Đề thi học sinh giói cấp tỉnh lớp 10 môn Hóa học B

Từ cấu hình suy ra vị trí của nguyên tố X trong bảng hệ thống tuần hoàn.X có số oxi hóa cao nhất là bao nhiêu?. Xác định 4 số lượng tử của electron ở phân lớp 3d1 và electron có năng lượ

Họ và tên thí sinh:……… ………… Chữ ký giám thị 1:

SỞ GDĐT BẠC LIÊU KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10, 11 VÒNG TỈNH NĂM HỌC 2011 - 2012

* Môn thi: HÓA HỌC

* Bảng: B

* Lớp: 10

* Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)

ĐỀ

Câu 1: (4 điểm)

1 Một ion X3+ có phân lớp electron ngoài cùng là 3d1

a Viết cấu hình của ion X3+ và nguyên tử X Từ cấu hình suy ra vị trí của nguyên tố X trong bảng hệ thống tuần hoàn.X có số oxi hóa cao nhất là bao nhiêu?

b Xác định 4 số lượng tử của electron ở phân lớp 3d1 và electron có năng lượng cao nhất trong nguyên tử của nguyên tố X

2 Gadolini-153 là nguyên tố được dùng để xác định bệnh loãng xương, có chu

kì bán rã là 242 ngày Tính phần trăm 153

64Gd còn lại trong cơ thể bệnh nhân sau 12 tháng kể từ khi cho vào cơ thể

Câu 2: (4 điểm)

1.(a) Hãy cho biết ( có giải thích ) theo thuyết liên kết hóa trị thì lưu huỳnh (S)

có thể có cộng hóa trị bằng bao nhiêu ?

(b) Cho biết cấu tạo đơn phân tử và dạng hình học của hợp chất với hiđro, oxit

và hiđroxit của lưu huỳnh tương ứng với các giá trị cộng hóa trị đã xác định ở câu (a)

2 Tại sao SiO2 là một chất rắn ở nhiệt độ phòng nóng chảy ở 19730K trong khi

đó CO2 lại là chất khí ở nhiệt độ phòng nóng chảy ở 2170K ?

Câu 3: (4 điểm)

1/ (2đ)

Cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa - khử bằng phương pháp thăng bằng electron

a/ CuFeS2 + Fe2(SO4)3 + O2 + H2O → CuSO4 + FeSO4 + H2SO4

b/ CxHyO + KMnO4 + HCl → CH3CHO + MnCl2 + CO2 + KCl + H2O

2/ (2đ)

a/ Trình bày nguyên tắc xét chiều của phản ứng oxi hóa khử ở điều kiện chuẩn và điều kiện bất kì

b/ Áp dụng xét chiều của các phản ứng sau ở điều kiện chuẩn

Cu + Fe2+ ' Cu2+ + Fe (1)

2Fe3+ + Sn2+ ' 2Fe2+ + Sn4+ (2)

Biết:

Oxi hóa/khử Fe2+/Fe Sn4+/Sn Cu2+/Cu Fe3+/Fe2+

(Gồm 02 trang)

ĐỀ CHÍNH THỨC

Câu 4: (4 điểm)

Tính năng lượng liên kết trung bình C-H và C-C từ các kết quả thực nghiệm sau:

- Nhiệt đốt cháy CH4 là -801,7 kJ/mol

- Nhiệt đốt cháy C2H6 là -1412,7 kJ/mol

- Nhiệt đốt cháy hidro là -241,5 kJ/mol

- Nhiệt đốt cháy than chì là -393,4 kJ/mol

- Nhiệt hoá hơi than chì là 715 kJ/mol

- Năng lượng liên kết H-H là 431,5 kJ/mol

Các kết quả đều đo ở 250C và 1atm

Câu 5: (4 điểm)

1 Viết các phương trình phản ứng xảy ra khi:

a Ion I- trong KI bị oxi hóa thành I2 bởi FeCl3; O3; −

3

IO trong môi trường axit

và I2 oxi hóa được SO2; Na2S2O3; Na2S

b Cl2 oxi hóa I- thành I2, nếu Cl2 dư thì dung dịch màu nâu của I2 bị mất đi

2 Hòa tan hoàn toàn 1,70 gam hổn hợp gồm Zn và kim loại A trong dung dịch HCl thu được 0,672 lit khí (đktc) và dung dịch B Mặc khác để hòa tan 1,9 gam kim loại A thì dùng không hết 200ml dung dịch HCl 0,5M

a Xác định tên kim loại A biết A thuộc nhóm IIA

b Tính nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch B Biết rằng dung dịch HCl

có nồng độ 10% và để trung hòa dung dịch B phải dùng hết 12,5 gam dung dịch NaOH 28,8%

- HẾT -

SỞ GDĐT BẠC LIÊU KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10, 11 VÒNG TỈNH NĂM HỌC 2011 - 2012

* Môn thi: HÓA HỌC

* Bảng: B

* Lớp: 10

* Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)

HƯỚNG DẪN CHẤM

Câu 1: (4 điểm)

1 a Một ion X3+ có phân lớp electron ngoài cùng là 3d1

Cấu hình của ion X3+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 (0.25đ) Cấu hình của nguyên tử X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2 (0.25đ)

Vị trí của nguyên tố X trong bảng hệ thống tuần hoàn:

- Z= 22 ⇒ Số thứ tự 22 (0.25đ)

- Có 3d2 4s2 ⇒phân nhóm IVB (0.25đ)

* Số oxi hóa cao nhất của X là +4 (0.25đ)

b Bốn số lượng tử của electron ở phân lớp 3d1 là ; ; ; 1

2

( 0.5đ) Bốn số lượng tử của electron ở phân lớp 3d2 ( có năng lượng cao nhất trong nguyên tố X) là : ; ; 1 ; 1

2

2 Quá trình phóng xạ tuân theo qui luật:

1

2

ln 2

k

t

0

35,66%

kt N

N

−

−

Câu 2: (4 điểm)

1.(a) Cộng hóa trị của một nguyên tố bằng số liên kết mà nguyên tử nguyên tố

đó tạo ra được với các nguyên tử khác trong phân tử Trong thuyết liên kết hóa trị, mỗi liên kết cộng hóa trị lại được hình thành do sự xen phủ các obitan mang electron độc thân Như vậy có thể nói rằng cộng hóa trị của một nguyên tố bằng số electron độc thân có thể có của nguyên tử của nguyên tố đó Vì có thể có 2, 4 hoặc 6 electron độc thân nên lưu huỳnh có thể có cộng hóa trị bằng 2, 4, hoặc 6

16 S

16 S*

16 S*

(1.0đ) (Gồm 04 trang)

ĐỀ CHÍNH THỨC

(b) Cấu tạo và dạng hình học :

H2S

S

ch÷ V

SO2

S

ch÷ V

SO3

S

tam gi¸c

O

H2SO4

S

tø diÖn

OH

O

(1.0đ)

2 C và Si đều có bốn electron hóa trị tuy nhiên khác với CO2 (O = C = O) SiO2

không phải là một phân tử đơn giản với liên kết Si =O Năng lượng của 2 liên kết đôi

Si=O kém xa năng lượng của bốn liên kết đơn Si-O vì vậy tinh thể SiO2 gồm những tứ

diện chung đỉnh nhau

O O

O

O Si

(0.5đ) SiO2 là tinh thể nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị bền trong

khi CO2 rắn là tinh thể phân tử, liên kết với nhau bằng lực Vanderwall yếu (0.5đ)

Câu 3: (4 điểm)

1/ (2 đ)

2

2

2

2 + −

+

S

Fe

Cu + 2 4 3

3

)

(SO

Fe+ + 2

0

O + H2O→ Cu+2 SO4 + Fe+2 SO4 + H2S+6O4

Fe+3+ 1e→Fe+2

O0+2e→O−2

S−2→S+6+ 8e (0.5đ)

2

3Cu Fe S + 8Fe2 (SO4)3 + 8O2 + 8H2O→ 3Cu SO4 + 19Fe SO4 + 8H2S O4 (0.5đ)

y

4 2

2 4

1 2 4

7 2

)

2

(

+ + + +

→ +

−

+

−

−

Mn+7 + 5e→Mn+2

xC x x C y x e

y

) 2 4 2 (

1 ) 2 (

+

− +

−

−

(0.5đ) 15CxHyO + (3y – 6 – 2x)KMnO4 + (9y – 18 – 6x)HCl →

5xCH3CHO +(3y–6– 2x)MnCl2 + 5xCO2 + (3y – 6 – 2x)KCl + (12y – 9– 13x)H2O

(0.5đ)

2/ (2 đ)

a/ Chiều của của phản ứng oxi hóa khử được xét dựa vào công thức sau:

ΔG = -nEF

+3e -8e

8 x

3 x

e x y

C x

xC x

y

) 4 2 ( 4 ) 2 (

−

− +

→ +

−

−

- (3y – 6 – 2x )e

+5e (3y – 6 – 2x )

5 x

Trong đó: n là số electron trao đổi giữa chất khử và chất oxi hóa trong phản ứng

F là hằng số Faraday (F= 96500 C.mol-1)

E là suất điện động của pin trong phản ứng xảy ra (V)

ΔG là biến thiên năng lượng Gibbs

→Phản ứng xảy ra theo chiều ΔG < 0 →E >0

* Nếu biết E ta tính theo công thức:

E0pin = E0oxh – E0kh

- E0

pin > 0 → Phản ứng trong pin xảy ra theo chiều thuận

- E0pin < 0 → Phản ứng trong pin xảy ra theo chiều nghịch

- Ở điều kiện bất kì thì ta thay E 0 pin = E pin

b/ Áp dụng:

E (1) = E0(Fe2+/Fe) - E0 (Cu2+/Cu) = - 0,44 – 0,34 = - 0,78 V

→ E (1) < 0 → Phản ứng (1) xảy ra theo chiều nghịch

E (2) = E0(Fe3+/Fe2+) – E0(Sn4+/Sn2+) = 0,77 – 0,15 = 0,62 V

→ E(2) > 0 → Phản ứng (2) xảy ra theo chiều thuận

Câu 4: (4 điểm)

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O ΔH1

2H2O U O2 + 2H2 -2ΔH2

2H2 U 4H 2ΔH5

CH4 U C(k) + 4H ΔH = 4EC-H (0.25đ)

4ΔEC-H = ΔH1 - 2.ΔH2 -ΔH3 +ΔH4 + 2.ΔH5 (0.5đ)

= -801,7 + 2.241,5 + 393,4 + 715 + 2.431,5

= 1652,7

C2H6 + 3,5O2 → 2CO2 + 3H2O ΔH6

3H2O U 1,5O2 + 3H2 -3ΔH2

2CO2 U 2O2 + 2C(r) -2ΔH3 (0.5đ)

C2H6 U 2C(k) + 6H ΔH = EC-C+6EC-H (0.5đ)

EC-C+ 6EC-H = ΔH6 -3ΔH2 -2ΔH3 + 2ΔH4 + 3ΔH5 (0.5đ)

EC-C = ΔH6 -3ΔH2 -2ΔH3 + 2ΔH4 + 3ΔH5 - 6EC-H = 344,05 (kJ/mol) (0.5đ)

Câu 5: (4 điểm)

1 (2 điểm)

1a.Viết các phương trình :

2KI + FeCl3 → 3FeCl2 + 2 KCl + I2 (0.25đ)

2KI + O3 + H2O → O2 + 2 KOH + I2 (0.25đ)

I2 + SO2 + H2O → 2HI + H2SO4 (0.25đ)

I2 + 2Na2S2O3 → Na2 S4O6 + 2NaI (0.25đ)

I2 + Na2S → 2NaI + S (0.25đ)

1b ta có:

Cl2 + 2I- → I2 + 2Cl- (0.25đ) 5Cl2 + I2 + 6H2O → 10HCl + 2HIO3 (0.25đ)

2 (2 điểm)

2a Ta có: nH2 = 0,03

4 , 22

672 ,

Do: A có hóa trị II ta có phương trình chung:

M + 2HCl Æ M Cl2 + H2 (0.25đ) 0,03 mol 0,03 mol

M = 1,70 56,67

0,03

hh

hh

m

n = = mà Zn có khối lượng là 65

Mà ta có 1,9g A tác dụng không hết 200ml dung dịch HCl 0,5 M

Æ MA > 38

05

,

0

9

,

Vậy 38 < MA < 56,67 Æ A là Ca (0.25đ)

2b n NaOH = = 0 , 09 = n HCl

4000

8 , 28

* 5 , 12

dư

Gọi x, y lần lược là số mol Zn và Ca

Ta có: ⎩ ⎨

⎧ + =

= +

mol y

x

y x

03 , 0

70 , 1 40

65 ⎩ ⎨

⎧ =

=

mol x

mol y

02 , 0 01 ,

HCl

n phản ứng với Zn và Ca là =

2

2 n H = 2*0,03 = 0,06 mol

10

475 , 5 100

*

C

m HCl

=

=

C% ZnCl2 = * 100 4 , 82 %

39 , 56

136

* 02 ,

C% CaCl2 = * 100 1 , 97 %

39 , 56

111

* 01 ,

C% HCl = * 100 5 , 83 %

39 , 56

5 , 36

* 09

,

-