a Hãy xác định kí hiệu hoá học của X,Y và XY3.. b Viết cấu hình electron của nguyên tử X,Y... Hãy xác định công thức phân tử của khoáng đó... Câu 4: Tinh thể đồng kim loại có cấu trúc lậ
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI KHU VỰC GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY NĂM 2008
HƯỚNG DẪN CHẤM
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
Môn: HÓA HỌC Lớp 12 cấp THPT
(HDC gồm 08 trang) Thời gian thi: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Ngày thi: 14/3/2008
ĐIỂM CỦA TOÀN BÀI THI
Các giám khảo (Họ, tên và chữ ký) (Do chủ tịchSỐ PHÁCH
Hội đồng khu vực thi ghi ) Bằng số Bằng chữ
Câu 1: Mỗi phân tử XY 3 có tổng các hạt proton, nơtron, electron bằng 196; trong đó, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 60, số hạt mang điện của X ít hơn số hạt mang điện của Y là 76.
a) Hãy xác định kí hiệu hoá học của X,Y và XY3
b) Viết cấu hình electron của nguyên tử X,Y.
a) Kí hiệu số đơn vị điện tích hạt nhân của X là Zx , Y là Zy ;
số nơtron (hạt không mang điện) của X là Nx , Y là Ny Với
XY3 , ta có các phương trình:
Tổng số ba loại hạt:
2 Zx + 6 Zy + Nx + 3 Ny = 196 (1)
2 Zx + 6 Zy − Nx − 3 Ny = 60 (2)
6 Zy − 2 Zx = 76 (3)
Cộng (1) với (2) và nhân (3) với 2, ta có:
4 Zx + 12 Zy = 256 (a)
12 Zy − 4Zx = 152 (b)
⇒ Zy = 17 ; Zx = 13
b) Cấu hình electron:
Al : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 ; Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Vậy X là nhôm,
Y là clo
XY3 là AlCl3
2,0
2,0
1,0
Trang 2Câu 2: Một mẩu than lấy từ hang động ở vùng núi đá vôi tỉnh Hòa Bình có 9,4 phân hủy 14C hãy cho biết người Việt cổ đại đã tạo ra mẩu than đó cách đây bao nhiêu năm? Biết chu kỳ bán hủy của 14C là 5730 năm, trong khí quyển có 15,3 phân hủy 14C Các số phân hủy nói trên đều tính với 1,0 gam cacbon, xảy ra trong 1,0 giây
♣ Hằng số phóng xạ: k =
1
ln 2
t = 0,6935730
Niên đại của mẩu than t = 0
t
N
k N =0,693 9,4 = 3989,32 (năm)
Người Việt cổ đại đã tạo ra mẩu than đó cách đây khoảng 4000
năm
≈ 4000 (năm)
2,0
3,0
Câu 3: Một loại khoáng có chứa 13,77%Na; 7,18%Mg; 57,48%O; 2,39%H và còn lại là
nguyên tố X về khối lượng Hãy xác định công thức phân tử của khoáng đó
♣ Hàm lượng %X = 100 – 13,77 – 7,18 – 57,48 – 2,39
= 19,18%
Cân bằng số oxi hóa trong hợp chất:
23 × + 24 × − 16 × + 1 × + X × = 0
⇒ X = 5,33y
Lập bảng xét:
6
32 thấy chỉ có y = 6 là thỏa mãn X = 32 ⇒ S (lưu huỳnh)
Na : Mg : O : H : S = 13,77 7,18 57,48 2,39 19,18: : : :
= 2 : 1 : 12 : 8 : 2
Công thức khoáng: Na2MgO12H8S2
Công thức khoáng
Na2SO4.MgSO4.4H2O
1,0
2,0
2,0
Trang 3Câu 4: Tinh thể đồng kim loại có cấu trúc lập phương tâm diện
a) Hãy vẽ cấu trúc mạng tế bào cơ sở và cho biết số nguyên tử Cu chứa trong tế bào sơ đẳng này b) Tính cạnh lập phương a(Å) của mạng tinh thể, biết nguyên tử Cu có bán kính bằng 1,28 Å
c) Xác định khoảng cách gần nhất giữa hai nguyên tử Cu trong mạng
d) Tính khối lượng riêng của Cu theo g/cm3
♣ a) Mạng tế bào cơ sở của Cu (hình vẽ)
Theo hình vẽ, số nguyên tử Cu là
− Ở tám đỉnh lập phương = 8 ×18 = 1
− Ở 6 mặt lập phương = 6 ×12 = 3
Vậy tổng số nguyên tử Cu chứa trong tế bào sơ đảng
= 1 + 3 = 4 (nguyên tử)
b) Xét mặt lập phương ABCD ta có: AC = a 2 = 4 × rCu
a =
0 Cu
4 r 4 1,28A
c) Khoảng cách ngắn nhất giữa 2 nguyên tử là đoạn AE:
AE = AC a 2
2 = 2 = 2,55 Å d) + 1 mol Cu = 64 gam
+ Thể tích của 1 tế bào cơ sở = a3 chứa 4 nguyên tử Cu
+ 1 mol Cu có NA = 6,02 ×1023 nguyên tử
Khối lượng riêng d = m
64 6,02 10× ×(3,63 10 )× −
= 8,88 g/cm3
4 (nguyên tử)
a = 3,63 Å khoảng cách
= 2,55 Å
Khối lượng riêng:
= 8,88 g/cm3
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
C D
E
Trang 4Câu 5: Tính bán kính nguyên tử gần đúng của Ca ở 200C, biết tại nhiệt độ đó khối lượng riêng của Ca bằng 1,55 g/cm3 Giả thiết trong tinh thể các nguyên tử Ca có hình cầu, có độ đặc khít
là 74%
♣ Thể tích của 1 mol Ca = 40,08
1,55 = 25,858 cm3,
một mol Ca chứa N A = 6,02 ×10 23 nguyên tử Ca
Theo độ đặc khít, thể tích của 1 nguyên tử Fe = 25,858 0,7423
6,02 10
×
× = 3,18 ×10 − 23 cm 3
r
3× π
⇒ Bán kính nguyên tử Ca = r = 3 3V
4π =
23
3 3 3,18 10
4 3,14
−
× = 1,965 ×10 − 8 cm
V = 25,858 cm 3
V = 3,18 ×10 − 23 cm 3
r = 1,965 ×10 − 8 cm
1,0
2,0
2,0
Câu 6: Biết rằng mono – clobenzen có momen lưỡng cực µ1 = 1,53 D
a) Hãy tính momen lưỡng cực µo ; µm ; µp của ortho, meta, para – diclobenzen
b) Đo momen lưỡng cực của một trong ba đồng phân đó được µ = 1,53 D Hỏi đó là dạng nào của diclobenzen?
♣ clo có độ âm điện lớn, µ 1 hướng từ nhân ra ngoài
µ = µ 3 µ = µ µ = 0
Cộng vectơ sử dụng hệ thức lượng trong tam giác
a 2 = b 2 + c 2 – 2bc cos µA
Dẫn xuất ortho: µ o = 2 2 0
2µ + µ2 cos60 = µ 1 3
1,0
1,0
Trang 5Câu 7: Tính pH của dung dịch benzoatnatri C6H5COONa nồng độ 2,0 ×10− 5 M Biết hằng số axit của axit benzoic bằng 6,29 ×10− 5
C6H5COO− + H+ ¬ → C6H5COOH Ka− 1
H2O ¬ → H+ + OH− Kw
Tổ hợp 2 phương trình cho:
C6H5COO− + H2O ¬ → C6H5COOH + OH− Ktp
Ktp = w
a
K
K =
14 5
10 6,29 10
−
−
× = 1,59 ×10− 10
Do nồng độ đầu của C6H5COO− nhỏ; mặt khác hằng số của quá
trình không lớn hơn nhiều so với 10− 14 nên phải tính đến sự điện
li của nước
C6H5COO− + H2O ¬ → C6H5COOH + OH− Ktp (1)
2,0 ×10− 5 − [OH−]
H2O ¬ → H+ + OH− Kw (2)
Theo định luật bảo toàn điện tích: [OH−] = [C6H5COOH] + [H+]
hay [C6H5COOH] = [OH−] − [H+]
= [OH−] −
14
10 OH
−
−
thay vào biểu thức hằng số cân bằng của (1):
K = [ 6 5 ]
6 5
C H COOH OH
C H COO
−
−
14
6 5
10
OH
C H COO
−
−
−
K = 1,59 ×10− 10
⇒
5
× − = 1,59 ×10− 10
⇒ [OH−]2 + 1,59 ×10− 10[OH−] − 13,18 ×10−15 = 0
⇒[OH−] = 1,148 ×10− 7 ⇒ pOH = − lg(1,148 ×10− 7) = 6,94
⇒ pH = 7,06
Ktp = 1,59 ×10− 10
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
Trang 6Câu 8: Tại 4000C, P = 10atm phản ứng N2 (k) + 3H 2 (k) ¬ → 2NH3 (k) có Kp = 1,64 ×10− 4 Tìm % thể tích NH3 ở trạng thái cân bằng, giả thiết lúc đầu N2 (k) và H 2 (k) có tỉ lệ số mol theo đúng hệ số của phương trình
N2 (k) + 3H2 (k) ¬ → 2NH3 (k)
P = n =3
⇒ Theo gt: PNH3+ PN2 + PH2 = 10
⇒ PNH 3+ 4PN2 = 10 (1)
Và Ta có: Kp = 3
2 NH
3
N H
(P ) (P )(P ) =
2 NH3
3
N2 N2
(P ) (P )(3P ) = 1,64 ×10− 4
⇒ 3
2
NH 2 N
P (P ) = 6,65×10− 2 Thay vào (1) được:
6,65 ×10− 2(PN2 )2 + 4PN2 − 10 = 0
⇒ PN2 = 2,404 và PN2= − 62,55 < 0
Vậy, PN2= 2,404 ⇒
PNH3= 10 − 4PN2 = 0,384 atm chiếm 3,84%
PNH3+ 4PN2 = 10
3 2
NH 2 N
P (P ) =
6,65×10− 2
3,84%
1,0
1,0
1,0 1,0
1,0
Trang 7Câu 9: Hỗn hợp A gồm 3 este đơn chức, mạch thẳng, tạo thành từ cùng một rượu B với 3 axit
hữu cơ, trong đó có hai axit no là đồng đẳng kế tiếp nhau và một axit không no chứa một liên kết đôi Xà phòng hoá hoàn toàn 14,7 gam A bằng dung dịch NaOH, thu được hỗn hợp muối
và p gam rượu B Cho p gam rượu B đó vào bình đựng natri dư, sau phản ứng có 2,24 lít khí thoát ra và khối lượng bình đựng natri tăng 6,2 gam Mặt khác đốt cháy hoàn toàn 14,7 gam
A, thu được 13,44 lít CO2 và 9,9 gam H2O Xác định công thức cấu tạo của từng este trong
A (Các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn)
R – OH + Na → R – ONa + 12H2
0,2 0,1 mol
Độ tăng KL = KL (R – O) = 6,2 g
⇒KL mol (R – O) = 6,20,2 = 31 ⇒ R + 16 = 31
⇒ R = 15 là CH3 ⇒ Rượu B: CH3OH
Công thức của 2 este no là: CnH2n 1+ COOCH3
số mol = x
Công thức của este chưa no là CmH2m − 1COOCH3
số mol = y
CnH2n 1+ COOCH3 + 3n 4
2
2→ (n + 2) CO2 + (n + 2)
H2O
x (n + 2) x (n + 2) x
CmH2m − 1COOCH3 + 3m 32+
O2→ (m + 2) CO2 + (m + 1) H2O
y (m + 2) y (m + 1) y
ta có hệ pt: x + y = 0,2 (1)
(n + 2) x + (m + 2) y = 0,6 (2)
Do n ≠ 0 và m ≥ 2 nên 2 ≤ m ≤ 3
⇒ bài toán có 2 nghiệm m = 2 và m = 3
Với m = 2 ⇒ n = 2
3 ứng với nghiệm CH2=CH-COOCH3
và HCOOCH3 ; CH3COOCH3
Với m = 3 ⇒ n = 1
3 ứng với nghiệm C3H5-COOCH3
và HCOOCH3 ; CH3COOCH3
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
Trang 8Câu 10: Nitrosyl clorua là một chất rất độc, khi đun nóng sẽ phân huỷ thành nitơ monoxit và
clo
a) Hãy viết phương trình cho phản ứng này
b) Tính Kp của phản ứng ở 298K(theo atm và theo Pa)
Nitrosyl clorua Nitơ monoxit Cl2
c) Tính gần đúng Kp của phản ứng ở 475K
♣ a) 2NOCl ¬ → 2NO + Cl2
b) Hằng số cân bằng nhiệt động lực học được tính theo phương
trình ∆G = − RTlnK
Trong đó ∆G = ∆H − T ∆S
∆H = [(2 × 90,25 103) + 0 − (2 × 51,71 103 ) = 77080 J/mol
∆S = [(2 × 211) + 233 − (2 × 264) = 117 J/mol
∆G = 77080 − 298 × 117 = 42214 J/mol
và ln K = − 8,314 29842214× = − 17
c) Tính gần đúng:
ln 2
1
( )
( )
Kp T
H
⇒ lnKp(475K) = 770808,314 298 475 1 − 1 ÷+ lnKp(298)
⇒ ln Kp (475) = − 5,545
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
* Hằng số phóng xạ: k = ln 2t và t = 1lnN0