Có 3 nguyên tố R, X và Y trong bảng hệ thống tuần hoàn có số thứ tự tăng dần.. Electron cuối cùng điền vào cấu hình electron của 3 nguyên tử R, X, Y có đặc điểm: tổng số lượng của R là +
Trang 1HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN
VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
TRƯỜNG THPT CHUYÊN TỈNH LÀO CAI ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC KHỐI 10 NĂM 2015
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT Thời gian làm bài 180 phút
( Đề này có 04 trang, gồm 10 câu)
Câu 1.(2,0 điểm):Cấu tạo nguyên tử, phân tử- Định luật HTTH.
1 Có 3 nguyên tố R, X và Y trong bảng hệ thống tuần hoàn có số thứ tự tăng dần R, X
và Y đều thuộc nhóm A và không cùng chu kì trong bảng hệ thống tuần hoàn Electron cuối cùng điền vào cấu hình electron của 3 nguyên tử R, X, Y có đặc điểm: tổng số lượng
của R là +1/2 Cho biết tên của R, X, Y
2 Xác định cấu trúc phân tử của các phân tử và ion sau đồng thời cho biết kiểu lai hóa
các AO hóa trị của nguyên tử trung tâm: SOF4, TeCl4, BrF3, I3-, ICl4-?
Câu 2.(2,0 điểm):Tinh thể
chống lại tia UV có hại cho da Titan đioxit có cấu trúc tinh thể hệ bốn phương (hình hộp
bên
a Xác định số ion O2-, Ti4+ trong một ô mạng cơ sở
và cho biết số phối trí của ion O2- và của ion Ti4+
b Xác định khối lượng riêng (g/cm3) của TiO2
c Biết góc liên kết trong TiO2 là 90o
Tìm độ dài liên kết Ti-O
Câu 3.(2,0 điểm):Phản ứng hạt nhân.
một loạt các bước kế tiếp
a Hai bước đầu tiên bao gồm 23490Th (t1/2 = 24,10 ngày) và 23491Pa (t1/2 = 6,66 giờ) Hãy viết
năng theo MeV của các sản phẩm phân rã Cho khối lượng nguyên tử:
2,96A0 2,96A0
4,59A0
ion O 2-ion Ti4+
Trang 2b Phân rã kế tiếp của 238U dẫn đến 22688Ra (t1/2 = 1620 năm) mà sau đó bức xạ các hạt anpha để tạo thành 222
kiện này là 25,0 lít thì thể tích của rađon ở cân bằng bền với 1,00kg rađi là bao nhiêu?
c Hoạt độ của một mẫu phóng xạ trong chuỗi 238U giảm 10 lần sau 12,80 ngày Hãy tìm hằng số phân rã và chu kỳ bán hủy của nó
Câu 4.(2,0 điểm):Nhiệt hóa học.
∆H0
8
Xét quá trình oxi hoá hoàn toàn 1 mol C3H8 (k) với O2 (k) tạo thành CO2 (k) và H2O (l),
Thuận nghịch (trong một tế bào điện hoá)
1 Tính ∆H0, ∆U0 , ∆S0, ∆G0 của phản ứng trong mỗi cách nói trên
2 Tính nhiệt, công thể tích, công phi thể tích (tức là công hữu ích) mà hệ trao đổi với môi
trường trong mỗi cách
3 Tính ∆S của môi trường và ∆S tổng cộng của vũ trụ khi tiến hành quá trình theo mỗi cách
Câu 5.(2,0 điểm):Cân bằng hóa học pha khí.
2
1
N2 +
2
3
H2 NH3
liệu thực nghiệm sau:
C
ở Ptổng = 50 atm
a Xác định Kp theo số liệu thực nghiệm của bảng
b Tính giá trị ∆H của phản ứng theo Ptổng đã cho
Câu 6.(2,0 điểm):Cân bằng trong dung dịch điện ly
Trang 31 Cho các dung dịch sau: NaH2PO4 0,01M (A); Na2HPO4 0,01M (B); HCl 0,01M (C)
a Trình bày vắn tắt cách xác định pH của các dung dịch và cho biết chất chỉ thị nào sau
đây tốt nhất sử dụng để phân biệt các dung dịch đó Nêu rõ hiện tượng xảy ra?
(1) Metyl dacam (khoảng chuyển màu từ 3,1 - 4,4: pH < 3,1 màu đỏ; pH > 4,4 màu vàng) (2) Metyl đỏ (khoảng chuyển màu 4,4-6,2; pH < 4,4 màu đỏ; pH > 6,2 màu vàng);
(3) Quỳ (khoảng chuyển màu 5,0-8,0; pH < 5,0 màu đỏ; pH > 8,0 màu xanh);
(4) Phenolphtalein (khoảng chuyển màu 8,2 - 10,0; pH < 8,2 không màu; pH > 10 màu đỏ)
b Nhỏ từ từ đến hết V lít dung dịch NaOH 0,03M vào V lít dung dịch H3PO4 0,02M có thêm vài giọt quỳ tím, thu được dung dịch X
Viết phương trình phản ứng xảy ra và cho biết sự thay đổi màu sắc của dung dịch Cho biết: H3PO4 có pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32; pKw = 14
2 a Tính pH của dung dịch K2Cr2O7 0,10M
b Cho 100,0 ml dung dịch BaCl2 0,25M vào 100,0 ml dung dịch K2Cr2O7 0,10M
Xác định pH của dung dịch thu được
Cho biết: H3PO4 có pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32; pKw = 14
Cr2O72- + H2O 2HCrO4- có K = 10-1,64; HCrO4- H+ + CrO42- có Ka = 10-6,5 Tích số tan của BaCrO4 là KS = 10-9,93
Câu 7.(2,0 điểm):Phản ứng oxi hóa- khử Điện hóa.
1 Cho giản đồ Latimer sau:
H 5 IO 6 → + 1 , 7V
-3
IO + → 1 , 14 V
HOI → ? I-3 + → 0 , 54 V
-I
MnO 4- → ? MnO 42- → + 2 , 27 V MnO 2 → ? Mn 3+ → + 1 , 50 V Mn 2+ → − 1 , 18 V Mn
-3
0 HOI/I
0 MnO /MnO
2
0 MnO /Mn
2 Tính nồng độ ban đầu của HSO4- biết rằng ở 25oC, suất điện động của pin
Pt | I − 0,1 (M) I 3 − 0,02 (M) || MnO 4 − 0,05 (M) Mn 2+ 0,01 (M) HSO 4 − C (M) | Pt
/ 2
4 Mn MnO
3 /
3 I I
4
HSO
K = 10 -2
Câu 8.(2,0 điểm):Nhóm Halogen
+1,2V
Trang 4• Đốt X ở nhiệt độ cao cho ngọn lửa màu vàng
thành kết tủa màu vàng
• Hòa tan X vào nước, thêm một ít dung dịch H2SO4 loãng và KI thấy xuất hiện màu
2.Để xác định công thức phân tử của X người ta hòa tan hoàn toàn 0,1 g X vào nước
Câu 9.(2,0 điểm):Nhóm O-S
tủa Chuẩn độ dung dịch nước lọc hết 11,5 ml dung dịch iot 0,0101M Tính % khối lượng các chất trong hỗn hợp rắn ban đầu
Câu 10.(2,0 điểm):Động học
huỷ, thí dụ: 2 O2 − + 2 H+ → O2 + H2O2 (∗)
(SOD) Các thí nghiệm được tiến hành trong dung dịch đệm có pH bằng 9,1 Nồng độ
1 Thiết lập phương trình động học của phản ứng (∗) ở điều kiện thí nghiệm đã cho
2 Tính hằng số tốc độ phản ứng.
…… HẾT………
ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM MÔN HÓA HỌC KHỐI 10
Trang 5CÂU Ý Nội dung chính cần đạt Điểm
R + X + Y = 2 (2)
m(R) + m(X) + m(Y)= -2 (3)
ms(R) + ms(X) + ms(Y) = -1/2(4)
- Ta có: nR + nX + nY = 6 Vì 3 nguyên tố không cùng chu kì
=> nR = 1, nX = 2, nY = 3 Ba nguyên tố đều thuộc chu kì nhỏ Nguyên tố
R thuộc chu kì 1 nên electron của nó có R= 0, m(R)= 0, mà ms(R) = +1/2
=> R là nguyên tố hiđro
- Ta có: R + X + Y = 2 (2) Vì R = 0 nên X + Y = 2 Vì X và Y thuộc chu kì nhỏ nên không thể có giá trị = 2 ⇒ X = Y = 1 Electron cuối cùng của X và Y thuộc phân lớp 2p và 3p
(Y) (X)
(R) m m
Vì m(R)= 0 nên m(X) + m(Y)= -2 Mà X = Y = 1 nên m có các giá trị -1, 0, +1 ⇒ m(X)= m(Y)= -1
ms(R) + ms(X) + ms(Y) = -1/2 (4)
Vì ms(R) = +1/2 nên ms(X) + ms(Y) = -1
Mà ms chỉ có giá trị là -1/2 hoặc +1/2 nên ⇒ ms(X) = ms(Y) = -1/2
Vậy electron cuối cùng điền vào cấu hình electron của nguyên tử
có bộ số lượng tử sau :
R : n = 1, = 0, m = 0, ms = +1/2 1s1 (hiđro)
X : n = 2, = 1, m = -1, ms = -1/2 1s22s22p4 (oxi)
Y : n = 3, = 1, m = -1, ms = -1/2 1s22s22p63s23p4 (lưu huỳnh)
0,5
0,25
0,25
SOF4ọc của phân tử
Mỗi chất 0,2
=1đ
Trang 6BrF3 sp3d hình chữ T
I
ICl
Câu2
a
Số ion O2- bao quanh ion Ti4+ là 6 => số phối trí của Ti4+ là 6
Số ion Ti4+ bao quanh ion O2- là 3 => số phối trí của O2- là 3
b Thể tích ô mạng cơ sở
= 2,96.10-8 2,96.10-8.4,59.10-8 = 4,022.10-23 cm3
Khối lượng riêng,
[2.47,88 4.15,999]gam / mol
6,596 gam / cm 4,022.10 cm−
c Ion Ti4+ là tâm của bát diện đều tạo bởi 6 ion O2-
2,96A 0
Độ dài liên kết Ti-O là x => 2x = (2,96)1/2 => x = 0,86A0
0,5
0,5đ 0,5đ
0,5đ
Câu3
Bước 1: U Th 4 He
2
234 90
238
Q = K d + K α = [m( 238 U) – m( 234Th ) – m( 4 He)]c 2 = 4,28MeV.
1
234 91
234
90 Th→ Pa+− e hayβ
Q = K d + Kβ = [m( 234 Th) – m( 234 Pa)]c 2 = 0,26MeV
0,25
0,25
b Tại cân bằng (không đổi) N1λ1 = N 2λ2 = A (A: hoạt độ)
Với 226 Ra; λ1 = 1,17.10 -6 ngày -1
Với 222 Rn; λ2 = 0,181 ngày -1
0,25 0,25
Trang 7
lít V
mol n
N N
N
Rn
Rn
4 5
19 2
6 24
2
24 23
1
10 15 , 7
10 86 , 2
10 72 , 1 10
17 , 1 10 66 , 2 181 , 0
10 66 , 2 226
10 022 , 6 1000
−
−
=
⇒
=
=
⇒
=
=
c
N 1 = N o e - λ t => ( )
2
2
1
t t t
o
t
e N
e N N
−
−
=
λ λ
18 , 0 80 , 12
10
ln =
=
181 , 0
693 , 0
2 /
0,5
Câu4 1 Tính ∆H0, ∆U0, ∆S0, ∆G0 của phản ứng (pư):
C3H8(k) + 5O2(k) 3CO2(k) + 4H2O(l)
∆H0 (pư) = - 2220,00 KJ.mol-1; ∆S0 (pư) = - 374,74 JK-1mol-1; ∆U0 (pư) = ∆H0 (pư) - ∆(pV)
= ∆H0 - ∆(n khí RT) = - 2220,00 103 J.mol-1 - (-3mol 8,3145
JK-1mol-1 298,15K ) = - 2220,00 103 J.mol-1 + 7436,90 J.mol-1
∆U0 = - 2212,56 103 J.mol-1
∆G0 = ∆H0 - T ∆S0 = [- 2220,00 103 - (298,15) (-374,74) ]J.mol-1
∆G0 = - 2108,3 kJ.mol-1
Vì H, U, S, G là các hàm trạng thái của hệ nên dù tiến hành theo cách thuận nghịch hay bất thuận nghịch mà trạng thái đầu và trạng thái cuối
bằng nhau
0,25
0,25
0,25
*Quá trình bất thuận nghịch
∆nk = - 3 mol -> Wtt = -(3mol) 8,3145 JK-1mol-1 298,15K = +7436,90 Jmol-1 >0 hệ nhận công
0,5
Trang 8- Công phi thể tích = 0
*Quá trình thuận nghịch.
trao đổi là :
T∆S = 298,15K (-374,74) JK-1mol-1) = -111,729 kJmol-1
- Công thể tích: Wtt = -∆nkRT = + 7436,90 Jmol-1 > 0 hệ nhận công
công
0,25
* Quá trình bất thuận nghịch ∆Shệ = -374,74JK-1mol-1
∆Smôi trường= qmt/T = - ∆Hhệ /T = 2220.103jmol-1/298,15 = 7445,92 JK
-1mol-1
∆Stổng cộng(vũ trụ) = ∆Hhệ + ∆Smôi trường = 7071,18 JK-1mol-1 > 0 -> phản ứng tự phát
* Quá trình thuận nghịch
∆Shệ = -374,74JK-1mol-1
∆Smôi trường = qmt/T = - qhệ /T = +111,7287 KJmol-1/298,15K <=> + 374,74
JK-1mol-1
∆Stổng cộng(vũ trụ) = ∆Hhệ + ∆Smôi trường = 0
0,25
0,25
Câu
5
a
Phản ứng tổng hợp amoniac là:
2
1
N2 +
2
3
H2 ⇔ NH3
Theo định luật tác dụng khối lượng ta viết:
Kp= 1 / 2 3 / 2
2 2
3
. H
N
NH
P P P
Trang 9PN2 + PH2 = 10 – 0,735 = 9,265 atm
Lượng áp suất này được chia làm bốn phần
(N2 + 3H2 2NH3) nên ta dễ dàng suy ra:
PNH3= 0,735 atm; PN2 = 2,316 atm; PH2= 6,949 atm
Với các số liệu này thì hằng số Kp sẽ là:
Kp = ( 2 , 316 ) 1 / 2 ( 6 , 949 ) 3 / 2
735 , 0
= 2,64.10− 2 atm− 1
12,555 atm Theo định nghĩa về áp suất toàn phần ta có:
PN2 + PH2 = 50 – 12,555 = 37,445 atm
Lượng áp suất này được chia làm bốn phần sẽ dẫn đến
PN2 = 9,361 atm; PH2 = 3.9,361 = 28,084 atm
Kp = ( 9 , 361 ) 1 / 2 ( 28 , 08 ) 3 / 2
555 , 12
= 2,76.10− 2 atm− 1
Cũng bằng cánh lập luận và tính toán tương tự chúng ta thu được các
giá trị Kp tại 450OC như sau:
- Ở 450OC, Ptổng = 10 atm áp suất riêng phần cho từng khí là:
PNH3= 0,204 atm; PN2 = 2,449 atm; PH2= 7,347 atm
0,25
0,25
0,25
Trang 10Kp = ( 2 , 449 ) 1 / 2 ( 7 , 347 ) 3 / 2
204 , 0
= 6,55.10− 3 atm− 1
- Ở 450OC, Ptổng = 50 atm áp suất riêng phần cho từng khí là:
PNH3= 4,585 atm; PN2 = 11,354 atm; PH2= 34,061 atm
Kp = ( 11 , 354 ) 1 / 2 ( 34 , 061 ) 3 / 2
585 , 4
= 6,84.10− 3 atm− 1
0,25
b
ln
1
2
p
p
K
K
=
R
H
∆
2 1
1 1
T T
khoảng nhiệt độ mà phản ứng xảy ra:
∆HO =
1 2
2 1
2
1
ln
T T K
K T T R
p P
−
- Tại Ptổng = 10 atm Giá trị ∆H sẽ là:
∆HO =
623 723
10 64 , 2
10 55 , 6 ln 723 623 314 ,
3
−
−
−
= -52,199 J/mol
- Tại Ptổng = 50 atm Giá trị ∆H sẽ là:
∆HO =
623 723
10 76 , 2
10 84 , 6 ln 723 623 314 ,
3
−
−
−
= -51,613 J/mol
0,5
0,5
Trang 11Câu
6
1
a Dung dịch A: pHA = pKa 1 pKa 2
2
+
= 4,68
2
+
= 9,765 Dung dịch C: [H+] = 0,01M => pHC = 2 Chất chỉ thị phù hợp nhất là metyl đỏ, khi đó:
dung dịch C có màu đỏ;
dung dịch A có màu đỏ da cam;
dung dịch B có màu vàng
Phản ứng xảy ra:
H3PO4 + OH- → H2PO4- + H2O 0,01 0,015
- 0,005 0,01
H2PO4- + OH- → HPO42- + H2O 0,01 0,005
5.10-3 - 5.10-3
Dung dịch thu được là một dung dịch đệm có dạng axit và bazơ liên hợp cùng nồng độ mol Do đó:
pHX = pKa2 = 7,21
Hiện tượng: dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu tím
0,5
0,5
a K2Cr2O7 → 2K+ + Cr2O7
0,1M
- 0,1M
Các cân bằng:
Nhận xét: K1 >> Ka >> Kw => coi như lượng HCrO4- chuyển hóa không
Xét cân bằng (1):
Trang 12[ ] 0,1 - x 2x
1,64 4
2 7
[HCrO ] (2x)
[Cr O ] 0,1 x
−
−
−
[HCrO4-] = 4,248.10-2M
Xét cân bằng (2):
HCrO4- H+ + CrO42- (2) Ka = 10-6,5
C 4,248.10-2 [ ] 4,248.10-2 - y y y
6,5 4
a
4
[H ][CrO ] y
[HCrO ] 0,04248 y
−
−
y = 1,16.10-4 << 4,248.10-2M
Vậy [H+] = 1,16.10-4M => pH = 3,96
b
Đánh giá khả năng hình thành kết tủa BaCrO4: [Ba2+][CrO42-] = (0,25/2)(y/2) = 10-5,14 >> KS, do đó có kết tủa BaSO4 xuất hiện
2Ba2+ + Cr2O72- + H2O 2BaCrO4 + 2H+ (2) K2 = KS
-2K1Ka2 = 105,22 >> 1 0,125 0,05 0,025 - 0,10
[H+] = 0,10M => pH = 1
0,5
Câu
7
1
-3
0 HOI/I
1, 2.(5 1/ 3) 1,14.(5 1)
2
0 MnO /MnO
1,7.(7 4) 2, 27.(6 4)
3 2
0 MnO /Mn
1, 23.(4 2) 1,5.(3 2)
+
-0,25 0,25
0,25
2 Ở điện cực phải: MnO4- + 8H+ + 5e→ Mn2+ + 4H2O
Ephải = 0 / 2
4 − Mn+
MnO
] [
] ].[
[ lg 5
0592 , 0
2
8 4
+
+
−
Mn
H MnO
= 1,51 +
01 , 0
] [ 05 , 0 lg 5
0592 ,
Ở điện cực trái: 3I- → I3- + 2e
Etrái = E I03 − / 3I− + 3 3
] [
] [ lg 2
0592 , 0
−
−
I
I
02 , 0 lg 2
0592 , 0
=0,574
0,25
0,25
Trang 13Epin = Ephải - Etrái => 0,824 = 1,51 + lg( 5 [ ] ) 0 , 574
5
0592 ,
=> [H+] = 0,05373 (M) Mặt khác từ cân bằng
HSO4- → H+ + SO42- Ka = 10-2
Co C [ ] C – [H+] [H+] [H+]
) 054 , 0
) 054 , 0 ( ] [
] [
−
=
+
−
C H C
H
=> [HSO4-]=0,3456 M
0,25
0,5
Câu
8
Từ lập luận trên X có cation Na+ và anion IO−x
Phản ứng dạng ion:
2 IO−x +(2x-1) SO2 + 2(x-1) H2O → (2x-1) SO42- + I2 + (4x-4) H+ (1)
I2 + 2H2O + SO2 → 2I− + SO42- + 4H+ (2)
Ag++ I−→ AgI (3)
IO−x + (2x-1) I− + 2x H+ → x I2 + x H2O (4)
I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6 (5) 1,87.10-3 ← 3,74.10-3
0,5
0,5
Theo (5) ⇒ Số mol I2 = ½(Số mol Na2S2O3) = 1,87.10-3
Theo (4) ⇒ Số mol IO−x=
x
1
(số mol I2) =
x
1
.1,87.10-3
0,5
Trang 14⇒ 23+1270,1+16x =
x
1
.1,87.10-3
⇒ 1500,1+.16x x = 1,87.10-3
0,1x = 0,2805 + 0,02992x
⇒ x = 4
0,5
mol) 2Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2NaI (3)
→ số mol I2 cần p/ư với 250 ml dd A: 6,6105.10-3 mol
Zn2+ + S2- → ZnS ↓ Lọc bỏ kết tủa, chuẩn độ nước lọc hết 11,5 ml dd iot 0,0101M (=
A là 2,323.10-4 mol → số mol Na2S2O3 trong 250 ml dd A là 1,1615.10-3
mol
mol
%Na2S2O3.5H2O = 14,40%
% tạp chất trơ = 13,24%
0,25 0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
Câu
10
1
dt
O d
v = [ 2]= k [H+]α [O2 −]β ;
Vì [H+] là một hằng số nên :
v = k [O2 −]β 3,85.10-3 = k (7,69.10-6)β 1,67.10-2 = k (3,33.10-5)β 0,100 = k (2,00.10-4)β
0,5
Trang 15
−
−
5
6 2
3
10 33 , 3
10 69 , 7 10
.
67
,
1
10
.
85
,
3
β
−
4
5 2
10 00 , 2
10 33 , 3 100
,
0
10
.
67
,
1
β
−
4
6 3
10 00 , 2
10 69 , 7
100
,
0
10
.
85
,
3
• v = k [O2 −]
0,5
k = 3,85.10-3 mol.lit-1.s-1/ 7,69.10-6 mol.lit-1 = 501 s−1
k = 1,67.10-2 mol.lit-1.s-1/ 3,33.10-5 mol.lit-1 = 501 s− 1
k = 0,1mol.lit-1.s-1/ 2,00.10-4 mol.lit-1 = 502 s−1
ktb = 501 s− 1
0,5
0,5
HS làm cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa.
………HẾT…………