Sử dụng mô hình vi hạt chuyển động tự do trong hộp thế một chiều cho hệ electron π của phân tử liên hợp mạch hở Octatetraen, hãy: a Tính các giá trị năng lượng En n= 1÷5 theo J.. Biểu di[r]
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỀ THI CHÍNH THỨC K Ỳ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA THPT N ĂM 2013
Môn: HOÁ HỌC
gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Ngày thi nht: 11/01/2013
( Đề thi có 03 trang, gồm 05 câu) Cho: NA = 6,022.1023mol-1; h = 6,625.10-34J.s; 1eV= 1,602.10-19J;
O = 16; Na = 23; K = 39; Rb = 85; Mg = 24; Ca = 40; Ba = 137
Câu 1 (4,5 điểm)
1 K5 678 tính Hoá <= ">?ng t@ cho /5 ion Li2+
có D l>?ng electron E các m= En (n là (G l>?ng t@ chính) > sau: E1= -122,400eV; E2= -30,600eV; E3= -13,600eV; E4= -7,650eV
a) Tính các giá trH D l>?ng trên theo kJ/mol (có trình bày chi ti5 LM vH tính)
b) Hãy 8 thích (P tD dRn D l>?ng tS E1 L5n E4 =T ion Li2+
c) Tính D ">?ng ion hoá =T ion Li2+
(theo eV) và gi8 thích
2 17U LV =T electron W d<c theo mX= cacbon cTa Y liên h?p mX= E L>?c coi là
=7U LV tP do =T vi X trong V 5 mV =Z7 ND l>?ng =T vi X trong V 5 mV
n 2 h 2
chi
n = 8ma 2 , trong LC n= 1,2,3 ; h là h[ng (G Planck; m là JG
l>?ng =T electron, m= 9,1.10-31
kg; a là chiZ7 dài V 5 ]G N^ hY liên h? a là chiZu dài
dài trung bình cTa liên k5t C-C ang v^ mb m= D l>?ng En nêu trên, >i ta xác LHnh L>?c mV obitan phân @ (vi5 td là ,#W4 t>Mng duy eP phân /G electron W vào các ,#W
=f tuân theo các nguyên lý và quy td= > (P phân /G electron vào các obitan cTa nguyên @ e@ Qh mô hình vi hXt =7U LV tP do trong V 5 mV =Z7 cho Y electron W cTa phân t@ liên h?p mX= hE Octatetraen, hãy:
a) Tính các giá trH D l>?ng En (n= 1÷5) theo J BiU7 dij (P phân /G các electron W trên các ,#W =T 8 Lk các m= D l>?ng và tính l nDng l>?ng cT các electron W thuVc Octatetraen theo kJ/mol Cho bi5 phân @ Octatetraen có _C-C = 1,4Å
b) Xác LHnh sG sóng o (cm-1
) cTa ánh sáng cRn thi5t LU kích thích 1 electron tS mc nDng l>?ng cao
nht có electron (HOMO) lên mc nDng l>?ng thp nht không có electron (LUMO)
Câu 2 (4,0 điểm)
1 28 7R hoàn hiY nay có 118 nguyên tG Nguyên G X (Z=118) L>?c hình thành khi /d
phá X nhân nguyên G Californi ( 249
Cf ) /[ X nhân Canxi ( 48
Ca ) Bi5 nguyên tG X phân
rã s và có sG JG là A= 294
a) *5 ph>Mng trình ph8 tl ? và phân rã s =T nguyên G X.
b) Vi 5t cu hình electron nguyên t@ cTa nguyên tG X TS Ló suy ra vH trí cTa X trong b8ng tuRn hoàn
các nguyên tG hoá h<c
2 Cho M là mV kim "!X !X LV Oxit =T M có =7 trúc mX l>^i ltp >Mng v^i =Xnh =T
ô mX =M (E là a= 5,555Å Trong mb ô mXng =M (E ion O2-
chi5 Lunh và tâm các mv =T hình lt ph>Mng, còn ion kim "!X =5 các hG= diY (tâm cT các hình "t ph>Mng con v^i
=X là a/2 trong ô mX4 KhG l>?ng riêng cTa oxit là 2,400 g/cm3
a) Tính (G ion kim "!X và ion O2-
trong mV ô mX =M (E
b) Xác LHnh kim "!X M và công thc oxit cTa M.
c) Tính bán kính ion kim "!X M (theo nm) bi5 bán kính =T ion O2-
là 0,140 nm
d) Nêu cách LZ7 =5 oxit =T M.
Trang 2+ 2+ +
-Câu 3 (3,5 điểm)
1 Nêu Y t>?ng và vi5t >Mng trình hoá <= cT 8 c8 ra trong các thí nghiY sau: a) eh= S tS khí clo (L5 Q>4 vào dung dHch NaBr
b) Cho mV ít /V MnO2 vào dung QH= H2O2
c) Cho dung dHch SnCl2 vào dung QH= FeCl3, sau LC cho thêm K3[Fe(CN)6].
2 Canxi xyanamit L>?c LiZ7 ch5 theo 8 (1) và (2), nó ph8 N^ >^c và N^ axit sunfuric theo
CaCN2 + 3H2O | CaCO3 + 2NH3 (3) CaCN2 + H2SO4 | CaSO4 + H2N-CN (4)
a) Hãy trình bày ngd < NZ 8 >Eng =T áp (7 và nhiY LV L5 =Z7 dij bi5n =T 8
(1) và (2)
b) DP vào các 8 LO cho, hãy 8 thích và N5 c7 tX! hoá <= (có ghi LR LT các electron hoá H4 =T CaCN2
c) Hãy vi5 =M ch5 ph8 LU gi8 thích sP tX! thành NH3 E ph8 (3) và H2N-CN (xyanamit) E 8 (4)
d) *5 công th= Liuyt cT các Lk phân N^ công thc phân @ CH2N2
Câu 4 (4,0 điểm)
1 ]U xác LHnh hàm l>?ng oxi trong >^c sông, >i ta (@ Qh >Mng pháp Winkler /[ cách dùng Mn2+ =G LHnh oxi Q>^i QX ? = =T Mn(IV) trong môi >ng kiZm Sau Ló, dùng KI LU J@ Mn(IV) trong môi >ng axit và =7 LV b ? /[ dung dHch Na2S2O3
4 LT Q> sau LC thêm ti5 dung dHch kiZ i!L7 k NaOH và KI d>4 Lt nút bình = thtn LU tránh b< khí và LU yên cho J5 tT "d xuGng Axit hóa hb ? /[ H2SO4 Lv= ]ty nút chai và ld= J cho L5n khi k5 tT tan hoàn toàn Chu LV ngay dung dHch thu L>?= /[ dung dHch Na2S2O3 8,0.10-3
M
5 20,53 ml Na2S2O3
a) *5 ph>Mng trình hóa <= các ph8 c8 ra trong thí Y trên
b) Tính Eo 2+ - ; Eo -
MnO(OH)2 /Mn ,OH O2 /OH
c) 8 thích X sao:
- Giai L!X =G LHnh oxi ph8 tP= hiY trong môi >ng kiZm;
- ]U J@ Mn(IV) /[ KI 8 ti5n hành trong môi tr>ng axit;
- Sau khi axit hoá dung dHch =R =7 LV ngay
d) Tính hàm ">?ng oxi trong >^c theo mg/l
2 O)= 10-14; E 25o
C: 2,303.RT
= 0, 0592 F
MnO2 , H /Mn O2 , H /H2O I3 /I
2 Cân 0,432 gam axit y57 HA, pha thành 50,00 ml dung dHch A Ti5 hành =7 LV dung dHch
A /[ dung dHch chun NaOH 0,100M Khi thêm 50,77 ml dung dHch NaOH vào dung dHch A thì dung dHch thu L>?c có pH = 5,0 Còn khi thêm 60,00 ml dung dHch NaOH vào dung dHch A thì LXt t^i LiU >Mng L>Mng
a) Tính JG ">?ng mol cT axit HA
b) Tính [ (G Ka =T axit HA
Câu 5 (4,0 điểm)
1 Nghiên cu LVng h<c cTa ph8n ng oxi hoá kh@ trong dung dHch n>^c:
2Fe3+ (aq) + Sn2+(aq) | 2Fe2+
(aq) + Sn4+(aq) (1)
Trang 32 2
T
Khi nkng LV cTa ion Fe2+
rt l^n so v^i nkng LV cTa ion Fe3+
, thPc nghiYm xác LHnh L>?c biUu
thc tính tGc LV ph8n ng nh> sau:
v = k.[Fe3+]2 [Sn2+]/ [Fe2+] (2)
a) Chng minh r[ng cM ch5 ph8n ng d>^i Lây là phù h?p v^i thPc nghiYm:
Fe3+ + Sn2+ ZZkZ1 X Fe + Sn (3)
k−1
Fe3+ + Sn3+ ⎯k⎯2 → Fe2+ + Sn4+ (4)
Gi8 LHnh r[ng giá trH cTa h[ng sG tGc LV k2 là rt nh
b) Có thU tính L>?c k2 theo k (thPc nghiYm) và h[ng sG cân b[ng K cTa ph8n ng (3) không?
2 Xét quá trình hoá hM 1 mol >^c " E 25o
C và 1atm Cho /5 nhiYt hoá hM =T >^c, Y dung Lng áp cTa hMi n>^c và cTa n>^c l ng lRn l>?t là: Hhh (100oC, 1atm) = 40,668kJ/mol
Cp,H O(A) = 75,31J K-1.mol-1; Cp,H O(k) = 33,47 J K-1.mol-1
Các Q kiY trên L>?c coi > có giá trH không Ll trong kho8 nhiY LV J8! sát
a) Tính : e =T Y trong quá trình hoá hMi nói trên?
b) DP vào J5 678 thu L>?c, hãy cho bi5 quá trình hoá hM =T >^= có U tP dij ra hay không? Vì sao?
Cho /5 LG N^ quá trình L áp có Y LV bi5 Ll tS T1 L5 T2, bi5 thiên entropy
p ln 2
T1
H
-* Thí sinh không được sử dụng tài liệu, kể cả bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học;
* Giám thị không giải thích gì thêm.