Đề thi đề xuất chọn học sinh giỏi vùng duyên hải bắc bộ lần thứ VI môn: Hoá học Lớp 10 Trường THPT chuyên37970

Khí NO kết hợp với hơi Br2 tạo ra một khí duy nhất trong phân tử có 3 nguyên tử?. d Thêm khí N2 vào hệ mà: - Thể tích bình phản ứng không đổi V = const - Áp suất chung của hệ không đổi P

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI

TRƯỜNG THPT CHUYÊN

ĐỀ THI ĐỀ XUẤT CHỌN HỌC SINH GIỎI

LẦN THỨ VI

Thời gian làm bài: 180 phút

Câu 1 (2 điểm): Cấu tạo nguyên tử, phân tử- Định luật tuần hoàn.

1.1 Hợp chất A có công thức là MYOm, có tổng số hạt prôton là 42, trong đó ion Y Om

có 32e, Y là nguyên tố thuộc chu kỳ 2 Tìm công thức phân tử của A

1.2 Phân tử HF và phân tử H2O có momen lưỡng cực, phân tử khối gần bằng nhau (HF: 1,91Debye, H2O:1,84 Debye, MHF =20, M H O 2 =18); nhưng nhiệt độ nóng chảy của hiđroflorua là – 830C thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của nước đá là 00C, hãy giải thích vì sao?

Câu 2 (2 điểm): Tinh thể Liên kết

1 Muối LiCl kết tinh theo mạng lập phương tâm diện Ô mạng cơ sở có độ dài mỗi cạnh là 5,14.10-10 m Giả thiết ion Li+ nhỏ tới mức có thể xảy ra tiếp xúc anion - anion và ion Li+

được xếp khít vào khe giữa các ion Cl- Hãy tính độ dài bán kính của mỗi ion Li+ , Cl

-trong mạng tinh thể theo picomet (pm)

2 Hai nguyên tố X và Y cùng thuộc chu kì 2, tạo được với Clo 2 hợp chất sau đây: XCl3

(phân tử phẳng, tam giác); YCl4 (phân tử tứ diện) XCl3 có thể tác dụng với Cl- cho XCl4

-và dễ bị thủy phân YCl4 không có những tính chất này

1 Xác định vị trí của X và Y trong bảng HTTH các nguyên tố hóa học?

2 So sánh góc liên kết, độ dài liên kết và momen lưỡng cực của cặp XCl3 (I) và XCl4

(II)

Câu 3 (2 điểm): Động học- Phản ứng hạt nhân.

Một mẫu đồng vị 210Po ở thời điểm t=0 phóng ra 1,736.1014 hạt α trong một giây, sau 7 ngày mẫu đó phóng ra 1,44.1019hạt α trong một ngày

* Viết phương trình phân rã

* Tính khối lượng của Po cần lấy lúc đầu để sau 10 ngày ta có một mẫu có tốc độ phóng xạ 1 Ci

Câu 4 (2 điểm): Nhiệt hóa học.

Người ta cho vào 1 bom nhiệt lượng kế 0,277g iso octan C8H18 lỏng rồi đốt cháy thành

(lỏng) Nhiệt độ của nhiệt

lượng kế này tăng T 1 = 5,320C Mặt khác, nếu nhúng vào nhiệt lượng kế này một điện trở R = 10,8 rồi nối 2 đầu điện trở vào một hiệu điện thế 12V trong 15 phút thì thấy 

nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng T 2 = 4,800C

1 Tính nhiệt dung của nhiệt lượng kế CP =?

2 Tính nhiệt tạo thành tiêu chuẩn 0của iso octan lỏng

s

H



(CO2 K) = -393,51kJ.mol-1

0

s

H



(H2O l) = -285,83 kJ.mol-1

0

s

H



C= 12, 011 ; H = 1,0079 ; R= 8,314 J.K-1mol-1

Câu 5 (2 điểm): Cân bằng hóa học pha khí.

Khí NO kết hợp với hơi Br2 tạo ra một khí duy nhất trong phân tử có 3 nguyên tử

1 Viết phương trình phản ứng xảy ra

2 Biết phản ứng trên thu nhiệt, tại 25oC có Kp = 116,6 Hãy tính Kp (ghi rõ đơn vị) tại

0oC ; 50oC Giả thiết rằng tỉ số giữa hai trị số hằng số cân bằng tại 0oC với 25oC hay 25oC với 50oC đều bằng 1,54

3 Xét tại 25oC, cân bằng hoá học đã được thiết lập Cân bằng đó sẽ chuyển dịch như thế nào? Nếu:

a) Tăng lượng khí NO

b) Giảm lượng hơi Br2

c) Giảm nhiệt độ

d) Thêm khí N2 vào hệ mà:

- Thể tích bình phản ứng không đổi (V = const)

- Áp suất chung của hệ không đổi (P = const), thể tích của bình thay đổi

Câu 6 (2 điểm): Cân bằng trong dung dịch điện ly.

Dung dịch X gồm Na2S 0,010M, KI 0,060M, Na2SO4 0,050M

(a) Tính pH của dung dịch X

(b) Thêm dần Pb(NO3)2 vào dung dịch X cho đến nồng độ 0,090M thì thu được kết tủa

A và dung dịch B

i Cho biết thành phần hoá học của kết tủa A và dung dịch B

ii Tính nồng độ các ion trong dung dịch B (không kể sự thuỷ phân của các ion,

coi thể tích dung dịch không thay đổi khi thêm Pb(NO3)2)

iii Nhận biết các chất có trong kết tủa A bằng phương pháp hoá học, viết các

phương trình phản ứng (nếu có)

Cho : axit có H2S pK1 = 7,00, pK2 = 12,90; HSO4- có pK = 2,00;

Tích số tan của PbS = 10-26 ; PbSO4 = 10-7,8 ; PbI2 = 10-7,6

Câu 7 (2 điểm): Phản ứng oxi hóa- khử Điện hóa.

1. Cân bằng các phản ứng oxi hoá khử sau:

a) Na2SO3 + KMnO4 + NaHSO4 → ? + ? + Na2SO4 + H2O

b) Al + HNO3 → ?+ xNO + yN2O + H2O

c) Cu2FeS3 + HNO3→ ? + ? + Fe2(SO4)3 + N2O + H2O

d) CxHyO + KMnO4+ HCl → CH3-CHO + CO2 + ? + KCl + H2O

(Cho biết tỉ lệ số mol giữa CH3-CHO với CO2 là 1 : 1)

2 ở pH = 0 và ở 25oC thế điện cực tiêu chuẩn Eo của một số cặp oxi hoá - khử được cho như sau: 2IO4 / I2 (r) : 1,31 V ; 2IO3 / I2 (r) : 1,19 V ; 2HIO/ I2 (r) : 1,45 V ; I2 (r)/ 2I : 0,54 V (r) chỉ chất ở trạng thái rắn

1 Viết phương trình nửa phản ứng oxi hoá - khử của các cặp đã cho

2 Tính Eocủa các cặp IO4 / IO3  và IO3 / HIO

Câu 8 (2 điểm): Nhóm Halogen-Oxi, Lưu huỳnh.

a) Viết phương trình phản ứng xảy ra trong những trường hợp sau:

1 Ozon oxi hóa I- trong môi trường trung tính

2 Sục khí CO2 qua nước Javel

3 Cho nước Clo qua dung dịch KI

4 Sục khí Flo qua dung dịch NaOH loãng lạnh

5 Sục Clo đến dư vào dung dịch FeI2

b) Hoàn thành dãy chuyển hoá

S Na2S2O3 Ag2S2O3 Na3[Ag(S2O3)2]

S

SO2

(8)

(3) (4)

Câu 9 (2 điểm): Nhóm Halogen-Oxi, lưu huỳnh.

Hợp chất A chứa S, O và halogen Trong mỗi phân tử A chỉ có 1 nguyên tử S Thuỷ phân hoàn toàn A được dd B Người ta sử dụng những thuốc thử cho dưới đây để nhận biết những ion nào có trong B?

Qua đó có thể đưa ra công thức phù hợp của A là gì?

Để xác định chính xác người ta lấy 7,19g A hòa tan vào nước thành 250ml dung dịch Lấy 25 ml dd thêm một it HNO3 và AgNO3 dư thu được 1,452g kết tủa khô sạch Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo A?

Câu 10 (2 điểm) Nhận biết

Dung dịch (X) chứa đồng thời các ion: Na+, NH , HCO , SO , CO 4 Chỉ có dung



3

4

3



dịch HCl, Ba(OH)2, phenolphtalein và các dụng cụ cần thiết, hãy trình bày phương pháp nhận biết các ion trong dung dịch (X)

_HẾT _

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI

TRƯỜNG THPT CHUYÊN

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI ĐỀ XUẤT CHỌN HỌC SINH GIỎI VÙNG DUYÊN HẢI BẮC BỘ

LẦN THỨ VI

Câu 1 (2 điểm): Cấu tạo nguyên tử, phân tử- Định luật tuần hoàn.

1.2 Hợp chất A có công thức là MYOm, có tổng số hạt prôton là 42, trong đó ion Y Om

có 32e, Y là nguyên tố thuộc chu kỳ 2 Tìm công thức phân tử của A

1.2 Phân tử HF và phân tử H2O có momen lưỡng cực, phân tử khối gần bằng nhau (HF: 1,91Debye, H2O:1,84 Debye, MHF =20, M H O 2 =18); nhưng nhiệt độ nóng chảy của hiđroflorua là – 830C thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của nước đá là 00C, hãy giải thích vì sao?

1.1 MYOm : tổng e=tổng p=42

YOm- có 32 e nên ion M+ có 10e, nguyên tử M có 11e  M là Na

Zy +8m +1 =32  Zy =31-8m

Do Y thuộc chu kỳ 2 nên 3 ≤ Zy ≤ 9 (trừ Ne) nên 2,8 ≤m≤3,5

chọn m=3

Thay vào được Zy=7  Y là N

Vậy MYOm là NaNO3

0,25

0,25

0,5

1.2 * Phân tử H-F có thể tạo liên kết hiđro – HF –

H-O-H có thể tạo liên kết hiđro – H…O –

* Nhiệt độ nóng chảy của các chất rắn với các mạng lưới phân tử (nút

lưới là các phân tử) phụ thuộc vào các yếu tố:

- Khối lượng phân tử càng lớn thì nhiệt độ nóng chảy càng cao

- Lực hút giữa các phân tử càng mạnh thì nhiệt độ nóng chảy

càng cao Lực hút giữa các phân tử gồm: lực liên kết hiđro, lực liên

kết van der Waals (lực định hướng, lực khuyếch tán)

*Nhận xét: HF và H2O có mo men lưỡng cực xấp xỉ nhau, phân tử

khối gần bằng nhau và đều có liên kết hiđro khá bền, đáng lẽ hai chất

rắn đó phải có nhiệt độ nóng chảy xấp xỉ nhau, HF có nhiệt độ nóng

chảy phải cao hơn của nước (vì HF momen lưỡng cực lớn hơn, phân

tử khối lớn hơn, liên kết hiđro bền hơn)

Tuy nhiên, thực tế cho thấy Tnc (H2O) = 00C > Tnc(HF) = – 830C

* Giải thích:

Mỗi phân tử H-F chỉ tạo được 2 liên kết hiđro với 2 phân tử HF khác

ở hai bên H-F…H-F…H-F Trong HF rắn các phân tử H-F liên kết với

nhau nhờ liên kết hiđro tạo thành chuỗi một chiều, giữa các chuỗi đó

liên kết với nhau bằng lực van der Waals yếu Vì vậy khi đun nóng

đến nhiệt độ không cao lắm thì lực van der Waals giữa các chuỗi đã bị

phá vỡ, đồng thời một phần liên kết hiđro cũng bị phá vỡ nên xảy ra

hiện tượng nóng chảy

Mỗi phân tử H-O-H có thể tạo được 4 liên kết hiđro với 4 phân

tử H2O khác nằm ở 4 đỉnh của tứ diện Trong nước đá mỗi phân

tử H2O liên kết với 4 phân tử H2O khác tạo thành mạng lưới

không gian 3 chiều Muốn làm nóng chảy nước đá cần phải phá

vỡ mạng lưới không gian 3 chiều với số lượng liên kết hiđro

nhiều hơn so với ở HF rắn do đó đòi hởi nhiệt độ cao hơn

Câu 2 (2 điểm): Tinh thể Liên kết

1 Muối LiCl kết tinh theo mạng lập phương tâm diện Ô mạng cơ sở có độ dài mỗi cạnh là 5,14.10-10 m Giả thiết ion Li+ nhỏ tới mức có thể xảy ra tiếp xúc anion - anion và ion Li+

được xếp khít vào khe giữa các ion Cl- Hãy tính độ dài bán kính của mỗi ion Li+ , Cl

-trong mạng tinh thể theo picomet (pm)

2 Hai nguyên tố X và Y cùng thuộc chu kì 2, tạo được với Clo 2 hợp chất sau đây: XCl3

(phân tử phẳng, tam giác); YCl4 (phân tử tứ diện) XCl3 có thể tác dụng với Cl- cho XCl4

-và dễ bị thủy phân YCl4 không có những tính chất này

1 Xác định vị trí của X và Y trong bảng HTTH các nguyên tố hóa học?

2 So sánh góc liên kết, độ dài liên kết và momen lưỡng cực của cặp XCl3 (I) và XCl4- (II)

2.1 Mỗi loại ion tạo ra một mạng lập phương tâm mặt Hai mạng đó lồng

vào nhau, khoảng cách hai mạng là a/2

Học sinh mô tả cấu trúc của tinh thể LiCl

d là đường chéo của ô mạng tinh tinh thể

d2 = 2a2  d = a 2

d = 4r (  )

Cl

4

2 10

14 , 5 4



0,25

0,25

Xét một cạnh a:

a = 2 r (Cl-) + 2 r (Li+)

r(Li+) = a r Cl x 75pm

2

182 2 514 2

) ( 2







2.2 Từ cấu trúc Lewis của 2 hợp chất

Suy ra cấu hình electron của lớp ngoài cùng của các nguyên tử X và

Y ở trạng thái cơ bản là :

X: s2p1  X ở ô số 5 là B Y: s2p2  Y ở ô số 6 là C (Từ các tính chất hóa học đã cho ta suy ra:

- Lớp vỏ electron hóa trị của X trong XCl3 còn obital trống nhưng lớp vỏ electron hóa trị của Y ( trong YCl4) thì không , mà X và

Y ở chu kì II.)

(I) = 1200; ( II ) = 109,28’

d (I ) < d(II) vì liên kết trong X- Cl (I) ngòai liên kết còn có 1  phần liên kết (p-p) Mặt khác trong obitan lai hóa %s càng lớn  thì độ dài liên kết càng nhỏ

= 0

  

0,5

0,25

0,25 Câu 3 (2 điểm): Động học- Phản ứng hạt nhân.

Một mẫu đồng vị 210Po ở thời điểm t=0 phóng ra 1,736.1014 hạt α trong một giây, sau 7 ngày mẫu đó phóng ra 1,44.1019 hạt α trong một ngày

* Viết phương trình phân rã

* Tính khối lượng của Po cần lấy lúc đầu để sau 10 ngày ta có một mẫu có tốc độ phóng xạ 1 Ci

3

i

P 01 83207

207

84  

Pb He

P

B P

o

i o

203 82

4 2

207 84

207 82

207 84









Vo = 1,736.1014 P rã/s = 1,736 x 1014 x 3600 x 24 = 1,5.1019p.rã/ngày

V = 1,44.1019 p.rã/ngày

ngày -1

00583 ,

0 10 44 , 1

10 5 , 1 ln 7

1 ln

1

19

19







V

Vo t k

pt p.rã : 8440P024He20682Pb

Xét mẫu Po có V= 1Ci = 3,7.1010 p.rã/s

= 3,7.1010 x 3600 x 24 = 3,2 x 105 p.rã/ngày

0,25x3

0,25

0,25

17

5

10 483 , 5 00583 ,

0

10 32

x k

v

Vậy NPophải lấy lúc đầu là (No)

 N0 = N.ekt = 5,483.1017.e0,00583.10 = 5,812.1017 ng.tử

t k N

No

.

ln 

= 2,03.10-4 g )

( 10 68 , 202 20

10 022 , 6

10 812 ,

23

17

g x

x

x



0,25

0,25

0,25

Câu 4 (2 điểm): Nhiệt hóa học.

Người ta cho vào 1 bom nhiệt lượng kế 0,277g iso octan C8H18 lỏng rồi đốt cháy thành

CO2(k) và H2O (lỏng) Nhiệt độ của nhiệt lượng kế này tăng T 1 = 5,320C Mặt khác, nếu nhúng vào nhiệt lượng kế này một điện trở R = 10,8 rồi nối 2 đầu điện trở vào một hiệu 

điện thế 12V trong 15 phút thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng T 2 = 4,800C

3 Tính nhiệt dung của nhiệt lượng kế CP =?

4 Tính nhiệt tạo thành tiêu chuẩn 0của iso octan lỏng

s

H



(CO2 K) = -393,51kJ.mol-1

0

s

H



(H2O l) = -285,83 kJ.mol-1

0

s

H



C= 12, 011 ; H = 1,0079 ; R= 8,314 J.K-1mol-1

4 Nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở Qđiện bằng:

Qđiện =

V t (12, 0V) 900s 12, 0.10 J

12, 0.10 J C T C 2, 50.10 J / C

R  10, 8       4, 80 C 



2 C8H18 (l) + 25/2 O2 (K)  8CO2 (K) + 9 H2O (l) (*) Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt 0,277g iso octan hay n mol trong điều kiện đẳng tích bằng:

QV = -C T 1 = -2,50.103J/0C 5,320C = -13,3.103 J (phải đặt dấu – vì qV là nhiệt tỏa ra)

 U(*)= 

0,5

0,5

0,25 0,25 0,5

3 1 V

0

*

*

0

S 8 18(L)

q 13, 3.10 J.114, 23g.mol

5485kJ / mol

n 0, 277g

U n.R.T 5485kJ.mol 8, 314JK mol 298K.(8 25 / 2) 5496k H

V× : H 8 H (CO ) 9 H (H O ) H (C H )

H (C H ) 224, 5kJ / mol





 

    

Câu 5 (2 điểm): Cân bằng hóa học pha khí.

Khí NO kết hợp với hơi Br2tạo ra một khí duy nhất trong phân tử có 3 nguyên tử

1 Viết phương trình phản ứng xảy ra

2 Biết phản ứng trên thu nhiệt, tại 25oC có Kp = 116,6 Hãy tính Kp (ghi rõ đơn vị) tại

0oC ; 50oC Giả thiết rằng tỉ số giữa hai trị số hằng số cân bằng tại 0oC với 25oC hay 25oC với 50oC đều bằng 1,54

3 Xét tại 25oC, cân bằng hoá học đã được thiết lập Cân bằng đó sẽ chuyển dịch như thế nào? Nếu:

a) Tăng lượng khí NO

b) Giảm lượng hơi Br2

c) Giảm nhiệt độ

d) Thêm khí N2 vào hệ mà:

- Thể tích bình phản ứng không đổi (V = const)

- Áp suất chung của hệ không đổi (P = const), thể tích của bình thay đổi

5.1 2 NO(k) + Br2(hơi)  2 NOBr (k) ; H > 0 (1) 0,25 5.2 Phản ứng pha khí, có n = -1  đơn vị Kp là atm-1 (2)

Do phản ứng thu nhiệt nên có liên hệ

Kptại O2 < Kptại 252 < Kptại 502 (3)

Vậy : Kptại 250 = 1 / 1,54 x Kptại 252 = 116,6 / 1,54 = 75,71 (atm-1)

Kptại 252 = 1,54 x Kptại 252 = 116,6 x 1,54  179, 56 (atm-1)

0,25 0,25

3 Xét sự chuyển dời cân bằng hoá học tại 25OC

Trường hợp a và b: về nguyên tắc cần xét tỉ số:

PNOBr

Q = - (4) (Khi thêm NO hay Br2) (PNO)2

Sau đó so sánh trị số Kp với Q để kết luận

ở đây không có điều kiện để xét (4); do đó xét theo nguyên lý

a Nếu tăng lượng NO, CBHH chuyển dời sang phải

b Nếu giảm lượng Br2, CBHH chuyển dời sang trái

c Theo nguyên lý Lơsatơlie, sự giảm nhiệt độ làm cho CBHH chuyển dời

sang trái, để chống lại sự giảm nhiệt độ

d Thêm N2 là khí trơ

+ Nếu V = const: không ảnh hưởng tới CBHH vì N2 không gây ảnh hưởng

nào liên hệ (theo định nghĩa áp suất riêng phần)

+ Nếu P = const ta xét liên hệ

Nếu chưa có N2: P = pNO + pBr2 + pNOBr (a)

Nếu có thêm N2: P = p’NO + p’Br2 + p’NOBr + Pn2 (b)

Vì P = const nên p’i < pi

Lúc đó ta xét Q theo (4) liên hệ / tương quan với Kp:

1 Nếu Q = Kp: không ảnh hưởng

2 Nếu Q > Kp : CBHH chuyển dời sang trái, để Q giảm tới trị số Kp

3 Nếu Q <Kp: CBHH chuyển dời sang phải, để Q tăng tới trị số Kp

Xảy ra trường hợp nào trong 3 trường hợp trên là tuỳ thuộc vào pi tại cân

bằng hoá học

Mà V bình tăng n lần (n>1) (do thêm khí mà P không đổi)  pigiảm n lần

 mẫu số giảm n2lần , tử số giảm n lần  Q = n Kp  Q > Kp  CB

chuyển dịch theo chiều nghịch

0,25 0,25 0,25 0,25

0,5

Câu 6 (2 điểm): Cân bằng trong dung dịch điện ly.

Dung dịch X gồm Na2S 0,010M, KI 0,060M, Na2SO4 0,050M

(c) Tính pH của dung dịch X

(d) Thêm dần Pb(NO3)2 vào dung dịch X cho đến nồng độ 0,090M thì thu được kết tủa

A và dung dịch B

i Cho biết thành phần hoá học của kết tủa A và dung dịch B

ii Tính nồng độ các ion trong dung dịch B (không kể sự thuỷ phân của các ion,

coi thể tích dung dịch không thay đổi khi thêm Pb(NO3)2)

iii Nhận biết các chất có trong kết tủa A bằng phương pháp hoá học, viết các

phương trình phản ứng (nếu có)

Cho : axit có H2S pK1 = 7,00, pK2 = 12,90; HSO4- có pK = 2,00;

Tích số tan của PbS = 10-26 ; PbSO4 = 10-7,8 ; PbI2 = 10-7,6

6.a)

Tính pH của dung dịch Na2S  2 Na+ + S

0,01 0,01

KI  K+ + I