Đề thi đề nghị hội thi học sinh giỏi đồng bằng bắc bộ môn: Hóa học 1043748

Kim loại kẽm kết tinh theo kiểu mạng lục phương đặc khít HCP với khối lượng riêng là 7,14 g/cm3.. Tính các kích thước a và c ô mạng cơ sở của tinh thể kim loại kẽm.. Kẽm tác dụng với phi

SỞ GD & ĐT QUẢNG TRỊ

TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN

Bài số 01.2đ

1. Viết công thức Lewis, dự đoán cấu trúc hình học cho các phân tử sau đây: XeO2F4, ICl4+, PCl4, N3

2. Sử dụng thuyết VB hãy viết công thức của phân tử O2 và C2 Nghiên cứu tính chất của O2

và C2 người ta thu được các kết quả thực nghiệm sau:

Phân tử Năng lượng liên kết, kJ/mol Độ dài liên kết, pm Từ tính

O2 495 131 thuận từ

C2 620 121 nghịch từ

a. Kết quả thực nghiệm này có phù hợp với cấu tạo phân tử đưa ra bởi thuyết VB không biết rằng: EC=C trong C2H4 = 615 kJ/mol, ECC trong C2H2 = 812 kJ/mol, và EO-O trong H2O2 =

142 kJ/mol

b. Sử dụng thuyết MO hãy giải thích kết quả thực nghiệm thu được

Bài số 2 2đ

1 Kim loại kẽm kết tinh theo kiểu mạng lục phương đặc khít HCP với khối lượng riêng là 7,14 g/cm3

a Tính các kích thước a và c ô mạng cơ sở của tinh thể kim loại kẽm

b Tính bán kính nguyên tử kẽm theo pm

2. Kẽm tác dụng với phi kim A tạo ra hợp chất ZnA, kết tinh theo kiểu mạng sphalerit Phép phân tích nhiễu xạ tia X tinh thể ZnA cho biết cạnh ô mạng cơ sở a = 5,41 angstrom

a Cho biết A là nguyên tố nào biết rằng khối lượng riêng của ZnA là 4,10 g/cm3

b Tính khoảng cách gần nhất giữa hai nguyên tử Zn và A trong tinh thể ZnA

Bài số 3.2đ

1 Iot phóng xạ, 131I, phát ra tia beta và gama với thời gian bán rã là 8,02 ngày Nó thường được dùng phổ biến trong điều trị ung thư tuyến giáp dưới dạng dung dịch muối natri iodua-131

a Viết phương trình cho phản ứng phân rã của iot phóng xạ 131I

b Một liều 1,00 mL dung dịch natri iodua-131 với hoạt độ phóng xạ ban đầu 100 mCi được bơm vào máu một bệnh nhân khối lượng 70 kg.Sau hai ngày, khi lượng iot phóng xạ đã khuếch tán đều trong máu, một mẫu 1,00 mL máu được hút ra Hoạt độ phóng xạ của 1,00 mL máu này

là 1,68 10 2 mCi Ước tính xem trong cơ thể bệnh nhân này có bao nhiêu mililit máu

Thời gian: 180 phút

2 Xét phản ứng đơn giản: A   B

Nồng độ ban đầu của A là 0,100 M

Sau 1 giờ nồng độ của A còn lại là 0,050 M

Cho biết nồng độ của A sau hai giờ nếu:

a phản ứng là bậc 0 đối với A

b phản ứng là bậc 1 đối với A

Bài số 4 2đ

1 Metyl hydrazin (CH3NHNH2) và đinitơ tetroxit (N2O4) đã từng được dùng làm nhiên liệu cho tên lửa trong dự án Apollo II của NASA Phản ứng này dễ xảy ra ở mọi nhiệt độ, tỏa ra rất nhiều nhiệt, sản phẩm đều là các chất khí không độc hại là những ưu điểm dễ thấy

N2O4(l) + N2H3CH3(l)  H2O(k) + N2(k) + CO2(k)

a Cân bằng phản ứng trên bằng phương pháp thăng bằng electron với các số nguyên nhỏ nhất

có thể

b Sử dụng các thông số:

Chất CH3NHNH2(l) N2O4(l) CO2(k) H2O(l)

H0

f, kJ/mol +53 +28,9 -393 -285,8

Nhiệt hóa hơi của nước: +40,7 kJ/mol

, hãy tính nhiệt tỏa ra theo phương trình cân bằng ở phần 1

2 Sử dụng các giá trị entanpy thu được từ thực nghiệm ở dưới đây hãy tính năng lượng mạng lưới tinh thể liti florua

H0 nguyên tử hóa tinh thể liti = +161 kJ mol1

H0 nguyên tử hóa phân tử F2 = +159 kJ/mol F2

Năng lượng ion hóa thứ nhất của Li = +520 kJ mol1

Ái lực electron của nguyên tử F = 328 kJ mol1

Nhiệt hình thành của LiF(r) = 617 kJ mol1

Bài số 52đCác năng lượngion hóa kế tiếp nhau của hai nguyên tố X, Y trong chu kì 3 được cho

ở bảng dưới đây:

Nguyên tố Năng lượng ion hóa, kJ/mol

I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8

X 577.5 1816,7 2744,8 11577 14842 18379 23326 27465

Y 1251,2 2298 3822 5158,6 6542 9362 11018 33604

1.Gọi tên, xác định vị trí của X, Y trong bảng tuần hoàn

2 X tác dụng với Y tạo ra hợp chất Z có công thức XmYn Ở điều kiện 12000C – 1 atm thì khối lượng riêng của khí Z là 1,10 g/L Giả thiết rằng Z xử sự một khí lí tưởng, xác định công thức hóa học của Z

3 XmYn dễ đime hóa theo cân bằng:

2XmYn(k) X2mY2n(k)

Ở điều kiện 700 0C, 1 atm, áp suất riêng phần của XmYn là 7,20%

a Tính giá trị hằng số cân bằng Kp của phản ứng đime hóa

b Tính áp suất riêng phần của XmYn trong hỗn hợp cân bằng ở điều kiện 700 0C, 0,1 atm

Bài số 6 2đ Hệ đệm cacbonat-axit cacbonic trong máu đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong việc ổn định pH của máu Cơ chế hoạt động của hệ đệm này liên quan đến các cân bằng sau đây:

(1): H2CO3(dd) H+

( dd) + HCO3–(dd) pKa1 = 6,37 (2): HCO3 

( dd) H+

(dd) + HCO3 

(dd) Ka2 = 10,32 (3): H2O(l) H+

(dd) + OH (dd) Kw = 1,0 10 14

1 Tính pH của dung dịch bão hòa khí CO2 ở 250C – 1 atm Coi như toàn bộ CO2 hòa tan ở dạng H2CO3 Độ tan của CO2ở điều kiện 250C – 1 atm là 2,04 g/L

2 Tính pH của các dung dịch sau

Dung dịch NaHCO3 0,1M

Dung dịch Na2CO3 0,1M

3 Tỉ lệ nồng độ H2CO3/HCO3  trong máu nên được duy trì trong khoảng giá trị nào để ổn định

pH của máu trong khoảng 7,40  0,05?

4 Biết rằng Hemoglobin vận chuyển O2 theo cân bằng:

HbH + O2 HbO2 + H+

Cho biết tác hại của việc sống trong điều kiện nồng độ cacbonic quá cao

Bài số 7 2đ Cho các phản ứng:

(1): A(k)  B(k)

(2): X(r) + A(k) + H2O(l)  H2SO4(dd)

(3): X(r) + B(k)  Y(k)

(4): Y(k) + A(k) + H2O(l)  H2SO4(dd)

(5): Z(k) + X(r)  T(k)

(6): Pb(NO3)2 + T(k)  D(r)  + E(dd)

(7): D(r) + A(k)  F(r) + B(k)

(8): D(r) + B(k)  G(r) + Y(k)

Hoàn thành các phản ứng trên bằng cách tìm các chất vô cơ phù hợp để gán cho mỗi chữ cái in hoa, cân bằng phản ứng thu được

Bài số 8 2đ

1 1đ Cho pin điện hóa:

Pt | H2(p = 1 atm), HAc 0,01M, NaAc 0,01M || NaCl 0,01M | AgCl, Ag

Tính hằng số phân li của axit axetic ở 25 0C biết rằng:

Sức điện động của pin bằng 0,622 V ở 250C

E0(Ag+/Ag) = +0,80 V

T(AgCl) = 1,77 10 10

E0(2H+/H2) = 0,000 V

2 Biết rằng: E0(2H+/H2) = 0,000 V; E0(O2, 2H2O, 4H+) = 1,23 V; E0(Cu2+/Cu) = +0,34V Có thể sản xuất được CuSO4bằng cách:

a cho Cu vào dung dịch H2SO4ở pH = 0, p = 1, t0 = 250C atm hay không?

b cho Cu vào dung dịch H2SO4 ở pH = 1, t0 = 250C được sục khí oxy liên tục ở áp suất 0,50 atm, nồng độ được Cu2+ được duy trì 2M?

Bài số 9.2đXử lí 13,16 gam hỗn hợp chất rắn X gồm hai muối khan KIOx và KIOy (y > x) bằng một lượng dư KI trong môi trường axit thu được 200 mL dung dịch A

a Viết phương trình hóa học cho các phản ứng xảy ra dưới dạng ion rút gọn

b Lấy 25 mL dung dịch A cho vào một bình định mức 150 mL, pha loãng bằng nước cất, điều chỉnh dung dịch về pH = 3, thêm nước đến vạch Để chuẩn độ 25 mL dung dịch trong bình định mức này cần dùng 41,67 mL dung dịch Na2S2O3 0,2M để đạt tới điểm cuối với chỉ thị hồ tinh bột Cho biết công thức hóa học và phần trăm khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp đầu biết

tỉ lệ mol của chúng là 2 : 1

Bài số 10 2đ Đốt cháy hoàn toàn a gam muối sunfua của sắt và đồng trong một bình kín có thể

tích 5 lit chứa 1,2 mol khí oxi thu được 30,4 gam chất rắn X và hỗn hợp khí Y Để nguội về nhiệt độ ban đầu thấy áp suất khí trong bình tăng thêm 22,5% so với trước khi phản ứng Để oxi hóa hoàn toàn khí Y cần dùng vừa hết 255 mL dung dịch H2O2 2M

1 Xác định giá trị của a.

2 Xác định công thức hai muối sunfua biết số nguyên tử S trong mỗi muối không vượt quá 5

3 Hòa tan chất rắn X bằng một lượng dư H2SO4 loãng thu được dung dịch Z Cho bột sắt vào dung dịch Z đến khi bột sắt không tan được nữa thu được 250 mL dung dịch T, 15,04 gam chất rắn Q, và 1,344 lit khí hidro (đktc) Để chuẩn độ hết 25 mL dung dịch T trong môi trường axit cần dùng 60 mL dung dịch KMnO4

a Cho biết nồng độ dung dịch KMnO4 đã dùng

b Cho chất rắn Q vào 500 mL dung dịch HNO3 thấy thoát ra 3,136 lit khí R (đktc) và còn lại 3,2 gam kim loại không tan Cho biết công thức của khí R và nồng độ mol/L của dung dịch HNO3 đã dùng

HẾT

Người ra đề: Nguyễn Trí Nguyên

ĐTDD: 0905350967

Email: tringuyenoriental@gmail.com

SỞ GD & ĐT QUẢNG TRỊ

TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN

Bài số 01.2đ

3. Viết công thức Lewis, dự đoán cấu trúc hình học cho các phân tử sau đây: XeO2F4, ICl4+, PCl4, N3

4. Sử dụng thuyết VB hãy viết công thức của phân tử O2 và C2 Nghiên cứu tính chất của O2

và C2 người ta thu được các kết quả thực nghiệm sau:

Phân tử Năng lượng liên kết, kJ/mol Độ dài liên kết, pm Từ tính

O2 495 131 thuận từ

C2 620 121 nghịch từ

c. Kết quả thực nghiệm này có phù hợp với cấu tạo phân tử đưa ra bởi thuyết VB không biết rằng: EC=C trong C2H4 = 615 kJ/mol, ECC trong C2H2 = 812 kJ/mol, và EO-O trong H2O2 =

142 kJ/mol

d. Sử dụng thuyết MO hãy giải thích kết quả thực nghiệm thu được

Đáp án:

1. 1đ Cấu trúc phân tử

Phân tử Công thức

VSEPR

Hình học cặp electron hóa trị

Hình học phân tử

Công thức Lewis

XeO2F4 XeO2F4L0 Bát diện Bát diện

Xe O

O

F

F

F F

ICl4+ ICl4+L1 Lưỡng tháp tam

giác

Bập bênh

I

Cl Cl Cl Cl +

PCl4 PCl4L1 Lưỡng tháp tam

giác

Bập bênh

P

Cl Cl Cl Cl _

2. 1đ Liên kết hóa học

Môn: Hóa học 10

a. 0,5đ Cấu tạo phân tử O2 và C2 theo thuyết VB:

Kết quả thực nghiệm:

Phân tử Năng lượng liên kết, kJ/mol Độ dài liên kết, pm Từ tính

O2 495 131 thuận từ

C2 620 121 nghịch từ

C2H4 EC=C = 615

C2H2 ECC = 812

H2O2 EO-O = 142

-Phân tử C2: không phù hợp vì liên kết bốn C-C không thể có năng lượng nhỏ hơn liên kết ba -Phân tử O2: phù hợp về mặt năng lượng liên kết nhưng không phù hợp về mặt từ tính

b. 0,5đ Theo thuyết MO, cấu hình electron của phân tử O2 và C2lần lượt là:

O2: (1s)2(*

1s)2(2s)2(*

2s)2(2p)2(1)2(2)2(* )1(* )1

C2: (1s)2(*

1s)2(2s)2(*

2s)2(1)2(2)2

-Độ bội liên kết của phân tử C2 hay O2đều là 2 Điều này phù hợp với thực nghiệm

-Về mặt từ tính, C2nghịch từ còn O2thuận từ cũng phù hợp với thực nghiệm

-Sự có mặt của hai electron ở MO phản liên kết trong phân tử O2 làm cho liên kết đôi O=O trở nên kém bền hơn so với liên kết đôi C=C cho dù d(O=O) < d(C=C)

HS không giải thích được ý cuối cùng, chỉ cho 0,25đ phần b

Bài số 2 2đ

3 Kim loại kẽm kết tinh theo kiểu mạng lục phương đặc khít HCP với khối lượng riêng là 7,14 g/cm3

c Tính các kích thước a và c ô mạng cơ sở của tinh thể kim loại kẽm

d Tính bán kính nguyên tử kẽm theo pm

4. Kẽm tác dụng với phi kim A tạo ra hợp chất ZnA, kết tinh theo kiểu mạng sphalerit Phép phân tích nhiễu xạ tia X tinh thể ZnA cho biết cạnh ô mạng cơ sở a = 5,41 angstrom

c Cho biết A là nguyên tố nào biết rằng khối lượng riêng của ZnA là 4,10 g/cm3

d Tính khoảng cách gần nhất giữa hai nguyên tử Zn và A trong tinh thể ZnA theo pm

Đáp án:

1 Kẽm kết tinh theo kiểu mạng lục phương đặc khít HCP: Z = 4

a 0,5đ Vô mạng = 3 3a2 a = 3 a3 = 9,128 1023 cm3

3

a = 2,78 10 8 cm = 2,78 angstrom

c = 8a = 4,54 angstrom

3

b 0,5đ r = 1,39 angstrom = 139 pm

2

a 0,5đ MZnA = = 97,7 g/mol  A = 32,31 g/mol

3 A

Z



A là S

b 0,5đ Xét một ô mạng cơ sở sphalerit ZnS cạnh a, và khoảng cách

gần nhất giữa hai nguyên tử Zn-S được kí hiệu là d(Zn-S)

Ta có: a 2 = 2d(Zn-S)sin

2

0 109,5 2

d(Zn-S) = a 2 0

4sin(109,5 / 2)

= 5,41 2 0

4sin(109,5 / 2) = 234,2 angstroms

= 234,2 pm

Bài số 3.2đ

1 Iot phóng xạ, 131I, phát ra tia beta và gama với thời gian bán rã là 8,02 ngày Nó thường được dùng phổ biến trong điều trị ung thư tuyến giáp dưới dạng dung dịch muối natri iodua-131

a Viết phương trình cho phản ứng phân rã của iot phóng xạ 131I

b Một liều 1,00 mL dung dịch natri iodua-131 với hoạt độ phóng xạ ban đầu 100 mCi được bơm vào máu một bệnh nhân khối lượng 70 kg.Sau hai ngày, khi lượng iot phóng xạ đã khuếch tán đều trong máu, một mẫu 1,00 mL máu được hút ra Hoạt độ phóng xạ của 1,00 mL máu này

là 1,68 10 2 mCi Ước tính xem trong cơ thể bệnh nhân này có khoảng bao nhiêu lit máu

2 Xét phản ứng đơn giản: A   B

Nồng độ ban đầu của A là 0,100 M

Sau 1 giờ nồng độ của A còn lại là 0,050 M

Cho biết nồng độ của A sau hai giờ nếu:

a phản ứng là bậc 0 đối với A.

b phản ứng là bậc 1 đối với A

Đáp án:

1.

a 131  + + 

53I 01e 13154Xe

b Gọi Vt là tổng thể tích máu trong cở thể bệnh nhân được tiêm 1,00 mL dung dịch 131I 100 mCi Hoạt độ phóng xạ trong gây ra bởi sự phân rã của 131I sau hai ngày trên 1,00 mL máu của bênh nhân là:

A = (100 mCi ) = 1,68 102 mCi

t

1mL

Vt = 5007 mL  5 L

2

a [A] = [A]0  k.t

Khi t = 1h thì [A] = 0,05: 0,05 = 0,1  k 1

k = 0,05 (mol.l 1.h 1)

Sau 2 giờ, [A] = 0,1  0,05 2 = 0

b [A] = [A]0 e k.t

Khi t = 1h thì [A] = 0,05

k = 1 [A]0 = = ln2

ln

t [A]

ln

1 0,05 Sau 2h nồng độ của A là :

[A] = [A]0.e-k.t

= [A]0 e-ln2.2 = 0,025 M

Bài số 4 2đ

1 Metyl hydrazin (CH3NHNH2) và đinitơ tetroxit (N2O4) đã từng được dùng làm nhiên liệu cho tên lửa trong dự án Apollo II của NASA Phản ứng này dễ xảy ra ở mọi nhiệt độ, tỏa ra rất nhiều nhiệt, sản phẩm đều là các chất khí không độc hại là những ưu điểm dễ thấy

N2O4(l) + N2H3CH3(l)  H2O(k) + N2(k) + CO2(k)

a Cân bằng phản ứng trên bằng phương pháp thăng bằng electron với các số nguyên nhỏ nhất

có thể

b Sử dụng các thông số:

Chất CH3NHNH2(l) N2O4(l) CO2(k) H2O(l)

H0

f, kJ/mol +53 +28,9 -393 -285,8

Nhiệt hóa hơi của nước: +40,7 kJ/mol

, hãy tính nhiệt tỏa ra theo phương trình cân bằng ở phần 1

2 Sử dụng các giá trị entanpy thu được từ thực nghiệm ở dưới đây hãy tính năng lượng mạng lưới tinh thể liti florua

H0 nguyên tử hóa tinh thể liti = +161 kJ mol1

H0 nguyên tử hóa phân tử F2 = +159 kJ/mol F2

Năng lượng ion hóa thứ nhất của Li = +520 kJ mol1

Ái lực electron của nguyên tử F = 328 kJ mol1

Nhiệt hình thành của LiF(r) = 617 kJ mol1

Đáp án:

1

a.0,5đ 2N+4 + 8e  N2 | 5

N2H3CH3  6H+1 + C+4 + N2 + 10e | 4

5N2O4(l) + 4N2H3CH3(l)  12H2O(k) + 9N2(k) + 4CO2(k)

b 0,5đ

Nhiệt hình thành tiêu chuẩn của nước ở thể khí:

H2(k) + 0,5O2(k)  H2O(l) H0

f(H2O(l)) = -285,8 kJ/mol

H2O(l)  H2O(k) H0

vaf = +40,7 kJ/mol

H2(k) + 0,5O2(k)  H2O(k) H0

f(H2O(k)) = -285,8 + 40,7 = -245,1 kJ/mol Hiệu ứng nhiệt của phản ứng:

5N2O4(l) + 4N2H3CH3(l)  12H2O(k) + 9N2(k) + 4CO2(k)

H0

r = 12 (-245,1) + 4 (-393)  4 (+53)  5 (+28,9) = -4872,1 kJ   

2 1đ Li(r)  Li(k) H1 = +161 kJ mol1

Li(k)  Li+

(k) + 1e H2 = +520 kJ mol1

F2(k)  2F(k) H3 = +159 kJ mol1

F(k) + 1e  F

(k) H4 = 328 kJ mol1

Li+

(k) + F(k)  LiF(r) Htt = ?

Li(r) + 1F2(k)  LiF(r) Hf(LiF(r)) = 617 kJ mol1

2 Theo định luật Hess ta có: Hf(LiF(r)) = H1 + H2 + 0,5 H3 + H4 + Htt

Htt =  617  [161 + 520 + 79,5  328]

= 1050 kJ mol1

Bài số 5 2đ Các năng lượngion hóa kế tiếp nhau của hai nguyên tố X, Y trong chu kì 3 được cho

ở bảng dưới đây: