Hai nguyên tử O liên kết với 2 trong số 3 obitan lai hoá nên phân tử có cấu tạo dạng chữ V (hay gấp khúc).. Hai obitan nằm dọc trục thẳng đứng liên kết với 2 nguyên tử F.[r]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH ĐĂK LĂK
ĐƠN VỊ : THPT CAO BÁ QUÁT
KÌ THI OLYMPIC 10-3 LẦN THỨ IV, NĂM 2019
ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: HÓA HỌC - LỚP : 10
Trang 2ĐỀ THI VÀ ĐÁP ÁN ĐỀ NGHỊ
Câu 1: (4 điểm)
1.(1 điểm)
Hai nguyên tố A , B trong cấu electron có electron cuối cùng ứng với 4 số lượng tử sau :
A ( n = 3; l = 1; m = -1; s = - ½ )
B (n = 3; l = 1; m = 0 ; s = - ½ )
a Viết cấu hình electron và xác định vị trí của A và B trong bảng tuần hoàn
b Viết công thức cấu tạo hidrua của A, B So sánh tính axit của các hiđrua đó, giải thích?
2 (1 điểm)
Cho 2 nguyên tố X và Y X thuộc chu kì 2, Y thuộc chu kì 4 Trong bảng dưới đây có ghi các năng lượng ion hóa liên tiếp In (n= 1,….,6) của chúng (theo kJ.mol-1)
a Xác định X và Y? Tính của bức xạ phải dùng để có thể tách được electron thứ nhất ra khỏi nguyên tử Y?
b Tính năng lượng của ion X+ và nguyên tử X?
3.(0,75 điểm)
Muối LiCl kết tinh theo mạng lập phương tâm diện Ô mạng cơ sở có độ dài mỗi cạnh là 5,14.10-10 m Giả thiết ion Li+ nhỏ tới mức có thể xảy ra tiếp xúc anion - anion và ion Li+ được xếp khít vào khe giữa các ion Cl- Hãy tính độ dài bán kính của mỗi ion Li+ , Cl- trong mạng tinh thể theo picomet (pm)
4 (1,25 điểm)
Viết công thức Lewis và xác định dạng hình học của các phân tử và ion sau: BCl3, CO2, NO2+,
NO2, IF3
Đáp án câu 1:
1.1
1đ
1.a Nguyên tố A: n = 3 ; lớp 3 ; l = 1 : phân lớp p ; m= -1 obitan px ; s = -1/2
electron cuối ở px
Vậy A có cấu hình electron 1s2 2s2 2p43s2 3p4; nguyên tố A có số thứ tự 16
chu kì 3; nhóm VIA
A là Lưu huỳnh
Tương tự Nguyên tố B có thứ tự là 17, chu kì 3, nhóm VIIA, B là clo
b hidrua là H2S và HCl Tính axit của HCl > H2S , do χCl > χS
0,25đ 0,25đ 0,5đ
1.2
1đ
2 a I5 (X) và I3(Y) tăng nhiều và đột ngột X thuộc nhóm IV A , Y thuộc
nhóm IIA X là C; Y là Ca
max hc 6, 6256.10 34J.s.3, 0.10 ms 6, 0223.10 mol83 1 1 23 1
b EC = -(I1 + I2 + I3+ I4 + I5 + I6) = -99358 kJ
0,25đ
0,25đ
0, 5đ
Trang 3và E C+ = - (I2 + I3+ I4 + I5 + I6) = - 98272 kJ
1.3
0,75đ
3 Mỗi loại ion tạo ra một mạng lập phương tâm mặt Hai mạng đó lồng vào
nhau, khoảng cách hai mạng là a/2
Học sinh mô tả cấu trúc của tinh thể LiCl
d là đường chéo của ô mạng tinh tinh thể
d2 = 2a2 d = a 2
d = 4r (
Cl )
r (
4
2 10
14 , 5 4
Xét một cạnh a:
a = 2 r (Cl-) + 2 r (Li+)
2
182 2 514 2
) ( 2
0,25đ
0,25đ
0,25đ 1.4
1,25đ 4 a Công thức Lewis:
Cl
I
BCl3 CO2 NO2+ NO2 IF3
O : : C : : O
:
. B .
Cl
Cl
O : : N : : O . :
:
F
F
F
.
O .N . O
.
+
b Dạng hình học:
BCl3: Xung quanh nguyên tử B có 3 cặp electron nên B có lai hoá sp2, 3
nguyên tử Cl liên kết với B qua 3 obitan này, do đó phân tử có dạng tam
giác đều.
CO2: Xung quanh C có 2 siêu cặp, C có lai hoá sp, 2 nguyên tử O liên kết
với C qua 2 obitan này Phân tử có dạng thẳng.
NO2+: Ion này đồng electron với CO2 nên cũng có dạng thẳng.
(liên kết đôi) + 1 electron độc thân nên N có lai hoá sp2 Hai nguyên tử
O liên kết với 2 trong số 3 obitan lai hoá nên phân tử có cấu tạo dạng chữ
V (hay gấp khúc) Góc ONO < 120o vì sự đẩy của electron độc thân
IF3: Xung quanh I có 5 cặp electron, do đó I phải có lai hoá sp3d, tạo
thành 5 obitan hướng đến 5 đỉnh của một hình lưỡng chóp ngũ giác Hai
obitan nằm dọc trục thẳng đứng liên kết với 2 nguyên tử F Nguyên tử F
thứ ba liên kết với 1 trong 3 obitan trong mặt phẳng xích đạo Như vậy
0,25 đ
0,25 đ 0,25 đ
0,25 đ
0,25
Trang 4phân tử IF3 có cấu tạo dạng chữ T Nếu kể cả đến sự đẩy của 2 cặp electron không liên kết, phân tử có dạng chữ T cụp.
F F
F
C O
O O N O
O O
.
N
Cl
B
Cl
Cl
I
Câu 2 (4 điểm)
1 (1,75 điểm)
Một mẫu đồng vị 210Po ở thời điểm t=0 phóng ra 1,736.1014 hạt α trong một giây, sau 7 ngày mẫu đó phóng ra 1,44.1019 hạt α trong một ngày
* Viết phương trình phân rã
* Tính khối lượng của Po cần lấy lúc đầu để sau 10 ngày ta có một mẫu có tốc độ phóng xạ 1 Ci
2 (2,25 điểm)
Công đoạn đầu tiên của quá trình sản xuất silic có độ tinh khiết cao phục vụ cho công nghệ bán dẫn được thực hiện bằng phản ứng:
a Không cần tính toán, chỉ dựa vào sự hiểu biết về hàm entropi, hãy dự đoán sự thay đổi (tăng
hay giảm) entropi của hệ khi xảy ra phản ứng (1)
b Tính S0 của quá trình điều chế silic theo phản ứng (1), dựa vào các giá trị entropi chuẩn dưới đây:
2
c Tính giá trị G0của phản ứng trên ở 25 oC Biến thiên entanpi hình thành ở điều kiện tiêu chuẩn
0
f
(ΔH)H ) của SiO2 và CO có các giá trị: ΔH)H0f(SiO (r))2 = -910,9 kJ.mol ; ΔH)H-1 0f(CO(k))= -110,5 kJ.mol-1
d Phản ứng (1) sẽ diễn ra ưu thế theo chiều thuận bắt đầu từ nhiệt độ nào?
(Coi sự phụ thuộc của ΔH)S và ΔH)Hvào nhiệt độ là không đáng kể).
Đáp án câu 2:
2.1
1,75đ
84Po 2He 82Pb
Vo = 1,736.1014 P rã/s = 1,736 x 1014 x 3600 x 24 = 1,5.1019p.rã/ngày
V = 1,44.1019 p.rã/ngày
19 19
Vo k
t V
84Po 2He 82Pb
Xét mẫu Po có V= 1Ci = 3,7.1010 p.rã/s
= 3,7.1010 x 3600 x 24 = 3,2 x 1015 p.rã/ngày
15
17
3, 2.10
5, 488.10 0,00583
v N
k
Vậy NPo phải lấy lúc đầu là (No)
0,25đ 0,25đ
0,25đ
0,25đ 0,25đ
Trang 5t k N
No
.
ln N0 = N.ekt = 5,488.1017.e0,00583.10 = 5,817.1017 ng.tử
17
4 23
5,817 10
210 2,03.10 ( ) 6,022 10
Po
x
x
0,25đ
0,25đ 2.2
2,25đ
a Theo chiều thuận, phản ứng (1) tăng 2 mol khí Trạng thái khí có mức độ
hỗn loạn cao hơn trạng thái rắn, tức là có entropi lớn hơn Vậy khi phản ứng
xảy ra theo chiều thuận thì entropi của hệ tăng
b ΔH)S = 20 S0CO(k)+ 0
Si(r)
C(r)
S - S0SiO2(r)
= 2.197,6 + 18,8 - 2.5,7 - 41,8 = 360,8 JK-1mol-1 = 360,8.10-3 kJK
-1mol-1
c G0= ΔH)H - T0 ΔH)S ,trong đó 0
0
0
ΔH)H = 2.(-110,5) + 910,9 = 689,9 (kJ)
G0= ΔH)H - T0 ΔH)S = 689,9 - 298 360,8.100 -3 = 582,4 (kJ)
d Phản ứng (1) sẽ diễn ra ưu thế theo chiều thuận khi ΔH)G bắt đầu có giá trị
âm: ΔH)G0 = ΔH)H - T0 ΔH)S = 689,9 - T 360,8.100 -3 < 0 T > 1912
chiều thuận
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,25đ
0,5đ
Câu 3 (4 điểm)
1 (2,5 điểm)
Dung dịch A chứa KCN 0,100M
a Tính pH và độ điện li của CN- trong A?
b Độ điện li sẽ thay đổi thế nào nếu:
* Thêm 0,1 mol NH4NO3 vào 1 lít A
4
HSO
4
NH
2 (1,5 điểm)
NH3 1M và NH4Cl 1M Biết: T Mg(OH)2= 1,5.10-10,95 và pKb = 4,75
Đáp án câu 3:
3.1.a
0,75đ
2
CN H O HCN OH 1 K 10
2
H O HOH Kw
Vì CCN.kkw nên tính OH - theo (1)
Trang 6CN H O2 HCN OH
C 0 0,1
[] 0,1(1 - ) 0,1 0,1
2
4,65
0,1
10 0,1 1
0,0149 1, 49%
[OH - ] = 0,00149 (M) pH = 11,175
0,25đ
0,25đ 0,25đ 3.1.b
1,75đ
b * Thêm 0,010 mol NaHSO4 vào 1 lít A Ta có CB:
HSO4 HSO4 K a = 10 -2
HCN HCN 11
a
K = 10 9,35
H SO2 4 CN HCN SO 42 K = 10 7,35
K rất lớn coi phản ứng hoàn toàn ta có:
TPGH: CN - (0,09M), HCN (0,01M), SO 42- (0,01)
SO42 H O2 H SO2 4OH K 1 1012
CN H O2 HCN OH (2) K 2 = 10 -4,65 >> K 1 nên tính theo CB sau
(2)
C 0 0,09 0,01
[] 0,09 – x 0,01 + x x
0,09 x
CN
10, 2%
0.25đ
0,25đ
0,25đ
* Thêm 0,1 mol NH4NO3 vào 1 lít A Ta có CB:
NH4H O2 NH3H O3 K 3 = 10 -9,24
CN H O2 HCN OH K 4 = 10 -4,65
H O3 OH 2H O2 -1
14 W
NH4CN NH3HCN K 5 = 10 0,11
C 0 0,1 0,1
C sau 0,1-x 0,1 – x x x
2 0,11
2
10 ) 1 , 0
x
Vậy TDGH: [HCN]’ = [NH 3 ]’ = 0,053M
[NH 4 ]’ = [CN - ] = 0,047M
Xét CB: CN H O2 HCN OH K = 10 -4,65
C 0 0,047 0,053
[] 0,047 – x 0,053 + x x
0,047 x
Vì x << [HCN] = 0,053M mà có thêm NH 3
Nên CN - phân li càng ít do đó:
0.25đ
0,25đ
0,25đ
Trang 7[HCN] = 0,053M
2
0,053
5,3%
0,1
3.2
1,5đ
2 Khi thêm 1ml dung dịch MgCl2 1M vào 100ml dung dịch đệm thì
2
Mg
C ban đầu = 10-2 (M)
Ta có: T Mg(OH)2= [Mg2+][OH]2 = 10-10,95
Để kết tủa Mg(OH)2 thì [Mg2+][OH]2 10-10,95
10,95 2
Mg
10
= 10-8,95 Hay [OH] 10-4,475
4 NH
3 NH
Do đó: [H+] sơ bộ = Ka
b
a
C
C
= 10-9,25
1
1
= 10-9,25 < 10-7
Suy ra cân bằng chủ yếu là:
NH3 + H2O
4
3 NH
K = Kb = 10-4,75
bđ 1 1
cb 1-x 1+x x
x 1
x 1 x
= 10-4,75
Điều kiện: x << 1 1-x 1 x = 10-4,75
x+1 1 Hay [OH] = 10-4,75 < 10-4,475
Vậy khi thêm 1 ml dung dịch MgCl 2 1M vào 100ml dung dịch NH 3 1M và NH 4 Cl 1M
thì không xuất hiện kết tủa Mg(OH) 2
0,5đ
0,5đ
0,5đ
Câu 4 (4 điểm): Phản ứng oxi hóa- khử Điện hóa.
1 (2 điểm)
Cân bằng các phản ứng oxi hoá khử sau:
a) Na2SO3 + KMnO4 + NaHSO4 → ? + ? + Na2SO4 + H2O
b) Al + HNO3 → ? + xNO + yN2O + H2O
c) Cu2FeS3 + HNO3 → ? + ? + Fe2(SO4)3 + N2O + H2O
d) CxHyO + KMnO4 + HCl → CH3-CHO + CO2 + ? + KCl + H2O
(Cho biết tỉ lệ số mol giữa CH3-CHO với CO2 là 1 : 1)
2 (1 điểm)
Tính thế tiêu chuẩn E1 của bán phản ứng:
H2SO3 + 6H+ + 6e H2S + 3H2O
Cho biết thế tiêu chuẩn của các bán phản ứng sau:
3 (1 điểm)
Trang 8Giải thích tại sao Ag kim loại không tác dụng với dung dịch HCl mà tác dụng với dung dịch
HI để giải phóng ra hiđrô Biết: E0Ag/Ag= +0,8V; TAgCl = 10-9,75 ; TAgI = 10-16
Đáp án câu 4:
4.1
2đ
a) 5Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 6NaHSO 4 → K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 8Na 2 SO 4 +
3H 2 O
b) (3x+8y)Al+(12x+30y) HNO 3 →
(3x+8y) Al(NO 3 ) 3 + 3xNO + 3yN 2 O +(6x+15y)
H 2 O
c) 8Cu 2 SFeS 2 + 58HNO 3 →
12CuSO 4 + 4Cu(NO 3 ) 2 + 4Fe 2 (SO 4 ) 3 + 25N 2 O + 29H 2 O
d) 15CxHyO + (2x+ 3y -6)KMnO4 + (6x +9y -18)HCl →
5xCH3-CHO + 5xCO2 + (2x +3y -6)MnCl2 + (2x+3y 6)KCl + (7x +12y
-9)H2O
0,5đ 0,5đ
0,5đ
0,5đ
4.2
1đ
Lấy (2) + (3) (1) Do đó: G10 = G20 + G30 Mà: G0 = - n.E0.F Suy ra: - n1.E10.F = - n2.E02.F - n3.E30.F
E10=
1
0 3 3
0 2 2 n
E n E
2.0,141 4.0,45
= 0,347 V Vậy : E10= 0,347 V
(1đ)
4.3
1đ
3) * Tính thế oxi hoá-khử tiêu chuẩn điều kiện của hệ Ag+/Ag khi có dư Cl
và I
Ta có: Ag - 1e = Ag+ K1 = 10 E0/0,059 (1)
Ag + Cl - 1e = AgCl K2 = 10E0/0,059 (3) Cộng (1) và (2) ta được (3) K2 = 10 E0/0,059= K1.Tt1 = 10 E0/0,059
1
t
T
0,059
E 0,059
E02 10
- lgTt E20 = E10 + 0,059 lgTt Hay : E0AgCl/Ag = 0,8 + 0,059 lg10-9,75 = 0,225 (V)
Tương tự: E0AgI/Ag = 0,8 + 0,059 lg10-16 = - 0,144 (V)
(1đ)
Trang 9Hay: E0AgCl/Ag > E02H/H2 E0 phản ứng < 0 : phản ứng không xảy ra
E0AgI/Ag < E2H0 /H2 E0 phản ứng = 0 - (-0,144)>0 : phản ứng xảy ra
Vậy Ag không tác dụng với dung dịch HCl mà tác dụng với dung dịch HI giải
phóng H 2 (1đ)
Câu 5 (4 điểm)
1 ( 1 điểm)
Viết phương trình phản ứng xảy ra trong những trường hợp sau:
a Ozon oxi hóa I- trong môi trường trung tính
b Sục khí CO2 qua nước Javel
c Cho nước Clo qua dung dịch KI
d Sục khí Flo qua dung dịch NaOH loãng lạnh
e Sục Clo đến dư vào dung dịch FeI2
2 ( 1 điểm)
Hợp chất A chứa S, O và halogen Trong mỗi phân tử A chỉ có 1 nguyên tử S Thuỷ phân hoàn toàn A được dd B Người ta sử dụng những thuốc thử cho dưới đây để nhận biết những ion nào có trong B?
Qua đó có thể đưa ra công thức phù hợp của A là gì?
Để xác định chính xác người ta lấy 7,19g A hòa tan vào nước thành 250ml dung dịch Lấy
công thức phân tử và công thức cấu tạo A?
3 ( 2 điểm)
khí (gồm 20% thể tích O2 và 80% thể tích N2) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất rắn B và hỗn hợp khí C có thành phần phần trăm theo thể tích: N2 = 84,77%; SO2 = 10,6%; còn lại là O2 Hoà tan chất rắn B trong dung dịch H2SO4 vừa đủ, dung dịch thu được
không đổi, thu được 12,885 g chất rắn
Tính % khối lượng mỗi chất trong A và tính giá trị của m ?
Đáp án câu 5:
5.1
(1đ)
a.O 3 + 2I - + H 2 O O 2 + I 2 + 2OH
-b.CO 2 + NaClO + H 2 O NaHCO 3 + HClO
c.Cl 2 + 2KI 2KCl + I 2 ;
Nếu KI còn dư: KI + I 2 KI 3
Nếu Clo dư : 5Cl 2 + 6H 2 O + I 2 2HIO 3 + 10HCl
d.2F 2 + 2NaOH (loãng, lạnh) 2NaF + H 2 O + OF 2
0,125 x
8 = 1
Trang 10e.2FeI 2 + 3Cl 2 2FeCl 3 + 2I 2 ; 5Cl 2 + I 2 + 6H 2 O 2HIO 3 + 10HCl
5.2
(1đ)
AgNO 3 : thuốc thử ion Cl - ( kt trắng) ; Br - ( kt vàng nhạt) ; I - ( kt vàng sẫm)
Ba(NO3 ) 2 : thuốc thử ion SO 42- ( kt trắng)
NH 3 + Ca(NO 3 ) 2 : thuốc thử ion F - (kt CaF 2 trắng)
KMnO 4 + Ba(NO 3 ) 2 : thuốc thử ion SO 32- ( kt BaSO 4 )
Cu(NO 3 ) 2 : thuốc thử ion I - ( I 2 + CuI kt trắng)
Từ hiện tượng trên kết luận A có S +4 , có Br - là SOBr 2 hoặc SOBrCl.
SOBr 2 + 2H 2 O -> H 2 SO 3 + 2HBr và SOBrCl + 2H 2 O -> H 2 SO 3 + HCl +
HBr
Từ số liệu tính toán ra kết quả: A là SOBrCl.
C.t.c.t
Br Cl
0,5đ
0,25đ
0,25đ
5.3
(2đ)
* Đặt x, y là số mol của FeS và FeS2 trong A
a là số mol của khí trong bình trước khi nung Khi nung:
4 FeS + 7 O2 t0 2Fe2O3 + 4SO2
x 1,75x 0,5x x
4FeS2 + 11 O2 t0 2Fe2O3 + 8 SO2
y 2,75y 0,5y 2y
Số mol các khí trước khi nung: nN2 = 0,8a (mol)
nO2 = 0,2a (mol)
Số mol các khí sau khi nung: nN2 = 0,8a (mol)
nSO2 = (x+2y) (mol)
nO2 d ư = 0,2a – 1,75x- 2,75y
Nên tổng số mol khí sau khi nung = a – 0,75(x+y)
Ta có: %(V)N2 = a 0,075,8(a x y)
a = 13,33(x+y) (1)
% (V)SO2 = a 0x,75(2x y y)
= 10,6/100 a = 10,184x + 16,618 y (2)
Từ (1) và (2) ta có: 13,33(x+y) = 10,184x + 16,618 y
Nên : x y =
1
2
(3)
1 Vì tỷ lệ về số mol x:y = 2:1 nên % theo khối lượng sẽ là:
) 120 1 88 2 (
88 2
) 120 1 88 2 (
120 1
* Chất rắn B là Fe2O3 có số mol: 0,5(x+y)
Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O
0,5(x+y) 0,5(x+y)
Fe2(SO4)3 + 3Ba(OH)2 2Fe(OH)3 + 3BaSO4
0,5đ
0,5đ
0,25đ
Trang 110,5(x+y) (x+y) 1,5(x+y)
Khi nung kết tủa:
BaSO4 t0 không đổi
1,5(x+y)
2Fe(OH)3 t0 Fe2O3 +3H2O
(x+y) 0,5(x+y)
Nên: 233.1,5(x+y) + 160.0,5(x+y)=12,885 x+y = 0,03 (4)
Giải hệ (3) và (4) ta có: x = 0,02; y = 0,01
Nên m = 88.0,02+120.0,01 = 2,96 (gam)
0,5đ
0,25đ
H=1; C=12; N=14; O=16; F=19; Na=23; Mg=24; Al=27; Si=28; P=31; S=32; Cl=35,5; K=39; Ca=40; Cr=52; Mn=55; Fe=56; Cu=64; Zn=65; Br=80; Ag=108; Sn=118,7; I=127;
Ba=137;Po=210
………HẾT………