Đề thi HSG môn hóa lớp 10 trường THPT Trần Nhân Tông Đắk Lắc Năm 2022 2023
ĐỀ THI VÀ ĐÁP ÁN
Câu I. (4 điểm)Cấu tạo nguyên tử, bảng hệ thống tuần hòa, liên kết hóa học
1.1. Electron cuối cùng phân bố vào các nguyên tử của các nguyên tố A , B lần lượt đặc trưng bởi 4 số lượng tử:
A : n = 3 , l = 1 , ml = -1 , ms =
B : n = 3 , l = 1 , ml = 0 , ms =
a. Cho biết loại liên kết trong phân tử AB3.
b. Khi hòa tan AB3 vào một số dung môi hoặc khi bay hơi ở nhiệt độ không quá cao thì tồn tại dạng đime A2B6. Biễu diễn công thức cấu tạo của AB3 và A2B6 theo Lewis, xác định kiểu lai hóa của nguyên tử trung tâm và mô tả dạng hình học của các phân tử trên.
1.2. Pôlôni là chất phóng xạ tạo thành hạt nhân bền theo phản ứng: .
Xác định tên gọi và cấu tạo hạt nhân .
Ban đầu có 1g Pôlôni, hỏi sau bao lâu thì khối lượng Pôlôni chỉ còn lại 0,125g? Cho chu kỳ bán rã của Pôlôni T = 138 ngày.
ĐÁP ÁN
Câu
Bài giải
Điểm
Câu I(4,0 đ)
1.1. Electron cuối cùng phân bố vào các nguyên tử của các nguyên tố A , B lần lượt đặc trưng bởi 4 số lượng tử: A : n = 3 , l = 1 , ml = -1 , ms = B : n = 3 , l = 1 , ml = 0 , ms = a. Cho biết loại liên kết trong phân tử AB3. * A : n = 3 , l = 1 , ml = -1 , ms = => electron cuối cùng nằm trên 3p1 Vậy cấu hình electron của A là: 1s22s22p63s23p1 => A là Al (0,5đ) * B : n = 3 , l = 1 , ml = 0 , ms = => electron cuối cùng nằm trên 3p Vậy cấu hình electron của B là: 1s22s22p63s23p5 => B là Cl (0,5đ) => AB3 là AlCl3, liên kết trong phân tử AlCl3 là liên kết cộng hóa trị phân cực. (0,25đ)
(1,25đ)
b. Khi hòa tan AB3 vào một số dung môi hoặc khi bay hơi ở nhiệt độ không quá cao thì tồn tại dạng đime A2B6. Biễu diễn công thức cấu tạo của AB3 và A2B6 theo Lewis, xác định kiểu lai hóa của nguyên tử trung tâm và mô tả dạng hình học của các phân tử trên. * Công thức cấu tạo theo Lewis: Cl Al Cl Cl (0,25đ)(0,25đ) Do nguyên tử Al trong AlCl3 vẫn còn 1 obital p trống nên có khả năng nhận cặp electron tự do của Cl tạo liên kết phối trí => đime Al2Cl6. * Trong phân tử AlCl3, Al lai hóa sp2 vì tạo được 3 cặp electron liên kết; trong Al2Cl6, Al lai hóa sp3 do tạo được cặp eletron liên kết. (0,25đ) * Cấu trúc hình học của AlCl3 là tam giác phẳng, đều, trong đó Al ở tâm của tam giác còn 3 nguyên tử Clo ở các đỉnh của tam giác (0,25đ) Cl Al Cl Cl * Phân tử Al2Cl6 có cấu trúc hai tứ diện ghép lại, mỗi nguyên tử Al là tâm của một tứ diện và các nguyên tử Cl ở đỉnh của tứ diện, có hai nguyên tử Cl ở đỉnh chung của hai tứ diện. (0,25đ)
(1,25đ)
1.2. a. Viết phương trình phản ứng: Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối ta có:. Vậy X là Pb.
(0,75 đ)
b. có 82 hạt prôtôn và 206 – 82 = 124 hạt nơtrôn Theo định luật phóng xạ ta có: => t = 3T = 3 x 138 = 414 ngày.
Câu 2: (4,0 điểm) Lý thuyết về phản ứng hóa học.
2.1. Tại 25oC phản ứng bậc một sau có hằng số tốc độ k = 1,8.10-5 s–1:
2N2O5(k) ® 4NO2(k) + O2(k)
Phản ứng trên xảy ra trong bình kín có thể tích 20,0 lít không đổi. Ban đầu lượng N2O5 cho vừa đầy bình. Tại thời điểm khảo sát, áp suất riêng của N2O5 là 0,070 atm. Giả thiết các khí đều là khí lí tưởng.
a) Tính tốc độ:
– Tiêu thụ N2O5.
– Hình thành NO2; O2.
b) Tính số phân tử N2O5 đã bị phân tích sau 30 giây.
2.2. Cho các phản ứng sau với các dữ kiện nhiệt động của các chất ở 250C:
CO2 + H2 CO + H2O
CO2
H2
CO
H2O
DH0298 (KJ/mol) S0298 (J/mol)
-393,5 213,6
0 131,0
-110,5 197,9
-241,8 188,7
a) Hãy tính DH0298 , DS0298 và DG0298 của phản ứng và nhận xét phản ứng có tự xảy ra theo chiều thuận ở 250C hay không?
b) Giả sử DH0 của phản ứng không thay đổi theo nhiệt độ. Hãy tính DG01273của phản ứng thuận ở 10000C và nhận xét.
c) Hãy xác định nhiệt độ (0C) để phản ứng thuận bắt đầu xảy ra ( giả sử bỏ qua sự biến đổi DH0, DS0theo nhiệt độ).
Câu 2
Đáp án chi tiết
Điểm
2.1
a) pi V = ni RT Þ (mol.l -1) Þ mol.l -1.s-1. Từ phương trình: 2N2O5(k) ® 4NO2(k) + O2(k) Þ nên vtiêu thụ (N2O5) = -2v = -2 ´ 5,16.10-8 = -10,32.10-8mol.l-1.s-1 vhình thành (NO2) = 4v = 4 ´ 5,16.10-8 = 20,64.10-8 mol.l-1.s-1vhình thành (O2) = v = 5,16.10-8 mol.l-1.s-1 b) Số phân tử N2O5 đã bị phân hủy = vtiêu thụ (N2O5) ´ Vbình ´ t ´ No(số avogadrro) = 10,32.10-8 20,0 30 6,023.1023 » 3,7.1019 phân tử
Đề thi HSG môn hóa lớp 10 trường THPT Trần Quốc Toản Đắk Lắc Năm 2022 2023
ĐỀ THI VÀ ĐÁP ÁN
Câu 1 (4 điểm)
1.1. Hợp chất Z được tạo bởi hai nguyên tố M, R có công thức MaRb trong đó R chiếm 6,667% về khối lượng. Trong hạt nhân nguyên tử M có n = p + 4, còn trong hạt nhân của R có p’ = n’, trong đó n, p, n’, p’ là số neutron và proton tương ứng của M và R. Biết rằng tổng số hạt proton trong phân tử Z = 84 và a + b = 4. Tìm công thức phân tử của Z.
1.2. Cho biết:
Nguyên tử C có electron cuối cùng ứng với 4 số lượng tử:
n = 3, l = 1, m = 0, ms = -1/2
Hai nguyên tố A, B với ZA < ZB < ZC (Z là điện tích hạt nhân ), trong đó:
Tích số ZA. ZB. ZC = 952.
Tỉ số (ZA + ZC )/ZB = 3.
Hãy viết cấu hình electron và xác định vị trí của A, B, C trong bảng Tuần hoàn.
1.3. Mô tả dạng hình học phân tử, trạng thái lai hóa của nguyên tử nguyên tố trung tâm trong các phân tử: NH3, BH3, C2H2, PCl5.
Đáp án
1.1. Hợp chất Z được tạo bởi hai nguyên tố M, R có công thức MaRb trong đó R chiếm 6,667% về khối lượng. Trong hạt nhân nguyên tử M có n = p + 4, còn trong hạt nhân của R có p’ = n’, trong đó n, p, n’, p’ là số neutron và proton tương ứng của M và R. Biết rằng tổng số hạt proton trong phân tử Z = 84 và a + b = 4. Tìm công thức phân tử của Z.
1.1
Số khối của nguyên tử M: p + n = 2p + 4. Số khối của nguyên tử R: p’ + n’ = 2p’.% khối lượng R trong MaRb = (1)
0,50đ
Tổng số hạt proton trong MaRb = ap + bp’ = 84 (2) a + b = 4 (3) (1), (2) => 15p’b = 84 + 2a (2) => => (3)
0,50đ
a 1 2 3 p 78,26 39,07 26 Fe a = 3 Þ b = 1 Þ p’ = 6: carbon. Vậy CTPT Z là Fe3C
0,50đ
1.2. Cho biết: Nguyên tử X có electron cuối cùng ứng với 4 số lượng tử: n = 3, l = 1, m = 0, ms = -1/2 Hai nguyên tố A, B với ZA < ZB < ZX(Z là điện tích hạt nhân ), trong đó: Tích số ZA. ZB. ZX = 952.Tỉ số (ZA + ZX )/ZB = 3. Hãy viết cấu hình electron và xác định vị trí của A, B, X trong bảng tuần hoàn.
1.2
Nguyên tố X có cấu hình electron cuối cùng :3p5 ¯ ¯ +1 0 -1 Cấu hình electron của X:1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
0,50đ
Vị trí của X: STT 17, chu kì 3, nhóm VII A. X là Chlorine. ZX= 17 ZB . ZA = 56 => ZA = 7 , A là Nitrogen . ZA + 17 = 3ZB ZB = 8 , B là Oxygen.
0,50đ
1.3. Mô tả dạng hình học phân tử, trạng thái lai hóa của nguyên tử nguyên tố trung tâm trong các phân tử: NH3, BH3, PCl5.
1.3
Mô tả dạng hình học phân tử, trạng thái lai hóa của nguyên tử nguyên tố trung tâm trong các phân tử: NH3, BH3, C2H2, PCl5. NH3: Nitrogen có trạng thái lai hóa sp3; Cấu trúc hình học của NH3 là chóp tam giác. BH3: Boron có trạng thái lai hóa sp2; Cấu trúc hình học của BH3 là tam giác đều. PCl5: Phosphorus có trạng thái lai hóa sp3d; Cấu trúc hình học của PCl5 là lưỡng chóp tam giác (chóp đôi tam giác).
0,50đ0,50đ0,50đ
Câu 2 (4 điểm)
2.1. Cho các dữ kiện dưới đây:
Tính
a. Enthalpy tạo thành chuẩn ethylene.
b. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đốt cháy ethylene.
2.2. Cho phản ứng:
Biết:
– Năng lượng hoạt hóa của phản ứng là E = 100 kJ/mol.
– Hằng số tốc độ của phản ứng ở 770C là 8.10-6 mol/l.s
Tính hằng số tốc độ của phản ứng phân hủy NOCl ở 1270C.
2.3. Hỗn hợp khí gồm 1 mol N2 và 3 mol H2 được gia nhiệt tới 3870C tại áp suất 10 atm. Hỗn hợp cân bằng chứa 3,85% NH3 về số mol. Xác định KC và KP.
2.4. Để tăng độ nhạy cho việc phân tích tuối của một mẫu methane (chứa 0,1 mol) thì mẫu đưa trực tiếp vào máy đếm Geiger. Cho biết đồng vị 14C có chu kì bán hủy t1/2 = 5730 năm. Máy được khởi động sau khi đưa mẫu vào máy 30 phút. Trong vòng 5 phút thiết bị ghi nhận được 2000 phân rã.
a) Tính số phân rã của đồng vị 14C trong 30 phút trước khi khởi động máy.
b) Tính số nguyên tử 14C trong mẫu và % số mol 14CH4 trong mẫu methane thí nghiệm.
Đáp án
2.1. Cho các dữ kiện dưới đây: Tính a. Enthalpy tạo thành chuẩn ethylene. b. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đốt cháy ethylene.
Đề thi HSG môn hóa lớp 10 trường THPT Nguyễn Tất Thành Đắk Lắc Năm 2022 2023
Câu 1: ( 4 điểm)
1.1:Hợp chất A tạo thành từ các ion M+ và X2- (tạo ra từ các nguyên tố M và X). Trong phân tử A có 140 hạt các loại, trong đó hạt mang điện bằng 65,714% tổng số hạt. Số khối của M hơn X là 23. Xác định tên M và X ,công thức hợp chất A?
1.2:Nguyên tố X thuộc chu kỳ 3 có các giá trị năng lượng ion hóa như sau:
I1
I2
I3
I4
I5
I6
557
1816
2744
11576
14829
18357
Nguyên tử nguyên tố Y có electron cuối cùng đặc trưng bởi 4 số lượng tử : n = 3 , l = 1 , ml = 0 , ms =
a. Xác định tên và vị trí của X , Y trong bảng tuần hoàn.
b. Cho biết loại liên kết và công thức cấu tạo của phân tử XY3 .
1. 3:Viết công thức Lewis, dự đoán dạng hình học của các phân tử và ion sau (có giải thích) và trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm?
Hợp chất A: M2X Gọi ZM; NM là số p (số e); số neutron của M Gọi ZX; NX là số p (số e); số neutron của N Ta có: 2(2ZM + NM) + 2ZX + NX = 140 AM – AX = 23 Biến đổi ta được (4ZM + 2ZX) + (2NM + NX) = 140 4ZM + 2ZX = 92 AM + AX = 23 AM = 39; AX = 16 M là posphorus; X là Oxygen, công thức K2O
0,25 0,5 0,25 0,25 0.25
1,2. a. b.
1,25 điểm * Từ I3 đến I4 có bước nhảy đột ngột, vậy nguyên tố X có 2 electron hóa trị. X là Al ( Z= 13) * Y có4 số lượng tử : n = 3 , l = 1 , ml = 0 , ms = là nguyên tố Chlorine ( Z = 17) X: thuộc nhóm IIIA , chu kỳ 3 ; Y thuộc nhóm VIIA , chu kỳ 3 Viết CTCT – liên kết CHT
0,25 0,5 0,25 0,25
1.3.
1,25điểm Phân tử Công thức Lewis Công thức cấu trúc Dạng lai hóa của NTTT Dạng hình học của phân tử SO2 AX2E sp2 Gấp khúc SO3 AX3 sp2 Tam giác đều SO42- AX4 sp3 Tứ diện SF4 AX4E sp3d Cái bập bênh SCN– AX2 Sp Đường thẳng
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
Câu 2. ( 4 điểm)
2.1:( 2 điểm) Cho biết ∆fHo298 (Al2O3) = -1675,7 kJ/mol; ∆fHo298 (Fe2O3) = -824,2 kJ/mol. Hãy tính ∆rHo298 phản ứng nhiệt nhôm và từ đó lí giải vì sao
a) trong thực tế phản ứng này tự duy trì sau khi được khơi mào (đốt nóng ban đầu).
b) Phản ứng này có thể dùng để hàn sắt, thép (tìm hiểu tài liệu khi cần).
2.2:(2điểm)Có cân bằng: N2O4(k) 2NO2(k). Cho 18,4gam N2O4 vào bình dung tích là 5,904 lít ở 270C.
a ) Lúc cân bằng áp suất của hỗn hợp khí trong bình là 1atm. Tính áp suất riêng phần của NO2 và N2O4 lúc cân bằng.
b Nếu giảm áp suất của hệ lúc cân bằng xuống bằng 0,5 atm thì áp suất riêng phần của NO2, N2O4 lúc này là bao nhiêu? Kết quả có phù hợp nguyên lý của Le Chatelier không ?
Câu 2
ý
Nội dung trình bày
Điểm
2.1
a)
2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe ∆rHo298 = 1.∆fHo298 (Al2O3) + 2.∆fHo298 (Fe) – 2.∆fHo298 (Al) – 1.∆fHo298 (Fe2O3) ∆rHo298 = 1.( -1675,7) + 2.0 – 2.(0) – 1.( -824,2) = -851,5 kJ Để phản ứng xảy ra, cần nhiệt ban đầu để khơi mào một lượng bột Al và Fe2O3, sau khi phản ứng xảy ra sẽ tỏa nhiệt, nhiệt tỏa sẽ sẽ sử dụng để khơi mào lượng Al, Fe2O3 tiếp theo… và phản ứng cứ như vậy tiếp diễn.
0,250,250,250,5
b)
Phản ứng nhiệt nhôm tỏa rất nhiều nhiệt nên có thể làm nóng chảy sắt, thép. Phản ứng lại sinh ra sắt dạng nóng chảy nên lượng sắt này dùng để hàn gắn sắt thép. Thêm vào đó, Al2O3 sinh ra lại nổi lên trên bảo vệ bề mặt trong lúc hàn, hạn chế sự oxi hóa sắt thép.
0,75
2.2
a)
N2O4 2NO2 Ban đầu 0,2 0 Cân bằng 0,2 – x 2x Tổng số mol có trong hệ lúc cân bằng: 0,2 – x + 2x = 0,2 + x x = 0,04 (lúc cân bằng) = 0,08 mol (lúc cân bằng) = 0,2 – 0,04 = 0,16 mol Vì số mol N2O4 gấp đôi số mol NO2 nên áp suất N2O4 cũng gấp đôi của NO2 Vậy:
0,250,250,250,25
b)
Đặt khi cân bằng là P thì áp suất của N2O4 khi cân bằng là: 0,5 – P. Từ đó: Kết quả: So sánh với trường hợp trên: Vậy: Khi áp suất của hệ xuống thì cân bằng dịch chuyển sang phía làm tăng áp suất của hệ lên, nghĩa là sang phía có nhiều phân tử khí hơn (phù hợp nguyên lý).
0,250,250,250,25
Câu 3 (4,0 điểm)
3.1: (3điểm ) Cho cân bằng hóa học: N2 (g)+ 3H2 (g 2NH3 (g = -92 kJ.mol-1
Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N2 và H2 theo tỉ lệ mol 1 : 3 thì khi đạt tới trạng thái cân bằng (ở 4500C và 300 atm) NH3 chiếm 36% thể tích.
a) Tính hằng số cân bằng KP.
b) Giữ nhiệt độ không đổi 4500C, cần tiến hành ở áp suất bao nhiêu để khi đạt cân bằng NH3 chiếm 50% thể tích?
c) Giữ áp suất không đổi 300 atm, cần tiến hành thí nghiệm ở nhiệt độ nào để khi cân bằng NH3 chiếm 50% thể tích?
3.2:(1điểm)Tính pH của dung dịch A chứa HCOOH 0,1M và HNO2 0,1M. Cho biết HCOOH và HNO2 có hằng số axit lần lượt là và .
Đề thi HSG môn hóa lớp 10 trường THPT Buôn Ma Thuột Đắk Lắc Năm 2022 2023
ĐỀ THI VÀ ĐÁP ÁN
Câu 1( 4 điểm ):
1. Mỗi phân tử XY2 có tổng các hạt proton, neutron, electron bằng 178; trong đó, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 54, số hạt mang điện của X ít hơn số hạt mang điện của Y là 12. Hãy xác định kí hiệu hoá học, tên gọi của X,Y và công thức phân tử XY2.
2. A, B là 2 nguyên tố kế tiếp nhau trong cùng một chu kỳ của bảng tuần hoàn trong đó B có tổng số lượng tử (n + l) lớn hơn tổng số lượng tử (n + l) của A là 1. Tổng số đại số của bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng của cation là 3,5.
a. Xác định bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng trên A, B.
b. Viết cấu hình electron và xác định tên của A, B.
3. Một mẫu than củi đuợc tìm thấy trong một hang động khi tốc độ phân hủy còn 2,4 phân hủy/phút tính cho 1 gam. Giả định rằng mẫu than này là phần thừa của mẫu than do 1 họa sĩ dùng vẽ tranh, hỏi bao nhiêu năm sau người ta tìm thấy mẫu than. Biết rằng trong cơ thể sống tốc độ phân hủy Carbon là 13,5 phân hủy/giây, chu kì bán hủy của Carbon là 5730 năm.
4. Cho biết trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và cấu tạo hình học của mỗi phân tử sau đây : BrF5; XeF4; H2O; NH3.
Đáp án và thang điểm câu 1
1. 2 Zx + 4 Zy + Nx + 2 Ny = 178 (1) 2 Zx + 4 Zy – Nx – 2 Ny = 54 (2) 4 Zy – 2 Zx = 12 (3) à Zy = 16 ; Zx = 26 Vậy X là iron (Fe), Y là sufur (S). XY2 là FeS2 .
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
2. a. Vì 2 nguyên tố kế tiếp nhau trong cùng một chu kỳ nên 2 nguyên tố có cùng số lớp electron (cùng n). Mà tổng ( n + l ) của B lớn hơn tổng ( n + l ) của A là 1 nên: Cấu hình electron lớp ngoài cùng của A, B là: A: ns2; B: np1 Mặt khác A có 2e ở lớp ngoài cùng cation A có dạng A2+. Vậy tổng đại số của 4 số lượng tử của A2+ là: (n – 1 ) + 1 + 1 – = 3,5 Vậy 4 số lượng tử của : A: n = 3 l = 0 m = 0 s = – B: n = 3 l = 1 m = – 1 s = + b. Cấu hình electron của A, B: A: 1s22s22p63s2 ( Mg ). B: 1s22s22p63s23p1 ( Al ).
0,25 0,25 0,25 0,25
3. k = t = ln = 4,8.104 năm
0,25 0,5
4. BrF5: Br ở trạng thái lai hóa sp3d2 do đó phân tử có cấu tạo hình học dạng tháp vuông. XeF4: Xe ở trạng thái lai hóa sp3d2 do đó phân tử có cấu tạo hình học dạng vuông phẳng. H2O : Nguyên tử O ở trạng thái lai hóa sp3, phân tử H2O có cấu tạo hình chữ V. NH3 : Nguyên tử N ở trạng thái lai hóa sp3, phân tử NH3 có cấu tạo chóp tam giác.
0,25×4
Câu 2( 4 điểm ):
1. Xét phản ứng nung vôi: CaCO3(s)CaO (s) + CO2(g).
Biết các số liệu sau:
a. Hãy cho biết ở điều kiện chuẩn và 25, phản ứng nung vôi có tự xảy ra không? Tại sao?
b. Ở nhiệt độ nào thì phản ứng trên có thể tự xảy ra trong điều kiện chuẩn? Giả sử và không thay đổi theo nhiệt độ.
c. Tại sao miệng các lò nung vôi lại để hở? Nếu đậy kín thì xảy ra hiện tượng gì? Tại sao?
2. Đốt cháy ethan (C2H6)thu sản phẩm là khí CO2 và H2O (lỏng) ở 25°C.
a. Viết phương trình nhiệt hoá học của phản ứng xảy ra. Hãy xác định nhiệt hình thành ethan và năng lượng liên kết C=O. Biết khi đốt cháy 1 mol ethan toả ra lượng nhiệt là 1560,5KJ. Và:
∆Hht ( KJ.mol-1)
Liên kết
Năng lượng liên kết ( KJ.mol-1 )
CO2
-393,5
C–C
347
H2O (l)
-285,8
H–C
413
O2
0
H–O
464
O=O
495
b. Phản ứng có ∆G° = -1467,5 ( KJ.mol-1). Hãy tính độ biến thiên entropy (∆S°) của phản ứng đã cho theo đơn vị J.mol-1.K-1.
3. Cho phản ứng: SO2Cl2 ® SO2 + Cl2
Người ta tiến hành nung nóng 0,1 mol SO2Cl2 ở 600K trong bình phản ứng có dung tích 1 lít và đo páp suất của hỗn hợp các chất trong bình thì thu được các số liệu thực nghiệm sau:
T (giờ)
0
1
2
4
8
P (atm)
4,92
5,67
6,31
7,31
8,54
Chứng minh phản ứng trên là bậc 1.
Đáp án và thang điểm câu 2
1. a. Ta có:
=> Phản ứng nung vôi ở điều kiện chuẩn, 25℃ không thể xảy ra được. b) Muốn phản ứng trên xảy ra, ta phải có: Như vậy, muốn phản ứng nung vôi tự xảy ra ở điều kiện chuẩn phải duy trì ở nhiệt độ lớn hơn 1121K (hay 848℃). c. Miệng các lò nung vôi để hở vì làm như vậy áp suất khí CO2 giảm, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Nếu đậy kín, áp suất khí CO2 tăng, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.
3.. Phương trình động học k = ln (P0 là áp suất của SO2Cl2ở thời điểm ban đầu, t là áp suất của SO2Cl2 tại thời điểm t) SO2Cl2 Û SO2 + Cl2 t = 0 Po 0 0 phản ứng x x x (atm) t Po – x x x Þ Phỗn hợp = Po + x Þ x = Phỗn hợp – Po Po – x = 2Po – Phh. Ta có bảng số liệu sau : t(h) 0 1 2 4 8 Phh (atm) 4,92 5,67 6,31 7,31 8,54 P (atm) 4,92 4,17 3,53 2,53 1,30 Thế các giá trị vào phương trình động học, ta có : Vì k1 ≈ k2 ≈ k3 ≈ k4 Þ Phản ứng trên là bậc 1
0,25 0,25 0,5
Câu 3( 4 điểm ):
1. Chuẩn độ một dung dịch 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M. Khi có 50% lượng acid acetic trong dung dịch được trung hòa thì độ pH của dung dịch thu được là bao nhiêu? Biết acid acetic có .
2. Cho từ từ dung dịch C2O42- vào dung dịch chứa ion Mg2+ 0,01M và Ca2+ 0,01M.
a. Kết tủa nào xuất hiện trước.
b. Nồng độ ion thứ nhất còn lại bao nhiêu khi ion thứ hai bắt đầu kết tủa.
Biết H2C2O4 có các hằng số axít tương ứng là pK1 = 1,25; pK2 = 4,27
= 10 – 8,60; = 10 – 4,82
Đáp án và thang điểm câu 3
1. Xét 1 lít dung dịch 0,1M, số mol ban đầu là 0,1 mol. + NaOH + 0,05 0,05 0,05 Thể tích dung dịch sau thí nghiệm (l) + 0,05 0,05 0,05 D + 0,05 0,05 X X x 0,05 – x 0,05 + x x Ta có: và
0,5 0,5 0,5 0,5
2. a. CaC2O4 Ca2+ + C2O42- T1 = 10-8,60 MgC2O4 Mg2+ + C2O42- T2 = 10-4,82 Điều kiện để có kết tủa CaC2O4: [Ca2+] [C2O42-] ³ T1 Þ [C2O42-] ³ = 10-6,60 (M) Điều kiện để có kết tủa MgC2O4: [Mg2+] [C2O42-] ³ T2 Þ [C2O42-] ³ = 10-2,82 (M) [C2O42-]1 £ [C2O42-]2 nên CaC2O4 kết tủa trước. b) Khi MgC2O4 bắt đầu kết tủa thì: = Þ [Ca2+] = [Mg2+] = 10-2 = 10-5,78 (M)
Đề thi HSG môn hóa lớp 10 trường THPT DT Nội Trú Đam San Đắk Lắc Năm 2022 2023
ĐỀ THI VÀ ĐÁP ÁN
Câu 1 ( 4 điểm)
1.1 Một hợp chất tạo thành từ và . Trong phân tử M2X2 có tổng số các hạt proton, nơtron, electron bằng 164, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 52. Số khối của nguyên tử M lớn hơn số khối của nguyên tử X là 23.Tổng số hạt trong lớn hơn trong là 7
1.1.1. Xác định các nguyên tố M, X;
1.1.2. Xác định bộ bốn số lượng tử của electron cuối cùng trên M, X. Quy ước: -ml đến +ml
1.2. Trình bày trạng thái lai hóa và dạng hình học của các phân tử CH4, H2O, NH3?
1.3 Một mẫu đá được tìm thấy với thành phần: 13,2 mg và 2,06 mg . Biết trong quá trình phân huỷ thành có chu kì phân rã là 4,51.109 năm. Tính tuổi của mẫu đá đó?
1.4. Cho kim loại A tồn tại ở cả 2 dạng lập phương tâm khối và lập phương tâm diện. Khi A tồn tại ở dạng lập phương tâm khối thì khối lượng riêng của A là 15g/cm3. Hãy tính khối lượng riêng của A ở dạng lập phương tâm diện. Cho rằng bán kính của A như nhau trong cả 2 loại tinh thể.
Đáp án và thang điểm câu 1:
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
1.1.1.. Gọi ZM, ZX lần lượt là số proton trong nguyên tử M, X. Gọi NM, NX lần lượt là số notron trong nguyên tử M, X. 4ZM + 2NM + 4ZX + 2NX = 164 4ZM –2NM + 4ZX –2NX = 52 2ZM + NM -2ZX –NX = 23 2ZM + NM – 1 -4ZX –2NX -2 = 7 Giải hệ phương trình: ZM= 19; NM=20; ZX=8; NX=8; M là K; X là O 1.1.2. Bộ bốn số lượng tử K: n=4 l=0 m=0 s=+(1/2) O: n=2 l=1 m=-1 s=-(1/2)
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
1.2. Trình bày được : CH4. Trạng thái lai hóa C* là sp3. Dạng tứ diện. NH3: Trạng thái lai hóa của N là sp3. Dạng chóp tam giác. H2O: Trạng thái lai hóa của O là sp3. Phân tử dạng chữ V.
0,25 0,25 0,25
1.3 Trong quá trình : Khối lượng đã bị phân huỷ là: Khối lượng ban đầu là: 13,2 + 2,38 = 15,58 mg (với năm) năm Vậy mẫu đá có tuổi là: 1,08.109 năm
0,25 0,25 0,25
1.4. Một ô mạng lập phương tâm khối: – Cạnh a1 = – Khối lượng riêng d1 = 15g/cm3 – Số dơn vị nguyên tử: n1 = 8.1/8 + 1 =2 Một ô mạng lập phương tâm diện: Cạnh a2 = Khối lượng riêng d2 (g/cm3)Số đơn vị nguyên tử: n2 = 8.1/8 + 6.1/2 =4d = nM/(NA. V); V = a3 Do đó:
0,25 0,25 0,5
Câu 2 (4 điểm)
2.1. Amoni hidrosunfua là một hợp chất không bền, dễ dàng phân hủy thành NH3(k) và H2S(k): NH4HS(r) à NH3(k) + H2S(k)
Cho biết các số liệu nhiệt động học sau đây tại:
Ho(kJ.mol–1) So(J.K–1.mol–1)
NH4HS(r) – 156,9 113,4
NH3(k) –45,9 192,6
H2S(k) –20,4 205,6
a. Tính DHo, DSo, DGo tại 250C của phản ứng trên.
b. Hãy tính hằng số cân bằng Kp tại 250C của phản ứng trên.
c. Hãy tính hằng số cân bằng Kp tại 350C của phản ứng trên giả thiết rằng cả DHovà DSo không phụ thuộc nhiệt độ.
d. Hãy tính áp suất toàn phần trong bình chứa nếu phản ứng phân hủy đạt cân bằng tại 250C. Bỏ qua thể tích của NH4HS(r).
2.2. Khí N2O4 kém bền, bị phân ly một phần theo phương trình:
N2O4 (g) 2NO2 (g) (1)
Thực nghiệm cho biết các số liệu sau khi (1) đạt tới trạng thái cân bằng ở áp suất chung 1 atm:
Nhiệt độ (0oC)
35
45
(g)
72,450
66,800
( là khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí ở trạng thái cân bằng).
a) Tính độ điện li của phản ứng (1) ở mỗi nhiệt độ trên.
b) Tính hằng số cân bằng Kp của (1) ở mỗi nhiệt độ trên
Đề thi HSG môn hóa lớp 10 trường THPT Ea Rốk Đắk Lắc Năm 2022 2023
ĐỀ THI VÀ ĐÁP ÁN
Câu 1: (4,0 điểm)
1. ( 2 điểm )
X và Y là hai phi kim. Trong nguyên tử X, Y có số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện lần lượt là 14 và 16.
Hợp chất A có công thức XYn , có đặc điểm
– X chiếm 15,0486% về khối lượng.
– Tổng số proton là 100.
– Tổng số neutron là 106.
a. Xác định số khối và tên nguyên tố X, Y. Cho biết bộ bốn số lượng tử của electron cuối cùng trên X, Y
b. Biết X, Y tạo với nhau hai hợp chất là A và B. Viết cấu trúc hình học và cho biết trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm của A, B
c. Viết các phương trình phản ứng giữa A với P2O5 và với H2O. Các phương trình phản ứng của B với O2 và với H2O
2. ( 2 điểm )
a. Uranium phân rã phóng xạ thành thorium theo chuỗi sau:
Hãy viết đầy đủ các phản ứng của chuỗi trên
b. Carbon 14 phân rã phóng xạ theo phản ứng sau:
Biết rằng chu kì bán rã của carbon 14 là 5730 năm. Hãy tính tuổi của một mẫu gỗ khảo cổ có độ phóng xạ bằng 72% độ phóng xạ của mẫu gỗ hiện tại.
c. Một mẫu đáđược tìm thấy với thành phần: 13,2 (mg) 238U và 2,06 (mg) 206Pb. Biết trong quá trình phân rã 238U thành 206Pb có chu kì bán hủy là 4,51.109 (năm). Tính tuổi của mẫu đá đó.
Đáp án và thang điểm câu 1:
1
a. Gọi Px, Py lần lượt là số proton của X và Y Nx, Ny lần lượt là số nơtron của X và Y Ta có: Px + n Py = 100 (1) Nx + n Ny =106 (2) Þ (Px + Nx) + n(Py + Ny) =206 Þ Ax + n Ay = 206 (3) Mặt khác: (4) Từ (3) và (4): Ax = Px + Nx = 31 (5) Trong X có: 2Px – Nx = 14 (6) Từ (5) và (6): Px =15; Nx=16 Þ Ax= 31 X là photpho 15P có cấu hình electron là: 1s22s22p63s23p3 nên electron cuối cùng có bộ bốn số lượng tử là: n=3; l=1; m= +1, s= +1/2 Thay Px=15, Nx=16 vào (1),(2) ta có nPy =85 ; nNy= 90 nên: 18Py -17Ny =0 (7) Mặt khác trong Y có 2Py –Ny =16 (8) Từ (7) và (8): Py= 17; Ny=18 Þ Ay = 35 và n=5 Vậy: Y là Clo 17Cl có cấu hình electron là: 1s22s22p63s23p5 nên electron cuối cùng có bộ bốn số lượng tử là: n=3; l=1; m= 0, s= -1/2 b. A: PCl5 ; B: PCl3 * Cấu tạo của A: – PCl5 có cấu trúc lưỡng tháp tam giác – Nguyên tử P ở trạng thái lai hóa sp3d Cl Cl P Cl Cl Cl * Cấu tạo của B: – PCl3 có cấu trúc tháp tam giác – Nguyên tử P ở trạng thái lai hóa sp3 P Cl Cl Cl c. 3PCl5 + P2O5 → POCl3 PCl5 + 4H2O → H3PO4 + 5HCl 2PCl3 + O2 → 2POCl3PCl3 + 3H2O → H3PO4 + 3HCl
0,250,25 0,250,250,250,250,1250,1250,1250,125
2.
a.b. Ta có: năm c. – Khối lượng 238U đã phân hủy là – Khối lượng 238U ban đầu là : 13,2 + 2,38 = 15,58 (mg) – năm
0,250,250,250,250,50,250,25
Câu 2: (4 điểm)
(2 điểm) Cho độ biến thiên nồng độ chất phản ứng theo thời gian được biểu diễn theo bảng như sau:
t (s)
0
20
40
60
[A] mol/l
0,4
0,2
0,1
0,05
Tính tốc độ tức thời của phản ứng tại giây thứ 20.
2. (2 điểm) Nitrosyl clorua NOCl khi đun nóng sẽ phân hủy thành NO và Cl2 theo phương trình:
2 NOCl 2 NO + Cl2
Cho ở 2980 K
NOCl
NO
Cl2
DH0298 (kJ/mol)
51,71
90,25
0
DS0298 (J/mol)
264
211
233
Tính KP của phản ứng ở 475 0K
Đáp án và thang điểm câu 2:
1
Với phản ứng bậc 1: C1 = C0.e C2 = C0 .e k là hằng số tốc độ phản ứng lnC1 – lnC2 = k(t2 – t1) Nếugiá trị ki thu được trong thí nghiệm có giá trị xấp xỉ nhau cho các cặp (Ci; ti) thì có thể kết luận là phản ứng bậc 1 Ta có: phản ứng trên là phản ứng bậc 1 Tốc độ phản ứng tức thời tại giây thứ 20: V = k.C20 = 0,035.0,2 = 0,007 mol. lít -1.s-1.
1. Cho dung dịch A chứa FeCl3 0,01M. Giả thiết rằng Fe(H2O)63+ (Viết tắt là Fe3+) là acid một nấc với hằng số phân li là Ka = 6,3.10-3.
a. Tính pH của dung dịch A.
b. Tính pH cần thiết để bắt đầu xảy ra sự kết tủa Fe(OH)3 từ dung dịch A.
Biết Fe(OH)3 có Ks = 6,3.10-38
c. Ở pH nào thì sự kết tủa Fe(OH)3 từ dung dịch A xảy ra hoàn toàn? Giả thiết kết tủa được coi là hoàn toàn khi hàm lượng iron còn lại trong dung dịch 10-6M.
2. Tính độ tan của CaF2 trong dung dịch đệm có pH= 2.
Biết Ks(CaF2) = 10-10,41, HF có pKa = 3,17.
Đáp án và thang điểm câu 3:
1a.
Xét các cân bằng điện li H+ trong A: (1) Fe3+ + H2O ⇄ Fe(OH)2+ + H+ Ka = 6,3.10-3 (2) H2O ⇄ H+ + OH– Kw = 10-14 Ta thấy Ka.CFe3+ >> KW Do đó cân bằng (1) quyết định pH của hệ: Xét cân bằng (1): Fe3+ + H2O ⇄ Fe(OH)2+ + H+ Ka = 6,3.10-3 [ ] 0,01 – x x x Ta có: x = 5,39.10-3 pH = -lg[H+] = 2,27
0,50,5
1b
Có Ks = [Fe3+].[OH–]3 suy ra (*) (**) Lại có [Fe3+] + [Fe(OH)2+] = CFe3+ = 0,01M (***) Từ (**) và (***) [Fe3+] + = 0.01M (****) Kết hợp (*) và (****): (1+[OH–].) = 0,01 tính được [Fe3+] = 0,00399M và [OH–] = 2,51.10-12 pH = 2,4.
Đề thi HSG môn hóa lớp 10 trường THPT Trần Phú Đắk Lắc Năm 2022 2023
ĐỀ THI VÀ ĐÁP ÁN
Câu 1. (4 điểm)
1.1. (1 điểm) Cho hai nguyên tử A và B có tổng số hạt là 65 trong đó hiệu số hạt mang điện và không mang điện là 19. Tổng số hạt mang điện của B nhiều hơn của A là 26.
a. Xác định A, B; viết cấu hình electron của A, B
b. Hãy viết 4 số lượng tử ứng với electron cuối cùng của A và B. ( Quy ước : -l…0…+l)
1.2. (1,5 điểm) 137Ce tham gia phản ứng trong lò phản ứng hạt nhân, có chu kì bán hủy 30,2 năm. 137Ce là một trong những đồng vị bị phát tán mạnh ở nhiều vùng của châu Âu sau một vụ tai nạn hạt nhân. Sau bao lâu lượng chất độc này còn 1% kể từ lúc tai nạn xảy ra.
1.3. (1,5 điểm) Hãy cho biết dạng hình học và trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm đối với phân tử H2O và H2S. So sánh góc liên kết trong 2 phân tử đó và giải thích.
Đáp án câu 1
1.1.
Hướng dẫn chấm
Điểm
a) Gọi ZA, ZB lần lượt là số proton trong nguyên tử A, B. Gọi NA, NB lần lượt là số notron trong nguyên tử A, B. Với số proton = số electron Ta có hệ : ZA = 4 Þ A là Be Cấu hình e : 1s22s2 ZB = 17 Þ B là Cl Cấu hình e : 1s22s22p63s23p5 b) Bộ 4 số lượng tử của A: n = 2, l = 0, m = 0, ms = Bộ 4 số lượng tử của B: n = 3, l = 1, m = 0, ms =
0,250,250,250,25
1.2.
Hướng dẫn chấm
Điểm
Áp dụng công thức: K = Mà k = (năm) Vậy sau 200,72 năm thì lượng chất độc trên còn 1% kể từ lúc tai nạn xảy ra.
0,50,50,5
1.3.
Hướng dẫn chấm
Điểm
– Phân tử H2O và H2S đều là phân tử có góc vì chúng thuộc dạng AX2E2. – Trạng thái lai hóa của oxi và lưu huỳnh đều là sp3. – Oxi có độ âm điện lớn hơn lưu huỳnh, mây electron liên kết bị hút mạnh về phía nguyên tử trung tâm sẽ đẩy nhau nhiều hơn, làm tăng góc liên kết. Vì vậy góc liên kết trong phân tử H2O lớn hơn góc liên kết trong phân tử H2S.
0,50,50,5
Câu 2: (4 điểm)
2.1. (1 điểm) Hằng số cân bằng của phản ứng :
H2 (k) + I2(k) 2HI (k) ở 6000C bằng 64
a. Nếu trộn H2 và I2 theo tỉ lệ mol 2:1 và đun nóng hỗn hợp tới 6000C thì có bao nhiêu phần trăm I2 tham gia phản ứng ?
b.) Cần trộn H2 và I2 theo tỉ lệ như thế nào để có 99% I2 tham gia phản ứng (6000C)
2.2. (1,5 điểm) Cho giá trị của biến thiên entanpi và biến thiên entropi chuẩn ở 300K và 1200K của phản ứng:
CH4 (khí) + H2O (khí) D CO ( khí) + 3H2 (khí)
Biết:
DH0(KJ/mol)
DS0J/K.mol
3000K
– 41,16
– 42,4
12000K
-32,93
-29,6
a) Hỏi phản ứng tự diễn biến sẽ theo chiều nào ở 300K và 1200K?
b) Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 300K
2.3. (1,5 điểm) Năng lượng mạng lưới của một tinh thể có thể hiểu là năng lượng cần thiết để tách những hạt ở trong tinh thể đó ra cách xa nhau những khoảng vô cực.
Hãy thiết lập chu trình để tính năng lượng mạng lưới tinh thể CaCl2 biết:
Sinh nhiệt của CaCl2: DH1 = -795 kJ/ mol
Nhiệt nguyên tử hoá của Ca: DH2 = 192 kJ / mol
Năng lượng ion hoá (I1 + I2) của Ca = 1745 kJ/ mol
Năng lượng phân ly liên kết Cl2: DH3 = 243 kJ/ mol
Ái lực với electron của Cl: A = -364 kJ/ mol
Đáp án câu 2
2.1.
Hướng dẫn chấm
Điểm
a. H2(k) + I2 (k) 2HI (k) 2mol 1mol x x 2x 2-x 1-x 2x x1 = 2,25(loại) x2 = 0,95 (nhận) => 95% I2 tham gia phản ứng b. H2(k) + I2(k) 2HI (k) n 1 n-0,99 0,01 1,98 n: nồng độ ban đầu của H2 KC = = 64 n => cần trộn H2 và I2 theo tỉ lệ 7:1
0,250,250,250,25
2.2.
Hướng dẫn chấm
Điểm
a) Dựa vào biểu thức: DG0 = DH0 – TDS0 Ở 3000K ; DG0300 = (- 41160) – [ 300.(- 42,4)] = -28440J = -28,44 kJ Ở 12000K ; DG01200 = (- 32930) – [ 1200.(- 29,6)] = 2590 = 2,59 kJ DG0300< 0, phản ứng đã cho tự xảy ra ở 3000K theo chiều từ trái sang phải. DG01200 > 0, phản ứng tự diễn biến theo chiều ngược lại ở 12000K b) + Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 3000K DG0 = -2,303RT lgK (-28440) = (-2,303).8,314. 300.lgK lgK = 28440/ 2,303.8,314.300 = 4,95 Þ K = 10 4,95
0,250,25 0,25 0,25 0,25 0,25
2.3.
Hướng dẫn chấm
Điểm
Thiết lập chu trìnhChu trình Born – Haber Ca(tt) + Cl2 (k) CaCl2(tt) Ca (k) 2Cl (k) Ca2+ (k) + 2Cl– (k) Ta có: Uml = DH2 + I1 + I2 + DH3 + 2A – DH1 Uml = 192 + 1745 + 243 – (2 x 364) – (-795) Uml = 2247 (kJ/.mol)
0,5 0,5 0,25 0,25
Câu 3 ( 4 điểm)
3.1. (2 điểm) Chuẩn độ một dung dịch 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M. Khi có 50% lượng axit trong dung dịch được trung hòa thì độ pH của dung dịch thu được là bao nhiêu? Biết axit axetic có .
3.2. (1 điểm) Cho H2S lội qua dd chứa Cd2+ 0,01M và Zn2+ 0,01M đến bão hoà. Hãy xác định giới hạn pH phải thiết lập trong dd sao cho xuất hiện kết tủa CdS mà không có kết tủa ZnS. Cho biết H2S có Ka1 = 10-7 , Ka2 = 1,3.10-13,TCdS = 10-28 ,TZnS = 10-22 , dung dịch bão hòa H2S có [ H2S] = 0,1M. Bỏ qua quá trình tạo phức hidroxo của Cd2+ và Zn2+.
3.3. (1 điểm) Tính pH của dung dịch A là hỗn hợp của HF 0,1M và NaF 0,1M. Tính pH của dung dịch A, cho biết kaHF = 6,8.10-4
Đáp án câu 3
3.1.
Hướng dẫn chấm
Điểm
1. Xét 1 lít dung dịch 0,1M, số mol ban đầu là 0,1 mol. + NaOH + 0,05 0,05 0,05 Thể tích dung dịch sau thí nghiệm (l) + 0,05 0,05 0,05 D + 0,05 0,05 x x x 0,05 – x 0,05 + x x Ta có: và
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5
3.2.
Hướng dẫn chấm
Điểm
Nồng độ S2- để CdS¯ : Nồng độ S2- để ZnS¯ : . CdS¯ trước. Giới hạn pH phải thiết lập trong dd để xuất hiện ¯ CdS mà không có ¯ZnS Ta có : Để CdS¯ mà không có ZnS¯ thì:
Đề thi HSG môn hóa lớp 10 trường THPT Phan Đình Phùng Đắk Lắc Năm 2022 2023
ĐỀ THI VÀ ĐÁP ÁN
Câu 1: (4,0 điểm)
1) Phân tử M được tạo nên bởi ion X3+ và Y2-. Trong phân tử M có tổng số hạt p, n, e là 224 hạt, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 72 hạt. Tổng số hạt p, n, e trong ion X3+ ít hơn trong ion Y2- là 13 hạt. Số khối của nguyên tử Y lớn hơn số khối của nguyên tử X là 5 đơn vị. Xác định số hạt p, n, e của nguyên tử X, Y và công thức phân tử của M.
2) X, Y, R, A, B, M theo thứ tự là 6 nguyên tố liên tiếp trong Hệ thống tuần hoàn có tổng số đơn vị điện tích hạt nhân là 63 (X có số đơn vị điện tích hạt nhân nhỏ nhất).
a. Xác định số đơn vị điện tích hạt nhân của X, Y, R, A, B, M.
b. Viết cấu hình electron của X2−, Y−, R, A+, B2+, M3+. So sánh bán kính của chúng và giải thích?
Câu
Đáp án
thang điểm
1.1
Gọi ZX, ZY tương ứng là số proton của X, Y . ( ZX, ZY є Z*) NX, NY tương ứng là số nơtron của X, Y. ( NX, NY є Z*) Phân tử M được tạo nên bởi ion X3+ và ion Y2- do đó M có công thức phân tử là: X2Y3.
0,5
– Tổng số hạt p, n, e trong phân tử M là: 2(2ZX + NX) + 3( 2ZY + NY) = 224 (1) – Trong phân tử M, hiệu số hạt mang điện và số hạt không mang điện là: ( 4ZX + 6ZY) – (2NX + 3NY) = 72 (2) – Hiệu số hạt p, n, e trong ion X3+ và ion Y2-: (2ZY + NY +2) – ( 2ZX + NX – 3) = 13 (3)
0,5
– Hiệu số khối trong nguyên tử X và Y là: (ZY + NY) – ( ZX + NX) = 5 (4) Lấy (1) + (2) ta được: 2ZX + 3 ZY = 74 (5) Lấy (3) – (4) ta được: ZY – ZX = 3 (6)
0,5
Giải hệ (5) và (6) được ZX = 13; ZY = 16 => NX = 14; NY = 16 Vậy X là Al (e=p=13; n=14) và Y là S (e=p=n=16). Công thức phân tử của M: Al2S3.
0,5
1.2
Gọi Z là số điện tích hạt nhân của X => Số điện tích hạt nhân của Y, R, A, B, M lần lượt (Z + 1), (Z + 2), (Z + 3), (Z + 4), (Z+5) Theo giả thiết Z + (Z + 1) + (Z + 2) + (Z + 3) + (Z + 4)+ (Z+5) = 63 => Z = 8
O2-, F–, Ne, Na+, Mg2+ , Al3+ đều có cấu hình e: 1s2 2s2 2p6
0,5
Số lớp e giống nhau => bán kính r phụ thuộc điện tích hạt nhân. Điện tích hạt nhân càng lớn thì bán kính r càng nhỏ. rO2- > r F-> rNe >rNa+ > rMg2+ > rAl3+
0,5
Câu 2: (4,0 điểm)
Cho biết nhiệt hình thành chuẩn của CH4(k), C2H6(k) lần lượt bằng -17,89; -20,24, nhiệt thăng hoa của Cgrafit là 170, năng lượng liên kết EH-H là 103,26. Hãy tính nhiệt hình thành chuẩn của C3H8(k). (Các giá trị đều được tính theo Kcal/mol).
+ ta có (5)= -(1)+(3)+2×(4) Nên ΔH5 = -ΔH1 + ΔH3 + 2ΔH4 = 394,41 = 4 EC-H ÞEC-H = 98,6025(Kcal/mol).
1
C2H6(k) → 2C(k) + 6H(k) (6) ΔH6 + ta có (5)= -(2)+2×(3)+ 3×(4) Nên ΔH6 = -ΔH2 + 2ΔH3 + 3ΔH4 = 6 EC-H + EC-C Þ EC-C = 78,405(Kcal/mol).
1
C3H8(k) → 3C(k) + 8H(k) (7) ΔH7 ΔH7 = 8 EC-H + 2EC-C = 945,63(Kcal/mol) Þ 3C(gr) + 4H2(k) → C3H8(k) (8) ΔH8 Ta có (8)= -(7)+3(3)+ 4(4) ΔH8 = -ΔH7 + 3ΔH3 + 4ΔH4 = -22,59 (Kcal/mol) Vậy nhiệt hình thành chuẩn của C3H8(k) là -22,59 (Kcal/mol)
1
Câu 3: (4,0 điểm)
1. Thêm 1ml dung dịch MgCl2 1M vào 100 ml dung dịch NH3 1M và NH4Cl 1M được 100 ml dung dịch A, hỏi có kết tủa Mg(OH)2 được tạo thành hay không?
Biết: =10-10,95 và = 10-4,75.
2. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn lẫn các dung dịch sau:
a. 10ml dung dịch CH3COOH 0,10M với 10ml dung dịch HCl có pH = 4,00
b. 25ml dung dịch CH3COOH có pH = 3,00 với 15ml dung dịch KOH có pH = 11,00
c. 10ml dung dịch CH3COOH có pH = 3,00 với 10ml dung dịch axit fomic (HCOOH) có pH=3,00.
Biết Ka của CH3COOH và HCOOH lần lượt là 10-4,76 và 10-3,75(Khi tính lấy tới chữ số thứ 2 sau dấu phẩy ở kết quả cuối cùng).
Câu
Đáp án
thang điểm
3.1
Khi thêm 1ml dung dịch MgCl2 1M vào 100ml dung dịch đệm thì ban đầu = 10-2 (M). Ta có: = [Mg2+][OH–]2 = 10-10,95 Để kết tủa Mg(OH)2 thì [Mg2+][OH–]2 ³ 10-10,95 Þ [OH–]2 ³ = 10-8,95. Hay [OH–] ³ 10-4,475 * Dung dịch: NH4Cl 1M + NH3 1M. cân bằng chủ yếu là: NH3 + H2O + OH– = Kb = 10-4,75 1 1 1-x 1+x x Kb = = 10-4,75 Þ x = 10-4,75 Hay [OH–] = 10-4,75 < 10-4,475. Vậy khi thêm 1 ml dung dịch MgCl2 1M vào 100ml dung dịch NH3 1M và NH4Cl 1M thì không xuất hiện kết tủa Mg(OH)2.
1
3.2
a. Dung dịch HCl có pH = 4,0 Þ [H+] = [HCl] = 10-4M Sau khi trộn: HCl → H+ + Cl– 5.10-5M 5.10-5M CH3COOH CH3COO– + H+ C 0,05M 0 5.10-5M ∆C x x x [ ] 0,05-x x 5.10-5 + x x = 8,991.10-4M (nhận) x = -9,664.10-4M(loại) pH = -lg[H+] = -lg(5.10-5 + x) = 3,023=3,02 b. Gọi CA là nồng độ M của dung dịch CH3COOH CH3COOH CH3COO– + H+ C CA 0 0 ΔC x x x [ ] CA – x x x Với pH = 3,0 Þ x = 10-3M Dung dịch KOH có pH = 11,0 Þ [OH–] = [KOH] = Sau khi trộn: Phản ứng 3,66.10-2 3,75.10-4 0 0 Sau phản ứng (3,66.10-2 – 3,75.10-4 )0 3,75.10-4 3,75.10-4 CH3COOH CH3COO– + H+ C ΔC [ ] 0,036225 3,75.10-4 0 x x x 0,036225– x x+3,75.10-4 x Nên Ka= x(x+3,75.10-4)/(0,036225-x)=10-4,76 → x = 6,211.10-4 pH = 3,207=3,21 c. Tương tự với câu trên: – Dung dịch CH3COOH có pH = 3,0 ứng với – Dung dịch HCOOH có pH = 3,0 ứng với nồng độ axit fomic Sau khi trộn lẫn: Bảo toàn điện tích : [H+]=[CH3COO–]+[HCOO–] Ta có: h= C1Ka1/(Ka1+h)+ C2Ka2/(Ka2+h) → h3+h2(Ka1+Ka2)+h(Ka1Ka2 –C1Ka1-C2Ka2 )-( C1Ka1Ka2 +C2 Ka1Ka2)=0 Ta có h= 9,997.10-4. Nên pH = 3,00
1 1 1
Câu 4 (4,0 điểm)
1. Cân bằng các phản ứng sau bằng phương pháp thăng bằng electron:
a. FexOy + H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
b. FeS2 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
c. Al + HNO3 Al(NO3)3 + NO + N2O + H2O (tỉ lệ mol NO và N2O tương ứng là 3:1)
2. Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4s1. Viết cấu hình electron và xác định vị trí của X trong bảng hệ thống tuần hoàn.
Đề thi HSG môn hóa lớp 10 trường THPT Lê Hồng Phong Đắk Lắc Năm 2022 2023
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐĂKLĂKTRƯỜNG THPT LÊ HỒNG PHONG ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ
KỲ THI HỌC SINH GIỎI OLYMPIC 10 – 03Năm học: 2022 – 2023Khóa thi ngày: 04/03/2023Môn thi: HÓA HỌC LỚP 10Thời gian làm bài: 150 phút
Câu 1: (4,0 điểm)
1.1. (1,0 điểm): So sánh và giải thích trị số khác nhau của mỗi đại lượng dưới đây:
Chất
NH3
NF3
Nhiệt độ sôi
-330
-1290
Độ phân cực phân tử
1,46D
0,24D
1.2. (1,5 điểm): Cho bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng của nguyên tử các nguyên tố X, Y, Z như sau:
X: n = 2; l = 1; m = +1; ms = +1/2
Y: n = 2; l = 1; m = -1; ms = -1/2
Z: n = 3; l = 1; m = -1; ms = -1/2
Xác định X, Y, Z
Cho biết trạng thái lai hóa của nguyên tố trung tâm và kiểu cấu trúc hình học của các phân tử, ion sau: ZY2, ZY3, ZY32-, ZY42-, XY3–
1.3. (1,5 điểm): Hợp chất ion (X) được tạo thành từ 2 nguyên tố, các ion đều có cấu hình electron: 1s22s22p63s23p6. Trong 1 phân tử X có tổng số các hạt (p, n, e) là 164.
Xác định công thức phân tử có thể có của X
Cho X tác dụng vừa đủ với 1 lượng Brom thu được 1 chất rắn D không tan trong nước. D tác dụng vừa đủ với 100ml dung dịch H2SO4 đặc nóng, thu được 13,44 lít khí Y (đktc). Xác định CTPT đúng của A và tính nồng độ mol/lit của dung dịch H2SO4.
Câu1:
1.(1 điểm). – Trong NH3 liên kết N-H và cặp electron tự do phân cực cùng chiềuNH3 >NF3 – Trong NF3 liên kết N-F và cặp electron tự do ngược chiềutriệt tiêu lực phân cực yếuts0 thấp.
0,5 0,5
2: (1,5 điểm)a. X: n = 2; l = 1; m = +1; ms = +1/2 X có cấu hình phân lớp ngoài cùng là: 2p3 Nitrogen (N) Y: n = 2; l = 1; m = -1; ms = -1/2 Y có cấu hình phân lớp ngoài cùng là: 2p4 Oxigen (O) Z: n = 3; l = 1; m = -1; ms = -1/2 X có cấu hình phân lớp ngoài cùng là: 3p4Sulfur (S) b. ZX2 là SO2 thì S lai hóa sp2, có kiểu gấp khúc. ZX3 là SO3 thì S lai hóa sp2, có kiểu tam giác. ZY32- là SO32- thì S lai hóa sp3, có kiểu tam giác.
30,25 30,25
3: (1,5 điểm)a. Số electron trong mỗi ion là 18. Gọi a là số nguyên tử của mỗi ion trong hợp chất X Ta có: 3 3,5 3.18.a 164 3,5.18.a 2,6 a 3,04 a = 3 X: A2B hoặc AB2 Từ cấu hình ta thấy A, B là các kim loại và phi kim ở chu kì 3 và 4 Vây: A có thể K, Ca còn B là Cl hoặc S K2S hoặc CaCl2. b. Vì X phản ứng được với Br2 X là K2S vì: K2S + Br2 2KBr + S S + 2H2SO4đ 3SO2 + H2O nH2SO4 = 2/3nSO2 = = 0,4 CM(H2SO4) = = 4M
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
Câu 2: (4,0 điểm)
2.1. (1,0 điểm)Silver (Ag) kim loại có cấu trúc tinh thể lập phương tâm diện, bán kính nguyên tử của Silver (Ag) là RAg = 144 pm.
a) Tính số nguyên tử Silver (Ag) có trong một ô mạng cơ sở.
b) Tính khối lượng riêng của Silver (Ag) kim loại.
2.2.(1,0 điểm) Cho dãy năng lượng liên kết của các Halogen như sau:
F2 Cl2 Br2 I2.
Eb 155,0 240,0 190,0 149,0 (kJ.mol-1)
Hãy giải thích tại sao năng lượng liên kết của F2 không tuân theo quy luật của các halogen khác?
2.3. (2,0 điểm) Ở 12270C và 1 bar, 4,5% phân tử F2 phân ly thành nguyên tử.
a) Tính Kp, DrG0 và DrS0 của phản ứng sau:
F2(k)D 2F(k) Biết Eb(F – F)= 155,0 kJ/mol
b) Ở nhiệt độ nào độ phân ly là 1%, áp suất của hệ vẫn là 1 bar.
2.1.a
– Ở mỗi đỉnh và ở tâm mỗi mặt đều có một nguyên tử Ag – Nguyên tử Ag ở đỉnh, thuộc 8 ô mạng cơ sở – Nguyên tử Ag ở tâm của mỗi mặt, thuộc 2 ô mạng cơ sở – Khối lập phương có 8 đỉnh, 6 mặt Þ Số nguyên tử Ag có trong 1 ô cơ số là 8. + 6. = 4
0,5
2.1.b
Gọi d là độ dài đường chéo của mỗi mặt, a là độ dài mỗi cạnh của một ô mạng cơ sở Từ hình vẽ một mặt của khối lập phương tâm diện, ta có: d = a = 4RAg Þ a = 2RAg. = 2,144. = 407 (pm) Þ Khối lượng riêng của Ag là:
0,25 0,25
2.2
Theo các trị số năng lượng liên kết của các phân tử X2 trên thấy có sự khác biệt giữa F2 với Cl2, Br2, I2 vì F2 chỉ có 1 liên kết đơn giữa hai nguyên tử, còn Cl2, Br2, I2 ngoài 1 liên kết xích ma tạo thành giống phân tử F2 còn có một phần liên kết pi do sự xen phủ một phần AO-p với AO-d, vì vậy năng lượng liên kết của Cl2, Br2 là cao hơn của F2. Còn từ Cl2 đến I2 năng lượng liên kết giảm dần vì độ dài liên kết dH-X lớn dần nên năng lượng cần thiết để phá vỡ liên kết là giảm dần.
1,0
2.3
a) EF- F = 155 kJ/mol > 0 => năng lượng thu vào để phá vỡ liên kết F-F F2(k) D 2F(k) n DrH0 = 155,0 kJ/mol [ ] 1 – a 2a 1 + a (a là độ phân li) Phần mol Kp = .P0 . Thay a=0,045; P0=1 => Kp = 8,12.10-3 △rG0 = – RTlnKp = – 8,314.1500.ln(8,12.10-3)= 60,034 kJ Ở điều kiện chuẩn và 1500K => phản ứng xảy ra theo chiều nghịch △rS01500K= (△rH0 – △rG0 )/T= (155000-60034)/1500=63,311 J/K>0
1,5
b) ln = ; Kp2 = .P0 . Thay a=0,01; P0=1 => Kp2 = 4.10-4 Kp1 = 8,12.10-3 T2= 1207,51K hay 934,510C
0,5
Câu 3: (4,0 điểm)
3. 1.(1,25 điểm) Tính pH và nồng độ cân bằng của các phân tử trong hệ giữa HCl 0,01M + H2S 0,1M. Biết K1(H2S)= 10-7,02; K2H2S= 10-12,90; Kw(H2O)= 10-14
3.2.(1,25 điểm) Trộn 15ml dung dịch CH3COOH 1.10-2 M với 10ml dung dịch NaOH 5.10-3M. Tính pH của dung dịch thu được KaCH3COOH= 10-4,76
3.3.(1,5 điểm) Ở 250C tích số tan của BaCrO4 là 1,2.10-10 ; Ag2CrO4 là 2,5.10-12
a) Muối nào tan trong nước nhiều hơn.
b) Muối nào tan trong dung dịch nước chứa CrO42- 0,1M nhiều hơn.
Câu 3
Nội dung
Điểm
3.1
HCl→ H+ + Cl– (1) H2S H+ + HS– (2) K1= 10-7,02 HS– H+ + S2- (3) K2 = 10-12,9 H2O H+ + OH– (4) Kw = 10-14 Tính theo cân bằng (2) H2S H+ + HS– (2) K1= 10-7,02 C 0,1 0,01 CB: 0,1-x 0,01 + x x
0,3750,1250,50,25
3.2
Tính pH của dung dịch Xét phản ứng : CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O C0 6.10-3 2.10-3 C 4.10-3 – 2.10-3 TPGH: CH3COOH 4.10-3; CH3COONa 2.10-3; CH3COONa → CH3COO– + Na+ 2.10-3 2.10-3 CH3COOH CH3COO– + H+ Ka = 10-4,76 C 4.10-3 2.10-3 CB: (4.10-3 – x) (2.10-3 + x) x
0,25 0,25 0,25 0,5
3.3
a. Tính độ tan của BaCrO4 trong nước Xét cân bằng: BaCrO4 Ba2+ + CrO42- Sa Sa T = Sa2 → Sa =1,1.10-5(mol/l) Xét cân bằng: Ag2CrO4 2Ag+ + CrO42- 2Sb Sb Trong nước Ag2CrO4 tan nhiều hơn BaCrO4b. Trong dung dịch CrO42- 0,1M (độ tan của BaCrO4 và Ag2CrO4 là Sa’ và Sb’ ) Ta có: TBaCrO4 = (Sa’) ( 0,1+ Sa’) → Sa’ = 1,2.10-9(M) TAg2CrO4 = (2 Sb’)2 (0,1 + Sb’) → Sb’ = 2,5.10-6 (M) Nhận xét: Sa’ = 1,2.10-9 < 1,1.10-5 Sb’ = 2,5.10-6 < 8,5.10-5 Kết luận: Ag2CrO4 tan trong dung dịch CrO42- 0,1M nhiều hơn BaCrO4
0,50,50,5
Câu 4: (4,0 điểm)
4.1. (2,0 điểm) Sự biến đổi của hạt nhân (với chu kì bán rã t1/2 = 3,26 ngày) thành hạt nhân bền xảy ra khi hạt nhân 67Ga bắt một electron thuộc lớp K của vỏ electron bao xung quanh hạt nhân. Quá trình này không phát xạ β+.
a) Viết phương trình của phản ứng hạt nhân biểu diễn sự biến đổi phóng xạ của
b) Chùm tia nào được phát ra khi 67Ga phân rã?
c) 10,25 mg kim loại galium đã làm giàu đồng vị 67Ga được sử dụng để tổng hợp m gam dược chất phóng xạ galium xitrate (GaC6H5O6.3H2O). Hoạt độ phóng xạ của mẫu (m gam) dược chất là 1,09.108 Bq. Chấp nhận rằng quá trình tổng hợp có hiệu suất chuyển hóa Ga bằng 100%.
* Tính khối lượng của đồng vị 67Ga trong m gam dược chất được tổng hợp (cho rằng 67Ga là đồng vị phóng xạ duy nhất có trong mẫu).
* Tính hoạt độ phóng xạ của 1 gam dược chất galium xitrate được tổng hợp ở trên.
4.2. ( 2,0 điểm) Cho một pin: Pt Fe3+ (0,01M), Fe2+ (0,05M), H+ (1M) KCl bão hoà, Hg2Cl2(R) Hg
a) Viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt động.
b) Thêm NaOH vào bên trái của pin cho đến khi [OH–] = 0,02M (Coi thể tích dung dịch không thay đổi).