Điện tích hạt nhân càng lớn thì bán kính r càng nhỏ... Độ điện li tăng , KP tăng nghĩa là phản ứng diễn ra theo chiều thuận.. Khi tăng nhiệt độ phản ứng diễn ra theo chiều thuận, vậy chi
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯNG YÊN
TRƯỜNG THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
ĐỀ GIỚI THIỆU
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT CHUYÊN – DUYÊN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 MÔN: HOÁ HỌC LỚP 10
Thời gian làm bài: 180 phút
ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM
điểm
1 Câu1-Cấu tạo nguyên tử , phân tử-Định luật tuần hoàn
Câu 1:
1 1,0
(ns2np3)
Vậy: ms = +1/2; l = 1 ; m = +1 ⇒ n = 4,5 – 2,5 = 2 Vậy X là Nitơ
( 1s22s22p3)
Công thức cấu tạo các hợp chất và dự đoán trạng thái lai hóa của nguyên tử
trung tâm:
NH3 : N có trạng thái lai hoá sp3
N
H
H H
N2O5: N có trạng thái lai hoá sp2
O O
O O
HNO3 : N có trạng thái lai hoá sp2
H
O O
2 1,0
a) Gọi Z là số điện tích hạt nhân của X
=> Số điện tích hạt nhân của Y, R, A, B lần lượt
(Z + 1), (Z + 2), (Z + 3), (Z + 4)
Theo giả thiết
Z + (Z + 1) + (Z + 2) + (Z + 3) + (Z + 4) = 90
=> Z = 16
→16X; 17Y; 18R; 19A; 20B
(S) (Cl) (Ar) (K) (Ca)
b) S2-, Cl-, Ar, K+, Ca2+ đều có cấu hình e: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Số lớp e giống nhau => r phụ thuộc điện tích hạt nhân Điện tích hạt nhân càng
lớn thì bán kính r càng nhỏ
r > rS2- Cl- > r > rAr K+ > rCa2+
c) Trong phản ứng oxi hóa – khử, ion S2-, Cl- luôn luôn thể hiện tính khử vì các
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25 0,25 0,25
Trang 2ion này có số oxi hóa thấp nhất.
0,25
2
Câu 2: Tinh thể
1.Số nguyên tử Cu trong một ô cơ sở = 8.1/8 + 6.1/2 = 4
Khối lượng một ô cơ sở = 4.64/6,023.1023 = 42,5.10-23 (gam)
Cạnh của ô cơ sở = R/√2
Thể tích của một ô cơ sở = (R.2√2)3 = (1,28.10-8.2√2)3 = 47,438.10-24 (cm3)
Khối lượng riêng của tinh thể Cu = 42,5.10-23/47,438.10-24 = 8,96 (g/cm3)
2
Ô mạng lập phương tâm diện của CuCl
-Vì lập phương mặt tâm nên
8
1
8× = ion Cl-
2
1
6× = ion Cl
4
1
ở tâm : 1x1=1 ion Cu+
hoặc áp dụng định luật bảo toàn điện tích
Vậy số phân tử trong mạng cơ sở là 4Cu+ + 4Cl- = 4CuCl
-CuCl A
N.M
d=
N V với V=a3 ( N : số phân tử, a là cạnh hình lập phương)
23 A
N.M 4.(63,5+35,5)
d.N 4,136.6,02.10 a=5,418.10 cm = 5,418 A
→
→
Mặt khác theo hình vẽ ta có a= 2r+ + 2r
+
a-2r 5,418-2.1,84
→
0,5
0,5
0,5
0,5
3 Phản ứng hạt nhân
1 a) 6C14 →7N14 + -1eo + γ (1)
(Dựa vào định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích)
Cu Cl
⇒4 ion Cl
-⇒ 4 ion Cu+
Trang 3b) (1) được coi là phản ứng một chiều bậc nhất nên có phương trình động học
(dạng tích phân)
5700
6932 , 0 6932
,
0
ln
1
2 / 1
=
=
=
t
R
R
λ
λ
Ro, R là số phân rã theo (1) của cơ thể sống và cổ vật đều có 14C Do đó:
125 , 0
1
14
12
=
=
C
C R
R o
Thay vào phương trình động học th được t ≈ 17098,7 năm
c) Tổng lượng cacbon có: 80kg 0,18 = 14,4kg = 14400g
Vậy độ phóng xạ A = 0,27'Bq/g.14400g = 3988,8Bq
2 Urani phân rã phóng xạ thành radi theo chuỗi sau :
U
238
92 →α Th →β − Pa →β − U →α Th →α Ra
Viết đầy đủ các phản ứng của chuỗi trên
U
238
92 → 234Th
90 + 4He
2
Th
234
90 → 234Pa
91 + 0e
1
−
Pa
234
91 → 234U
92 + 0e
1
−
U
234
92 → 230Th
90 + 4He
2
Th
230
90 → 226Ra
88 + 4He
2
0,5
0, 5
0,75
4 4: Nhiệt hóa học
1. Fe(r)+2HCl(dd)→FeCl2(dd)+ H2 (k) ∆H1 = -21,00Kcal
FeCl2 (dd) →FeCl2 (r) - ∆H2 = +19,5Kcal
H2 (k) + Cl2 (k) → 2HCl (k) ∆H4 = -44,48Kcal
2HCl (k) →2HCl (dd) - 2∆H3 = -35Kcal
⇒Fe(r) + Cl2(k) →FeCl2(r) ∆ H
Cộng theo vế ta được:
2 a) ∆H0
pư = ∆H0co - ∆H0co2 = 282,99 kJ
∆S0
pư = S0
co +
2
1
S0O2- S0CO2 = 86,785 J.0K-1
→∆Go pu = ∆Ho pu - T∆So pu = 282,99.103 - 298.86,785
= 257128 J > 0 Vậy ở ĐKC (250) phản ứng này không xảy ra vì ∆G0 > 0
b) Muốn phản ứng xảy ra phải có:
∆G = ∆H - T∆S < 0 → T > (∆H - ∆G)/ ∆S
khi:
1,0
0,5
Trang 4T > ≈ 32160K
0,5
5 5- CBHH pha khí
1.Gọi a là số mol của N2O4 có trong 1 mol hỗn hợp
⇒ (1-a) là số mol của NO2.
Ở 350C có M hh = 92a + 46 (1-a ) = 72,45
⇒ a = 0,575 ⇒ n N2O4 = 0,575 và n NO2 = 0,425
N2O4 ¬ → 2NO2
n(bđ) x n(pư) 0,2125 0,425 n(cb) x- 0,2125 0,425
⇒ x - 0,2125 = 0,575 → x = 0,7875 mol → α = 0,2125/0,7875 = 26,98%
Ở 450C có M hh = 92a + 46(1-a) = 66,8
N2O4 ¬ →2NO2
⇒ y –0,27395 = 0,4521 → y = 0,72605
2 Ở 350C PNO2 = (0,425/ 1) 1 = 0,425
PN2O4 = (0,575/ 1) 1 = 0,575
KP = (0,425)2/ 0,575 = 0,314
Ở 450C P NO2 = (0,5479/ 1) 1 = 0,5479 ; P N2O4 = (0,4521/ 1) 1 = 0,4521
KP = (0,5479)2/ 0,4521 = 0,664
3 Độ điện li tăng , KP tăng nghĩa là phản ứng diễn ra theo chiều thuận Khi tăng
nhiệt độ phản ứng diễn ra theo chiều thuận, vậy chiều thuận là chiều thu nhiệt,
chiều nghịch là chiều tỏa nhiệt
0, 5
0, 5
0, 5
0, 25
0,25
6
6- Dung dịch điện li
1
a) CH3COOH CH3COO- + H+
C (M) 0,1
[ ] (M) 0,1 – x x x
= 10-4,76
Giả sử, x << 0,1 nên suy ra x = 10-2,88 => pH = 2,88
(M) C C
CH3COONa → CH3COO- + Na+
(M) C C
CH3COOH CH3COO- + H+ Ka = 10-4,76
C0 (M) 0,1- C C
[ ] (M) 0,1- C – 10-3 C + 10-3 10-3
pH = 3 => [H+] = 10-3 (M)
0,5
Trang 54 , 76
3
3 3
10 10
1 , 0
10 ) 10
−
−
−
=
−
−
+
C C
⇒ C = 7,08 10-4 (M) ⇒ nNaOH = 7,08 10-4 (mol) => mNaOH = 40x 7,08 10-4 = 0,028 (g)
2 Trong dung dịch:
H2S + H2O H3O+ + HS− K1 (1)
HS− + H2O H3O+ + S2 − K2 (2)
2H2O H3O+ + OH− Kw (3)
Vì K1 >> K2>> Kw → trong dung dịch xảy ra cân bằng (1) là chủ yếu:
H2S + H2O H3O+ + HS− K1= 10-7
C 0,1 10-3 0
[] 0,1-x (10-3+x) x
x) (0,1
x x
10 3
−
+
−
= 10-7
x << 0,1 → (10-3 - x).x ≈ 10-8
Giả sử x<< 10-3→ x = 10-5 (phù hợp)
Xét cân bằng (2):
HS− + H2O H3O+ + S2 −
[] 10-5 y
10
y.1,01.10
−
−
= 10-12,92→ y = 10-14,92 Suy ra: CCd 2 +.CS 2 − = 0,001.10-14,92 = 10-17,92 >> TCdS = 10-26 (0,25đ)
Do đó có kết tủa CdS tạo ra
0, 5
0,25
0,25
0,5
07 7- Phản ứng O-K Điện hóa
1
MnO− +C H O +H+ →Mn + +CO ↑ +
x 24 Mn 5e Mn+7 + = +2 (MnO4 −: chất oxi hóa)
x 5 6C 6.4e 6C0− = +4 ( C6H12O6: chất khử)
2
24MnO− +5C H O +72H+ →24Mn + +30CO +66H O
Phương trình dưới dạng phân tử:
24KMnO4 + C6H12O6 + 36 H2SO4 → 24 MnSO4 + 30 CO2 + 66 H2O + 12 K2SO4
Fe O +SO −+H+ →SO ↑ +
2y
3 x
x Fe 2y 3x e x Fe
− − + → (FexOy: chất khử)
2Fe O 3x 2y SO − 12x 4y H+ 2x Fe+ 3x 2y SO 6x 2y H O
2FexOy + (6x – 2y)H2SO4 = x Fe2(SO4)3 + (3x – 2y)SO2 + (6x – 2y) H2O
0,25
Trang 62 Sắp xếp các nửa phản ứng theo chiều tăng dần của thế điện cực chuẩn, ta có:
Sn4+
+ 2e → Sn2+
4 2
0
Sn / Sn
E + + = +0,15v
Fe3+
+ e → Fe2+
3 2
0
Fe / Fe
E + + = +0,77v
Br2 + 2e → 2Br
-2
0
Br / 2Br
E − = +1,07v
MnO' −
4
0 MnO / Mn
E − + = +1,51v
Theo qui tắc α ta thấy có thể thực hiện các quá trình a), c)
a Sn2+ + Br2 →Sn4+ + 2Br –
E0 = +1,07 – (+0,15) = +0,92V
2.0,92
31 0,059
K 10= =1,536.10
c 2Fe2+ + Br2 → 2Fe3+ + 2Br –
E0 = +1,07-0,77=+0,3V
2.0,3
10 0,059
K 10= =1, 477.10
3.
a ( )− Zn | Zn(NO ) 3 2(0,1M) || AgNO (0,1M) | Ag( )3 +
b Tại (-) có sự oxi hóa Zn – 2e → Zn2+
Tại (+) có sự khử Ag+ : Ag+ + e → Ag
Phản ứng tổng quát khi pin làm việc:
Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag
Zn / Zn Zn / Zn
0, 059
2
0
Ag / Ag Ag / Ag
0,059
1
2
Ag 0,059
+ +
1
10 0,059 0,80 0,76 lg 1,56 0,0295 1,53v
−
−
d Khi hết pin Epin = 0
Gọi x là nồng độ M của ion Ag+ giảm đi trong phản ứng khi hết pin Ta có:
pin
0,1 x 0,059
x
2
−
+
51,86
0,1 x
x 0,1 2
−
−
2
+
= + ≈
Ag+ = 0,1+ x2÷.10−51,86 ≈4,55.10 M−27
0,25
0,25
0,25 0,25
0,25
0,25
0,25
8 8- Nhóm halogen
1 Cl2 + 2NaBr →H + 2NaCl + Br2 (1)
Trang 7H2SO4 + Na2CO3 → Na2SO4 + CO2 + H2O (3)
5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4→ 3Na2SO4 + 3Br2 + 3H2O (4)
Vai trò của H2SO4: (1) H2SO4 có tác dụng axit hóa môi trường phản ứng, (3) (4)
là chất tham gia pư, nếu môi trường kiềm thì sẽ có cân bằng:
3Br2+ 6OH- OH 5Br- + BrO3- + 3H2O
-H+
2 Nguyên tử của nguyên tố X có:
n = 3
l = 1
m = 0
s = - ½ Cấu trúc hình e của X : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
a NaCl + AgNO3 → AgCl ↓ + NaNO3
Zn + 2AgNO3 → Zn(NO3)2 + 2Ag ↓
Zn + Cu(NO3)2 → Zn(NO3)2 + Cu ↓
NaCl : x mol KBr : y mol
01 , 0 000
1
1 , 0 100
2
3
Cu(NO
03 , 3
4 , 3
= 3
3 C%KNO C%NaNO
-> = 33,,034
3
3
KNO
NaNO
m m
x
03 , 3
4 ,
3 −> =
=
101y
85x
(1)
Giải hệ pt (1), (2)
=
=
03 , 0
04 , 0
y x
mA = 0,04 143,5 + 0,03 188 = 11,38g
b 1 mol Zn -> 2 mol Ag khối lượng tăng 151g
0,75
0,25
0,75
electron cuối cùng ở phân lớp 3p
electron này là e thứ 5 của ở phân lớp 3p
Trang 80,01 mol -> 0,01g
151a – 0,01 = 1,1225
= ñ AgNO3
n
M
85 , 0 100
1000 085 , 0
3
M(AgNO C
0,25
9 9- Nhóm oxi-lưu huỳnh
1.Các phương trình phản ứng:
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 (2)
FeCO3 + 2HCl → FeCl2 + H2O + CO2(4) FeS2 + 2HCl → FeCl2 + S + H2S (5) FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl (6) 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 (7)
2 Vì khả năng phản ứng của 2 muối như nhau, gọi số mol mỗi muối tham gia
phản ứng (1), (2), (3) là a mol
Số mol O2 tham gia phản ứng : 0,25a + 2,75a = 3a
Số mol CO2 và SO2 sau phản ứng (1), (2) : a + 2a = 3a
Vậy áp suất trong bình trước và sau khi nung không đổi
3 Số mol HCl = 0,3.02 = 0,06 (mol) gọi số mol FeCO3 tham gia phản ứng (4)
là x , số mol FeS2 tham gia phản ứng (5) là y : x + y = 0,03 (*) => Số mol CO2
và H2S sinh ra do phản ứng (4) (5) là 0,03 mol => 3a = 0,06 mol => a= 0,02
Khối lượng chất rắn F ( S và Fe(OH)3) = (x+y).107 + 32y = 3,85 Kết hợp với
(*) có hệ pt:
x + y = 0,03 107x + 139y = 3,85 Giải được: x = 0,01 ; y = 0,02
Khối lượng X = 0,03.116 + 0,04.120 = 8,28 gam
% khối lượng FeCO3 = 0,038.116,28.100 = 42,03%
% khối lượng FeS2 = 57,97%
0,75
0,25
0,75
0,25
10 10- Động học
200
693 , 0 693 , 0
2 / 1
=
=
=
t
2,303lgN N =−kt
10 5 , 6
10 3
12
3
−
=
−
t = 1,02.104 năm hay 10,200 năm
2.BBr3 + PBr3 +3H2 → BP + 6HBr
Từ thí nghiệm 1,2,3 suy ra bậc riêng phần của BBr3 là 1
0,25đ
0,25đ 0,25
Trang 9Từ thí nghiệm 1,6 suy ra bậc riêng phần của H2 là 0
Do đó:
Biểu thức tốc độ phản ứng : v = k[BBr3][PBr3]
Bậc của phản ứng là 2
1) k800 = 4,60.10-8/2,25.10-8.9,00.10-6 = 2272L2.s-1.mol-1
k880 = 19,60.10-8/2,25.10-8.9,00.10-6 = 9679L2.s-1.mol-1
2) Phương trình Arrhenius có dạng: lgk = lgA – Ea/2,3RT
Ta có :
lgk1 = lgA – Ea/2,3RT1 (1)
lgk2 = lgA – Ea/2,3RT2 (2)
Trừ (1) cho (2) ta được :
2
1 2 1 2
1 2
3 , 2 lg
lg
k
k T T R E
T T R
E k
−
−
=
⇒
−
−
=
−
Thay số vào ta tính được Ea = 186kJ.mol-1
0,25 0,25
0,25 0,25
0,25