Ba nguyên tố X, Y, Z trong cùng một chu kì có tổng số hiệu nguyên tử là 39. Số hiệu nguyên tử Y bằng trung bình cộng số hiệu của nguyên tử X và Z. Nguyên tử của 3 nguyên tố.. này hầu nh[r]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH ĐẮK LẮK
TRƯỜNG THPT NGUYỄN VĂN CỪ
KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 10-3 LẦN THỨ IV NĂM 2019
ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: HÓA HỌC; LỚP: 10
Trang 2ĐỀ THI VÀ ĐÁP ÁN
Câu 1 (4 điểm):
1 Ion X3+ có phân lớp electron ngoài cùng là 3d2
a) Hãy viết cấu hình electron của nguyên tử X và ion X3+ Từ đó xác định điện tích hạt nhân của X3+ và vị trí của X trong bảng tuần hoàn
b) Hai electron 3d2 ứng với những giá trị nào của số lượng tử chính n và số lượng tử phụ
l ?
2 Ba nguyên tố X, Y, Z trong cùng một chu kì có tổng số hiệu nguyên tử là 39 Số hiệu nguyên tử Y bằng trung bình cộng số hiệu của nguyên tử X và Z Nguyên tử của 3 nguyên tố này hầu như không phản ứng với H2O ở điều kiện thường
a) Hãy xác định vị trí của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn
b) So sánh độ âm điện, bán kính nguyên tử của các nguyên tố đó
3 Từ nhiệt độ phòng đến 1185K sắt tồn tại ở dạng Fevới cấu trúc lập phương tâm khối,
từ 1185K đến 1667K ở dạng Fevới cấu trúc lập phương tâm diện Ở 293K sắt có khối lượng riêng d = 7,874 g/cm3
a) Tính bán kính của nguyên tử sắt
b) Tính khối lượng riêng của sắt ở 1250K (bỏ qua ảnh hưởng không đáng kể do sự dãn nở nhiệt)
Đáp án và thang điểm câu 1:
1 (1 điểm)
a) X3+: 1s22s22p63s23p63d2 và X: 1s22s22p63s23p63d34s2 (0,5 điểm)
b) Hai electron ở 3d ứng với giá trị n = 3 và l = 2 (0,5 điểm)
2 (1 điểm)
a) Ta có: ZX + ZY + ZZ = 39 và
2
Y
Z Z
Z
ZY = 13 Y là Al: [Ne]3s23p1
Vì nguyê tử của nguyên tố này hầu như không tác dụng với nước ở điều kiện thường
ZX = 12 X là Mg: [Ne]3s2 và ZZ = 14 Z là Si: [Ne]3s23p2
Cả ba nguyên tố đều thuộc chu kì 3 Mg ở nhóm IIA, Al ở nhóm IIIA và Si ở nhóm IVA
(0,5 điểm)
b) Thứ tự độ âm điện: Mg<Al<Si
Thứ tự bán kính nguyên tử: Mg>Al>Si (0,5 điểm)
3 (2 điểm)
a) Ở 293K sắt tồn tại ở dạng Fevới cấu trúc lập phương tâm khối.
Mỗi tế bào cơ sở có chứa 2 nguyên tử Fe Do đó:
8 3
m
Đường chéo của hình lập phương có chiều dài = 4r = a 3
0 8
3
1, 241.10 1, 241 4
a
b) Ở 1250K sắt tồn tại ở dạng Fecó cấu trúc lập phương tâm diện Khi đó đường chéo của một hình vuông = '
2 4r
a
0
3,511 3,511.10
Mỗi tế bào cơ sở có 4 nguyên tử Fe.
Vậy khối lượng riêng của Fe ở 1250K là:
Trang 3' 3
4.55,847
8,572 /
6, 022.10 (3,511.10 )
m
Câu 2 (4 điểm):
1 Tính entanpi hình thành H2O2 trong nước dựa vào các dự kiện sau:
SnCl2 (aq) + 2HCl (aq) + H2O2 (aq) SnCl4 (aq) + 2H2O (1)
1
-371,6 kJ.mol-1 SnCl2 (aq) + HCl (aq) + HOCl (aq) SnCl4 (aq) + H2O (2)
2
-314 kJ.mol-1 2HI (aq) + HOCl (aq) I2 + HCl (aq) + H2O (3)
3
-215,2 kJ.mol-1 1
2H2 +
1
2I2 + aq HI (aq)
(4)
4
-55,1 kJ.mol-1 H2 + 1
2O2 H2O
(5)
5
-286 kJ.mol-1
2 Cho phản ứng: A + B Sản phẩm
Thực nghiệm cho biết ở 25 oC, người ta thu được kết quả như sau:
Thí nghiệm Nồng độ ban đầu (mol-1.l -1) Tốc độ (mol.phút-1.s-1)
a) Tính hằng số tốc độ k của phản ứng trên và viết biểu thức tốc độ phản ứng Cho biết bậc của phản ứng?
b) Ở nhiệt độ 35 oC phản ứng trên có hằng số tốc độ k’ = 40.10-2 (l.phút-1.mol-1) Hãy tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng? Cho biết hằng số khí R = 8,314 J.K-1.mol-1
Đáp án và thang điểm câu 2:
1 (2 điểm)
Vận dụng định luật Hess đối với phản ứng trong dung dịch nước
Lấy (5)x2 – (4)x2 ta được:
H2 + O2 + 2HI (aq) I2 + 2H2O (6)
6
-462 kJ.mol-1 (0,5 điểm)
Lấy (6) trừ đi (3) ta được:
H2 + O2 + HCl (aq) HOCl (aq) + H2O (7)
7
-246,8 kJ.mol-1 (0,5 điểm)
Lấy (2) + (7) cho ta:
H2 + O2 + SnCl2 (aq) + 2HCl (aq) SnCl4 (aq) + 2H2O (8)
8
-560,8 kJ.mol-1(0,5 điểm)
Cuối cùng lấy (8) – (1) thu được:
H2 + O2 + aq H2O2 (aq) -189,2 kJ.mol-1 (0,5 điểm)
Vậy nhiệt hình thành dung dịch H2O2 trong nước là – 189,2 kJ.mol-1
2 (2 điểm)
a) Biểu thức tốc độ phản ứng: x y
A B
v kC C Thí nghiệm 2: 20.10-2 = k(1,0)x.(1,0)y k = 20.10-2 (1)
Thí nghiệm 1: 1,25.10-2 = 20.10-2.(0,25)x + y x + y = 2 (2)
Thí nghiệm 3: 2,5.10-2 = 20.10-2.(0,5)2x + y 2x + y = 3 (3)
Biểu thức động học của phản ứng: v = 20 10-2.[A].[B] Bậc của phản ứng là bậc 2 (0,5
điểm)
b) Năng lượng hoạt hóa của phản ứng Ea
'
1 2
lnk E a ( )
k R T T Ea =
2 2
40.10 298.308.8,314ln
20.10
308 298
52,893 (kJ/mol-1) (1 điểm)
Câu 3 (4 điểm):
a) Cho biết độ điện li của dung dịch axit HA 0,1M là 13,1% Tính pKa
b) Độ điện li thay đổi như thế nào nếu pha loãng dung dịch HA gấp 100 lần?
Đáp án và thang điểm câu 3:
Trang 4a) Chấp nhận bỏ qua sự phân li của H2O Từ định nghĩa:
[ ]
[ ] [A ] HA
HA
A
C
0,10.13,1.10-2 = 1,31.10-2M (1 điểm)
[ ] 0,1 - 1,31.10-2 1,31.10-2 1,31.10-2
Áp dụng định luật tác dụng khối lượng cho cân bằng trên:
2 2 2
(1,31.10 )
01, 1,31.10
a
K
Kiểm tra lại giả thiết gần đúng: KaCHA = 10-3,7 KW = 10-14, do đó việc bỏ qua sự phân li
b) Pha loãng dung dịc HA thành 100 lần CHA = 10-3M (1 điểm)
C 10-3
[ ] 10-3(1 - ) 10-3 10-3
Ta có:
3 2
10
1
Câu 4 (4 điểm):
1 Xác định sản phẩm và cân bằng các phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron:
a) Fe3O4 + KMnO4 + H2SO4
b) Fe(OH)2 + K2Cr2O7 + H2SO4
c) FeBr2 + KMnO4 + H2SO4
d) NaCrO2 + O2 + NaOH
2 Phản ứng giữa AgNO3 và KCl tạo thành kết tủa AgCl và giải phóng năng lượng Ta có thể tạo thành một tế bào quang điện hóa sinh công nhờ phản ứng đó
a) Viết công thức của tế bào điện hóa theo IUPAC và các nửa phản ứng điện cực tại anot
và catot
b) Tính 0
298
G
của phản ứng kết tủa AgCl và E2980 của tế bào điện hóa.
Biết T AgCl= 1,6.10-10
Đáp án và thang điểm câu 4:
1 (2 điểm)
a) F8/3e3 O4 + KMn7 O4 + H2SO4 3
2 e
F (SO4)3 + Mn2 SO4 + K2SO4 + H2O
10Fe3 O4 + 2KMnO4 + 48H2SO4 15Fe2 (SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 24H2O
(0,5 điểm)
b) Fe2
(OH)2 + K2Cr62 O7 + H2SO4 3
2 e
F (SO4)3 + C3r2 (SO4)3 + K2SO4 + H2O
1x 2 r 2.3e 2 r
6Fe (OH)2 + K2Cr2 O7 + 13H2SO4 3Fe2 (SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 19H2O
(0,5 điểm)
Trang 5c) F B2e r12
+ KMn7 O4 + H2SO4 3
2 e
F (SO4)3 + B0r2 + Mn2 SO4 + K2SO4 + H2O 3
5x 2 e r 2 e 2 r 6e
10F B + 6Ke r2 MnO4 + 24H2SO4 5F (SOe2 4)3 + 10B + 6r2 MnSO4 + 3K2SO4 + 24H2O
(0,5 điểm)
d) Na 3
r
C O2 + O02 + NaOH Na2C6rO4 + H2O
2 2
O
4NaCrO2 + 3O + 4NaOH 2 4Na2CrO4 + 2H2O (0,5 điểm)
2 (2 điểm)
a) Tế bào điện hóa thường dùng:
Tại anot: Ag + Cl- AgCl + 1e
b) Ag + Cl- AgCl Ks = (1,6.10-10)-1 = 6,25.109
0
298
G
= -RTlnKs = -8,314.298.ln6,25.109 = -55,89 KJ (0,5 điểm)
Mặt khác: G2980 = -nFE2980 E2980 = 55890
1.96500 0,58 V (0,5 điểm)
Câu 5 (4 điểm):
1 Cho 11,1 gam hỗn hợp X gồm kim loại M và Al (tỉ lệ mol tương ứng là 3 : 2) vào dung dịch HCl dư, sinh ra 6,72 lít H2 (đktc)
a)Xác định tên kim loại M
b) Tính thể tích khí Cl2 (đktc) cần dùng để tác dụng hết với hỗn hợp trên
2 Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp A gồm CuS, FeS cần dùng vừa đủ 8,96 lít O2 (đktc), thu được chất rắn B và V lít SO2 (đktc) B tác dụng vừa đủ với 300 ml dung dịch H2SO4 1M
a)Tính m
b) Hấp thụ hết V lít khí SO2 ở trên vào 400 ml dung dịch NaOH 1M Tính khối lượng muối thu được sau phản ứng
Đáp án và thang điểm câu 5:
1 (2 điểm)
a) Xét hai trường hợp sau:
+ Trường hợp 1: M không tác dụng với dung dịch HCl
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2
mAl = 27.0,2 = 5,4 gam mM = 11,1 – 5,4 = 5,7 gam
M = 5,7
+ Trường hợp 2: M tác dụng với dung dịch HCl
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2
2
H
n 1,5x + 0,75ax = 0,3 (1)
Mặt khác: 27x + 1,5Mx = 11,1 (2)
Từ (1) và (2) 27 1,5 x 11,1
1,5 0,75a 0,3
M
Trang 6 n = 2 và M = 56 (Fe) (0,5 điểm)
b)
2Al + 3Cl2 2AlCl3
2
Cl
2 (2 điểm)
a) 2
8,96
22, 4
O
n 0,4 mol
4FeS + 7O2 2Fe2O3 + 4SO2
n O2 1,5x + 1,75y = 0,4 (1)
Chất rắn B gồm CuO và Fe2O3
Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O (0,5 điểm)
n H SO2 4 x + 1,5y = 0,3 (2)
Từ (1) và (2) x = 0,15 mol; y = 0,1 mol
b) nNaOH = 0,4 mol; n SO2 x + y = 0,25 mol (0,5 điểm)
Na SO
n
còn = 0,2 – 0,05 = 0,15 mol
Khối lượng muối thu được sau phản ứng là:
mmuối = m Na SO2 3 + m NaHSO3= 126.0,15 + 104.0,1 = 29,3 gam (0,5 điểm)