SỞ GD&ĐT BẮCGIANG TRƯỜNG THPT CHUN BẮCGIANG ĐỀ THI OLYMPIC TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI MƠN: HĨA HỌC - KHỐI: 10 Thời gian: 180 phút Đề thi gồm: 03 trang ĐỀ ĐỀ XUẤT Câu Cấu tạo ngun tử, định luật tuần hồn, phản ứng hạt nhân Ngun tử ngun tố X có điện tich hạt nhân +38,448.10-19 C a Viết cấu hình electron X X 3+ Xác định bốn số lượng tử (n, l, m l ms) ứng với electron ngồi X b Xác định vị trí X bảng tuần hồn từ xác định cơng thức oxit cao X Viết phương trình phản ứng oxit với nước, với dung dịch NaOH Biết oxit oxit axit Một mẫu đá chứa 99,275 mg U-238; 68,301 mg Pb-206 lượng cực nhỏ Ra-226 Giả thiết ban đầu mẫu đá khơng có chì radi tồn sẵn a Tính tuổi mẫu đá b Tìm khối lượng radi (mg) có mẫu đá Câu Động học Trong phản ứng bậc tiến hành 27°C, nồng độ chất đầu giảm nửa sau 3000 giây Ở 37°C, nồng độ giảm lần sau 1000 giây Xác định: Hằng số tốc độ 27°C Thời gian để nồng độ chất phản ứng lại 1/4 nồng độ đầu 37°C Hệ số nhiệt độ γ số tốc độ phản ứng Năng lượng hoạt hóa phản ứng Câu Nhiệt hố học, cân hố học Tính chất nhiệt động số phân tử ion trạng thái tiêu chuẩn 250C sau: ∆H0s (kJmol-1) S0(J.K-1mol-1) C3H8 (k) - 103,85 269,91 O2(k) 205,138 CO2(k) -393,51 213,74 H2O (l) -285,83 69,91 CO32-(aq.) - 677,14 - 56,9 OH- (aq.) - 229,99 - 10,75 Xét q trình oxi hố bất thuận nghịch hồn tồn mol C3H8 (k) với O2 (k) tạo thành CO2 (k) H2O (l), phản ứng tiến hành 250C, điều kiện tiêu chuẩn a Tính ∆H0, ∆U0 ,∆S0, ∆G0của phản ứng b Tính ∆S mơi trường ∆S tổng cộng vũ trụ tiến hành q trình Cho cân hóa học: N2 (k) + 3H2 (k) 2NH3 (k); ∆Η = -0,92 kJ Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N2 H2 theo tỉ lệ số mol hệ số tỉ lượng 3:1 đạt tới trạng thái cân (450oC, 300 atm) NH3 chiếm 36% thể tích a Tính số cân KP b Giữ nhiệt độ khơng đổi (450oC), cần tiến hành áp suất để đạt tới trạng thái cân NH3 chiếm 50% thể tích? Câu Liên kết hố học, cấu tạo phân tử, tinh thể Silic có cấu trúc tinh thể giống kim cương với thơng số mạng a = 0,534 nm.Tính bán kính ngun tử cộng hóa trị Silic khối lượng riêng (g.cm-3) Cho biết MSi= 28,086 g.mol-1 Kim cương có cấu trúc lập phương tâm diện, ngòai có ngun tử nằm hốc tứ diện mạng sở 2.Có phân tử XH3 a Hãy cho biết cấu hình hình học phân tử PH3 AsH3 b So sánh góc liên kết HXH hai phân tử giải thích c Những phân tử sau có moment lưỡng cực lớn ? BF3, NH3, SiF4, SiHCl3, SF2, O3 Cho biết Zp = 15, ZAs = 33, ZO = 16, ZF = 9, ZCl = 17, ZB = 5, ZN = 7, ZSi = 14, ZS = 16 Câu Cân dung dịch chất điện li Dung dịch A hỗn hợp H3PO4 NaHSO4 0,010 M, có pHA = 2,03 Tính C H PO4 dung dịch A Tính nồng độ HCOOH phải có dung dịch A cho độ điện li H3PO4 giảm 25% Thêm dần ZnCl2 vào dung dịch A đến nồng độ 0,010 M Có Zn3(PO4)2 tách khơng? Coi thể tích dung dịch khơng thay đổi Cho pKa (HSO −4 ) = pK(H3PO4) = 2,15; 7,21; 12,32 pK (HCOOH) = 3,75 pKS (Zn3(PO4)2) = 35,42 Câu Phản ứng oxi hố khử, điện hố, điện phân Hồn thành phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng ion-electron: → a KMnO4 + NaNO2 + H2SO4 b Cr2O3 + O2 + NaOH → c FeO + K2Cr2O7 + H2SO4 → d NaCrO2 + O2 + NaOH → e As2S3 + KClO3 + H2O → Một pin cấu tạo sau 25oC: Mg | Mg(NO3)2 0,010M | | AgNO3 0,10M | Ag Cầu muối nối hai điện cực dung dịch KCl bão hòa Ở 25oC có: Eo(Mg2+/Mg) = -2,37V; Eo(Ag+/Ag) = +0,7991V a Viết phương trình phản ứng xảy pin hoạt động b Chỉ rõ catot, anot pin chiều di chuyển electron, ion pin hoạt động c Tính sức điện động pin (bỏ qua phản ứng phụ) Câu Nhóm halogen, oxi lưu huỳnh Bằng hiểu biết liên kết hố học, giải thích biến đổi lượng liên kết dãy halogen: Phân tử F2 - EX – X(Kcal/mol) 37,0 Nêu giải thích ngắn gọn qui luật biến đổi : Cl2 59,0 Br2 46,1 I2 36,1 At2 25,0 − Tính axit độ bền phân tử dãy axit : HClO, HClO2, HClO3, HClO4 − Tính oxi hố dãy ion: ClO−, ClO2−, ClO3−, ClO4− Giải thích tượng sau: SnS tan (NH4)2S; SnS khơng tan dung dịch (NH 4)2S tan dung dịch (NH4)2S2 Câu Bài tập hố ngun tố Cho m (g) muối halogen kim loại kiềm phản ứng với 200 ml dung dịch axít H 2SO4 đặc, nóng (lấy dư) Sau phản ứng xảy hồn tồn thu khí X hỗn hợp sản phẩm Y Dẫn khí X qua dung dịch Pb(NO3)2 thu 23,9 (g) kết tủa mầu đen Làm bay nước cẩn thận hỗn hợp sản phẩm Y thu 171,2 (g) chất rắn A Nung A đến khối lượng khơng đổi thu muối B có khối lượng 69,6(g) Nếu cho dung dịch BaCl2 lấy dư vào Y thu kết tủa Z có khối lượng gấp ,674 lần khối lượng muối B Tính nồng độ mol/1ít dung dịch H2SO4 m (g) muối Xác định kim loại kiềm halogen Người đề: Nguyễn Thị Hoa Số điện thoại: 0962402565 TRƯỜNG THPT CHUN BẮCGIANG HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI OLYMPIC TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI MƠN: HĨA HỌC - KHỐI: 10 Câu Cấu tạo ngun tử, định luật tuần hồn, phản ứng hạt nhân.(2,5 điểm) 38, 448.10−19 = 24 ⇒ X Cr a ZX = 1, 602.10−19 Cấu hình electron X: 1s22s22p63s23p63d54s1 ; X3+: 1s22s22p63s23p63d3 ; Electron ngồi thuộc phân lớp 4s Các số lượng tử tương ứng là: n = 4; l = 0; ml = 0; ms = + b X thuộc chu kì 4, nhóm VIB, STT: 24 Oxit cao nhất: CrO3 CrO3 + H2O → H2CrO4 (hoặc 2CrO3 + H2O → H2Cr2O7) CrO3 + 2NaOH → Na2CrO4 + H2O (hoặc: 2CrO3 + 2NaOH → Na2Cr2O7 + H2O) 0,75 0,5 a Vì khối lượng Ra-226 mẫu quặng nhỏ nên coi nU-238(đã phân rã) = nPb-206 (có mẫu đá) = 68,301 / 206 (mmol) nu-238(ban đầu) = 68,301 / 206 + 99,275 / 238 (mmol) Tuổi mẫu đá: 0,75 → t = 5,25 × 109 năm b U-238 có chu kì bán huỷ lớn so với Ra-226, hệ có cân phóng xạ kỉ Ở cân phóng xạ kỉ, ta có: λU-238 NU-238 = λRa-226 NRa-226 0,5 → mRa-226 = 3,374 × 10-5 mg Câu Động học (2,5 điểm) Điểm 0,693 0,693 = = 2,31.10 −4 s-1 Phản ứng bậc nên k 27 = t 1/ 3000 Phản ứng bậc nên từ a → a/2 cần t1/2; từ a/2 → a/4 cần t1/2 ⇒ t = 2t1/2 = 2000 giây 0,693 0,693 k k 6,93.10 −4 = = 6,93.10 −4 s-1 ; = 3 k 37 = γ = 27+10 = 37 = t 1/ 1000 k 27 k 27 2,31.10 −4 k 37 E 1 k 1 =− a − − ⇒ Ea = − R ln 37 : k 27 R 310 300 k 27 310 300 6,93.10 −4 1 : − ≈ 84944,92 J/mol ≈ 84,945 kJ/mol ⇒ Ea = −8,314 ln −4 2,31.10 310 300 ln 0,75 0.75 0.5 0.5 Câu Nhiệt hố học, cân hố học (2,5 điểm) a Tính ∆H0, ∆U0, ∆S0, ∆G0 phản ứng: C3H8(k) + 5O2(k) → 3CO2(k) + 4H2O(l) ∆H0 (pư) = - 2220,00 kJ.mol-1; ∆S0 (pư) = - 374,74 J.K-1.mol-1; ∆U0 (pư) = ∆H0 (pư) - ∆(pV) = ∆H0 - ∆(nkhí RT) = - 2220,00 103 Jmol-1 - (-3mol 8,3145 J.K-1mol-1 298,15K ) ∆U0 = - 2212,56 103 jmol-1 ∆G0= ∆H0 - T ∆S0 = [- 2220,00 103 - (298,15) (-374,74) ]Jmol-1 ∆G0 = - 2108,33 kJ.mol-1 b Tính ∆S mơi trường ∆S tổng cộng: ∆Shệ = -374,74JK-1mol-1 ∆Smơi trường = = = = 7445,92 JK-1mol-1 1.0 ∆Stổng cộng(vũ trụ) = ∆Hhệ + ∆Smơi trường = 7071,18 J.K-1mol-1 > ⇒phản ứng tự phát a N2 (k) Ban đầu (mol) Cân (mol) 1-x ∑n + 3H2 (k) 3-3x 2NH3 (k); ∆Η = -0,92 kJ 2x = – x + – 3x + 2x = – 2x (mol) sau 2x 100% = 36% ⇒ x = 0,529 - 2x − 0,592 1− x = 100% = 100% = 16% − 2.0,592 - 2x %VNH = %VN %VH = 100 (36 + 16) = 48% KP = b PNH PH32 PN 2x = 0,36 2.P 0,16.P.( 0,48.P ) %VNH = - 2x 100% = 50% %VN = KP = 0,36 = = 8,14.10-5 (atm 2) 0,16.0,48 3.P 1,0 ⇒ x = 2/3 1− x 100% = 12,5%; %VH = 37,5% - 2x PNH PH32 PN ⇒ P = 682,6 (atm) 0,5 = = 8,14.10-5 (atm 2) 0,125.0,375 P 0,5 Câu Liên kết hố học, cấu tạo phân tử, tinh thể (2,5 điểm) r Si = (a )/8 = (0,534 )/8= 0,118 Số ngun tử Si có mạng sở: 8.(1/8) + 6.(1/2) + = Khối lượng riêng Si = 2,33 g.cm-1 P : 1s22s22p63s23p3 ; As : 1s22s22p63s23p63d104s24p3 P As có electron hóa trị có electron độc thân XH3 X X trạng thái lai hóa sp3 H H H a XH3 hình tháp tam giác, góc HPH > góc AsH, độ âm điện ngun tử trung tâm P lớn so với As nên lực đẩy mạnh b Cl H F N Si F O S F Cl Cl F F O O 3 sp2 sp sp sp F 0,5 F Si B F 0,75 F F F 0,75 F sp3 sp2 c chất có cấu tạo bất đối xứng nên có moment lưỡng cực > Câu Cân dung dịch chất điện li (2,5 điểm) HSO4– H+ + SO42– Ka =10-2 H3PO4 H+ + H2PO4– Ka1 =10-2,15 – + 2– H2PO4 H + HPO4 Ka2 =10-7,21 – + 3– HPO4 H + PO4 Ka3 =10-12,32 H2O H+ + OHKw = 10-14 Vì pH = 2,03 → bỏ qua phân li nước Ka1 >> Ka2 >> Ka3 (1) (2) (3) (4) (5) → q trình (1) (2) định pH hệ K Ka a1 Ta có: [H + ] = [SO 2- ] + [H PO - ] = C HSO + C H3PO4 4 K + [H+] K + [H+] a a1 − → CH3PO4 → CH3PO4 K Ka a1 = [H+] - C HSO K + [H+] K + [H+] a a1 K + [H+] Ka = ([H+] - CHSO ) a1 K + [H+] K a a1 − − 0,5 → CH3PO4 = (10−2,03 - 0,010 10-2 10-2,15 + 10−2,03 = 9,61.10-3(M) ) 10-2 + 10−2,03 10-2,15 1,0 [H PO - ] Ta có: α = α = 100 ; H3PO4 CH3PO4 trongđó [H PO - ] = 9,64.10-3 → α H SO = 4,16.10-3 10-2,15 = 4,16.10-3 -2,15 -2,03 10 + 10 100 = 43,15% 9,64.10-3 Khi có mặt HCOOH dung dịch A → độ điện li H3PO4 giảm 25% , α = α H3PO4 = 43,15% × 0,75 = 32,36% dung dịch thu có q trình định pH hệ: HSO4– H+ + SO42– H3PO4 H+ + H2PO42– HCOOH H+ + HCOO– Ka =10-2 (1) Ka1 =10-2,15 (2) Ka’ =10-3,75 (6) Ta có: [H+] = [SO 2- ] + [H PO - ] + [HCOO- ] 4 [PO43–]