TRẠI 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 có 02 trang, gồm 08 câu) Thời gian làm 180 phút Câu Cấu tạo nguyên tử - Phản ứng hạt nhân (2,5 điểm) 1.Lý thuyết lượng tử dự đoán tồn obitan ng ứng với số lượng tử phụ l = (g kí hiệu số lượng tử) a Hãy cho biết số electron tối đa mà phân lớp ng có b Nguyên tử có electron phân mức ng thuộc nguyên tố có số thứ tự Z bao nhiêu? Quá trình phân hủy phóng xạ 214 82 214 82 Pb xảy sau: λ1 λ2 Pb → 214 → 214 83 Bi 84 Po a Viết phương trình biểu diễn phân rã phóng xạ nêu b Tính số nguyên tử Bi Po sau 10 phút Giả thiết ban đầu có 100 nguyên tử chu kì bán hủy 214 82 Pb 214 83 214 84 Po , Bi 26,8 phút 19,7 phút Câu Liên kết hoá học, hình học phân tử-Tinh thể - Định luật tuần hoàn (2,5 điểm) Các nguyên tử C, N, O xếp theo ba thứ tự khác để tạo ba anion CNO CON- NCO- Viết công thức Lewis cho cách xếp nguyên tử Từ nhiệt độ phòng đến 1185K sắt tồn dạng Feα với cấu trúc lập phương tâm khối Từ 1185K đến 1667K sắt tồn dạng Fe γ với cấu trúc lập phương tâm diện Ở 293K, sắt có khối lượng riêng 7,874 g/cm3 a Xác định bán kính nguyên tử Feα b Tính khối lượng riêng sắt 1250K (bỏ qua giãn nở nhiệt) c Thép hợp kim sắt cacbon, số khoảng trống nguyên tử sắt bị chiếm cacbon Trong lò luyện thép có hòa tan cacbon sắt nóng chảy Khi làm lạnh nguyên tử cacbon phân tán mạng lưới lập phương tâm khối tạo hợp kim có dạng mạng lập phương tâm diện Tính thể tích tế bào hợp kim, biết bán kính nguyên tử cacbon 0,77A0 Câu Nhiệt hóa học cân hóa học (2,5 điểm) Thả viên nước đá khối lượng 10 gam có nhiệt độ -25 0C vào 300 ml dung dịch ancol etylic 39,50 nhiệt độ phòng 250C đến hệ đạt đến cân Tính biến thiên entropi trình nêu Biết khối lượng riêng nước ancol etylic g/ml 0,8 g/ml Nhiệt dung đẳng áp nước đá 37,66 J/mol.K; nước lỏng 75,31 J/mol.K ancol etylic 113,00 J/mol.K Nhiệt nóng chảy nước đá 6,009 kJ/mol Câu Động hóa học Cho phản ứng hóa học sau: C2H5I + NaOH → C2H5OH + NaI Nồng độ ban đầu hai chất phản ứng Để nửa lượng ban đầu chất phản ứng chuyển thành sản phẩm 32oC cần 906 phút 1 Tính thời gian để nửa lượng ban đầu chất phản ứng chuyển thành sản phẩm 60 C, biết hệ số nhiệt độ phản ứng 2,83 Tính lượng hoạt hóa phản ứng Tính số tốc độ k hai nhiệt độ trên, biết phản ứng bậc hai (bậc chất) nồng độ ban đầu chất 0,05M Câu Dung dịch (2,5 điểm) Trộn ml dung dịch H2C2O4 0,8M với ml dung dịch NaHCO 0,4M thu dung dịch A Thêm 10 ml dung dịch (CH3COO)2Ba 0,6M vào dung dịch A hỗn hợp B Xác định thành phần giới hạn B Hỏi có BaC2O4 BaCO3 tách không? Khi pH hệ bao nhiêu? Nếu có kết tủa BaC2O4 BaCO3, tính độ tan chúng hỗn hợp thu o Biết H2C2O4 có: pK a1 = 1,25; pK a = 4, 27 ; H2CO3 có pK a1 = 6,35; pK a = 10,33 CH3COOH có pK a1 = 4,76 ; BaC2O4 có pK s = 6,8 ; BaCO3 có pK s = 8,3 Độ tan CO2 bão hòa 3.10-2 M Câu Halogen (2,5 điểm) Cho m gam muối halogenua kim loại kiềm phản ứng với 50 ml dung dịch H 2SO4 đặc nóng, dư Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu khí A có mùi đặc biệt hỗn hợp sản phẩm B Trung hòa B 200ml dung dịch NaOH 2M làm bay cẩn thận sản phẩm thu 199,6g hỗn hợp D (khối lượng khô) Nung D đến khối lượng không đổi, thu hỗn hợp muối E khô có khối lượng 98g Nếu cho dung dịch BaCl dư vào B thu 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 23,9 gam kết tủa Tính nồng độ % dung dịch H2SO4 (d = 1,715 g/ml) Tính m Xác định tên kim loại halogen trên? Câu Oxi- lưu huỳnh (2,5 điểm) Dung dịch A gồm hai muối: Na2SO3 Na2S2O3: - Lấy 100ml dd A trộn với lương dư khí Cl cho sản phẩm thu tác dụng với BaCl dư thu 0,647g kết tủa - Lấy 100ml dd nhỏ vài giọt hồ tinh bột đem chuẩn độ iot đến dd bắt đầu xuất màu xanh chàm thấy tốn hết 29ml I2 0,05M (I2 tan dd KI) Tính CM chất dd A Cho 100ml dd A tác dụng với dd HCl thu gam chất rắn? Câu Bài tập tổng hợp (2,5 điểm) Một mẫu thí nghiệm chứa PbO, PbO tạp chất có khối lượng 1,234 gam Thêm vào cốc chứa hỗn hợp hai axit 20 ml dung dịch H 2C2O4 0,25M để khử PbO2 hòa tan PbO Sau đó, thêm dung dịch NH3 vào cốc để kết tủa hoàn toàn PbC2O4 (kết tủa A) thu dung dịch B Lọc rửa tách kết tủa A, axit hóa dung dịch B lượng dư dung dịch H 2SO4 dung dịch C, toàn lượng dung dịch C thu phản ứng vừa đủ với 10 ml KMnO 0,04M Mặt khác, hòa tan A lượng dư dung dịch H2SO4 loãng, dung dịch thu lại phản ứng vừa đủ với 30 ml dung dịch KMnO4 0,04M Viết PTHH tính % khối lượng PbO PbO2 mẫu Hết HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HÓA, LỚP:10 Lưu ý: Các cách giải khác hướng dẫn chấm, cho điểm tối đa theo thang điểm định Câu 1.1 Hướng dẫn trả lời a Phân mức lượng ng ứng với giá trị l = có 2l + obitan nguyên Điểm 0,5 tử, nghĩa có 2.4+1= obitan nguyên tử Mỗi obitan nguyên tử có tối đa 2e Vậy phân mức lượng ng có tối đa 18e b.Cấu hình electron nguyên tử phải có dạng (Rn)7s25f146d107p68s25g1.=> (Rn)5f145g16d107s27p68s2 =>Z = 121 1.2.a 1.2.b 214 82 Pb → 214 83 214 83 Bi → 214 84 Bi + −01 e 0,5 Po + −01 e Gọi số hạt nhân 214 82 Số hạt nhân Pb t = N01; thời điểm t = 10 phút N1 214 83 Bi thời điểm t =10 phút N2 ln = 0, 026 26,8 ln λ2 = = 0, 035 19,7 λ1 = 0,5 N = N 01 e −λ1 t = 100.e −0,026.10 = 77 (nguyên tử) Số nguyên tử 214 82 Pb số nguyên tử 214 83 Bi sinh 23 nguyên tử Số hạt 214 83 Bi lại sau 10 phút: 0,5 λ1 N2 = N (1 − e −( λ2 −λ1 ).t ) λ − λ1 N2 = 0, 026 77(1 − e − (0,035− 0,026).10) ) 0, 035 − 0, 026 Suy N2 = 19 (nguyên tử) Vậy số nguyên tử Số nguyên tử 214 84 214 83 Bi 23-19=4 (nguyên tử) Po sinh số nguyên tử 214 83 Bi nguyên 0,5 tử Câu 2.1 Hướng dẫn trả lời Viết công thức Lewis cho Ba anion CNO-, CON- NCOC 2.2.a N O - C O N - N Điểm 0,75 C O - Ở T = 293K, Fe tồn dạng lập phương tâm khối ( Feα ) +) Số nguyên tử ô mạng: n = + = 0,75 +) Khối lượng riêng: D Feα = => a = n.M Fe 2.56 = = 7,874(g / cm ) 23 N A a 6, 02.10 (a) 2.56 = 2,869.10 −8 ( cm ) = 2,869(A ) 23 6, 02.10 7,874 a = 1,242(A ) Ở 1250K, Fe tồn dạng lập phương tâm diện ( Fe γ ) rFeα = 2.2.b +) Số nguyên tử ô mạng: n = + = 0,5 a 4r 4.1,242 +) r = => a = = = 3,51(A ) 2 +) Khối lượng riêng: D Feγ = 2.2.c r= n.M Fe 4.56 224 = = = 8,678(g / cm ) 23 −8 N A a 6, 02.10 (3,51.10 ) 25,81 +) Độ dài cạnh Feα nguyên chất: 0,5 a 4r 4.1,242 => a = = = 2,869(A ) 3 Ta có: a' = rFeα + rC => Độ dài cạnh tế bào hợp kim là: a ' = 2(rFeα + rC ) = 2(1,24 + 0,77) = 4, 02(A ) Câu 3 3 Thể tích tế bào hợp kim là: Vtb = a = (4, 02) = 64,96(A ) Hướng dẫn trả lời Trong 300 ml ancol 39,5 có 39,5.300 = 118,5(ml) 100 =181,5(ml) VC2 H5OH = VH 2O m C2H5OH = 94,8(g);m H2O = 181,5(g) Gọi t nhiệt độ lúc cân nhiệt sau trộn ta có: 181,5 94,8 75,31(25 − t) + 113(25 − t) 18 46 10 10 10 = 37,66(0 − ( −25)) + 75,31.(t − 0) + 6009 18 18 18 Q toa = Q thu Q toa = Q thu ⇒ t = 20, 250 C Gọi ∆S1 biến thiên entropi chuyển 10 gam nước đá từ -25 0C lên 20,250C Gồm giai đoạn: từ -250C lên 00C; trình nóng chảy 00C từ 00C lên 20,250C Điểm 1,0 1,5 10 273 10 6009 10 293,5 37,66.ln + + 75,31.ln = 17, 26(J/ K) 18 248 18 273 18 273 Gọi ∆S2 biến thiên entropi chuyển 300 ml rượu 39,50 từ 250C ∆S1 = xuống 20,250C, ta có: 181,5 293, 25 94,8 293, 25 75,31.ln + 113.ln = −15,94(J / K) 18 298 46 298 ∆S = ∆S1 + ∆S2 = 1,32J / K > Vậy hệ tự diễn biến ∆S2 = Câu Hướng dẫn trả lời t 906 906 vT2 t1 T2 −T1 t = T21−T1 = 60−32 = = 49, phút = = γ 10 ⇒ 2,832,8 vT1 t2 10 10 γ γ Tính lượng hoạt hóa phản ứng ln Điểm 0.5 1,0 E 1 1 Ea k2 t 906 = ln = a − ÷ ⇒ ln = − ÷ k1 t2 R T1 T2 49 8,314 305 333 ⇒ Ea = 87976,179 J.mol-1 Vì nồng độ ban đầu hai chất nên : 1 t1/2 = ⇒k= k[ A]o t1/ [ A]o Câu 5.1 Ở 32oC, k = = 0,022 (mol-1.L.phút-1) 906.0, 05 Ở 60oC, k = = 0, 4065 (mol-1.L.phút-1) 49, 2.0, 05 1.0 Hướng dẫn trả lời Điểm -Cân dung dịch A: H C 2O + HCO3− ƒ HC 2O −4 + CO + H 2O K = 10 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 - Sau trộn 10ml (CH3COO)2Ba 0,6M vào dung dịch A hỗn hợp B: H2C2O4: 0,1M; HC2O4- 0,1M; H2CO3: 1,5.10-2M; CH3COO-: 0,6M; Ba2+: 0,3M Cân B: H C 2O + CH 3COO − ƒ 0,1M 2+ CH 3COOH + HC 2O −4 0,6M 0,5M − 0,1M − K = 10 3,51 0,1M 0,2M Ba + HC 2O + CH 3COO ƒ BaC 2O ↓ + CH 3COOH K = 10 7,29 0,3M 0,2M 0,5M 0,1M 0,1M 0,3M 0,3M 2+ TPGH hệ B: BaC2O4; Ba 0,1M; CH3COOH 0,3M; CH3COO- 0,3M; H2CO3 1,5.10-2M Cân hệ: 0,5 0,5 CH 3COOH ƒ CH 3COO − + H + (1) K a = 10 −4,76 H + + HCO 3− H CO3 ƒ HCO3− ƒ H + + CO32− (3) K a = 10 −10,33 H + + OH − H 2O ƒ (4) K w = 10 −14 CH 3COO − + H 2O ƒ 5.2 (2) K a1 = 10 −6,35 CH 3COOH + OH − (5) K b = 10 −9,24 0,5 Bỏ qua (2), (3), (4); Áp dụng hệ đệm ta có: pH B = pK a + lg Cb = 4,76 Ca C 'CO2 − = C H2 CO3 α CO2 − = 1, 01.10 −9 M 3 => C ' Ba2 + C 'CO2− < K s (CaCO3 ) Không có BaCO3 tách 5.3 Dung dịch B: BaC O ƒ Ba 2+ + C 2O 42− (s + 0,1) C O 24− + H + ƒ s HC O 4− C O 24− + 2H + ƒ K s = 10 −6,8 H 2C O4 K a−21 K a−21 K a−11 [Ba2+] = C Ba2 + = (0,1 + s); s = C C O2 − = [C 2O24− ] + [HC 2O −4 ] + [H C 2O ] 0,5 = [C O 24− ].(1 + K a−21 h + K a−11 K a−21 h ) => [C O24− ] = s (1 + K h + K a−11 K a−21 h ) K s = (0,1 + s) −1 a2 s = 10 −6,8 −1 −1 (1 + K h + K a1 K a h ) −1 a2 => s = 2,1.10 −6 Câu Hướng dẫn trả lời Gọi công thức muối MX A sản phẩm phản ứng MX H 2SO4 đặc, A có mùi đặc biệt tạo kết tủa đen với dung dịch Pb(NO3)2 ⇒ A H2S NPbS = 23,9/239 = 0,1 mol H2S + Pb(NO3)2 → PbS + 2HNO3 (1) mol 0,1 0,1 - Phản ứng MX H2SO4 đặc nóng tạo H2S ⇒ phản ứng oxi hóa khử: 2MX + H2SO4 (đ) → M2SO4 + H2S + X’ + H2O (2) - Phản ứng trung hòa H2SO4 dư: 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O (3) Điểm 1,0 - Cho dung dịch BaCl2 vào kết tủa: Ba2+ + SO42- → BaSO4 (4) 0, 2.2 nNaOH = = 0, 2mol 2 98.1, 4265 (3) ⇒ n = 0, 6mol Na2 SO4 + nM SO4 = nSO 2− = nBaSO = 233 nM SO4 = 0, − 0, = 0, 4mol nNa2 SO4 = Theo định luật bảo toàn nguyên tố: nH SO4 (bd) = nBaSO4 + nH S = 0,6 + 0,1 = 0,7mol C % H SO4 = 0,7.98.100% = 80% 50.1,715 1,0 nH SO4 (2) = nM SO4 + nH S = 0, + 0,1 = 0,5mol ⇒ nH 2O (2) = nH SO4 (2) − nH S = 0, 4mol Theo định luật bảo toàn khối lượng ⇒ mD giảm đun nóng khối lượng X’ mX ' = 199, − 98 = 101, 6( g ) mNa2 SO4 + mM SO4 = 98( g ) Ta có: ⇒ mM SO = 98 − 0, 2.142 = 69, gam m + 0,5.98 = 101, + 0,1.34 + 0, 4.18 + 69, ⇒ m = 132,8 gam mM SO4 = 69, gam ⇒ 2M = Câu 0,5 69, − 96 = 78 0, ⇒ M = 39, M K - Mặt khác ta có: MMX = 132,8/0,8 = 166 ⇒ M + X = 166 ⇒ X = 166 – 39 = 127 ⇒ X Iot Hướng dẫn trả lời Khi cho dd A tác dụng với khí clo cho tác dụng với BaCl2 xảy ptpư: H2O + Na2SO3 + Cl2 → Na2SO4 + 2HCl x x (mol) 2H2O + Na2S2O3 + Cl2 → Na2SO4 + H2SO4 + 2HCl y y y (mol) 2+ 2- → Ba + SO4 BaSO4 x + 2y x + 2y (mol) 0,647 = 2,777.10− (1) Có x + 2y = 233 Khi chuẩn độ dd A I2: H2O + Na2SO3 + I2 → Na2SO4 + 2HI x x (mol) Điểm 1,0 2Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2NaI y y/2 (mol) -3 Lại có: x + y/2 = 29.10 0,05 = 1,45.10-3 (2) Từ (1) (2) giải được: x = 10-3; y = 8,845.10-3 10−3 8,845.10−3 = , 01 M = 8,845.10− M Vậy: CM Na2SO3 = ; CM Na2S2O3 = 0,1 0,1 Câu 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 là: 8,845.10-3.32 = 0,283g Hướng dẫn trả lời Mẫu gồm PbO (x mol) 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) 1,0 0,5 Điểm 0.5 n H2C2O4 = 0,02.0, 25 = 5.10−3 (mol) n KMnO4 = 0,01.0,04 = 4.10 −4 (mol) 0,5 n KMnO4 = 0,03.0,04 = 1, 2.10−3 (mol) −3 −3 2x + y = 5.10 − 1.10 (mol) = 0,004 −3 0, 4(x + y) = 1, 2.10 x = 0,001 y = 0,002 0,001.223.100 = 4, 46% 5,003 0,002.239.100 = = 95,54% 5,003 1,0 %m PbO = %m PbO2 0,5