản ứng giữa MX và H2SO4 đặc, A có mùi đặc biệt và tạo kết tủa
đen với dung dịch Pb(NO3)2 A là H2S
NPbS = 23,9/239 = 0,1 mol
H2S + Pb(NO3)2 → PbS + 2HNO3 (1)
mol 0,1 0,1
- Phản ứng giữa MX và H2SO4 đặc nóng tạo ra H2S đây là phản ứng oxi hóa
khử:
2MX + H2SO4 (đ) → M2SO4 + H2S + X’ + H2O (2)
- Phản ứng trung hòa H2SO4 dư:
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O (3)
1,0
Trang 7- Cho dung dịch BaCl2 vào kết tủa:
Ba2+ + SO42- → BaSO4 (4)
(3)
2 4
2
2 4
aSO
0, 2
98.1, 4265
0, 6 233
0, 6 0, 2 0, 4
Na SO NaOH
Na SO M SO SO B
M SO
Theo định luật bảo toàn nguyên tố:
2 4 ( d) aSO 4 2
2 4
0,6 0,1 0,7 0,7.98.100%
50.1,715
H SO b B H S
C H SO
2.
(2)
(2) (2)
0, 4 0,1 0,5
0, 4
Theo định luật bảo toàn khối lượng mD giảm khi đun nóng là khối lượng X’
Ta có:
'
2 4 2 4
2 4
199,6 98 101,6( )
98( )
98 0, 2.142 69,6 0,5.98 101,6 0,1.34 0, 4.18 69,6 132,8
X
M SO
m
1,0
3.
2 4 69,6
M SO
2M = 69, 6 96 78
0, 4
M = 39, vậy M là K
- Mặt khác ta có: MMX = 132,8/0,8 = 166
M + X = 166 X = 166 – 39 = 127 X là Iot
0,5
1. Khi cho dd A tác dụng với khí clo rồi cho tác dụng với BaCl2 xảy ra các ptpư:
H2O + Na2SO3 + Cl2 Na2SO4 + 2HCl
x x (mol)
2H2O + Na2S2O3 + Cl2 Na2SO4 + H2SO4 + 2HCl
y y y (mol)
Ba2+ + SO42- BaSO4
x + 2y x + 2y (mol)
Có x + 2y = 2 , 777 10 3
233
647 ,
Khi chuẩn độ dd A bằng I2:
H2O + Na2SO3 + I2 Na2SO4 + 2HI
x x (mol)
1,0
Trang 8y y/2 (mol)
Lại có: x + y/2 = 29.10-3.0,05 = 1,45.10-3 (2)
Từ (1) và (2) giải được: x = 10-3; y = 8,845.10-3
Vậy: CM Na2SO3 = 0 , 01M
1 , 0
10 3
; CM Na2S2O3 = 3 8 , 845 10 2M
1 , 0
10 845 ,
1,0
2. Nếu dùng HCl cho phản ứng với 100ml A:
Na2S2O3 + 2HCl 2NaCl + SO2 + S + H2O
nS = nNa2S2O3 = 8,845.10-3mol
Khối lượng chất rắn thu được là: 8,845.10-3.32 = 0,283g
0,5
Mẫu gồm PbO (x mol) và PbO2 (y mol) PbO2 + 2H2C2O4 PbC2O4 + 2CO2 + 2H2O (1)
x 2x x (mol) PbO + H2C2O4 PbC2O4 +H2O (2)
y y y (mol) 5H2C2O4 + 2KMnO4 + 3H2SO4 K2SO4 +2MnSO4 +10CO2 + 8H2O (3)
1.10-3 4.10-3
PbC2O4 + H2SO4 PbSO4 + H2C2O4 (4) (x+y) (x+y) (mol) 5H2C2O4 + 2KMnO4 + 3H2SO4 K2SO4 +2MnSO4 +10CO2 + 8H2O (3)
(x+y) 0,4(x+y) (mol)
2 2 4
3
H C O
4
4 KMnO
4
3 KMnO
3
0, 4(x y) 1, 2.10
x 0,001
y 0,002
2
PbO
PbO
0,001.223.100
5,003 0,002.239.100
5,003
0.5
0,5
1,0
0,5