Đề thi hsg môn hóa lớp 10 liên cụm trường Hà Nội năm 2023 2024
Trang 1/2
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI LIÊN CỤM TRƯỜNG THPT
KỲ THI OLYMPIC DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 10, LỚP 11 NĂM HỌC 2023 – 2024
Môn thi: HÓA HỌC 10 Ngày thi: 09/3/2024 Thời gian làm bài: 120 phút (Đề thi gồm 2 trang)
ĐỀ CHÍNH THỨC
Cho nguyên tử khối của các nguyên tố: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; P = 31; S = 32; Cl = 35,5; Fe = 56. Cho biết số hiệu nguyên tử của các nguyên tố: 1H; 3Li; 6C; 7N; 8O; 11Na; 12Mg; 15P; 16S; 17Cl; 18Ar; 19K; 20Ca. Số Avogadro là 6,022.1023. Viết tắt: điều kiện chuẩn: đkc Câu I (3,0 điểm) 1/ Một nguyên tố R có 3 đồng vị X, Y, Z, tổng số hạt cơ bản (e, p, n) của 3 đồng vị bằng 111. Số neutron của đồng vị X bằng số proton, số neutron của đồng vị Z hơn đồng vị Y 1 hạt. a) Xác định số khối của 3 đồng vị. b) Cho biết tỷ lệ số nguyên tử của các đồng vị như sau: X : Y = 393 : 50 và Y : Z = 50 : 57, xác định khối lượng nguyên tử trung bình của R và khối lượng của 9,033.1022 nguyên tử R. 2/ Trong công thức oxide cao nhất của nguyên tố T (nằm ở nhóm A của bảng tuần hoàn) oxygen chiếm 56,338% khối lượng. Xác định công thức phân tử của oxide trên. Câu II (4,0 điểm) 1/ Cho X, Y là 2 nguyên tố ở hai nhóm A liên tiếp của bảng tuần hoàn, Y thuộc nhóm VA. Tổng số proton trong hạt nhân nguyên tử X và Y là 23. Ở trạng thái đơn chất X và Y không phản ứng với nhau. a) X, Y là hai nguyên tố nào? b) Viết công thức electron (theo quy tắc octet), công thức cấu tạo của phân tử YO2. c) Giải thích tại sao hai phân tử YO2 có thể kết hợp tạo ra Y2O4. 2/ Nguyên tố R thuộc chu kì 3 của bảng tuần hoàn. Nguyên tử của nguyên tố R có các giá trị năng lượng ion hóa (kJ/mol) như sau:
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
I8
1000
2251
3361
4564
7013
8495
27106
31669
a) Xác định tên nguyên tố và kí hiệu hóa học của R. b) Một số fluoride của R gồm: RF4, RF6. Cho biết trạng thái lai hóa của R trong các hợp chất trên. Câu III (4,0 điểm) 1/ Nhiệt độ sôi của một số chất được cho trong bảng dưới đây:
Chất
LiH
CH4
NH3
H2O
HF
Nhiệt độ sôi (0C)
> 900
–164
–33
100
19
Giải thích sự biến đổi nhiệt độ sôi của các chất trong bảng trên. 2/ Cấu trúc của sodium chloride (NaCl) là một trong những kiểu cấu trúc tinh thể cơ bản của các hợp chất ion. Trong một ô mạng cơ sở, các ion Cl- lập thành một mạng tinh thể lập phương tâm diện và các ion Na+ chiếm tâm của ô mạng (tâm của hình lập phương) và trung điểm của các cạnh hình lập phương đó. a) Biểu diễn cấu trúc của một ô mạng cơ sở NaCl và cho biết số phối trí của Na+ và Cl-. b) Ô mạng cơ sở của NaCl có hằng số mạng là a = 5,64 oA và bán kính của Na+ là r(Na+) = 1,16 oA . Tính bán kính ion của chloride, r(Cl-) và độ đặc khít của mạng tinh thể NaCl.
Trang 2/2 Câu IV (4,0 điểm) 1/ Cân bằng các phản ứng oxi hoá khử sau theo phương pháp thăng bằng electron:
a) FeS2 + H2SO4 (đ)
Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
0 t b) Mg + HNO3 Mg(NO3)2 + N2O + N2 + NH4NO3 + H2O (biết tỉ lệ mol của N2O : N2 : NH4NO3 là 1 : 1 : 1) c) Fe3O4 + HNO3 NxOy + Fe(NO3)3 + H2O d) C2H4 + KMnO4 + H2O C2H4(OH)2 + MnO2 + KOH 2/ Đốt bột iron (sắt) trong khí oxygen thu được hỗn hợp chất rắn X gồm Fe và 3 oxide của iron. Hòa tan hoàn toàn 23,04 gam hỗn hợp X vào dung dịch chứa 0,96 mol H2SO4 đặc, dư, đun nóng, thu được dung dịch Y và khí V (lít) SO2 (sản phẩm khử duy nhất đo ở đkc). Cho 420 ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y thu được 25,68 gam kết tủa và dung dịch Z chứa m (gam) chất tan. Tìm giá trị của V, m. Câu V (3,0 điểm) Cho năng lượng liên kết ở điều kiện chuẩn của một số liên kết như sau:
Liên kết
H – H
O = O
C – H
C – C
C = O
H – O
Eb (kJ/mol)
436
498
414
347
799
464
a) Hãy tính biến thiên enthalpy chuẩn của các phản ứng sau (biết trong C7H16 có 6 liên kết C-C và 16 liên kết C-H): (1) C4H10(g) + 13 2 O2(g) → 4CO2(g) + 5H2O(g)
(2) 2H2(g) + O2(g)
2H2O (g);
to
(3) C7H16 (g) + 11O2 (g)
7CO2(g) + 8H2O (g);
to b) So sánh biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng (2) và (3) nếu lấy cùng khối lượng H2 và C7H16, từ đó cho biết H2 hay C7H16 là nhiên liệu hiệu quả hơn cho tên lửa? Câu VI (2,0 điểm) Cho các dữ kiện dưới đây:
C2H4 (g) + H2 (g) C2H6 (g)
(1)
r = -136,951 kJ/mol
C2H6(g) + O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(l) (2)
r = -1559,837 kJ/mol
Ho298 7 2 Ho298
C(s) + O2 (g) CO2 (g) H2(g) + ½ O2 (g) H2O(l) Hãy xác định:
(3) (4)
r = -393,514 kJ/mol r = -285,838 kJ/mol
Ho298 Ho298 a) enthalpy tạo thành chuẩn của C2H4 (g) (f Ho298 (C2H4 (g)). b) enthalpy chuẩn của phản ứng đốt cháy C2H4 (g) (r Ho298 đốt cháy C2H4 (g)). ——————————HẾT—————————— – Thí sinh không được sử dụng tài liệu (kể cả bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học). – Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ tên thí sinh: ………………………………………………….; Số báo danh: ……………… Chữ kí cán bộ coi thi số 1 ………………………………………………………………………. Chữ kí cán bộ coi thi số 2 ……………………………………………………………………….
Đề thi hsg môn hóa lớp 10 cụm trường Hoàn Kiếm Hai Bà Trưng năm 2023 2024
Trang 1/2
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI CỤM TRƯỜNG THPT
ĐỀ THI OLYMPIC NĂM HỌC 2023-2024 Môn Hóa học – Lớp 10
HOÀN KIẾM – HAI BÀ TRƯNG
Thời gian làm bài: 120 phút
(Không kể thời gian giao đề) Đề thi gồm có 02 trang
ĐỀ CHÍNH THỨC
Cho biết: – Nguyên tử khối: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; F = 19; Na = 23; Mg = 24; Al = 27; S = 32; Cl = 35,5; Ca = 40; Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; Ba = 137. – Số hiệu nguyên tử: 1H; 6C; 7N; 8O; 9F; 11Na; 12Mg; 13Al; 15P; 16S; 17Cl; 19K; 20Ca; 30Zn. Câu I (6,0 điểm) 1. Hợp chất X được tạo thành từ hai nguyên tố M và Y có công thức là MxYy (với x + y = 3). X có tính oxi hóa mạnh, bị phân hủy khi đun nóng tạo ra đơn chất khí Y2 cần cho quá trình hô hấp của động vật, thực vật; đốt cháy nhiên liệu… Một phân tử X có tổng số hạt cơ bản là 106 trong đó số hạt mang điện là 70. Biết số lượng hai loại hạt cơ bản trong hạt nhân nguyên tử Y bằng nhau. a) Viết kí hiệu nguyên tử của M và chỉ rõ vị trí của nguyên tố M trong bảng tuần hoàn, giải thích. b) Tinh thể M có cấu trúc mạng lập phương tâm khối. Hình 1 biểu diễn cấu tạo của một ô mạng cơ sở. Giả thiết các nguyên tử là những hình cầu. Trong mỗi ô mạng cơ sở, các nguyên tử tiếp xúc với nhau như biểu diễn trong Hình 2. i) Phần trăm thể tích của tinh thể bị chiếm bởi các các nguyên tử được gọi là độ đặc khít. Tính độ đặc khít của tinh thể M. ii) Lấy độ đặc khít của tinh thể là 68,00% (nếu không tính được giá trị ở câu i), tính khối lượng riêng của tinh thể M (đơn vị g/cm3). Cho biết: bán kính nguyên tử của M là 0,227 nm, số Avogadro có giá trị là 6,022.1023. c) Ngoài đồng vị A1 có trong hợp chất X ở trên, nguyên tố M còn 2 loại đồng vị A2, A3 lần lượt có nhiều hơn 1 và 2 neutron so với đồng vị A1. Phần trăm số nguyên tử của các đồng vị A1, A2, A3 tương ứng là 93,258%; 0,012% và 6,730%. Tính nguyên tử khối trung bình của M. 2. Cho 4 nguyên tố nhóm A gồm X, Y, M, R thuộc 3 chu kỳ liên tiếp của bảng tuần hoàn. Ở trạng thái cơ bản, cấu hình electron phân lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố X, Y lần lượt là 4sx và 3py (với x + y = 6), nguyên tử X không có electron độc thân. Nguyên tử M có ít hơn nguyên tử X 14 hạt mang điện. Các nguyên tố Y và R kế tiếp nhau trong cùng một nhóm A. a) Tìm các nguyên tố X, Y, M, R. b) So sánh tính kim loại của các nguyên tố X, Y, M, R và giải thích. c) Biểu diễn sự hình thành liên kết trong các hợp chất được tạo thành giữa X và R; Y và R. Câu II (5,0 điểm) 1. Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử nguyên tố X có dạng ns2np4. Trong oxide cao nhất, X chiếm 40% về khối lượng. a) Tìm X. b) Dung dịch Y chứa hydroxide của X (trong đó X đạt hóa trị cao nhất). Dung dịch Z chứa NaOH. Trung hòa 100 mL dung dịch Y bằng 150 gam dung dịch Z thu được dung dịch T. Cô cạn dung dịch T thu được 32,2 gam chất rắn M. Nung chất rắn M đến khối lượng không đổi thì chỉ còn lại 14,2 gam chất rắn. Tính nồng độ của các dung dịch Y, Z và tìm công thức của M. 2. Xét hợp chất với hydrogen của một số nguyên tố chu kỳ 2:
Đặc điểm
CH4
NH3
H2O
HF
Độ dài liên kết (Å)
1,091
1,014
0,96
0,92
Năng lượng liên kết H-X (kJ.mol-1)
418
385
463
565
Nhiệt độ sôi (0C)
-161,5
-33
100
19,5
Nhiệt độ nóng chảy (0C)
-182,5
-78
0
-83
a) Viết công thức Lewis của các hợp chất. b) Xác định trạng thái tồn tại của các chất ở điều kiện thường (20 – 250C), giải thích. c) So sánh và giải thích sự biến đổi độ dài liên kết H-X trong phân tử các chất.
Trang 2/2 d) Cho độ âm điện của các nguyên tố:
Nguyên tố
C
H
N
O
F
Giá trị độ âm điện
2,55
2,20
3,04
3,44
3,98
Tính giá trị hiệu độ âm điện và dự đoán loại liên kết (liên kết cộng hóa trị phân cực, liên kết cộng hóa trị không phân cực, liên kết ion) trong các phân tử: CH4, NH3, HF, N2. Câu III (5,0 điểm) 1. Lập phương trình hóa học theo phương pháp thăng bằng electron; chỉ rõ chất khử, chất oxi hóa trong các phản ứng sau: a) FeCl2 + H2SO4 + KMnO4 ⎯⎯→ Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cl2 + H2O + MnSO4 b) Cu + H2SO4 + O2 ⎯⎯→ CuSO4 + H2O
c) NH4ClO4
H2O + N2 + Cl2 + O2
0 > 200 C ⎯⎯⎯⎯→ d) K2Cr2O7 + H2SO4 + CH3CH2OH ⎯⎯→ K2SO4 + Cr2(SO4)3 + CH3CHO + H2O 2. Cho m gam hỗn hợp gồm kim loại M (hóa trị 2) và Al (có tỉ lệ mol tương ứng là 5 : 8) vào bình đựng 0,5 mol khí Cl2, đun nóng. Sau khi các phản ứng hoàn toàn thu được 52,3 gam hỗn hợp rắn X gồm 4 chất. Cho X tan hết trong dung dịch HCl (dư) thu được 0,35 mol khí H2 thoát ra. a) Xác định kim loại M và viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. b) Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,2 mol M và 0,4 mol Fe trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng chỉ thu được dung dịch X chứa muối sunfat và 44,8 gam khí SO2. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Tính giá trị của m. Câu IV (4,0 điểm) Xăng sinh học (gasohol hay biogasoline) được tạo ra bằng cách phối trộn ethanol (C2H5OH) với xăng thông thường theo một tỉ lệ nhất định. Xăng E5 là một loại xăng sinh học gồm 5% ethanol và 95% xăng thông thường về thể tích. Gọi là xăng sinh học vì ethanol dùng để phối trộn với xăng được điều chế thông qua quá trình lên men các sản phẩm hữu cơ như tinh bột, cellulose. Giả sử xăng thông thường chỉ chứa octane C8H18. 1. Tính thể tích (đơn vị mL) ethanol có trong 1 lít xăng E5. 2. Vì sao sử dụng xăng sinh học góp phần bảo vệ môi trường? 3. Các phản ứng xảy ra khi đốt cháy xăng và xăng E5 như sau:
(1)
C8H18(l) + 12,5O2(g)
8CO2(g) + 9H2O(l)
0 t ⎯⎯→
(2)
C2H5OH(l) + 3O2(g)
2CO2(g) + 3H2O(l)
0 t ⎯⎯→ Cho biết: Phân tử octane có 7 liên kết C-C và 18 liên kết C-H; phân tử ethanol có 1 liên kết C-C, 1 liên kết C-O, 5 liên kết C-H và 1 liên kết O-H. Khối lượng riêng của ethanol nguyên chất là 0,8 g/mL, của xăng thông thường là 0,7 g/mL; enthalpy tạo thành chuẩn và năng lượng liên kết Eb của một số liên kết cho trong bảng dưới đây (giả sử các giá trị này không thay đổi trong các phân tử khác nhau):
Liên kết
C=O
C-H
O-H
O=O
C-C
Eb (kJ/mol)
732
418
459
494
346
Chất
C2H5OH(l)
CO2(k)
H2O(l)
f (kJ/mol)
-276,0
-393,5
-285,8
0 H298 a) So sánh lượng khí O2 sử dụng để đốt cháy hoàn toàn 1 lít xăng thông thường và 1 lít xăng E5. b) Tính biến thiên enthalpy chuẩn của các phản ứng (1), (2). c) Ở điều kiện chuẩn, tính thể tích xăng E5 cần dùng để khi đốt cháy giải phóng nhiệt lượng bằng nhiệt lượng giải phóng khi đốt cháy 1 lít xăng thông thường. 4. Người ta sản xuất ethanol từ sắn lát khô chứa 40% tinh bột (C6H10O5)n theo sơ đồ sau: (C6H10O5)n ⎯⎯⎯⎯→ H = 90% nC6H12O6 ⎯⎯⎯⎯→ H = 80% 2nC2H5OH Tính thể tích xăng E5 (đơn vị m3) thu được khi phối trộn ethanol sản xuất được từ 10 tấn sắn lát khô trên với xăng thông thường. ———– HẾT ———–
Đề thi hsg môn hóa lớp 10 cụm trường Hà Đông Hoài Đức năm 2023 2024
Trang 1/3 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI CỤM TRƯỜNG THPT HÀ ĐÔNG – HOÀI ĐỨC KỲ THI OLYMPIC DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 10, LỚP 11 NĂM HỌC 2023 – 2024 Môn thi: HÓA HỌC 10
Ngày thi: 28/3/2024 Thời gian làm bài: 120 phút
ĐỀ CHÍNH THỨC
(Đề thi gồm 3 trang) Cho nguyên tử khối của các nguyên tố: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; P = 31; S = 32; Cl = 35,5; Fe = 56; Cu=64. Cho biết số hiệu nguyên tử của các nguyên tố: 1H; 3Li; 6C; 7N; 8O;9F;10Ne; 11Na; 12Mg;13Al; 15P; 16S; 17Cl; 18Ar; 19K; 20Ca; 25Mn; 26Fe; 27Co; 28Ni; 29Cu; Số Avogadro là 6,022.1023. Viết tắt: điều kiện chuẩn: đkc Câu I. (4 điểm). 1. Kim loại M là một trong những kim loại được con người sử dụng sớm nhất, khoảng 8000 năm trước công nguyên. Đây là kim loại dẻo có màu đỏ, có tính dẫn nhiệt và dẫn điện rất tốt. Một trong những ứng dụng ít người biết của muối MSO4 đó là diệt nấm mốc, sâu bọ và xử lý nước. Kim loại M tồn tại trong tự nhiên với hai loại đồng vị X và Y trong đó Y chiếm 27,3% số nguyên tử. Nguyên tử X có tổng số hạt proton, neutron, electron là 92 trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 24. Số hạt neutron trong nguyên tử Y nhiều hơn trong nguyên tử X là 2. a) Tính nguyên tử khối trung bình của kim loại M. Viết ký hiệu nguyên tử hai đồng vị X và Y. b) Viết cấu hình electron và cho biết vị trí của M trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. c) Tính phần trăm khối lượng của đồng vị Y trong muối MSO4. 2. Tính khối lượng riêng của kim loại sodium theo g/cm3 iết sodium kết tinh ở mạng tinh th l p phương tâm khối, có b n kính nguyên tử b ng 0,1 9 nm, độ đ c khít của mạng tinh th l p phương tâm khối ρ = 68%. 3. Hợp chất A được cấu tạo từ cation B3+ và anion DO 2- n (B và D là kí hiệu của nguyên tố chưa biết, O là kí hiệu nguyên tố oxygen). Tổng số hạt proton trong một phân tử A là 170. Tổng số hạt electron trong một ion DO 2- n là 50. Nguyên tố D thuộc nhóm A, hóa trị của D trong oxide cao nhất gấp 3 lần hóa trị của D trong hợp chất khí với hydrogen X c định công thức phân tử của A. Câu II. (2 điểm) 1. Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, hai nguyên tố E, F thuộc cùng một nhóm A; E ở chu kì 2, F ở chu kì 3; hai nguyên tố F, G n m ở hai nhóm kế tiếp nhau. Tổng số proton của 3 nguyên tử E, F, G là 36. a) X c định các nguyên tố E, F, G. b) Viết công thức hydroxide tương ứng với oxide cao nhất của E, F, G và sắp xếp chúng theo thứ tự tăng dần tính acid. 2. R là một nguyên tố hóa học ở nhóm A trong bảng tuần hoàn Oxide tương ứng với hóa trị cao nhất của R có công thức R2O5. Phần trăm về khối lượng của R trong hợp chất khí của nó với hydrogen là 91,18%. a) X c định nguyên tố R. b) Đơn chất R phản ứng với khí chlorine dư, đun nóng thu được sản phẩm H. Thủy phân H trong nước thu được hỗn hợp hai acid. Hãy viết c c phương trình hóa học đ hoàn thành chuy n hóa trên biết phản ứng thủy phân không làm thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố.
Trang 2/3 Câu III. (3 điểm) 1. Hãy vẽ công thức Lewis và công thức cấu tạo của các phân tử sau : C2H2, HNO3, SO2, H2CO3, H2SO4. 2. Trả lời các câu hỏi sau: a) Ở 25°C và 0,99 atm, khả năng tan của carbon dioxide (CO2) trong nước là 1,45 gam/L, kém hơn nhiều so với sulfur dioxide (SO2) là 94 gam/L. Giải thích nguyên nhân sự khác biệt. b) Khối lượng mol (g/mol) của nước (H2O), ammonia (NH3) và methane (CH4) lần lượt b ng 18, 17 và 16. Nước sôi ở 100oC, còn ammonia sôi ở – 33,35oC và methane sôi ở – 161,58oC. Giải thích vì sao các chất trên có khối lượng mol xấp xỉ nhau nhưng nhiệt độ sôi của chúng lại chênh lệch nhau. c) Nhiệt độ nóng chảy của MgO (2852oC) lớn hơn rất nhiều so với Na2O (1132oC). Giải thích. d) Cho các nguyên tử và ion Na,Na ,Mg, Mg , Al, Al , F 2 3 , O2 . Hãy sắp xếp các nguyên tử và ion trên theo chiều bán kính giảm dần, giải thích? e) Vì sao độ âm điện của nitrogen là 3,04 xấp xỉ với độ âm điện của chlorine là 3,16 nhưng ở điều kiện thường đơn chất N2 kém hoạt động hơn nhiều so với đơn chất Cl2? Câu IV (4 điểm) 1. Cân b ng các phản ứng sau b ng phương ph p thăng b ng electron. a) NaI + H2SO4 (đ c, nóng) H2S + I2 + Na2SO4 + H2O b) KMnO4 + FeS2 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O c) FeSO4 + NaNO3 + NaHSO4 Fe2(SO4)3 + NO + Na2SO4 + H2O
d) FexOy + H2SO4 đ
Fe2(SO4)3 +SO2 + H2O
o t e) Al + HNO3 Al(NO3)3 + NO + N2O + H2O (Biết tỉ khối của hỗn hợp khí NO và N2O so với hydrogen b ng 16,75). 2. Khí SO2 được sinh ra do sự đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí đốt,…) là một trong những nguyên nhân quan trọng nhất gây ô nhiễm không khí. Nồng độ của SO2 có th x c định b ng cách chuẩn độ với dung dịch potassium permangannate theo phản ứng sau: SO2 + KMnO4 + H2O → K2SO4 + MnSO4 + H2SO4 Biết một mẫu không khí phản ứng vừa đủ với 8,600 mL dung dịch KMnO4 0,008 M. Tính khối lượng (miligam) của SO2 có trong mẫu không khí đó Câu V (4 điểm). Các nhiên liệu được sử dụng phổ biến trong thực tế là xăng (C8H18); khí gas hóa lỏng (C3H8 và C4H10 có tỉ lệ th tích 40 : 60) Cho phương trình nhiệt hóa học của các phản ứng đốt ch y xăng, khí gas hóa lỏng như sau:
C3H8(l) + 5O2(g)
3CO2(g) + 4H2O(l)
= – 2024 kJ
C4H10(l) + 6,5O2(g)
4CO2(g) + 5H2O(l)
= – 2668 kJ
C8H18(l) + 12,5O2(g)
8CO2(g) + 9H2O(l)
= – 5016 kJ
to rH298 0 to rH298 0 to rH298 0 a) So sánh nhiệt lượng khi đốt ch y 5 lít xăng (biết khối lượng riêng của C8H18 là 0,70 kg/L) và 5 lít khí gas hóa lỏng (biết khối lượng riêng của C3H8, C4H10 lần lượt là 0,50 kg/L, 0,57 kg/L ). b) Đ tránh ô nhiễm môi trường, người ta nghiên cứu ô tô chạy b ng động cơ nhiên liệu khí hydrogen (H2) thay thế cho ô tô chạy b ng động cơ xăng Đ chạy 100 km, ô tô chạy b ng động cơ xăng hết ,5 lít xăng (tương Trang 3/3 ứng 5,95 kg xăng), hỏi ô tô chạy b ng động cơ nhiên liệu khí hydrogen thì cần bao nhiêu kg khí hydrogen. Biết 0 f H298 (H2O (l)) = – 285,8 kJ/mol, coi hiệu suất động cơ của hai loại ô tô là như nhau Câu VI (3 điểm) 1. Thực hiện các thí nghiệm sau: – Thí nghiệm 1: Cho dung dịch HCl tác dụng với MnO2 (đun nóng) thu được khí I (màu vàng lục, mùi xốc, rất độc). – Thí nghiệm 2: Cho dung dịch HCl tác dụng với FeS thu được khí J (không màu, mùi trứng thối, rất độc). – Thí nghiệm 3: Cho dung dịch H2SO4 đ c tác dụng với FeCO3 thu được hỗn hợp gồm hai khí K và L đều không có màu, n ng hơn không khí a) X c định các chất I, J, K, L và viết phương trình hóa học xảy ra ở các thí nghiệm trên. b) Các khí I, J, K, L thoát ra không khí sẽ làm không khí bị ô nhiễm, hãy đề xuất một phương n tối ưu đ có th hạn chế các khí trên thoát ra ngoài không khí. Giải thích? 2. Cho m gam Fe vào dung dịch Cu(NO3)2 đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn N gồm hai kim loại. Cho toàn bộ N vào 0,95 mol H2SO4 đ c, nóng dư thu được dung dịch O và 0,45 mol SO2. Cho toàn bộ dung dịch O tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu được kết tủa P. Nung toàn bộ P đến khối lượng không đổi thu được 144,5 gam rắn Q. Tính giá trị m. 3. Hợp chất S được tạo bởi ba nguyên tố phi kim đi n hình. Dung dịch của S có tính acid, đ trung hòa dung dịch S cần dùng vừa đủ 40,0 cm3 dung dịch NaOH 0,500 mol/L Làm bay hơi hoàn toàn dung dịch sau phản ứng thu được muối T duy nhất, không màu có khối lượng 2,81 gam. Nung nóng muối T đến khối lượng không đổi tạo thành muối U; 0,360 gam nước và 991,6 cm3 (đkc) một đơn chất khí V, khí V ở điều kiện chuẩn có khối lượng riêng là 1,2908 g/dm3. X c định các hợp chất S, T, U, V. —————–HẾT—————– Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Học sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn. Họ tên thí sinh:………………………………………………………………… Số b o danh:……………… Họ tên và chữ kí của cán bộ coi thi số 1: Họ tên và chữ kí của cán bộ coi thi số 2:
Đề thi hsg môn hóa lớp 10 cụm trường Gia Lâm Long Biên năm 2023 2024
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI CỤM TRƯỜNG THPT GL- LBĐỀ CHÍNH THỨC
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CỤM LỚP 10 NĂM HỌC 2023 – 2024Môn thi: HÓA HỌC Thời gian làm bài: 120 phút(Đề thi có 02trang)
Cho biết:
Nguyên tử khối của các nguyên tố: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; P = 31; S = 32; Cl = 35,5; K = 39; Fe = 56.
Số hiệu nguyên tử của các nguyên tố: 1H; 8O; 15P; 16S; 17Cl; 19K; 20Ca.
Viết tắt: điều kiện chuẩn: đkc
Bài I (4,0 điểm)
1. Phân tử hợp chất A có dạng X2Yn. Trong phân tử A, tổng số hạt proton là 46 và nguyên tố X chiếm 82,98% về khối lượng. Trong hạt nhân nguyên tử X có số hạt neutron nhiều hơn số hạt proton là 1 hạt, trong hạt nhân nguyên tử Y có số hạt mang điện bằng số hạt không mang điện. Xác định công thức phân tử của A.
2. Khí carbon monoxide (CO) là một khí độc sinh ra khi đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch, một trong những nguyên nhân gây tử vong trong nhiều vụ cháy.Viết các loại phân tử CO tạo thành từ 2 đồng vị và 3 đồng vị
3. Nguyên tử nguyên tố phi kim Y có 3 lớp electron, số electron ở phân lớp có mức năng lượng cao nhất là 2. Y1, Y2, Y3 là ba đồng vị của Y (số neutron của Y1 < Y2 < Y3). Trong nguyên tử Y1, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 14 hạt. Hiệu số neutron giữa Y3 và Y1 bằng số hạt mang điện dương của nguyên tử nguyên tố T có số hiệu nguyên tử bằng 16. Số neutron của Y2 bằng trung bình cộng số neutron của Y1 và Y3. Tỉ lệ số nguyên tử của Y1, Y2, Y3 tương ứng là 92,23 : 4,67 : 3,1. Tính phần trăm khối lượng của đồng vị Y1 trong hợp chất H2YO3.
Bài II (2,0 điểm)
Nguyên tố R ở chu kỳ 3 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Trong một nguyên tử R có số electron trên phân lớp p nhiều hơn số electron trên phân lớp s là 5.
a) Xác định R, viết cấu hình electron của nguyên tử R.
b) Xác định vị trí của R trong bảng tuần hoàn.
c) Cho biết R là kim loại hay phi kim. Viết công thức oxide, hydroxide ứng với hóa trị cao nhất của R.
Bài III (3,0 điểm)
1. Hãy giải thích các nội dung sau:
a) Phân tử CO2 không phân cực, trong khi phân tử SO2 phân cực.
b) Phân tử NO2 có thể kết hợp hai phân tử để tạo thành phân tử N2O4, trong khi phân tử SO2 không có khả năng này.
c) Vì sao trong những ngày hè nóng bức, cá thường phải ngoi lên mặt nước để thở, trong khi vào mùa lạnh, điều này không xảy ra?
d) N và P đều thuộc nhóm VA nhưng NH3 tan tốt trong nước còn PH3 thì không?
2. Có 2 ion XY3– và XY4– có tổng số electron trong mỗi ion lần lượt là 42 và 50 .
a) Xác định nguyên tố X, Y.
b) Viết công thức Lewis của 2 ion này.
Bài IV (4,0 điểm)
1. Cân bằng các phương trình hóa học sau bằng phương pháp thăng bằng electron, xác định chất khử và chất oxi hóa:
2. Ion Ca2+ cần thiết cho máu của người hoạt động bình thường. Nồng độ ion calcium không bình thường là dấu hiệu của bệnh. Để xác định nồng độ ion calcium, người ta lấy mẫu máu, sau đó kết tủa ion calcium dưới dạng calcium oxalate (CaC2O4) rồi cho calcium oxalate tác dụng với dung dịch potassium permanganate (KMnO4) trong môi trường acid theo phản ứng sau:
(a) Cân bằng phương trình hóa học của phản ứng trên.
(b) Giả sử calcium oxalate kết tủa từ 1 mL máu một người tác dụng vừa hết với 1,82 mL dung dịch KMnO4 4,65.10-4 M. Xác định nồng độ ion calcium trong máu người đó bằng đơn vị mg Ca2+/100 mL máu.
Bài V (3,0 điểm)
Xét quá trình đốt cháy enthanol C2H5OH(l):
C2H5 OH(l) + 3O2(g) ® 2CO2(g) + 3H2O(l)
a) Cần đốt cháy bao nhiêu gam cồn để đun một ấm nước chứa 1,5 Lít nước từ 25oC đến 100oC?
b) Xét quá trình đốt cháy khí propane C3H8(g) và butane C4H10(g):
C3H8(g) + 5O2(g) ® 3CO2(g) + 4H2O(l) (1)
C4H10(g) + 6,5O2(g) ® 4CO2(g) + 5H2O(l) (2)
Nếu không đun ấm nước trên bằng cồn mà dùng khí gas (khí hóa lỏng LPG) chứa hỗn hợp propane và butane theo tỉ lệ mol tương ứng 2 : 3 thì cần dùng bao nhiêu gam khí gas.
Cho biết:
– Enthalpy tạo thành của các chất như sau:
Chất
C3H8(g)
CO2(g)
H2O(l)
C4H10(g)
C2H5 OH(l)
(kJ/mol)
-105
-393,5
-285,8
-126,15
-267
– Giả thiết cồn là C2H5OH nguyên chất và có 40% nhiệt đốt cháy bị thất thoát ra ngoài môi trường, các phản ứng tiến hành ở đkc.
– Nhiệt dung của nước là 4,2 J/g.K, khối lượng riêng của nước là 1g/mL.
Bài VI (4,0 điểm)
1. Tìm hiểu và giải thích hiện tượng sau:
a) Xoa cồn vào tay ta cảm thấy mát.
b) Hòa tan vôi sống (CaO) vào nước thấy nước sôi.
c)Cốc nước lỏng bị lạnh dần trong quá trình viên nước đá tan chảy trong cốc nước.
d) Khi thực hiện nung đá vôi trong các lò vôi, người ta thường sắp xếp xen kẽ đá vôi (CaCO3) với than hoặc củi.
2. Nhiệt phân 102,9 gam KClO3 (có xúc tác MnO2), sau một thời gian thu được khí A và hỗn hợp chất rắn có khối lượng 95,22 gam. Cho toàn bộ lượng khí A phản ứng hết với hỗn hợp kim loại X gồm Mg, Fe thu được hỗn hợp chất rắn Y có khối lượng 22,88 gam. Hòa tan hoàn toàn Y bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu được 1,7353 lít khí SO2 (đkc, sản phẩm khử duy nhất của S+6). Tính thành phần phần trăm về khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp X.
––––––––––Hết––––––––––
Họ và tên thí sinh:………………………………………..Số báo danh:…………………………………..
Chữ kí CBCT 1: …………………………………..
Chữ kí CBCT 2: ……………………………………
O2 Education gửi các thầy cô link download đề thi
Các thầy cô có thể xem thêm nhiều đề thi hsg của các tỉnh khác tại
Đề thi hsg môn hóa lớp 10 THPT Chương Mỹ A năm 2023 2024
SỞ GD & ĐT HÀ NỘI TRƯỜNG THPT CHƯƠNG MỸ A (Đề thi có 03 trang) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC: 2023 – 2024 Môn: HÓA HỌC – LỚP 10 THPT Thời gian làm bài: 120 phút Câu 1.(5.0 điểm) 1.1.(2.0 điểm) Nguyên tử nguyên tố X có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4s1. Nguyên tử nguyên tố Y có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s2. a) Hãy viết cấu hình electron nguyên tử của X và Y. b) Số electron độc thân của nguyên tử X lớn nhất là bao nhiêu? Giải thích. 1.2.(2.0 điểm) Cho biết: Hydrogen có hai đồng vị là và . Nguyên tử khối trung bình của hydrogen là 1,008. Nguyên tử khối trung bình của oxygen là 16. a) Tìm % số nguyên tử của đồng vị . b) Tính số nguyên tử của đồng vị có trong 1 ml H2O (khối lượng riêng của H2O = 1,00 gam/ml). 1.3.(1.0 điểm) Viết cấu hình electron cho biết các nguyên tử nguyên tố 2He, 11Na, 6C, 31Ga. Hãy cho biết nguyên tố nào là kim loại, phi kim hay khí hiếm? Giải thích. Câu 2. (3.0 điểm) Biết X ở chu kì 3 và Y ở chu kì 2 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Tổng số electron lớp ngoài cùng của X và Y là 9. Ở trạng thái cơ bản số electron p của X nhiều hơn số electron p của Y là 5. a) Xác định số electron phân lớp ngoài cùng của X, Y. Viết cấu hình electron đầy đủ của X, Y. b) Gọi tên X, Y. Nêu vị trí của X,Y trong BTH c) Viết công thức của oxide, hydroxide ứng với hóa trị cao nhất của các nguyên tố X,Y. So sánh tính chất của các hydroxide. Giải thích. Câu 3. (4.0 điểm) Cho một số thông tin về các nguyên tố hydrogen, carbon, oxygen, nitrogen, sodium trong bảng sau :
Tên nguyên tố
hydrogen
carbon
oxygen
nitrogen
sodium
chlorine
Kí hiệu nguyên tố
H
C
O
N
Na
Cl
Số hiệu nguyên tử
1
6
8
7
11
17
Độ âm điện
2,20
2,55
3,44
3,04
0,93
3,16
a) Dựa vào độ âm điện, dự đoán loại liên kết( liên kết ion, liên kết cộng hóa trị phân cực và liên kết cộng hóa trị không phân cực) trong các phân tử: Na2O ; NH3 ; N2. b) Viết công thức electron, công thức Lewis của các phân tử: CH4 ; CO2. Dựa vào mô hình VSEPR dự đoán dạng hình học của chúng. c) Mô tả sự xen phủ các orbital nguyên tử tạo ra từng loại liên kết trong các phân tử sau: H2 ; HCl. d) Cho các chất sau : C2H5OH ; CO2 ; H2O. Chất nào có thể tạo được liên kết hydrogen ? Sắp xếp các chất trên theo thứ tự nhiệt độ sôi giảm dần và giải thích ? Câu 4.(5.0 điểm) 4.1.(2.0 điểm) 1H 1 2H 2H 1 H 2 1 Cân bằng các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron: a) FeS2 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2SO4 + H2O b) KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O 4.2.(2.0 điểm) Cho biết phản ứng xảy ra trong thiết bị đo nồng độ cồn bằng khí thở (Breathalyzer) như sau: C2H5OH + K2Cr2O7 + H2SO4
Đề thi hsg môn hóa lớp 10 THPT chuyên Hà Nội Amsterdam năm 2022 2023
TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÀ NỘI – AMSTERDAM ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
HỌC SINH GIỎI DUYÊN HẢI BẮC BỘNĂM HỌC 2022 – 2023Môn: HÓA HỌC – LỚP 10 Thời gian: 180 phút
Cho: h = 6,626´10‑34 J/s; c = 3´108 m/s2; 1eV = 1,602.10-19 J; 1Ci = 3,7´1010 Bq
Câu 1. (2,5 điểm) Cấu tạo nguyên tử. Phản ứng hạt nhân. Định luật tuần hoàn.
1. a) Thực nghiệm nghiên cứu quang phổ phát xạ của ion Li2+ (ion giống nguyên tử Hydrogen) thu được số sóng ứng với ba vạch phổ đầu tiên thuộc dãy Lyman lần lượt là: 740747; 877924 và 925933 cm-1. a) Xác định giá trị hằng số Rydberg (RLi) của Li2+. b) Tính năng lượng ion hóa (theo eV) của Li2+.
2. Cho biết bán kính nguyên tử (A0) của 6 nguyên tố kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn có các giá trị tương ứng là: 1,57; 1,36; 1,25; 0,66; 0,64; 0,62. Biết rằng một trong số các nguyên tố đó là Na.
Lập luận để xác định các giá trị bán kính tương ứng với nguyên tử của các nguyên tố còn lại.
3. Một trong các chuỗi phân hủy phóng xạ tự nhiên bắt đầu với và kết thúc với đồng vị bền . Trong chuỗi phóng xạ có các hạt nhân là sản phẩm trung gian như sau: , , ,, , , , , .
a) Hãy viết sơ đồ chuỗi phân rã 232Th90 thành 208Pb82 và ghi rõ mỗi bước trong chuỗi là quá trình phân rã α hay β–. Coi như trong quá trình phân rã chỉ phóng ra các hạt α và β–.
b) 228Th là một phần tử trong chuỗi phân rã nói trên có chu kì bán hủy là 1,91 năm. Một mẫu vật chứa 228Th có hoạt độ phóng xạ là 822,7 Ci. Đặt mẫu vật vào trong một bình kín chân không dung tích 2 lít; sau 20,0 ngày, người ta đo được áp suất khi He trong bình là 5,354 mbar? Biết chu kỳ bán hủy của tất cả các hạt nhân trung gian từ 228Th đến 208Pb là rất ngắn so với chu kì bán hủy của 228Th; thể tích của mẫu vật là không đáng kể. Hãy tính giá trị số Avogadro từ kết quả thực nghiệm trên.
Câu 2. (2,5 điểm) Cấu tạo phân tử. Tinh thể
1. a) Hãy vẽ các công thức cấu tạo Lewis có thể có của phân tử NO.
b) Vẽ giản đồ MO của phân tử NO; dựa vào giản đồ, cho biết công thức cấu tạo Lewis nào ở (a) là phù hợp với cấu tạo MO?
c) Sắp xếp các giá trị năng lượng ion hóa thứ nhất của phân tử NO, nguyên tử N và nguyên tử O theo chiều tăng dần; giải thích.
2. Tinh thể perovskite được tạo thành từ các ion Ax+, By+ và O2- có cấu trúc ô mạng cơ sở được mô tả như trong hình vẽ. a) (i) Cho biết công thức thực nghiệm của hợp chất có cấu trúc dạng tinh thể perovskite này. (ii) Lập biểu thức liên hệ giữa các bán kính rA, rB, rO và hằng số mạng a; coi tinh thể được sắp xếp chặt khít.
b) Một loại vật liệu siêu dẫn A được tạo thành từ các nguyên tố Ba, Y, Cu và O có cấu trúc kiểu perovskite hỗn hợp. Ô mạng cơ sở trong cấu trúc lý tưởng của vật liệu này có dạng hình hộp đáy vuông, được tạo thành từ 3 ô mạng perovskite xếp chồng khít lên nhau; trong đó 1 ô mạng perovskite với tâm là Y xếp xen kẽ 2 ô mạng perovskite với tâm là Ba.
(i) Hãy biểu diễn ô mạng cơ sở lý tưởng của loại vật liệu này.
(ii) Thực tế, A chỉ có tính siêu dẫn khi có sự thiếu hụt các ion O2- ở trung điểm tất cả các cạnh bên và ở một nửa các trung điểm cạnh đáy của ô mạng cơ sở. Hãy biểu diễn ô mạng cơ sở thực của A và cho biết công thức thực nghiệm đúng của A.
(iii) Một trong những lí giải tính siêu dẫn của A là do sự có mặt đồng thời của Cu+2 và Cu+3 trong tinh thể. Hãy chỉ rõ vị trí của các nguyên tử Cu+2 và Cu+3 trong ô mạng cơ sở của A; biết rằng trong A các nguyên tố Ba, Y và O có số oxi hóa lần lượt là +2, +3 và -2.
Câu 3. (2,5 điểm) Nhiệt hóa học. Cân bằng hóa học pha khí.
1. Có 1 mol khí lý tưởng đơn nguyên tử trải qua chu trình biến đổi thuận nghịch được biểu diễn trên đồ thị p – V trong hình bên. Hãy tính nhiệt, công, biến thiên nội năng, biến thiên enthalpy và biến thiên entropy trong mỗi bước (1), (2), (3) của chu trình này; biết (3) là biến đổi đẳng nhiệt.
2. Nghiên cứu cân bằng: N2O4(g) 2NO2(g)
Ở áp suất P = 1 bar; người ta đo tỉ khối hơi của hỗn hợp cân bằng so với không khí ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất; thu được các giá trị như sau:
t0 (0C)
45
60
80
100
120
140
180
d
2,34
2,08
1,80
1,68
1,62
1,59
1,59
Coi không khí là hỗn hợp của N2 và O2 với tỉ lệ 79% và 21% về thể tích.
a) Điều gì xảy ra nhiệt độ 1400C và cao hơn?
b) Tính hằng số cân bằng tại từng nhiệt độ và tính DH0 của phản ứng.
c) Tính áp suất riêng phần của NO2 và N2O4 khi tiến hành phản ứng ở nhiệt độ 500C và áp suất 2 bar.
Câu 4. (2,5 điểm) Động hóa học.
1. Trong dioxane, urea tự ion hóa thành ammonium isocyanate
OC(NH2)2 NH4OCN
Ở 61oC kt = 1,62.10-5 phút-1; kn = 0,157.10-5 phút-1
Ở 71oC kt = 6,35.10-5 phút-1; kn = 0,445.10-5 phút-1
Tính năng lượng hoạt động hóa của phản ứng thuận () và của phản ứng nghịch ().
Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 2 nhiệt độ trên.
Tính ∆Ho của phản ứng. Biểu diễn ; và ∆H0 trên giản đồ đường phản ứng.
2. Trichloroethanoic acid bị decarboxyl hóa nhanh trong dung dịch nước theo phản ứng:
CCl3COOH(aq) ® CHCl3(aq) + CO2(k)
Người ta xác định được sự biến đổi thể tích CO2 theo thời gian như sau:
Thời gian (phút)
330
1200
2400
7760
¥
Thể tích CO2 (ml)
2,25
8,30
14,89
31,14
40,04
a) Xác định bậc của phản ứng
b) Tính thời gian để nồng độ CCl3COOH trong dung dịch giảm đi 25%.
c) Tính thời gian để thể tích CO2 thu được là 25 ml.
Câu 5. (2,5 điểm) Cân bằng acid – base và cân bằng hợp chất ít tan.
X là dung dịch gồm H3PO4 0,015M và H2SO4 0,010M.
1. Tính pH của dung dịch X.
2. Trộn 50 ml dung dịch X với 16,25 ml dung dịch NaOH 0,20M thu được dung dịch Y. Tính pH của dung dịch Y.
3. Có hiện tượng gì xảy ra khi
a) Cho thêm 1 ml dung dịch CaCl2 0,20M vào 1 ml dung dịch X.
b) Cho thêm 1 ml dung dịch CaCl2 0,20M vào 1 ml dung dịch Y.
1. Cho giản đồ Latimer của manganese và iodine trong môi trường acid như sau:
MnO4–MnO42-MnO2Mn3+Mn2+Mn
H4IO6 – IO3‑ HIO I3– I–
a) Hãy tính thế chuẩn của các cặp MnO4–/MnO2; MnO2/Mn2+; MnO4–/Mn2+ và HIO/I–
b) Cho biết dạng nào của manganese và iodine không bền, tự phân hủy trong môi trường acid? Giải thích? Viết phương trình phản ứng tự phân hủy của các dạng đó.
c) Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho dung dịch I– dư tác dụng với dung dịch MnO4– trong môi trường acid.
2. Xét 2 pin điện hóa: (1) (Pt) H2 (1 atm)| HCl (C1 M) || NaCl (C2 M) | AgCl, Ag
(2) (Pt) H2 (1 atm)| NaOH (C3 M) || NaCl (C4 M) | AgCl, Ag
a) Ở 250C, với C1 = C2 = 0,001M, pin (1) có E1 = 0,587 V. Tính , từ đó tính tích số tan của AgCl. Biết ở 250C, = 0,80 V.
b) Thiết lập biểu thức tính E2 của pin theo ; tích số ion của nước Kw và C3, C4.
Tính Kw ở 00C và 250C.
Biết với C3 = C4; E2 = 1,071 V ở 00C, E2 = 1,060 V ở 250C; và = 0,258 V ở 00C.
2. Xét 2 pin điện hóa: (1) (Pt) H2 (1 atm)| HCl (C1 M) || NaCl (C2 M) | AgCl, Ag
(2) (Pt) H2 (1 atm)| NaOH (C3 M) || NaCl (C4 M) | AgCl, Ag
a) Ở 250C, với C1 = C2 = 0,001M, pin (1) có E1 = 0,587 V. Tính , từ đó tính tích số tan của AgCl. Biết ở 250C, = 0,80 V.
b) Thiết lập biểu thức tính E2 của pin theo ; tích số ion của nước Kw và C3, C4.
Tính Kw ở 00C và 250C.
Biết với C3 = C4; E2 = 1,071 V ở 00C, E2 = 1,060 V ở 250C; và = 0,258 V ở 00C.
Câu 7. (2,5 điểm) Halogen. Oxygen – Sulfur.
1. Hoàn thành các phương trình phản ứng sau:
Cl2 + A(aq) B(aq) + C(aq) + CO2 (1)
C(aq) + X2(s) E(aq) + Cl2 (2)
E(s) F(s) + X2 + O2 (3)
C(s) B(s) + O2 (4)
Biết phản ứng (3) có tỉ lệ mol E : F = 5 : 1.
2. Các nguyên tố X và Y tạo thành 5 hợp chất nhị nguyên tố: A, B, C, D, E. Hợp chất E không phản ứng với H2, O2, H2O ngay cả khi đun nóng. Khi đun nóng D chuyển thành C và E, nếu cho D phản ứng với Cl2 thì tạo thành F. Hợp chất A có hai dạng đồng phân A1 và A2. Hợp chất B có thể dimer hóa thành B2. Cho biết các dữ kiện sau.
Chất
A
B
C
D
E
F
Hàm lượng % Y
37,3
54,3
70,4
74,8
78,1
58,5
Trạng thái tập hợp, đk thường
khí
khí
khí
lỏng
khí
khí
Xác định cấu tạo các hợp chất: A1; A2; B; B2; C; D; E; F.
Câu 8. (2,5 điểm) Hóa học hữu cơ
1. Camphene là một loại terpen có mùi thơm đặc trưng, có trong dầu thông, long não… Camphene có cấu tạo như sau
Camphene có bao nhiêu nguyên tử carbon bất đối và có bao nhiêu đồng phân lập thể? Biểu diễn cấu dạng của các đồng phân lập thể của camphene và chỉ rõ cấu hình tuyệt đối của mỗi carbon bất đối. Cho biết mối quan hệ giữa các đồng phân lập thể đó.
2. Giải thích sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất sau:
3. Cho các chất:
trolopone guanidine 6,6-dimethylfulvene
Hãy giải thích:
a) Tropolone là một hợp chất vừa có tính acid, vừa có tính base?
b) Guanindine là một trong những base hữu cơ mạnh nhất được biết đến?
c) 6,6-dimethylfulvene có tính acid yếu (pKa » 20)
4. Hydrocarbon thơm azulene vừa có thể tham gia phản ứng thế electrophile, vừa có thể tham gia phản ứng thế nucleophile. Hãy chỉ rõ trong phân tử azulene vị trí tham gia phản ứng thế electrophile; vị trí tham gia phản ứng thế nucleophile; giải thích.
ĐÁP ÁN – HƯỚNG DẪN CHẤM
Câu 1. (2,5 điểm) Cấu tạo nguyên tử. Phản ứng hạt nhân. Định luật tuần hoàn.
1. Thực nghiệm nghiên cứu quang phổ phát xạ của ion Li2+ (ion giống nguyên tử Hidro) thu được số sóng ứng với ba vạch phổ đầu tiên thuộc dãy Lyman lần lượt là: 740747; 877924 và 925933 cm-1. a) Xác định giá trị hằng số Ridberg (RLi) của Li2+. b) Tính năng lượng ion hóa (theo eV) của Li2+.
2. Cho biết bán kính nguyên tử (A0) của 6 nguyên tố kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn có các giá trị tương ứng là: 1,57; 1,36; 1,25; 0,66; 0,64; 0,62. Biết rằng một trong số các nguyên tố đó là Na.
Lập luận để xác định các giá trị bán kính tương ứng với nguyên tử của các nguyên tố còn lại.
3. Một trong các chuỗi phân hủy phóng xạ tự nhiên bắt đầu với và kết thúc với đồng vị bền . Trong chuỗi phóng xạ có các hạt nhân là sản phẩm trung gian như sau: , , ,, , , , , .
a) Hãy viết sơ đồ chuỗi phân rã 232Th90 thành 208Pb82 và ghi rõ mỗi bước trong chuỗi là quá trình phân rã α hay β–. Coi như trong quá trình phân rã chỉ phóng ra các hạt α và β–.
b) 228Th là một phần tử trong chuỗi phân rã nói trên có chu kì bán hủy là 1,91 năm. Một mẫu vật chứa 228Th có hoạt độ phóng xạ là 822,7 Ci. Đặt mẫu vật vào trong một bình kín chân không dung tích 2 lít; sau 20,0 ngày, người ta đo được áp suất khi He trong bình là 5,354 mbar? Biết chu kỳ bán hủy của tất cả các hạt nhân trung gian từ 228Th đến 208Pb là rất ngắn so với chu kì bán hủy của 228Th; thể tích của mẫu vật là không đáng kể. Hãy tính giá trị số Avogadro từ kết quả thực nghiệm trên.
Đáp án
Điểm
1. a) ν21 = 740747, ν31 = 877924, ν41= 925933 cm-1 dùng ν = R() ® tính được 3 giá trị R = 987662,67; 987664,5; 987661,867 ® = 987663,01 cm-1
0,25
b) Li2+ ® Li3+ + 1e ν¥1= R() = R E = hcν = 1,9633´10-17 (J) = 122,55 eV
0,25
2. Cấu hình electron của Na: 1s22s22p63s1. Nhận xét, Na là nguyên tố đầu chu kỳ 3 ® có bán kính nguyên tử lớn nhất vì: – So với các nguyên tố cùng chu kỳ, Na có điện tích hạt nhân nhỏ nhất. – So với các nguyên tố liền trước, Na có số lớp electron nhiều hơn. Þ bán kính của Na là 1,57A0. Với các giá trị bán kính nguyên tử còn lại có 2 khả năng: – Các nguyên tố thuộc cùng chu kỳ 2 sẽ có bán kính nhỏ hơn các nguyên tố ở chu kỳ 3. – Các nguyên tố cùng chu kỳ 3 thì nguyên tố có điện tích hạt nhân lớn hơn sẽ có bán kính nhỏ hơn. Vậy khả năng sau đây là hợp lý nhất: Nguyên tố O F Ne Na Mg Al Bán kính 0,66 0,64 0,62 1,57 1,36 1,25 Các nguyên tố O, F, Ne thuộc cùng chu kỳ có bán kính gần bằng nhau. Các nguyên tố Na, Mg, Al thuộc cùng chu kỳ 3 có bán kính gần nhau và bán kính lớn hơn các nguyên tố thuộc chu kỳ 2 (O, F, Ne).
0,125 0,125 0,125 0,125
2. a) Nếu 232Th90 phân rã a: ® + Nếu 232Th90 phân rã b–: ® + Trong các sản phẩm trung gian không có phần tử Þ 232Th90 phân rã a. Áp dụng tương tự cho các bước phân rã tiếp theo; viết được chuỗi phân rã như sau: .
0,5
b) Chu kỳ bán hủy của những hạt nhân trung gian là khá ngắn so với 228Th nên có thể coi 232Th90208Pb82 + 5a + 2b t1/2 = 1,91 năm ® l = = 0,3629 (năm-1) = 9,9426´10-4 (ngày-1) A0 = 822,7 Ci = 3,04399´1013 (Bq) = 2,63´1018 (phân rã/ngày) Sau t = 20 ngày: At = A0´e–lt ® DA = A0 (1 – e–lt) ® Số hạt nhân 232Th đã phân rã: DN = = 5,208´1019 ® Số hạt nhân He thu được: NHe = 5´5,208´1019 = 2,604´1020 Có nHe = = = 4,325´10-4 (mol) Þ NA = = 6,021´1023
0,125 0,125 0,125 0,125 0,25 0,25
Câu 2. (2,5 điểm) Cấu tạo phân tử. Tinh thể
1. a) Hãy vẽ các công thức cấu tạo Lewis có thể có của phân tử NO.
b) Vẽ giản đồ MO của phân tử NO; dựa vào giản đồ, cho biết công thức cấu tạo Lewis nào ở (a) là phù hợp với cấu tạo MO?
c) Sắp xếp các giá trị năng lượng ion hóa thứ nhất của phân tử NO, nguyên tử N và nguyên tử O theo chiều tăng dần; giải thích.
2. Tinh thể perovskite được tạo thành từ các ion Ax+, By+ và O2- có cấu trúc ô mạng cơ sở được mô tả như trong hình vẽ. a) (i) Cho biết công thức thực nghiệm của hợp chất có cấu trúc dạng tinh thể perovskite này. (ii) Lập biểu thức liên hệ giữa các bán kính rA, rB, rO và hằng số mạng a; coi tinh thể được sắp xếp chặt khít.
b) Một loại vật liệu siêu dẫn A được tạo thành từ các nguyên tố Ba, Y, Cu và O có cấu trúc kiểu perovskite hỗn hợp. Ô mạng cơ sở trong cấu trúc lý tưởng của vật liệu này có dạng hình hộp đáy vuông, được tạo thành từ 3 ô mạng perovskite xếp chồng khít lên nhau; trong đó 1 ô mạng perovskite với tâm là Y xếp xen kẽ 2 ô mạng perovskite với tâm là Ba.
(i) Hãy biểu diễn ô mạng cơ sở lý tưởng của loại vật liệu này.
(ii) Thực tế, A chỉ có tính siêu dẫn khi có sự thiếu hụt các ion O2- ở trung điểm tất cả các cạnh bên và ở một nửa các trung điểm cạnh đáy của ô mạng cơ sở. Hãy biểu diễn ô mạng cơ sở thực của A và cho biết công thức thực nghiệm đúng của A.
(iii) Một trong những lí giải tính siêu dẫn của A là do sự có mặt đồng thời của Cu+2 và Cu+3 trong tinh thể. Hãy chỉ rõ vị trí của các nguyên tử Cu+2 và Cu+3 trong ô mạng cơ sở của A; biết rằng trong A các nguyên tố Ba, Y và O có số oxi hóa lần lượt là +2, +3 và -2.
Đáp án
Điểm
1. a)
0,3
b) Giản đồ MO của phân tử NO:
0,2
Từ giản đồ MO ta thấy: – phân tử NO có bậc liên kết là 2,5; electron độc thân thuộc (MO – plk) có năng lượng gần với năng lượng AO2p của nguyên tử N ban đầu hơn ® electron độc thân phân bố gần nguyên tử N hơn nguyên tử O ® công thức Lewis (I) phù hợp về sự phân bố electron độc thân ở (gần) nguyên tử N; nhưng không phù hợp về bậc liên kết (chỉ bằng 2). ® công thức Lewis (III) không phù hợp về sự phân bố electron độc thân; nhưng phù hợp về bậc liên kết (bằng 2,5).
0,3
c) I1(NO) < I1 (O) < I1 (N) Năng lượng ion hóa thứ nhất là năng lượng tối thiểu cần cung cấp để tách electron có năng lượng cao nhất ra khỏi nguyên tử/ phân tử ® I1 của NO tương ứng với sự tách 1e khỏi MO p*; còn I1 của N và O tương ứng với sự tách 1e khỏi AO 2p. Từ giản đồ, dễ thấy năng lượng của MO p* của NO cao hơn năng lượng của AO 2p của N và O ® tách e khỏi phân tử NO là dễ nhất ® I1(NO) nhỏ nhất. I1 của N tương ứng với việc tách e khỏi phân lớp bán bão hòa tương đối bền ® khó tách hơn O ® I1 (N) > I1(O).
0,2
2. a) (i) Trong 1 ô cơ sở: NA = 8´1/8 = 1; NB = 1; NO = 12´1/4 = 3 ® công thức thực nghiệm: ABO3
0,25
(ii) Tinh thể sắp xếp chặt khít ® cation và anion tiếp xúc tối đa ® Ax+ tiếp xúc với O2- trên nửa đường chéo của hình vuông a´a Þ rA + rO = a/2 ® By+ tiếp xúc với O2- trên nửa cạnh ô mạng cơ sở Þ rB + rO = a
0,25
b) (i)
(ii)
0,125´2
(ii) 1 ô mạng cơ sở của A có: NBa = 2; NY = 1; NCu = 8´1/8 + 8´1/4 = 3; NO = 12´1/4 + 8´1/2 = 7 Þ công thức thực nghiệm đúng của A là Ba2YCu3O7
0,25
(iii) Bảo toàn điện tích trong một ô cơ sở: (+2)´NBa + (+3)´NY + (+2)´NCu(II) + (+3)´NCu(III)+ (-2)´NO = 0 ® (+2)´NCu(II) + (+3)´NCu(III)= 7 Þ NCu(II) = 2; NCu(III) = 1 Có 8 nguyên tử Cu ở 8 đỉnh « 8´1/8 = 1 (nguyên tử/ ô cơ sở) Þ Cu+3 nằm ở đỉnh ô mạng Có 8 nguyên tử Cu ở cạnh « 8´1/4 = 2 (nguyên tử/ ô cơ sở) Þ Cu+2 nằm ở cạnh ô mạng
0,25 0,25
Câu 3. (3 điểm) Nhiệt hóa học. Cân bằng hóa học pha khí.
1. Có 1 mol khí lý tưởng đơn nguyên tử trải qua chu trình biến đổi thuận nghịch được biểu diễn trên đồ thị p – V trong hình bên. Hãy tính nhiệt, công, biến thiên nội năng, biến thiên enthalpy và biến thiên entropy trong mỗi bước (1), (2), (3) của chu trình này.
2. Nghiên cứu cân bằng: N2O4(g) 2NO2(g)
Ở áp suất P = 1 bar; người ta đo tỉ khối hơi của hỗn hợp cân bằng so với không khí ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất; thu được các giá trị như sau:
t0 (0C)
45
60
80
100
120
140
180
dhhcb/kk
2,34
2,08
1,80
1,68
1,62
1,59
1,59
Coi không khí là hỗn hợp của N2 và O2 với tỉ lệ 79% và 21% về thể tích.
a) Điều gì xảy ra nhiệt độ 1400C và cao hơn?
b) Tính hằng số cân bằng tại từng nhiệt độ và tính DH0 của phản ứng.
c) Tính áp suất riêng phần của NO2 và N2O4 khi tiến hành phản ứng ở nhiệt độ 500C và áp suất 2 bar.
Đáp án
Điểm
1.
pV = nRT n = 1 mol Þ TA = 273K; TB = 546K; TC = 273K
* Bước (1): A ® B là quá trình đẳng áp (p = const) thuận nghịch A1 = -pDV = -1´101325´22,4´10-3 = -2269 (J) DU1 = nCVDT = 3/2R´(546 – 273) = 3400 (J) Q1 = DH = DU – A = (nCPDT) = 5669 (J) DS1 = nCPln = 5/2R´ln2 = 14,407 (J.mol-1.K-1)
0,4
* Bước (2): B ® C là quá trình đẳng tích (V = const) thuận nghịch A2 = -pDV = 0 (J) DU2 = Q2 = nCVDT = 3/2R´(273 – 546) = -3400 (J) DH2 = DU2 + D(pV) = DU2 + VDp = -3400 + 44,8´10-3´(0,5-1)´101325 = -5669 (J) DS2 = nCVln = 3/2R´ln1/2 = -8,644 (J.mol-1.K-1)
2. a) Có = = 28,84 Dễ thấy ở nhiệt độ từ 1400C; dhhcb/kk = 1,59 không đổi Û = 45,86 » ® ở nhiệt độ 1400C hoặc cao hơn, N2O4 đã phân hủy hết thành NO2.
0,25
b) N2O4(g) 2NO2(g) Ban đầu 1 mol – [ ] (1-a) 2a Þ Sn = 1+a = = ® dhhcb/kk = Þ KP = Kx´(P)Dn =
0,25
Ta có: t0 (0C) 45 60 80 100 120 140 180 T (K) 318,15 333,15 353,15 373,15 393,15 413,15 453,15 dhhcb/kk 2,34 2,08 1,80 1,68 1,62 1,59 1,59 a 0,363 0,534 0,772 0,899 0,969 1 1 KP 0,608 1,593 5,909 16,818 61,816 ¥ ¥ Có: DG0 = -RTlnKP ® lnKP = = = + Þ Sự phụ thuộc của lnK vào nghịch đảo của nhiệt độ (1/T) là tuyến tính. ® Hồi quy tuyến tính với các số liệu từ nhiệt độ T = 318,15K đến 393,15K; thu được phương trình đường thẳng: lnK = -7623,274´ + 23,388 Þ DH0 = 7623,274´R = 63379,9 (J/mol) = 63,3799 (kJ/mol)
0,5
c) Ở nhiệt độ 500C (323,15K) có lnKP = -7623,274´ + 23,388 = -0,2025 Þ KP = 0,8167 KP = Kx´(P)Dn = ´(2)Dn ® a = 0,304 Þ = ´ P = ´ 2 = 1,0675 bar ® = 0,9325 bar
0,125 0,125 0,25
Câu 4. (2,5 điểm) Động hóa học.
1. Trong dioxane, urea tự ion hóa thành ammonium isocyanate
OC(NH2)2 NH4OCN
Ở 61oC kt = 1,62.10-5 phút-1; kn = 0,157.10-5 phút-1
Ở 71oC kt = 6,35.10-5 phút-1; kn = 0,445.10-5 phút-1
Tính năng lượng hoạt động hóa của phản ứng thuận () và của phản ứng nghịch ().
Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 2 nhiệt độ trên.
Tính ∆Ho của phản ứng. Biểu diễn ; và ∆H0 trên giản đồ đường phản ứng.
2. Trichloroethanoic acid bị decarboxyl hóa nhanh trong dung dịch nước theo phản ứng:
CCl3COOH(aq) ® CHCl3(aq) + CO2(k)
Người ta xác định được sự biến đổi thể tích CO2 theo thời gian như sau:
Thời gian (min)
330
1200
2400
7760
¥
Thể tích CO2 (ml)
2,25
8,30
14,89
31,14
40,04
a) Xác định bậc của phản ứng
b) Tính thời gian để nồng độ CCl3COOH trong dung dịch giảm đi 25%.
c) Tính thời gian để thể tích CO2 thu được là 25 ml.
Đáp án
Điểm
1. a) Thay kt hoặc kn ứng với T1 = 334K và T2 = 344K vào công thức trên Þ = 130,49 kJ; = 99,52 kJ
0,125 0,25
b) Thay các giá trị kt và kn ở 2 nhiệt độ Þ K1 = 10,32 và K2 = 14,27
0,25
c) ∆H0 = – = 30,97 kJ
0,125 0,25
2. CCl3COOH(aq) ® CHCl3(aq) + CO2(k) a) Dễ thấy pư = ®µ (C0 – Ct); µ C0 Þ (–) µ Ct Giả sử phản ứng bậc 1 ® ln= ln= -kt Û ln (–) = -kt + ln() Thời gian (min) 330 1200 2400 7760 ¥ (ml) 2,25 8,30 14,89 31,14 40,04 –(ml) 37,79 31,74 25,15 8,90 Hồi quy tuyến tính ® k = 1,94´10-4 (phút-1)
0,25 0,25 0,5
b) t = 1485 phút
0,25
c) t = 5047 phút
0,25
Câu 5. (2,5 điểm) Cân bằng acid – base và cân bằng hợp chất ít tan.
X là dung dịch gồm H3PO4 0,015M và H2SO4 0,010M.
1. Tính pH của dung dịch X.
2. Trộn 50 ml dung dịch X với 16,25 ml dung dịch NaOH 0,20M thu được dung dịch Y. Tính pH của dung dịch Y.
3. Có hiện tượng gì xảy ra khi
a) Cho thêm 1 ml dung dịch CaCl2 0,20M vào 1 ml dung dịch X.
b) Cho thêm 1 ml dung dịch CaCl2 0,20M vào 1 ml dung dịch Y.
1. HSO4– H+ + SO42- (1) Ka = 10-2,00 H3PO4 H++ H2PO4– (2) Ka1 = 10-2,15 HPO4– H+ + HPO42- (3) Ka2 = 10-7,21 HPO42- H+ + PO43- (4) Ka3 = 10-12,32 H2O H+ + OH– (5) Kw = 10-14 Ka´» Ka1´>> Kw; Ka1 >> Ka2 >> Ka3 ® chỉ có (1) và (2) quyết định pH của hệ. BTNĐ H+, ta có: [H+] = [SO42-] + [H2PO4–] + 0,01 = ++ 0,01 ® h = ++ 0,01 ® h = 0,01785 M Þ pH = 1,74
0,5
2. Trộn 50 ml dung dịch X với 16,25 ml dung dịch NaOH 0,20M ® = = M = =M = =M Dễ thấy phản ứng vừa đủ ® TPGH: SO42-M và PO43-M PO43- + H2O HPO42- + OH– (6) Kb1 = 10-1,68 HPO42- + H2O H2PO4– + OH– (7) Kb2 = 10-6,79 H2PO4– + H2O H3PO4 + OH– (8) Kb1 = 10-11,85 SO42- + H2O HSO4– + OH– (9) Kb = 10-12,00 Dễ thấy (6) là chủ yếu. Tính [OH–] theo cân bằng phân li của (6) ® [OH–] = 8,145´10-3M Þ pH = 11,91
0,5
3. a) Cho thêm 1 ml dung dịch CaCl2 0,20M vào 1 ml dung dịch X. ® = 0,10M; = 0,005 M = 0,0075M Tương tự ý (1); tính được [H+] của dung dịch sau khi trộn theo biểu thức: h = ++ 0,005 ® h = 0,01047 M ® [SO42-] = = 0,00244M; [PO43-] = = 8,145´10-19M; [HPO42-]== 1,782´10-8M Þkiểm tra điều kiện kết tủa: [Ca2+]´[SO42-] = 2,44´10-4 > Ks (CaSO4) ® có kết tủa CaSO4 [Ca2+]3´[PO43-]2 << Ks (Ca3(PO4)2) ® không có kết tủa Ca3(PO4)2 [Ca2+]´[HPO42-] << Ks (CaHPO4) ® không có kết tủa CaHPO4
0,25´3
b) Cho thêm 1 ml dung dịch CaCl2 0,20M vào 1 ml dung dịch Y. ® = 0,10M; = M; = M Tương tự ý (1); tính được [OH–] = 4,633´10-3M ® h = 2,158´10-12M ® [SO42-] = » M; [PO43-] = – [OH–] = 1,0275´10-3M; [HPO42-]= [OH–] = 4,633´10-3M Þkiểm tra điều kiện kết tủa: [Ca2+]´[SO42-] > Ks (CaSO4) ® có kết tủa CaSO4 [Ca2+]3´[PO43-]2 > Ks (Ca3(PO4)2) ® có kết tủa Ca3(PO4)2 [Ca2+]´[HPO42-] > Ks (CaHPO4) ® có kết tủa CaHPO4
1. Cho giản đồ Latimer của manganese và iodine trong môi trường acid như sau:
MnO4–MnO42-MnO2Mn3+Mn2+Mn
H4IO6 – IO3‑ HIO I3– I–
a) Hãy tính thế chuẩn của các cặp MnO4–/MnO2; MnO2/Mn2+; MnO4–/Mn2+ và HIO/I–
b) Cho biết dạng nào của manganese và iodine không bền, tự phân hủy trong môi trường acid? Giải thích? Viết phương trình phản ứng tự phân hủy của các dạng đó.
c) Viết phương trình ion của phản ứng xảy ra khi cho dung dịch I– dư tác dụng với dung dịch MnO4– trong môi trường acid.
2. Xét 2 pin điện hóa: (1) (Pt) H2 (1 atm)| HCl (C1 M) || NaCl (C2 M) | AgCl, Ag
(2) (Pt) H2 (1 atm)| NaOH (C3 M) || NaCl (C4 M) | AgCl, Ag
a) Ở 250C, với C1 = C2 = 0,001M, pin (1) có E1 = 0,587 V. Tính , từ đó tính tích số tan của AgCl. Biết ở 250C, = 0,80 V.
b) Thiết lập biểu thức tính E2 của pin theo ; tích số ion của nước Kw và C3, C4.
Tính Kw ở 00C và 250C.
Biết với C3 = C4; E2 = 1,071 V ở 00C, E2 = 1,060 V ở 250C; và = 0,258 V ở 00C.
b) Dựa vào giản đồ Latimer, có thể thấy trong môi trường acid, tiểu phân không bền là: * MnO42- vì có thế khử bên phải lớn hơn thế khử bên trái, tức là nên MnO42- sẽ tự oxy hóa – khử phân hủy thành MnO4– và MnO2 3MnO42- + 4H+ ® 2MnO4– + MnO2+ 2H2O * Mn3+ vì có thế khử bên phải lớn hơn thế khử bên trái, tức là nên Mn3+ sẽ tự oxy hóa – khử phân hủy thành MnO2 và Mn2+ 2Mn3+ + 2H2O ® MnO2 + Mn2+ + 4H+ * HIO vì có thế khử bên phải lớn hơn thế khử bên trái, tức là nên HIO sẽ tự oxy hóa – khử phân hủy thành IO3– và I3– 4HIO ® IO3– + I3– + 2H+ + H2O
0,25 0,25 0,25
c) Có thể viết gọn giản đồ Latimer của manganese và iodine trong môi trường acid như sau: MnO4–MnO2Mn2+Mn H4IO6 – IO3‑I3– I– I– dư ® trong dung dịch không thể có H4IO6– hoặc IO3– vì vàđều lớn hơn , sẽ xảy ra phản ứng oxy hóa – khử giữa H4IO6– hoặc IO3– với I– Þ do đó I– chỉ bị MnO4– oxy hóa thành I3–. Có > ; > ; < ® I– khử MnO4– về MnO2, rồi lại khử tiếp MnO2 về Mn2+; nhưng không khử tiếp được Mn2+ về Mn. Þ PTPƯ: 2MnO4– + 15I– + 16H+ ® 5I3– + 2Mn2+ + 8H2O
2. Các nguyên tố X và Y tạo thành 5 hợp chất nhị nguyên tố: A, B, C, D, E. Hợp chất E không phản ứng với H2, O2, H2O ngay cả khi đun nóng. Khi đun nóng D chuyển thành C và E, nếu cho D phản ứng với Cl2 thì tạo thành F. Hợp chất A có hai dạng đồng phân A1 và A2. Hợp chất B có thể dimer hóa thành B2. Cho biết các dữ kiện sau.
Chất
A
B
C
D
E
F
Hàm lượng % Y
37,3
54,3
70,4
74,8
78,1
58,5
Trạng thái tập hợp, đk thường
khí
khí
khí
lỏng
khí
khí
Xác định các hợp chất A1; A2; B; B2; C; D; E; F và biểu diễn cấu trúc của mỗi chất.
2. Do hàm lượng nguyên tố Y tăng dần từ A đến E ® tỷ lệ số nguyên tử Y/X trong A nhỏ nhất. Kí hiệu công thức của các chất từ A đến E là XYn. Tỉ lệ khối lượng nguyên tố X trong các chất này là: A = 0,59; B = 1,19; C = 2,38; D = 2,97; E = 3,56
0,125
Tỉ lệ số nguyên tử Y trong các hợp chất B đến E so với số nguyên tử Y trong A là. Với B là 1,19/0,59 = 2, với C = 4; D = 5; E = 6. Do đó có thể kết luận rằng công thức của các chất là: A – XY; B – XY2; C – XY4; D – XY5; E – XY6
0,125
Dễ thấy X phải là nguyên tố nhóm VIA còn Y là halogen. Trường hợp khả thi nhất là: X là lưu huỳnh; Y là flo. Các hợp chất của S với F không chứa số nguyên tử halogen lẻ, nên A phải là S2F2, D là S2F10. Phản ứng của S2F10 với Cl2 thành SF5Cl (F) (tính lại hàm lượng của flo hợp lí)
0,25
– Cấu tạo các chất là:
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 8. (2,5 điểm) Đại cương hóa học hữu cơ (quan hệ giữa cấu trúc và tính chất).
1. a) Camphene là một loại terpen có mùi thơm đặc trưng, có trong dầu thông, long não… Camphene có cấu tạo như sau
Camphene có bao nhiêu nguyên tử carbon bất đối và có bao nhiêu đồng phân lập thể? Biểu diễn cấu dạng của các đồng phân lập thể của camphene và chỉ rõ cấu hình tuyệt đối của mỗi carbon bất đối. Cho biết mối quan hệ giữa các đồng phân lập thể đó.
2. Giải thích sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất sau:
3. Cho các chất:
trolopone guanidine 6,6-dimethylfulvene
Hãy giải thích:
a) Tropolone là một hợp chất vừa có tính acid, vừa có tính base?
b) Guanindine là một trong những base hữu cơ mạnh nhất được biết đến?
c) 6,6-dimethylfulvene có tính acid yếu (pKa » 20)
4. Hydrocarbon thơm azulene vừa có thể tham gia phản ứng thế electrophile, vừa có thể tham gia phản ứng thế nucleophile. Hãy chỉ rõ trong phân tử azulene vị trí tham gia phản ứng thế electrophile; vị trí tham gia phản ứng thế nucleophile; giải thích.
Đáp án
Điểm
1. Camphene có 2 C*, nhưng chỉ có 2 đồng phân lập thể (không có đồng phân (1R, 4R) hoặc (1S, 4S) vì cấu dạng vòng xoắn không bền) 2 đồng phân là đối quang của nhau
0,125 0,25 0,125
2. Phân tử A không có nguyên tử H linh động ® không có liên kết hydrogen liên phân tử ® nhiệt độ sôi thấp nhất. Phân tử B có nguyên tử H linh động gắn với nguyên tử N ® tạo được liên kết hydrogen liên phân tử ® nhiệt độ sôi cao hơn của A. C và D có nhiệt độ sôi cao hơn B vì có thể tỗn tại dạng cộng hưởng là ion lưỡng cực ® tương tác giữa các phân tử mạnh hơn liên kết hydrogen. D còn có nguyên tử H linh động (liên kết với nguyên tử N trong nhóm amide) nên cũng tạo được liên kết hydrogen liên phân tử; trong khi C không có H linh động ® do đó nhiệt độ sôi của D cao hơn C.
0,125 0,125 0,125 0,125
3. a) – Tính acid: sự phân li proton từ nhóm OH tạo thành anion 2 được làm bền bởi hiệu ứng cộng hưởng (điện tích âm được giải tỏa qua 2 nguyên tử oxygen và 3 nguyên tử carbon) – Tính base: sự proton hóa nhóm carbonyl tạo thành cation được làm bền bởi hiệu ứng cộng hưởng (điện tích dương được giải tỏa qua 2 nguyên tử oxygen và 4 nguyên tử carbon; trong đó có 4 cấu tạo cộng hưởng có vòng thơm bền).
0,25 0,25
b) Guanidine khi bị proton hóa sẽ tạo thành cation; cation này được bền hóa bới 4 công thức cộng hưởng ® điện tích dương được giải tỏa tốt trên 3 nguyên tử N và 1 nguyên tử C.
0,25
c) 6,6-dimethylfulvene phân li nguyên tử H trong nhóm methyl tạo thành anion được giải tỏa bởi hệ liên hợp, tạo thành hệ thơm
0,25
4. Phản ứng thế electrophile xảy ra ở C1 của azulene, cation trung gian được giải tỏa bởi hiệu ứng liên hợp và tạo thành vòng thơm cycloheptatrienyl Phản ứng thế nucleophile xảy ra ở C4 của azulene, anion trung gian được giải tỏa bởi hiệu ứng liên hợp và tạo thành vòng thơm cyclopentadienyl
Đề thi hsg môn hóa lớp 10 tỉnh Thái Bình năm 2023 2024
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÁI BÌNH ĐỀ CHÍNH THỨC
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10, 11 THPTNĂM HỌC 2023 – 2024Môn: Hóa học 10Thời gian làm bài: 120 phút, không kể thời gian giao đề.(Đề gồm 04 trang)
Mã đề thi: 103
Họ, tên thí sinh: …………………………………………………………… Số báo danh: ………………………..
PHẦN I(6,0 điểm):Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn.
Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 15.Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.
Câu 1: Tại áp suất 1 bar, nước có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tương ứng là 0oC và (xấp xỉ) 100oC, cao hơn so với nhiều chất có khối lượng phân tử lớn hơn nước. Tính chất này là do
A. Các phân tử nước liên kết khá chặt chẽ với nhau bởi các liên kết ion.
B. Các phân tử nước liên kết khá chặt chẽ với nhau bởi các liên kết cộng hóa trị.
C. Các phân tử nước liên kết khá chặt chẽ với nhau bởi các liên kết hydrogen.
D. Các phân tử nước liên kết khá chặt chẽ với nhau bởi các liên kết cho – nhận.
Câu 2: Cho các phát biểu sau:
(a) Hầu hết các hợp chất ion ở trạng thái rắn, khó nóng chảy, khó bay hơi ở điều kiện thường.
(b) Các hợp chất ion thường tan ít trong nước.
(c) Hầu hết các hợp chất ion ở trạng thái nóng chảy dẫn được điện.
(d) Hầu hết các hợp chất ion tan trong nước thành dung dịch dẫn được điện.
(e) Liên kết ion được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu trong phân tử.
(f) Liên kết trong các phân tử Cl2, H2, O2, N2 là liên kết cộng hóa trị không phân cực.
A. (1), (2), (3), (4). B. (1), (3), (4). C. (1), (4). D. (1), (2), (4).
Câu 4: Potassium (Z = 19) là nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho cả con người và thực vật, nó có mặt trong nhiều loại thực phẩm cho con người cũng như các loại phân bón dành cho cây trồng. Cho các khẳng định sau về Potassium.
1. Potassium là kim loại.
2. Potassium có 1 electron hóa trị.
3. Potassium thuộc nhóm IA, chu kì 2 trong bảng tuần hoàn.
4. Khi so sánh tính kim loại:Lithium > Sodium > Potassium.
5. Hydroxide của Potassium có tính base mạnh.
Số khẳng định đúng là
A. 3. B. 2. C. 4. D. 5.
Câu 5: Phản ứng chuyển hóa giữa hai dạng đơn chất của phosphorus (P):
P (s, đỏ) → P (s, trắng) Δr = 17,6 kJ
Điều này chứng tỏ phản ứng:
A. thu nhiệt, P đỏ bền hơn P trắng. B. thu nhiệt, P trắng bền hơn P đỏ.
C. tỏa nhiệt, P đỏ bền hơn P trắng. D. tỏa nhiệt, P trắng bền hơn P đỏ.
Câu 6: Cho các phát biểu sau:
(1) Củi khi được chẻ nhỏ sẽ cháy chậm hơn so với củi có kích thước lớn
(2) Sự phá vỡ các liên kết giải phóng năng lượng
(3) Tốc độ phản ứng dùng để đánh giá mức độ xảy ra nhanh hay chậm của phản ứng
(4) Hằng số tốc độ phản ứng (kí hiệu k) phụ thuộc vào nồng độ của chất phản ứng.
(5) Khi tăng áp suất, tốc độ của tất cả các phản ứng tăng
(6) Cho CaO vào nước là phản ứng tỏa nhiệt
Số phát biểu đúng là
A. 3. B. 1. C. 2. D. 4.
Câu 7: Nguyên tử nguyên tố X có cấu hình electron 1s22s22p63s2; Nguyên tử nguyên tố Y có cấu hình electron 1s22s22p5. Liên kết hóa học giữa hai nguyên tử X và Y thuộc loại liên kết
A. Hydrogen. B. Ion.
C. Cộng hóa trị phân cực. D. Cộng hóa trị không phân cực.
Biết tổng năng lượng liên kết trong mỗi chất như sau:
Chất
Cl2
H2O
HCl
O2
Eb (kJ/mol)
242,4
971
432
498,7
Giá trị ∆H và đặc điểm của phản ứng trên là
A. 2141,7 kJ, phản ứng thu nhiệt. B. –200,1 kJ, phản ứng tỏa nhiệt.
C. 282,3 kJ, phản ứng thu nhiệt. D. 200,1 kJ, phản ứng thu nhiệt.
Câu 9: Có những phát biểu sau đây về các đồng vị của một nguyên tố hóa học:
(1) Các đồng vị có tính chất hóa học giống nhau.
(2) Các đồng vị có số neutron khác nhau.
(3) Các đồng vị có cùng số electron ở vỏ nguyên tử.
(4) Các đồng vị có cùng số proton nhưng khác nhau về số khối.
Trong các phát biểu trên, số phát biểu đúng là:
A. 4. B. 1. C. 2. D. 3.
Câu 10:
Hình trên cho biết độ âm điện của các nguyên tử từ W đến Z thuộc chu kì 2 và 3 của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. W và X là các nguyên tố thuộc nhóm IVA, còn Y và Z là các nguyên tố thuộc nhóm VIIA.
Cho các phát biểu sau:
(1) W thuộc chu kì 3 của bảng tuần hoàn.
(2) Y tạo được hydroxide ứng với oxit cao nhất là HYO4
(3) Oxide cao nhất của X là chất rắn ở điều kiện thường.
(4) Bán kính nguyên tử của W < Y.
Số các phát biểu đúng là
A. 3. B. 2. C. 4. D. 1.
Câu 11: Hợp chất A tạo bởi kim loại M và phi kim X (X thuộc chu kỳ 3). Công thức hóa học của A có dạng MXn trong đó kim loại M chiếm 20,4545% về khối lượng, tổng số hạt proton trong hợp chất A là 64. Trong hạt nhân của nguyên tử M cũng như X có số hạt mang điện dương ít hơn số hạt còn lại là 1 hạt. Công thức của A là
A. MnCl2. B. AlCl3. C. FeS2. D. ZnS2.
Câu 12: Cho phản ứng : 2FeCl2 (aq) + Cl2 (g) → 2FeCl3 (aq). Trong phản ứng này xảy ra quá trình
A. Ion Fe3+ bị oxi hóa và ion Cl– bị khử B. Ion Fe3+ bị khử và ion Cl– bị oxi hóa.
C. Ion Fe2+ bị khử và nguyên tử Cl bị oxi hóa. D. Ion Fe2+ bị oxi hóa và nguyên tử Cl bị khử.
Câu 13: Các liên kết trong phân tử nitrogen được hình thành do sự xen phủ của
Sự hình thành liên kết cộng hoá trị trong phân tử nitrogen
A. Các orbital s với nhau.
B. 2 orbital s và 1 orbital p với nhau.
C. 1 orbital s và 2 orbital p với nhau.
D. 3 orbital p giống nhau về hình dạng và kích thước, chỉ khác nhau về sự định hướng trong không gian.
Câu 14: Cho các phát biểu sau:
(1) Phản ứng tỏa nhiệt tự xảy ra ở điều kiện thường, phản ứng thu nhiệt không tự xảy ra ở điều kiện thường.
(2) Đốt khí gas hóa lỏng đun nấu trong gia đình là phản ứng tỏa nhiệt.
(3) Củi khô thanh nhỏ cháy nhanh hơn củi khô thanh to là do yếu tố diện tích tiếp xúc.
(4) Mùa hè ta thấy thức ăn nhanh ôi thiu hơn mùa đông là do yếu tố nồng độ oxygen trong không khí.
(5) Phản ứng thu nhiệt có ∆H < 0 và dễ xảy ra.
(6) Những chất dễ cháy, nổ cần tuân thủ nghiêm các nguyên tắc phòng cháy để tránh thiệt hại về người, của cải, vật chất.
Các phát biểu đúng là
A. (2), (3), (6). B. (2), (4), (6). C. (1), (3), (6). D. (1), (2), (5).
Câu 15: Phương trình nhiệt hoá học:
Lượng nhiệt toả ra khi dùng 9 gam H2(g) để tạo thành là
A. . B. . C. . D. .
PHẦN II (4,0 điểm): Câu trắc nghiệm đúng/sai
Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4, trong mỗi ý a) b) c) d) ở mỗi câu thí sinh chọn đúng hoặc sai.
Câu 1. X, Y, T là các kim loại chuyển tiếp (nhómB)và đều thuộc chu kỳ 4 trong bảng tuần hoàn (ZX < ZY < ZT). Biết rằng tổng số electron lớp ngoài cùng của X, Y và T bằng 4, tổng số electron ở lớp ngoài cùng và phân lớp sát ngoài cùng của Y là 8.
a. Công thức oxide cao nhất của X có dạng X2O3.
b. X, Y, T đều tác dụng được với dung dịch H2SO4 loãng giải phóng khí H2.
c. Tổng số khối: AX + AY + AT = 79.
d. Tổng số electron của Y2+ và T2+ là 51.
Câu 2. Tiến hành hai thí nghiệm sau:
-Thí nghiệm 1: Cho 20 ml dung dịch HCl 0,2 M vào bình tam giác (1) chứa 0,5 gam đá vôi dạng viên.
-Thí nghiệm 2: Cho 20 ml dung dịch HCl 0,2 M vào bình tam giác (2) chứa 0,5 gam đá vôi dạng bột.
Gắn vào miệng mỗi bình các quả bóng bay (bền), có độ đàn hồi hoàn toàn như nhau. Giả sử hóa chất bám trên thiết bị và thành bình là không đáng kể, 2 bình tam giác có dung tích và khối lượng như nhau, các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn.
a. Sau các phản ứng, 2 quả bóng bay có độ căng như nhau.
b. Sau khi 2 quả bóng ngừng căng thêm, tháo bỏ 2 quả bóng, đem cân thấy khối lượng 2 bình bằng nhau.
c. Khi mới tiến hành phản ứng (trước khi cả 2 quả bóng ngừng căng thêm) không so sánh được tốc độ thoát khí ở cả hai bình.
d. Biếtkhối lượng riêng của dung dịch sau phản ứng là 1,06 gam/ml, thể tích dung dịch không thay đổi sau phản ứng. Nồng độ của muối trong dung dịch sau phản ứng ở bình 2 là 9,28%.
Câu 3. Cho hai chất hữu cơ X và Y có công thức cấu tạo sau: CH2=CH–CH=CH2 (X) và CH3–C≡C–CH3 (Y).
a. X và Y đều có 6 liên kết σ và 2 liên kết π.
b. X có 7 liên kết đơn còn Y có 8 liên kết đơn.
c. X có ít hơn Y 1 liên kết σ
d. X có 1 liên kết σC-C và Y có 2 liên kết σC-C
Câu 4. Nguyên tố R là phi kim thuộc chu kì 3, công thức phân tử hợp chất khí với hydrogen là RH2. Nguyên tố R tạo với kim loại M hợp chất có công thức MR. Đốt cháy hoàn toàn 46,6 gam MR, thu được 4.958 lít khí RO2 (ở đkc).
a. Nguyên tố R có số hiệu là 16, độ âm điện của R lớn hơn của oxygen.
b. Kim loại M có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất.
c. Khí RO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 dư thu được kết tủa.
d. Trong phản ứng đốt cháy FeR2, tổng hệ số các chất (số nguyên tối giản) trong phương trình là 23
PHẦN III (10 điểm):Câu hỏi tự luận.
Thí sinh trình bày phần trả lời từ câu 1 đến câu 5 ra tờ giấy thi.
Câu 1 (2,0 điểm). Phân tử XY2 có tổng số 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 nguyên tử X nhiều hơn số hạt mang điện của nguyên tử Y là 20 hạt.
a. Xác định X, Y và công thức phân tử XY2.
b. Viết cấu hình electron của nguyên tử X, Y và cấu hình electron của ion X, Y.
Câu 2 (2,0 điểm).
1. Cân bằng các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron:
a) Hãy giải thích vì sao phân tử CO2 không phân cực, trong khi phân tử SO2 lại phân cực?
b) Hãy giải thích vì sao phân tử NO2 có thể nhị hợp tạo thành phân tử N2O4, trong khi phân tử SO2 không có khả năng nhị hợp?
Câu 3 (2,0 điểm).
a. Quá trình đốt cháy hoàn toàn benzene và propane trong khí oxygen đều cho sản phẩm là CO2(g) và H2O(l). Khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam propane C3H8(g) và đốt cháy hoàn toàn 1 gam benzene C6H6(l) quá trình nào sẽ giải phóng lượng nhiệt nhiều hơn? Giải thích dựa trên giá trị enthalpy chuẩn (tính theo enthalpy tạo thành) biết enthalpy tạo thành chuẩn của các chất được cho trong bảng sau:
Chất
H2O(l)
CO2(g)
C6H6(l)
C3H8(g)
(kJ/mol)
-285,84
-393,5
49,00
-105,00
b. Dung dịch glucose (C6H12O6) 5%, có khối lượng riêng là 1,02 g/ml, phản ứng oxi hoá 1 mol glucose tạo thành CO2 (g) và H2O (l) toả ra nhiệt lượng là 2803,0 kJ. Một người bệnh được truyền một chai chứa 500 ml dung dịch glucose 5%. Tính năng lượng tối đa từ phản ứng oxi hoá hoàn toàn glucose mà bệnh nhân đó có thể nhận được.
Câu 4 (2,0 điểm).
a. Tính biến thiên enthalpy phản ứng theo năng lượng liên kết cho phản ứng sau và giải thích vì sao nitrogen (N≡N) chỉ phản ứng với oxygen (O=O) ở nhiệt độ cao hoặc có tia lửa điện để tạo thành nitrogen monoxide (N=O).
N2(g) + O2(g) → 2NO(g)
Biết năng lượng liên kết được cho trong bảng sau:
Liên kết
Năng lượng liên kết (kJ/mol)
N≡N
945
N=O
607
O=O
498
b. Vẽ sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy cho các phản ứng dưới đây và cho biết phản ứng xảy ra là phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt?
– Điều chế oxygen theo Joseph Priestly: HgO(s) → Hg(l) + O2(s) biết nhiệt tạo thành chuẩn của HgO(s) là -90,5 kJ/mol.
– Nhiệt phân calcium carbonate biết khi nhiệt phân 1 mol calcium carbonate cần cung cấp 178,49 kJ nhiệt lượng.
Câu 5 (2,0 điểm).
a.Nêu biện pháp đã được sử dụng để làm tăng tốc độ phản ứng hóa học trong các trường hợp sau:
– Rắc men vào tinh bột đã được nấu chín (cơm, ngô, khoai, sắn…) để ủ rượu.
– Nén hỗn hợp khí nitrogen và hydrogen ở áp suất cao để tổng hợp ammonia (NH3).
– Nung hỗn hợp bột đá vôi, đất sét, thạch cao ở nhiệt độ cao để sản xuất clinke trong công nghiệp sản xuất xi măng.
– Tạo thành những lỗ rỗng trong viên than tổ ong.
b.Để hoà tan hết một mẫu Al trong dung dịch HCl ở 250C cần 36 phút. Cũng mẫu Al đó tan hết trong dung dịch acid nói trên ở 450C trong 4 phút. Hỏi để hoà tan hết mẫu Al đó trong dung dịch acid nói trên ở 600C thì cần thời gian bao nhiêu giây?
———– HẾT ———-
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠOTHÁI BÌNH
HƯỚNG DẪN CHẤMKỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10, 11 THPTNĂM HỌC: 2023 – 2024
A. HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HÓA HỌC 10 PHẦN TRẮC NGHIỆM
HOA10
103
1
C
HOA10
103
2
D
HOA10
103
3
C
HOA10
103
4
A
HOA10
103
5
A
HOA10
103
6
C
HOA10
103
7
B
HOA10
103
8
D
HOA10
103
9
A
HOA10
103
10
B
HOA10
103
11
B
HOA10
103
12
C
HOA10
103
13
D
HOA10
103
14
A
HOA10
103
15
D
B. HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HÓA HỌC 10 PHẦN TỰ LUẬN
Câu 1 (2,0 điểm).
Ý
NỘI DUNG
ĐIỂM
a)
Do nguyên tử trung hòa điện nên: – Trong nguyên tử X có: số p = số e = Z1; N1 là số nơtron – Trong nguyên tử Y có: số p = số e = Z2; N2 là số nơtron Theo bài ta có hệ:
0,5
X là sắt (Fe), Y là lưu huỳnh (S). Phân tử XY2 là FeS2.
0,5
b)
Cấu hình e của nguyên tử: – Nguyên tử X là Fe (Z = 26): 1s22s22p63s23p63d64s2 hay [Ar]3d64s2. – Nguyên tử Y là S (Z = 16): 1s22s22p63s23p4 hay [Ne]3s23p4.
0,5
– Quá trình tạo ion: Fe Fe3+ + 3e S + 2e S2- – Cấu hình e của ion Fe3+ là: 1s22s22p63s23p63d5 hay [Ar]3d5. – Cấu hình e của ion S2- là: 1s22s22p63s23p6 hay [Ar].
0,5
Câu 2 (2,0 điểm).
Ý
NỘI DUNG
ĐIỂM
1.
Cân bằng các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron:
a)* Phân tử CO2 có nguyên tử trung tâm (nguyên tử cacbon) lai hóa sp nên phân tử dạng đường thẳng 2 nguyên tử O ở 2 đầu nên phân tử không phân cực. * Trong khi phân tử SO2 có nguyên tử trung tâm (nguyên tử lưu huỳnh) lai hóa sp2 nên phân tử có dạng góc. Mặt khác liên kết S với O là liên kết phân cực nên phân tử phân cực. Lưu ý: HS khi trả lời đúng mà không nêu lai hóa thì vẫn cho đủ số điểm của câu hỏi.
0,5
b) * Phân tử NO2 có nguyên tử trung tâm lai hóa sp2 (nguyên tử nitơ) nên phân tử có dạng góc. Mặt khác trên nguyên tử N trong phân tử NO2 có 1 electron độc thân nên 2 phân tử NO2 dễ nhị hợp tạo thành phân tử N2O4. * Phân tử SO2 như đã mô tả ở trên không có orbital nào tương tự để các phân tử SO2 có thể nhị hợp. Lưu ý: HS khi trả lời đúng mà không nêu lai hóa thì vẫn cho đủ số điểm của câu hỏi.
1,0 gam propane chứa 1/44 (mol) => Lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam C3H8 = -2218,86 . 1/44 = -50,43 kJ => Lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy 1 gam propane nhiều hơn khi đốt cháy 1 gam benzene.
0,25
b)
Số mol glucose: (mol)
0,5
Do lượng nhiệt từ phản ứng tỏa ra, cung cấp cho người bệnh nên => Q = kJ
0,5
Câu 4 (2,0 điểm).
Ý
NỘI DUNG
ĐIỂM
a)
+ N2 có 1 liên kết N≡N với Eb = 945 kJ/mol + O2 có 1 liên kết O=O với Eb = 498 kJ/mol + NO có 1 liên kết N=O với Eb = 607 kJ/mol
=> Năng lượng liên kết N≡N rất lớn, liên kết rất bền. Mặt khác, phản ứng thu nhiệt nên để phản ứng xảy ra, cần cung cấp lượng nhiệt lớn 229 kJ/mol. Vì vậy nitrogen chỉ phản ứng với oxygen khi ở nhiệt độ cao hoặc có tia lửa điện để tạo thành NO.
0,25
b)
0,25
Phản ứng toả nhiệt
0,25
0,25
Phản ứng thu nhiệt
0,25
Câu 5.
Ý
NỘI DUNG
ĐIỂM
a)
– Ảnh hưởng bởi yếu tố xúc tác. Xúc tác giúp phản ứng dễ xảy ra hơn.
0,25
Ảnh hưởng bởi yếu tố nồng độ (Nén hỗn hợp khí nitrogen và hydrogen ở áp suất cao để tăng nồng độ của hai chất khí ( áp suất tăng → thể tích giảm → nồng độ chất khí tăng vì CM = ). Chú ý: nếu học sinh trả lời là ảnh hưởng của áp suất thì cũng cho điểm tối đa
0,25
– Ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ. Khi tăng nhiệt độ tốc độ phản ứng tăng.
0,25
– Ảnh hưởng yếu tố bề mặt tiếp xúc. Các lỗ rỗng trong viên than tổ ong làm tăng bề mặt tiếp xúc với không khí, phản ứng xảy ra nhanh hơn.
0.25
b)
0,5
Ở 600C : => t=0,7698 phút =46,188 giây
0,5
Ghi chú:Nếu học sinh giải theo cách khác mà vẫn đúng thì vẫn cho điểm tối đa.
Đề thi hsg môn hóa lớp 11 THPT Trần Quốc Tuấn Quảng Ngãi năm 2023 2024
SỞ GD & ĐT QUẢNG NGÃI TRƯỜNG THPT TRẦN QUỐC TUẤN
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNGNĂM HỌC 2023 – 2024MÔN HÓA HỌC – LỚP 11Thời gian làm bài: 180 phút
ĐỀ CHÍNH THỨC
F Cho nguyên tử khối của các nguyên tố: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; Mg = 24; Al = 27; P = 31; S = 32; Cl = 35,5; K = 39; Ca = 40; Mn = 55; Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; Br = 80; Ag = 108; Ba = 137.
Câu 1 (2,0 điểm):
1.1. Một loại quặng có công thức A3B2 được tạo thành từ ion A2+ và B3-. Biết A2+ là cation đơn nguyên tử, B3- là anion gốc acid được cấu tạo bởi 5 nguyên tử của hai nguyên tố ở hai chu kì liên tiếp và hai nhóm A liên tiếp trong bảng tuần hoàn. Tổng số electron trong ion B3- là 50. Tổng số proton trong phân tử A3B2 là 154.
a) Xác định công thức của quặng nói trên.
b) Nêu ứng dụng quan trọng nhất của quặng nói trên trong công nghiệp.
1.2. Nhiệt độ sôi của các hợp chất với hydrogen các nguyên tố nhóm VA (NH3, PH3, AsH3, SbH3), VIA (H2O, H2S, H2Se, H2Te), VIIA (HF, HCl, HBr, HI) được biểu diễn trên đồ thị sau:
Dựa vào đồ thị, giải thích vì sao:
a) Hợp chất với hydrogen của các nguyên tố đầu tiên trong mỗi nhóm có nhiệt sôi cao bất thường so với hợp chất hydrogen của các nguyên tố còn lại?
b)Hợp chất với hydrogen của các nguyên tố còn lại ở mỗi nhóm có nhiệt độ sôi tăng dần?
Câu 2 (2,0 điểm):
2.1. Hiện nay người ta dùng thiết bị breathalyzer để đo nồng độ cồn trong khí thở của người tham gia giao thông. Khi có nồng độ cồn trong khí thở sẽ xảy ra phản ứng:
Tùy thuộc vào lượng K2Cr2O7 phản ứng, trên màn hình thiết bị sẽ xuất hiện số chỉ nồng độ cồn tương ứng. Người đi xe máy có nồng độ cồn trong khí thở sẽ bị xử phạt theo khung sau đây (trích từ Nghị định 100/ 2019/ NĐ-CP sửa đổi tại Nghị định 123/2021/NĐ-CP):
Nồng độ cồn (mg/1L khí thở)
Mức tiền phạt (VND)
Hình phạt bổ sung (tước giấy phép lái xe)
£ 0,25
2 triệu – 3 triệu
10 – 12 tháng
0,25 đến 0,4
4 triệu – 5 triệu
16 – 18 tháng
≥ 0,4
6 triệu – 8 triệu
22 – 24 tháng
a) Cân bằng phản ứng trên theo phương pháp thăng bằng electron.
b) Một mẫu khí thở của một người điều khiển xe máy tham gia giao thông có thể tích 26,25 mL được thổi vào thiết bị breathalyzer thì có 0,056 mg K2Cr2O7 phản ứng (trong môi trường H2SO4 và ion Ag+ xúc tác). Hãy cho biết người đó có vi phạm luật giao thông hay không và nếu có thì sẽ bị xử phạt mức nào.
2.2. Xăng chứa 4 alkane với thành phần số mol như sau: 15% heptane (C7H14), 40% octane (C8H18), 25% nonane (C9H20) và 20% decane (C10H22). Một xe máy chạy 100 km tiêu thụ hết 2,42 kg xăng. Biết nhiệt lượng đốt cháy xăng là 5337,8 kJ/mol và chỉ có 80% nhiệt lượng đốt cháy xăng chuyển thành cơ năng. Tính thể tích khí CO2 (ở điều kiện chuẩn) và nhiệt lượng thải ra môi trường khi xe máy chạy 100 km.
Câu 3 (2,0 điểm):
3.1. Một bình kín dung tích 1 L chứa 1,0 mol N2, 1,5 mol H2 và một lượng chất xúc tác chiếm thể tích không đáng kể. Đun nóng bình ở 450oC, khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng có 0,2 mol NH3 tạo thành.
a)Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 450oC.
b) Tính số mol N2 cần thêm vào bình ở 450oC để hiệu suất phản ứng đạt 25%.
3.2.Có 6 dung dịch đựng trong 6 lọ riêng biệt, mỗi dung dịch chỉ chứa 1 chất tan có nồng độ 0,1M, gồm: (NH4)2SO4, K2SO4, NaOH, Ba(OH)2, Na2CO3, HCl.
a)Sắp xếp pH của các dung dịch trên theo thứ tự tăng dần.
b)Tiến hành thí nghiệm với các dung dịch trên cho kết quả như sau:
– Dung dịch ở lọ (2) tác dụng với dung dịch ở lọ (3) có kết tủa và khí thoát ra.
– Dung dịch ở lọ (2) tác dụng với dung dịch ở lọ (1) hoặc dung dịch ở lọ (4) đều có kết tủa.
– Dung dịch ở lọ (3) tác dụng với dung dịch ở lọ (6) và dung dịch ở lọ (4) tác dụng với dung dịch ở lọ (5) đều có khí thoát ra.
Xác định chất tan trong mỗi lọ.
Câu 4 (2,0 điểm):
4.1. Cho từ từ dung dịch NaOH 0,1M vào V ml dung dịch CH3COOH 0,1M, khi có 50% CH3COOH được trung hòa thì dừng, thu được dung dịch X. Tính pH của dung dịch X. Biết CH3COOH có Ka = 1,8.10-5 ở 25oC.
4.2. Cho m gam hỗn hợp X gồm Na, Na2O, Ba, BaO tan hết vào nước, thu được 0,15 mol H2 và dung dịch Y. Hấp thụ hết 0,32 mol CO2 vào dung dịch Y, thu được m1 gam kết tủa và dung dịch Z chứa Na2CO3, NaHCO3. Chia dung dịch Z thành hai phần bằng nhau:
– Cho từ từ đến hết phần 1 vào dung dịch chứa 0,12 mol HCl, thoát ra 0,075 mol CO2.
– Cho từ từ đến hết dung dịch chứa 0,12 mol HCl vào phần 2, thoát ra 0,06 mol CO2.
Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính m và m1.
Câu 5 (2,0 điểm):
5.1. Trong phòng thí nghiệm, để điều chế acid HX dễ bay hơi người ta cho muối NaX tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng: NaX + H2SO4 đặc HX↑ + NaHSO4.
Phương pháp này được gọi là phương pháp sulfate. Tuy nhiên nếu HX có tính khử mạnh thì phương pháp này không thực hiện được vì HX bị oxi hóa bởi H2SO4 đặc.
Trong các acid HF, HCl, HBr, HI, HNO3, phương pháp sulfate có thể điều chế được acid nào và không điều chế được acid nào? Giải thích và viết các phản ứng minh họa.
5.2. Nung nóng 23,15 gam hỗn hợp X gồm KMnO4 và KClO3 một thời gian, thu được 19,15 gam hỗn hợp rắn Y gồm K2MnO4, MnO2, KCl, KMnO4 dư. Cho hỗn hợp Y tác dụng hết với V ml dung dịch HCl 1,25M, thu được dung dịch Z và 4,4622 L khí Cl2 (đkc).
a)Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X và phần trăm KMnO4 bị nhiệt phân.
b)Cho dung dịch Z tác dụng với dung dịch AgNO3 dư, thu được 57,4 gam kết tủa AgCl. Tính V.
Câu 6 (2,0 điểm):
6.1. Trong nước sinh hoạt, tiêu chuẩn hàm lượng ammonium (NH4+) cho phép là 1,0 mg/L. Để loại bỏ ion ammonium trong nước thải, người ta cho dư dung dịch NaOH vào nước thải cho đến pH = 11, sau đó cho nước chảy từ trên xuống trong một tháp tiếp xúc, đồng thời không khí được thổi ngược từ dưới lên để oxi hoá NH3. Phương pháp này loại bỏ được 95% lượng ammonium trong nước thải.
a) Viết phản ứng xảy ra trong quá trình xử lý nêu trên.
b) Phân tích mẫu nước thải ở hai nguồn khác nhau chưa qua xử lý có kết quả như sau:
Mẫu
Nguồn nước
Hàm lượng ammonium
1
Nhà máy phân đạm
18 mg/L
2
Bãi chôn lấp rác
160 mg/L
Tiến hành xử lý hai mẫu nước thải bằng phương pháp trên, sau khi xử lý, mẫu nào đạt tiêu chuẩn cho phép về hàm lượng ammonium?
6.2. Cho m gam hỗn hợp X gồm Al, Cu và FeS tác dụng vừa đủ với dung dịch đậm đặc chứa 0,36 mol H2SO4, đun nóng, thu được dung dịch Y (chứa các ion Al3+, Cu2+, Fe3+, SO42-) và 0,26 mol SO2. Cho 2,24 gam bột Fe vào dung dịch Y, thu được dung dịch Z (chứa các ion Al3+, Cu2+, Fe2+, SO42-) và 1,28 gam Cu. Dung dịch Z phản ứng tối đa với 0,3 mol NaOH, thu được dung dịch T và 10,14 gam kết tủa gồm hai chất. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X.
Câu 7 (2,0 điểm): Đốt cháy hoàn toàn 1,3 gam hợp chất hữu cơ X (chứa C, H, O), dẫn CO2 và hơi H2O qua bình 1 đựng 70 gam dung dịch H2SO4 91,62%, bình 2 đựng 2,1 L dung dịch Ca(OH)2 0,02M. Sau thí nghiệm nồng độ H2SO4 trong bình 1 giảm còn 90%, bình 2 có 1,4 gam kết tủa. Bằng phương pháp phổ khối lượng xác định được phân tử khối của X là 130.
a)Xác định công thức phân tử của X.
b)X có mạch không phân nhánh và phổ hồng ngoại của X như sau:
Bảng đối chiếu tín hiệu phổ hồng ngoại của các nhóm chức:
Loại hợp chất
Liên kết
Số sóng (cm-1)
Alcohol
O-H
3600 – 3300
Aldehyde
C=O
1740 – 1720
C-H
2900 – 2700
Carboxylic acid
C=O
1725 – 1700
O-H
3300 – 2500
Ester
C=O
1750 – 1735
C-O
1300 – 1000
Ketone
C=O
1725 – 1700
Amine
N-H
3500 – 3300
Xác định công thức cấu tạo của X.
Câu 8 (2,0 điểm): Đốt cháy hoàn toàn 4,3 gam hợp chất hữu cơ X thu được hỗn hợp khí gồm CO2, H2O, HCl. Dẫn hỗn hợp khí qua bình 1 đựng dung dịch AgNO3 dư, bình 2 đựng 5 L dung dịch Ca(OH)2 0,02M. Sau thí nghiệm bình 1 có 5,74 gam kết tủa và khối lượng bình tăng 2,54 gam, bình 2 có 8 gam kết tủa và khi tách kết tủa, đun nóng dung dịch lại có kết tủa thêm. Biết Mx < 230 gam/mol. Xác định công thức phân tử của X.
Câu 9 (2,0 điểm):
9.1. Cho sơ đồ chuyển hóa sau:
Biết: X là CO2, Y là NaHSO4, M là NaAlO2, N là Al(OH)3, P là Ba(HCO3)2, Q là BaCO3.
Viết các phản ứng thực hiện sơ đồ chuyển hóa trên.
9.2. Hỗn hợp X gồm x mol Fe và y mol M (M là kim loại hóa trị không đổi). Hỗn hợp Y gồm x mol Fe và 3y mol M. Hỗn hợp Z gồm 2x mol Fe và y mol M. Cho X tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư, thu được V L (đkc) khí SO2. Hấp thụ V L SO2 vào 500 mL dung dịch NaOH 0,2M (dư), thu được dung dịch chứa 5,725 gam chất tan. Cho Y tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được 0,0775 mol H2. Cho Z tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư, thu được dung dịch chứa 5,605 gam muối. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Xác định M.
Câu 10 (2,0 điểm):
10.1. Cho sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ:
Viết phản ứng xảy ra trong thí nghiệm và nêu hiện tượng quan sát thấy ở bình tam giác trong trường hợp X, Y, Z lần lượt là các chất sau:
a)Cu, SO2, Br2.
b)Đường saccarose (C12H22O11), SO2, KMnO4.
10.2. Nêu hiện tượng và viết phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm sau:
a)Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch NH4NO3, đun nóng nhẹ.
b)Cho dung dịch NH3 dư vào dung dịch AlCl3.
c)Dẫn khí H2S dư vào dung dịch FeCl3.
d)Cho dung dịch KI dư và vài giọt hồ tinh bột vào dung dịch FeCl3.
————— HẾT —————
SỞ GD & ĐT QUẢNG NGÃI TRƯỜNG THPT TRẦN QUỐC TUẤN
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNGNĂM HỌC 2023 – 2024MÔN HÓA HỌC – LỚP 11Thời gian làm bài: 180 phút
ĐÁP ÁN VÀ HD CHẤM
Câu 1 (2,0 điểm):
1.1. Một loại quặng có công thức A3B2 được tạo thành từ ion A2+ và B3-. Biết A2+ là cation đơn nguyên tử, B3- là anion gốc acid được cấu tạo bởi 5 nguyên tử của hai nguyên tố ở hai chu kì liên tiếp và hai nhóm A liên tiếp trong bảng tuần hoàn. Tổng số electron trong ion B3- là 50. Tổng số proton trong phân tử A3B2 là 154.
a) Xác định công thức của quặng nói trên.
b) Nêu ứng dụng quan trọng nhất của quặng nói trên trong công nghiệp.
1.2. Nhiệt độ sôi của các hợp chất với hydrogen các nguyên tố nhóm VA (NH3, PH3, AsH3, SbH3), VIA (H2O, H2S, H2Se, H2Te), VIIA (HF, HCl, HBr, HI) được biểu diễn trên đồ thị sau:
Dựa vào đồ thị, giải thích vì sao:
a) Hợp chất với hydrogen của các nguyên tố đầu tiên trong mỗi nhóm có nhiệt sôi cao bất thường so với hợp chất hydrogen của các nguyên tố còn lại?
b)Hợp chất với hydrogen của các nguyên tố còn lại ở mỗi nhóm có nhiệt độ sôi tăng dần?
Câu
Nội dung
Điểm
1
2,0
1.1.
a) B3- là anion acid có dạng: XaOb3- X và O (Z = 8) ở 2 chu kì liên tiếp và 2 nhóm liên tiếp Þ X là P (Z = 15) hoặc X là Cl (Z = 17) Trường hợp 1: X là P (Z = 15) a + b = 5 (1) 15a + 8b + 3 = 50 (2) Þ a = 1; b = 4 Þ B3- là PO43-Trường hợp 2: X là Cl (Z = 17) a + b = 5 (1) 17a + 8b + 3 = 50 (2) Þ a = 7/9; b = 38/9 Þ loại Tổng số proton trong A3B2 = 3ZA + 2(50 – 3) = 154 Þ ZA = 20 Þ A là Ca Þ công thức của quặng là Ca3(PO4)2: quặng photphorit b) Ứng dụng quan trọng của quặng photphorit là sản xuất phân lân
0,750,25
1.2
a) Nguyên tố đầu tiên trong mỗi nhóm VA (N), VIA (O), VIIA (F) có bán kính nguyên tử nhỏ và độ âm điện lớn, giữa các phân tử hợp chất NH3, H2O, HF có liên kết hydrogen liên phân tử, vì vậy nhiệt độ sôi của các hợp chất này cao bất thường. b) Hợp chất với hydrogen của các nguyên tố còn lại trong mỗi nhóm không có liên kết hydrogen liên phân tử nhưng khi khối lượng phân tử tăng, tương tác Vander Waals giữa các phân tử tăng dần, vì vậy nhiệt độ sôi của các hợp chất này tăng dần.
0,500,50
Câu 2 (2,0 điểm):
2.1. Hiện nay người ta dùng thiết bị breathalyzer để đo nồng độ cồn trong khí thở của người tham gia giao thông. Khi có nồng độ cồn trong khí thở sẽ xảy ra phản ứng:
Tùy thuộc vào lượng K2Cr2O7 phản ứng, trên màn hình thiết bị sẽ xuất hiện số chỉ nồng độ cồn tương ứng. Người đi xe máy có nồng độ cồn trong khí thở sẽ bị xử phạt theo khung sau đây (trích từ Nghị định 100/ 2019/ NĐ-CP sửa đổi tại Nghị định 123/2021/NĐ-CP):
Nồng độ cồn (mg/1L khí thở)
Mức tiền phạt (VND)
Hình phạt bổ sung (tước giấy phép lái xe)
£ 0,25
2 triệu – 3 triệu
10 – 12 tháng
0,25 đến 0,4
4 triệu – 5 triệu
16 – 18 tháng
≥ 0,4
6 triệu – 8 triệu
22 – 24 tháng
a) Cân bằng phản ứng trên theo phương pháp thăng bằng electron.
b) Một mẫu khí thở của một người điều khiển xe máy tham gia giao thông có thể tích 26,25 mL được thổi vào thiết bị breathalyzer thì có 0,056 mg K2Cr2O7 phản ứng (trong môi trường H2SO4 và ion Ag+ xúc tác). Hãy cho biết người đó có vi phạm luật giao thông hay không và nếu có thì sẽ bị xử phạt mức nào.
2.2. Xăng chứa 4 alkane với thành phần số mol như sau: 15% heptane (C7H14), 40% octane (C8H18), 25% nonane (C9H20) và 20% decane (C10H22). Một xe máy chạy 100 km tiêu thụ hết 2,42 kg xăng. Biết nhiệt lượng đốt cháy xăng là 5337,8 kJ/mol và chỉ có 80% nhiệt lượng đốt cháy xăng chuyển thành cơ năng. Tính thể tích khí CO2 (ở điều kiện chuẩn) và nhiệt lượng thải ra môi trường khi xe máy chạy 100 km.
Câu
Nội dung
Điểm
2
2,0
2.1.
a) 3C2H5OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 3CH3COOH + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 11H2O b) = 0,056./294 mmol Þ = 1,5.0,056./294 mmol trong 1L khí thở = (1,5.0,056./294).46.1000/26,25 ≈ 0,5 mg Nồng độ cồn 0,5 mg/1L khí thở Þ vi phạm luật giao thông. Mức phạt: 6 triệu – 8 triệu và tước giấy phép lái xe từ 22 – 24 tháng.
0,500,50
2.2.
= 170.24,79 = 4214,3 L Nhiệt thải ra môi trường: 20.5337,8.20/100 = 21351,2 kJ
0,500,50
Câu 3 (2,0 điểm):
3.1. Một bình kín dung tích 1 L chứa 1,0 mol N2, 1,5 mol H2 và một lượng chất xúc tác chiếm thể tích không đáng kể. Đun nóng bình ở 450oC, khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng có 0,2 mol NH3 tạo thành.
a)Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 450oC.
b) Tính số mol N2 cần thêm vào bình ở 450oC để hiệu suất phản ứng đạt 25%.
3.2.Có 6 dung dịch đựng trong 6 lọ riêng biệt, mỗi dung dịch chỉ chứa 1 chất tan có nồng độ 0,1M, gồm: (NH4)2SO4, K2SO4, NaOH, Ba(OH)2, Na2CO3, HCl.
a)Sắp xếp pH của các dung dịch trên theo thứ tự tăng dần.
b)Tiến hành thí nghiệm với các dung dịch trên cho kết quả như sau:
– Dung dịch ở lọ (2) tác dụng với dung dịch ở lọ (3) có kết tủa và khí thoát ra.
– Dung dịch ở lọ (2) tác dụng với dung dịch ở lọ (1) hoặc dung dịch ở lọ (4) đều có kết tủa.
– Dung dịch ở lọ (3) tác dụng với dung dịch ở lọ (6) và dung dịch ở lọ (4) tác dụng với dung dịch ở lọ (5) đều có khí thoát ra.
Xác định chất tan trong mỗi lọ.
Câu
Nội dung
Điểm
3
2,0
3.1.
a) Thể tích bình 1 L Þ số mol bằng nồng độ mol N2 + 3H2 2NH3 Ban đầu 1,0 1,5 0 Cân bằng: 0,9 1,2 0,2 KC = = 0,02572 b) Gọi x là số mol N2 cần thêm vào Þ hiệu suất phản ứng tính theo H2 N2 + 3H2 2NH3 Ban đầu: (1,0+x) 1,5 0 Pứ: 0,125 0,375 0,25 Cb: (0,875+x) 1,125 0,25 KC = = 0,02572 Þ x ≈ 0,8317mol
0,500,50
3.2
a)Thứ tự tăng dần pH: HCl < (NH4)2SO4 < K2SO4 < Na2CO3 < NaOH < Ba(OH)2 b) (1): K2SO4, (2): Ba(OH)2, (3): (NH4)2SO4, (4): Na2CO3, (5): HCl, (6): NaOH
0,500,50
Câu 4 (2,0 điểm):
4.1. Cho từ từ dung dịch NaOH 0,1M vào V ml dung dịch CH3COOH 0,1M, khi có 50% CH3COOH được trung hòa thì dừng, thu được dung dịch X. Tính pH của dung dịch X. Biết CH3COOH có Ka = 1,8.10-5 ở 25oC.
4.2. Cho m gam hỗn hợp X gồm Na, Na2O, Ba, BaO tan hết vào nước, thu được 0,15 mol H2 và dung dịch Y. Hấp thụ hết 0,32 mol CO2 vào dung dịch Y, thu được m1 gam kết tủa và dung dịch Z chứa Na2CO3, NaHCO3. Chia dung dịch Z thành hai phần bằng nhau:
– Cho từ từ phần 1 vào dung dịch chứa 0,12 mol HCl, thoát ra 0,075 mol CO2.
– Cho từ từ dung dịch chứa 0,12 mol HCl vào phần 2, thoát ra 0,06 mol CO2.
Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính m và m1.
Câu
Nội dung
Điểm
4
2,0
4.1.
Phản ứng: CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O Cho V = 1L Þ = 0,1mol 50% CH3COOH được trung hòa = phản ứng = 0,05mol Þ = 0,5L = 1,5L Þ dung dịch X chứa CH3COOH CH3COO– + H+ phân ly = xM Þ Ka = = 1,8.10-5 Ka bé Þ + x ≈ M; + x ≈ M Þ x = .1,8.10-5 Þ x = 1,8.10-5 Þ [H+ ] = 1,8.10-5 Þ pH ≈ 4,745
0,500,50
4.2.
Phần 1: Xảy ra 2 phản ứng đồng thời, cho đến khi H+ hết: CO32- + 2H+ → H2O + CO2↑ xmol 2xmol xmol HCO3– + H+ → H2O + CO2↑ ymol ymol ymol = x + y = 0,075; = 2x + y = 0,12 Þ x = 0,045; y = 0,03 Phần 2: = amol; = bmol Þ a : b = 0,045 : 0,03 = 3 : 2 Phản ứng xảy ra theo thứ tự: CO32- + H+ → HCO3– amol amol amol HCO3– + H+ → CO2↑ + H2O (dư) 0,06mol 0,06mol = a + 0,06 = 0,12 Þ a = 0,06mol Þ b = 0,04mol ½ dung dịch Z chứa CO32-: 0,06mol; HCO3–: 0,04mol; Na+: 0,16mol Þ dung dịch Z chứa CO32-: 0,12mol; HCO3–: 0,08mol; Na+: 0,32mol BTC Þ = 0,32 – 0,12 – 0,08 = 0,12mol Þ m1 = 23,64gam Hỗn hợp X tách thành: Na (0,32mol), Ba (0,12mol) và O Bảo toàn electron: + 2 = 2 + 2 Þ = = 0,13mol = m = 0,32.23 + 0,12.137 + 0,13.16 = 25,88gam
0,500,50
Câu 5 (2,0 điểm):
5.1. Trong phòng thí nghiệm, để điều chế acid HX dễ bay hơi người ta cho muối NaX tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng: NaX + H2SO4 đặc HX↑ + NaHSO4.
Phương pháp này được gọi là phương pháp sulfate. Tuy nhiên nếu HX có tính khử mạnh thì phương pháp này không thực hiện được vì HX bị oxi hóa bởi H2SO4 đặc.
Trong các acid HF, HCl, HBr, HI, HNO3, phương pháp sulfate có thể điều chế được acid nào và không điều chế được acid nào? Giải thích và viết các phản ứng minh họa.
5.2. Nung nóng 23,15 gam hỗn hợp X gồm KMnO4 và KClO3 một thời gian, thu được 19,15 gam hỗn hợp rắn Y gồm K2MnO4, MnO2, KCl, KMnO4 dư. Cho hỗn hợp Y tác dụng hết với V ml dung dịch HCl 1,25M, thu được dung dịch Z và 4,4622 L khí Cl2 (đkc).
a)Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X và phần trăm KMnO4 bị nhiệt phân.
b)Cho dung dịch Z tác dụng với dung dịch AgNO3 dư, thu được 57,4 gam kết tủa AgCl. Tính V.
Câu
Nội dung
Điểm
5
2,0
5.1.
Acid điều chế được bằng phương pháp sulfate là HF, HCl, HNO3. NaF + H2SO4 đặc HF↑ + NaHSO4 NaCl + H2SO4 đặc HCl↑ + NaHSO4 NaNO3+ H2SO4 đặc HNO3↑ + NaHSO4 Acid không điều chế được bằng phương pháp sulfate là HBr, HI vì HBr và HI có tính khử mạnh: 2HBr + H2SO4 đặc Br2 + SO2↑ + 2H2O 2HI + H2SO4 đặc I2 + SO2↑ + 2H2O
0,500,50
5.2.
a) 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 2KClO3 2KCl + 3O2↑ = = 0,125mol; = = 0,18mol KMnO4: xmol; KClO3: ymol = 158x + 122,5y = 23,15 Bảo toàn electron: 5 + 6 = 4 + 2 5x + 6y = 4.0,125 + 2.0,18 = 0,86 Þ x = 0,1mol; y = 0,06mol = 0,1.158 = 15,8gam; = 0,06.122,5 = 7,35gam = 0,5 + 1,5 = 0,125 Þ nhiệt phân = = 0,07mol Þ hiệu suất nhiệt phân KMnO4 = = 70% b) trong dung dịch Z = = = 0,4mol Bảo toàn nguyên tố Cl: + = + 2 Þ = 0,4 + 2.0,18 – 0,06 = 0,7mol Þ = = 0,56L = 560mL
0,500,50
Câu 6 (2,0 điểm):
6.1. Trong nước sinh hoạt, tiêu chuẩn hàm lượng ammonium (NH4+) cho phép là 1,0 mg/L. Để loại bỏ ion ammonium trong nước thải, người ta cho dư dung dịch NaOH vào nước thải cho đến pH = 11, sau đó cho nước chảy từ trên xuống trong một tháp tiếp xúc, đồng thời không khí được thổi ngược từ dưới lên để oxi hoá NH3. Phương pháp này loại bỏ được 95% lượng ammonium trong nước thải.
a) Viết phản ứng xảy ra trong quá trình xử lý nêu trên.
b) Phân tích mẫu nước thải ở hai nguồn khác nhau chưa qua xử lý có kết quả như sau:
Mẫu
Nguồn nước
Hàm lượng ammonium
1
Nhà máy phân đạm
18 mg/L
2
Bãi chôn lấp rác
160 mg/L
Tiến hành xử lý hai mẫu nước thải bằng phương pháp trên, sau khi xử lý, mẫu nào đạt tiêu chuẩn cho phép về hàm lượng ammonium?
6.2. Cho m gam hỗn hợp X gồm Al, Cu và FeS tác dụng vừa đủ với dung dịch đậm đặc chứa 0,36 mol H2SO4, đun nóng, thu được dung dịch Y (chứa các ion Al3+, Cu2+, Fe3+, SO42-) và 0,26 mol SO2. Cho 2,24 gam bột Fe vào dung dịch Y, thu được dung dịch Z (chứa các ion Al3+, Cu2+, Fe2+, SO42-) và 1,28 gam Cu. Dung dịch Z phản ứng tối đa với 0,3 mol NaOH, thu được dung dịch T và 10,14 gam kết tủa gồm hai chất. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X.
Câu
Nội dung
Điểm
6
2,0
6.1.
Sau khi xử lý: Mẫu 1: Hàm lượng NH4+ = = 0,9 mg/L < 1,0 mg/L Mẫu 2: Hàm lượng NH4+ = = 8 mg/L > 1,0 mg/L Mẫu 1 sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép về hàm lượng NH4+.
0,500,50
6.2.
Al: xmol; Cu: ymol; FeS: zmol = 0,36mol; = 0,26mol; = 0,04mol; = 0,02mol Dung dịch Y Dung dịch Y + Fe → Cu↓ + dung dịch Z Dung dịch Z + NaOH → kết tủa + dung dịch T BTĐT dung dịch Y: 3x + 2y + 3z = 2(z + 0,1) Þ 3x + 2y + z = 0,2 (1) BTĐT dung dịch T: 0,3 = x + 2(z + 0,1) Þ x + 2z = 0,1 (2) Cu(OH)2↓: (y – 0,02)mol; Fe(OH)2↓: (z + 0,04)mol = 98(y – 0,02) + 90(z + 0,04) = 10,14 Þ 98y + 90z = 8,5 (3) Þ x = 0,02mol; y = 0,05mol; z = 0,04mol Þ = 0,54gam; = 3,2gam; = 3,52gam
0,500,50
Câu 7 (2,0 điểm): Đốt cháy hoàn toàn 1,3 gam hợp chất hữu cơ X (chứa C, H, O), dẫn CO2 và hơi H2O qua bình 1 đựng 70 gam dung dịch H2SO4 91,62%, bình 2 đựng 2,1 L dung dịch Ca(OH)2 0,02M. Sau thí nghiệm nồng độ H2SO4 trong bình 1 giảm còn 90%, bình 2 có 1,4 gam kết tủa. Bằng phương pháp phổ khối lượng xác định được phân tử khối của X là 130.
a)Xác định công thức phân tử của X.
b)X có mạch không phân nhánh và phổ hồng ngoại của X như sau:
Bảng đối chiếu tín hiệu phổ hồng ngoại của các nhóm chức:
Loại hợp chất
Liên kết
Số sóng (cm-1)
Alcohol
O-H
3600 – 3300
Aldehyde
C=O
1740 – 1720
C-H
2900 – 2700
Carboxylic acid
C=O
1725 – 1700
O-H
3300 – 2500
Ester
C=O
1750 – 1735
C-O
1300 – 1000
Ketone
C=O
1725 – 1700
Amine
N-H
3500 – 3300
Xác định công thức cấu tạo của X.
Câu
Nội dung
Điểm
7
a) = 0,01mol TH1: Ca(OH)2 dư = = 0,014mol Þ C = = 1,4 Þ loại TH2: Ca(OH)2 hết = 2 – = 2.2,1.0,02 – 0,014 = 0,07mol Þ C = = 7 = = 0,07mol Þ H = = 14 Þ O = = 2 Þ CTPT của X là C7H14O2 b) Dựa vào phổ IR, nhận thấy có peak trong khoảng 3300 – 2500 cm-1 (tín hiệu đặc trưng của nhóm -OH trong nhóm -COOH) và peak 1715 cm-1 (tín hiệu đặc trưng của – C=O trong nhóm -COOH), như vậy, hợp chất X chứa nhóm chức carboxyl -COOH trong phân tử. CTCT của X: CH3-(CH2)5-COOH
0,500,500,500,50
Câu 8 (2,0 điểm): Đốt cháy hoàn toàn 4,3 gam hợp chất hữu cơ X thu được hỗn hợp khí gồm CO2, H2O, HCl. Dẫn hỗn hợp khí qua bình 1 đựng dung dịch AgNO3 dư, bình 2 đựng 5 L dung dịch Ca(OH)2 0,02M. Sau thí nghiệm bình 1 có 5,74 gam kết tủa và khối lượng bình tăng 2,54 gam, bình 2 có 8 gam kết tủa và khi tách kết tủa, đun nóng dung dịch lại có kết tủa thêm. Biết Mx < 230 gam/mol. Xác định công thức phân tử của X.
Câu
Nội dung
Điểm
8
Bình 1 hấp thụ HCl và H2O = = = 0,04mol Þ = = 0,06mol = 5.0,02 = 0,1mol; = = 0,08mol Đun nóng dung dịch có kết tủa thêm Þ dung dịch chứa Ca(HCO3)2 Þ = 2 – = 2.0,1 – 0,08 = 0,12mol = = 0,12mol; = 2 + = 2.0,06 + 0,04 = 0,16mol = = 0,04mol Þ = = 0,08mol C : H : O : Cl = 0,12 : 0,16 : 0,08 : 0,04 = 3 : 4 : 2 : 1 Þ CTPT của X: C3nH4nO2nCln MX < 230 Þ 107,5n < 230 Þ n < 2,14 Tổng số nguyên tử H và Cl chẵn Þ n = 2 Þ CTPT của X: C6H8O4Cl2
0,500,500,500,50
Câu 9 (2,0 điểm):
9.1. Cho sơ đồ chuyển hóa sau:
Biết: X là CO2, Y là NaHSO4, M là NaAlO2, N là Al(OH)3, P là Ba(HCO3)2, Q là BaCO3.
Viết các phản ứng thực hiện sơ đồ chuyển hóa trên.
9.2. Hỗn hợp X gồm x mol Fe và y mol M (M là kim loại hóa trị không đổi). Hỗn hợp Y gồm x mol Fe và 3y mol M. Hỗn hợp Z gồm 2x mol Fe và y mol M. Cho X tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư, thu được V L (đkc) khí SO2. Hấp thụ V L SO2 vào 500 mL dung dịch NaOH 0,2M (dư), thu được dung dịch chứa 5,725 gam chất tan. Cho Y tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được 0,0775 mol H2. Cho Z tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư, thu được dung dịch chứa 5,605 gam muối. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Xác định M.
TN1: SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O = amol phản ứng = 2amol Þ dư = 0,5.0,2 – a = (0,1 – a)mol + = 126x + 40(0,1 – a) = 5,725 Þ a = 0,0375mol Bảo toàn electron: 3 + n. = 2 Þ 3x + ny = 2.0,0375 = 0,075 (1) TN2: Bảo toàn electron: 2 + n. = 2 Þ 2x + 3ny = 2.0,0775 = 0,155 (2) TN3: Muối gồm: FeSO4: 2xmol; M2(SO4)n: 0,5ymol = 152.2x + (2M + 96n).0,5y = 5,605 Þ 304x + My + 48ny = 5,605 (3) (1) và (2) Þ x = 0,01; ny = 0,045 (3) Þ My = 0,405 Þ = Þ M = 9n Þ M là Al
0,500,50
Câu 10 (2,0 điểm):
10.1. Cho sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ:
Viết phản ứng xảy ra trong thí nghiệm và nêu hiện tượng quan sát thấy ở bình tam giác trong trường hợp X, Y, Z lần lượt là các chất sau:
a)Cu, SO2, Br2.
b)Đường saccarose (C12H22O11), SO2, KMnO4.
10.2. Nêu hiện tượng và viết phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm sau:
a)Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch NH4NO3, đun nóng nhẹ.
b)Cho dung dịch NH3 dư vào dung dịch AlCl3.
c)Dẫn khí H2S dư vào dung dịch FeCl3.
d)Cho dung dịch KI dư và vài giọt hồ tinh bột vào dung dịch FeCl3.
Câu
Nội dung
Điểm
10
2,0
10.1
a) Cu + 2H2SO4 đặc CuSO4 + SO2↑ + 2H2O SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr Dung dịch Br2 trong bình tam giác mất màu. b) C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4.11H2O C + 2H2SO4 đặc CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4 Dung dịch KMnO4 trong bình tam giác mất màu.
0,500,50
10.2.
a) Có khí mùi khai thoát ra: NH4+ + OH– NH3↑ + H2O b) Có kết tủa keo trắng không tan: Al3+ + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4+ c) Có kết tủa màu trắng đục: 2Fe3+ + H2S → 2Fe2+ + S↓ + 2H+ d) Dung dịch có màu xanh tím: 2Fe3+ + 2I– → 2Fe2+ + I2 I2 + tinh bột → hợp chất màu xanh tím
Đề thi hsg môn hóa lớp 11 THPT chuyên Lê Khiết Quảng Ngãi năm 2023 2024
SỞ GDĐT QUẢNG NGÃI TRƯỜNG THPT CHUYÊNLÊ KHIẾTHƯỚNG DẪN CHẤM (HDC gồm có 14 trang)
KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG CẤP TRƯỜNG LỚP 11NĂM HỌC 2023-2024 Ngày thi 25/02/2024 Môn: Hóa học Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1: (2,0 điểm)
1.1. Cho hợp chất X có công thức phân tử là MxRy trong đó M chiếm 52,94% về khối lượng. Biết x + y = 5. Trong nguyên tử M số neutron nhiều hơn số proton là 1. Trong nguyên tử R số neutron bằng số proton. Tổng số hạt proton, neutron và electron trong X là 152. Xác định công thức phân tử của X.
1.1
Đáp án
Điểm
Ta có: %mR = 100% – %mM = 100% – 52,94% = 47,06 % (1) Mặt khác x + y = 5 (2) NM – ZM = 1 (3) NR = ZR (4) (5)
0,25
Thay (3)(4) vào (1) và (5) ta được: (6) (7) Thay (7) vào (6) ta rút ra:
0,25
Vì x nguyên và 0 < x < 5 x = 1, 2, 3, 4 x 1 2 3 4 ZM 26,4 13 8,53 6,29 x = 2 và ZM = 13 (13A1).
0,25
Thay x, ZM vào (2) và (7) ta tìm được: y = 3, ZR = 8 (8O) X là Al2O3
0,25
1.2. Năm 1618, một nông dân tại Epsom nước Anh đã cho đàn bò của mình uống nước, nhưng chúng không chịu uống vì nước có vị rất đắng chát. Nhưng tình cờ, thứ nước đắng chát tại Epsom lại rất có công hiệu trong chữa lành vết thương. Sau này, người ta mới phát hiện ra trong nước chứa rất nhiều magnesium sulfate. Bằng phương pháp phân tích khối phổ cho thấy trong tự nhiên magnesium có 3 đồng vị bền: 24Mg, 25Mg và 26Mg.
a) Hãy tính nguyên tử khối trung bình của Mg.
b) Tính % đồng vị 25Mg có trong magnesium sulfate. Biết S = 32,065; O = 15,999.
1.2
Đáp án
Điểm
a.
Dùng CT tính khối lượng nguyên tử trung bình
0,25
b.
% đồng vị 25Mg có trong MgSO4 : %
0,25
1.3. Calcium là nguyên tố đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành nên xương và răng của con người. Các nhà khoa học xác định được rằngkhối lượng riêng của calcium là 1,55 g/cm3. Calcium có cấu trúc lập phương tâm diện, trong đó các nguyên tử calcium là những hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng. Tính bán kính nguyên tử calcium theo đơn vị nm.
1.3
Đáp án
Điểm
Thể tích một nguyên tử Ca: Ta có
0,25
0,25
Câu 2: (2,0 điểm)
2.1. Hợp chất M được tạo thành từ cation và anion . Phân tử M chứa 9 nguyên tử của ba nguyên tố phi kim với tỉ lệ số nguyên tử của mỗi nguyên tố là 2:3:4. Tổng số proton trong M là 42. Trong ion chứa 2 nguyên tố thuộc cùng một chu kì và thuộc hai nhóm A liên tiếp. Xác định công thức phân tử của M, viết công thức cấu tạo của M và cho biết trong M có những kiểu liên kết hóa học nào.
2.1
Đáp án
Điểm
Hợp chất M tạo thành từ X+ và Y– . pTB = 42/9 = 4,67 . Vậy M có chứa nguyên tố H .
0,25
Anion Y– chứa 2 phi kim có p1 + 1 = p2 . + Trường hợp 1: M có 2 nguyên tử H : 2 + 3p1 + 4(p1+1) = 42 p1 = 36/7(loại). Hoặc : 2 + 3(p1+1) + 4p1 = 42 p1 = 37/7 (loại) . + Trường hợp 2: M có 3 nguyên tử H : 3 + 2p1 + 4(p1+1) = 42 p1 = 35/ 6(loại). Hoặc 3 + 2(p1+1) + 4p1 = 42 p1 = 37/6 (loại) .
0,25
+ Trường hợp 3: M có 4 nguyên tử H 4 + 3p1 + 2(p1+1) = 42 p1 = 36/5 (loại) . Hoặc 4 + 3(p1+1) + 2p1 = 42 p1 = 35/5 = 7 (7N) Vậy p2 = 8 (8O) . Hợp chất là : NH4NO3.
0,25
Hợp chất chứa cả 3 loại liên kết: Liên kết ion, cộng hóa trị và liên kết cho nhận.
0,25
2.2. X là nguyên tố thuộc nhóm A của bảng tuần hoàn, có thể tạo với hydrogen hợp chất có công thức dạng XH2. Trong oxide cao nhất, X chiếm 40% về khối lượng.
a) Xác định tên nguyên tố X.
b) Viết công thức electron và Lewis của phân tử XH2.
2.2
Đáp án
Điểm
a.
`X là nguyên tố thuộc nhóm A của bảng tuần hoàn, có thể tạo với hydrogen hợp chất có công thức dạng XH2 * X thuộc nhóm IIA: Công thức oxide cao nhất: XO => Loại
0,125
* X thuộc nhóm VIA: Công thức oxide cao nhất: XO3 => X là Sulfur (Nhận)
0,25
b.
CT electron CT Lewis
0,125
2.3. Chocác ion Ca2+, , K+ và S2- và bán kính ion của chúng là 114, 152, 167, 170 (pm). Hãy xác định bán kính của mỗi ion và giải thích.
2.3
Đáp án
Điểm
– Các ion Ca2+, Cl–, K+ và S2- đều cùng cấu hình electron nhưng có số proton khác nhau lần lượt là 20, 17, 19 và 16. – Trong các vi hạt, hạt nhân càng nhiều proton thì hạt nhân hút electron càng mạnh nghĩa là bán kính càng bé. Do đó bán kính của các ion là Ca2+(114)< K+(152)< Cl–(167)< S2-(170)
0,5
Câu 3: (2,0 điểm)
3.1. Trong thí nghiệm “đồng hồ iodine”, tốc độ của phản ứng:
có thể được đo bằng thời gian t (giây) khi dung dịch hồ tinh bột chuyển sang màu xanh tím. Một nhóm học sinh lớp 10 Hóa trường chuyên Lê Khiết đã nghiên cứu phản ứng trên ở 20 oC và dữ liệu thu được như sau:
Thí nghiệm
1
2
3
4
5
0,040
0,080
0,080
0,160
0,120
0,040
0,040
0,080
0,020
0,040
Thời gian (giây)
88,0
44,0
22,0
44,0
t1
a) Xác định mục đích nghiên cứu của nhóm học sinh trên.
b) Xác định thời gian xuất hiện màu t1.
c) Giả sử phản ứng trên có hệ số nhiệt độ γ=2. Nếu thí nghiệm 3 được tiến hành ở 40 oC. Tính thời gian t2 để màu xuất hiện.
d) Từ phân tích và so sánh các dữ liệu trong bảng trên, hãy rút ra kết luận của nghiên cứu.
3.1
Đáp án
Điểm
a.
Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đầu chất phản ứng đến tốc độ phản ứng.
0,25
b.
Từ thí nghiệm 1 và 2 cho thấy, khi nồng độ không đổi, nồng độ I– tăng lên 2 lần, thời gian phản ứng giảm 2 lần phản ứng là bậc 1 với I–. Từ thí nghiệm 2 và 3 cho thấy, khi nồng độ I–không đổi, nồng độ tăng lên 2 lần, thời gian phản ứng giảm 2 lầnphản ứng là bậc 1 với . Biểu thức tốc độ phản ứng:
0,25
So sánh thí nghiệm 1 và 5 nhận thấy, nồng độ không đổi, nồng độ I– tăng lên 3 lần, thời gian phản ứng giảm 3 lần t1 = 88 : 3 = 29,3 giây.
c.
Tốc độ phản ứng tăng = lần thời gian phản ứng giảm 4 lần t2 = 22 : 4 = 5,5 s.
0,25
d.
Theo phân tích và so sánh trên, có thể kết luận rằng tốc độ phản ứng hóa học tỉ lệ thuận với tích nồng độ chất phản ứng.
0,25
3.2. Cho các dữ kiện dưới đây:
Tính:
a) Enthalpy tạo thành chuẩn ethylene.
b) Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đốt cháy ethylene.
3.2
Đáp án
Điểm
a.
Từ các dữ kiện đề bài ta có: 2C(gr) + 2H2(g) C2H4(g) = + + 2 + 3 = +52,246 kJ/mol
4.1. Thí nghiệm chuẩn độ dung dịch base mạnh bằng dung dịch chuẩn acid mạnh.
+ Dụng cụ: Bộ giá đỡ, burette 25 mL, pipette 10 mL, cốc thủy tinh, bình tam giác 50 mL, ống hút nhỏ giọt.
+ Hóa chất: Dung dịch HCl 0,10 M, dung dịch NaOH cần xác định nồng độ, dung dịch phenolphthalein.
+ Các bước tiến hành (chưa sắp xếp theo trình tự) chuẩn độ dung dịch sodium hydroxide bằng dung dịch hydrochloric acid được mô tả ngắn gọn như sau:
(1) Thêm vài giọt chất chỉ thị thích hợp vào dung dịch.
(2) Ghi lại thể tích dung dịch HCl cuối cùng và lặp lại 3 lần để thu được kết quả phù hợp.
(3) Thêm dung dịch HCl vào burette và ghi thể tích.
(4) Lấy 10 mL dung dịch sodium hydroxide vào bình nón bằng pipette.
(5) Mở khóa burette, nhỏ từng giọt dung dịch HCl vào sodium hydroxide, lắc đều cho đến khi đạt đến điểm kết thúc.
a) Hãy sắp xếp thứ tự thực hiện các bước trên khi tiến hành chuẩn độ. Hãy cho biết hiện tượng tại thời điểm kết thúc chuẩn độ.
b) Giải thích vì sao cần lắc nhẹ dung dịch trong bình tam giác khi thực hiện chuẩn độ.
c) Viết phương trình hóa học của phản ứng chuẩn độ.
d) Tiến hành thí nghiệm chuẩn độ 3 lần, thu được kết quả sau:
Thí nghiệm
Lần 1
Lần 2
Lần 3
Thể tích dung dịch HCl đã sử dụng (mL)
12,50
12,40
12,50
Hãy xác định nồng độ dung dịch NaOH ban đầu.
4.1
Đáp án
Điểm
a.
Thứ tự tiến hành: (4) → (1) → (3) → (5) → (2). hoặc: (3) → (4) → (1) → (5) → (2). Khi kết thúc chuẩn độ thì dung dịch trong bình tam giác từ màu hồng chuyển sang không màu.
0,25
b.
Cần lắc đều bình tam giác để phản ứng xảy ra ở mọi điểm trong dung dịch.
0,25
c.
NaOH + HCl → NaCl + H2O
0,25
d.
Áp dụng công thức:
0,25
4.2. Xét các hệ cân bằng sau trong một bình kín:
C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)
Cân bằng trên dịch chuyển theo chiều nào khi thay đổi một trong các điều kiện (có giải thích):
(1) Tăng nhiệt độ.
(2) Thêm lượng hơi nước vào hệ.
(3) Thêm khí H2 vào hệ.
(4) Nén cho thể tích của hệ giảm xuống.
4.2.
Đáp án
Điểm
C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g) (1) Tăng nhiệt độ. Cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thuận (phản ứng thu nhiệt) (2) Thêm lượng hơi nước vào hệ. Cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thuận (làm giảm nồng độ H2O) (3) Thêm khí H2 vào hệ. Cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng nghịch (làm giảm nồng độ H2) (4) Tăng áp suất chung bằng cách nén cho thể tích của hệ giảm xuống. Cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng nghịch (chiều giảm số mol khí)
0,5
4.3. Cho cân bằng hoá học: CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g)
Ở 700 °C, hằng số cân bằng KC = 8,3. Cho 1 mol khí CO và 1 mol hơi nước vào bình kín dung tích 10 lít và giữ ở 700 °C. Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng.
4.3
Đáp án CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g) KC = 8,3Ban đầu: 1 1 (mol)Phản ứng: x x x x (mol)Cân bằng: 1 – x 1- x x x (mol)=> KC = = = = 8,3 => x2 = 8,3(1 – 2x + x2) => 7,3x2 – 16,6x +8,3 =0 (đk x < 1) Vậy nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng: [CO] = [H2O]= = = 0,026M [CO2] = [H2]= = = 0,074M
Điểm
0,5
Câu 5: (2,0 điểm)
5.1. Sơ đồ quy trình dưới đây mô tả các bước trong quá trình sản xuất phân bón (Z). Hãy xác định các chất X, T, Y, Q, Z và viết các phương trình hóa học xảy ra.
5.2. Cho các giá trị nhiệt độ sôi của các hydride sau:
Chất
HF
HCl
HBr
HI
H2O
H2S
Nhiệt độ sôi ( oC)
+ 19,5
– 84,9
– 66,8
– 35,4
+100
– 60,75
a) Nhận xét và giải thích xu hướng biến đổi nhiệt độ sôi của các dãy:
i) HF, HCl, HBr, HI.
ii) H2O, H2S.
b. Trên thực tế, liên kết H-F phân cực hơn liên kết O-H, nhưng tại sao nhiệt độ sôi của HF lại thấp hơn nhiệt độ sôi của H2O.
c. Hãy sắp xếp theo chiều tăng dần tính acid của các hydride đó. Giải thích.
5.2.
Đáp án
Điểm
a.
(i) Nhiệt độ sôi: HCl < HBr < HI < HF Tương tác giữa các phân tử HF gồm liên kết hydrogen và tương tác Van der Waals, còn tương tác giữa các phân tử HX khác chỉ có tương tác Van der Waals. Trong đó, liên kết hydrogen trong HF bền hơn nhiều so với liên kết Van der waals. Do đó HF có nhiệt độ sôi cao nhất.
0,5
Liên kết Van der Waals phụ thuộc chủ yếu vào tương tác khuếch tán, nghĩa là tăng theo khối lượng phân tử. Vì thế HCl < HBr < HI.
0,25
(ii) Nhiệt độ sôi: H2O > H2S. Vì H2O có liên kết hydrogen còn H2S không có liên kết hydrogen.
0,5
b.
Liên kết H-F phân cực hơn liên kết O-H nghĩa là liên kết hydrogen giữa các liên kết H-F mạnh hơn liên kết hydrogen giữa các liên kết H-O. Song trong nước, các phân tử H2O liên kết với nhau bằng 4 liên kết hydrogen tạo thành mạng không gian (H2O)n (n lớn) còn trong HF, các phân tử HF liên kết với nhau bằng 2 liên kết hydrogen tạo thành mạch thẳng với đoạn ngắn (HF)n (n £ 6) Vì thế, nước có nhiệt độ sôi cao hơn trong HF.
0,5
c.
Tính acid: H2O < H2S < HF < HCl < HBr < HI Giải thích: dựa vào mật độ điện tích âm trên nguyên tử trung tâm: O2- > S2- > F– > Cl– > Br– > I–
0,25
Câu 6: (2,0 điểm)
6.1. Theo qui định nồng độ cho phép của bromine là 2.10-5 g/L không khí. Trong một phân xưởng sản xuất bromine, người ta đo được nồng độ của bromine là 1.10-4 g/L. Người ta dùng dung dịch ammonia 20% phun khắp xưởng (có kích thước 100 m; 200 m; 6 m) để khử độc lượng bromine trong không khí về nồng độ cho phép. Biết rằng, phản ứng xảy ra: Tính khối lượng dung dịchđã dùng.
6.1
Đáp án
Điểm
– Khi khử độc xong 1 lít không khí thì khối lượng bromine đã phản ứng là – Thể tích không khí cần khử độc của toàn bộ xưởng là – Tổng khối lượng bromine đã phản ứng khi khử độc toàn bộ xưởng: – Số mol bromine đã phản ứng:
0,5
– Phản ứng đã xảy ra: – Số mol ammonia đã dùng: –
0,5
6.2. Suối khoáng nóng của một số địa danh chứa nhiều khoáng chất khác nhau và nhiều nguyên tố vi lượng. Những thành phần có hàm lượng nhiều nhất là sulfur, calcium, sodium và carbonate. Trong số các khoáng chất này, sulfur rất quan trọng vì “bản chất thiên nhiên của nó”, vì cơ thể con người cần nó để sản xuất collagen, giúp da người đàn hồi, đẹp và trẻ trung. Hơn nữa, sulfur được sử dụng để giảm thiểu các triệu chứng của nhiều bệnh về da bao gồm viêm da, bệnh chàm, vẩy nến và mụn cóc. Những người bị viêm khớp có thể có được giảm đau do tắm nhẹ nhàng trong suối khoáng nóng chứa lưu huỳnh. Nước khoáng có chứa các hợp chất sulfur cũng được chứng minh là làm giảm cholesterol và huyết áp.
Sulfur được chiết xuất dưới dạng đơn chất từ thời tiền sử. Nó có nhiều dạng thù hình và phân bố của nó rất phức tạp, nhưng các dạng thù hình của sulfur phổ biến nhất là các vòng puckered của S8 (sulfur orthorhombic, dạng alpha).
a) Vẽ cấu trúc phân tử của S8.
b) Sau khi đốt S8 bằng oxygen, hợp chất X được tạo thành. Quá trình oxy hóa xúc tác của hợp chất X tạo ra hợp chất Y. Phản ứng của X và Y với nước (thủy phân) tạo ra Z và T. Hợp chất T là một oxoacid và là chất trung tâm của ngành công nghiệp hóa học trên toàn thế giới. Viết các phản ứng xảy ra và công thức của các hợp chất X, Y, Z, T.
c) Sau phản ứng của T và Y theo tỉ lệ mol 1:1, hợp chất E là chất lỏng sánh và có tính ăn mòn mạnh được tạo thành, nó được sử dụng làm hóa chất cơ bản cho các quá trình sulfo hóa. Viết phương trình hóa học để tổng hợp E từ T.
7.1. Propionic acid có phổ hồng ngoại (IR) ứng với hình nào dưới đây. Giải thích.
Hình 1 Hình 2
7.1
Đáp án
Điểm
Phổ IR của propionic acid C2H5COOH ứng với hình 1 vì: – Hình 1: + ν = 2500 – 3150 cm-1, mạnh, tù: OHcarboxylic acid; + ν = 1750 cm-1, mạnh: C=O
0,75
– Hình 2: + v = 3100 – 3500 cm-1, mạnh, tù: OH + Không có tín hiệu vân hấp thụ vùng 1700 cm-1
0,25
7.2. Phân tích nguyên tố hợp chất hữu cơ X cho thấy phần trăm khối lượng ba nguyên tố carbon, hydrogen, oxygen lần lượt là 64,86%; 13,51% và 21;63%. Phổ khối MS của X như hình dưới đây:
a) Tìm công thức phân tử của X.
b) Phổ IR của X được cho ở hình dưới. Xác định nhóm chức có trong X từ đó viết các đồng phân của X.
4000 3000 2000 1500 1000 500
c. Oxi hóa X bằng CuO, đun nóng thì thu được một aldehyde có mạch carbon phân nhánh. Tìm công thức cấu tạo và gọi tên X.
7.2
Đáp án
Điểm
a.
– Đặt CTPT của X là CxHyOz ta có Vậy CTĐGN của X là C4H10O – Từ phố MS của X cho thấy X có phân tử khối bằng 74 74n = 74 n = 1. Vậy công thức phân tử của X là C4H10O.
0,25
b.
Do trên phố IR của X có tín hiệu ở vùng 3500 – 3200 cm-1 nên X là một alcohol. Công thức cấu tạo có thể có của X là CH3-CH2-CH2-CH2-OH, CH3-CH(OH)-CH2-CH3 (CH3)2CH–CH2-OH và (CH3)3C-OH
0,5
c.
Do oxi hoá X bằng CuO, đun nóng thì thu được một aldehyde có mạch carbon phân nhánh nên X có công thức cấu tạo là (CH3)2CH–CHOH và tên gọi là 2-methylpropan-1-ol. Viết PTPU
0,25
Câu 8: (2,0 điểm)
8.1. Cho các hydrocarbon mạch hở X, Y. Phân tử X có 11 liên kết σ và 1 liên kết π, phân tử Y chỉ có 16 liên kết σ.
a) Xác định công thức phân tử, viết các đồng phân của X, Y và gọi tên.
b) Y phản ứng với Cl2 trong điều kiện thích hợp chỉ tạo ra 1 dẫn xuất monochloro. Tìm công thức cấu tạo đúng của Y.
8.1
Đáp án
Điểm
a.
CxHy có x – 1 liên kết σ C-C và y liên kết σ C-H ÞTổng liên kết σ là x + y – 1
Đối với X: x + y – 1 = 11, mặt khác X mạch hở có 1 liên kết π nên y = 2x Þ x = 4, y = 8. Þ X là C4H8 (HS làm cách khác nếu đúng vẫn cho điểm)
0,25
Đồng phân của X là CH2=CH-CH2-CH3: but-1-ene CH3-CH=CH-CH3: but-2-ene (cis và trans) CH2=C(CH3)2: 2-methylpropene
0,25
Đối với Y: x + y – 1 = 16, mặt khác Y mạch hở, no nên y = 2x + 2 Þ x = 5; y = 12 Þ Y là C5H12 (HS làm cách khác nếu đúng vẫn cho điểm) Đồng phân của Y là CH3-CH2-CH2-CH2-CH3: pentane CH3-CH(CH3)-CH2-CH3: 2-methylbutane (CH3)4C: 2,2-dimethylpropane.
0,25
b.
Y + Cl2 chỉ tạo 1 dẫn xuất monochloro nên Y là neopentane (CH3)4C Dẫn xuất duy nhất là (CH3)3C-CH2Cl
0,25
8.2. Xăng E5 là một loại xăng sinh học, được tạo thành khi trộn 5 thể tích C2H5OH (D = 0,8 g/mL) với 95 thể tích xăng truyền thống. Giả sử xăng truyền thống chỉ chứa hai alkane C8H18 và C9H20 (tỉ lệ mol tương ứng 3: 4, D = 0,7 g/mL). Biết nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy 1 mol các chất trong xăng E5 như sau:
Thành phần xăng E5
C2H5OH
C8H18
C9H20
Nhiệt toả ra (kJ/mol)
1365,0
5928,7
6119,8
Trung bình, một chiếc xe máy di chuyển được 1 km thì cần một nhiệt lượng chuyển thành công cơ học có độ lớn là 221,8 kJ. Nếu xe máy đó di chuyển từ Quảng Ngãi đến Đà Nẵng với quãng đường là 132 km thì hết khoảng bao nhiêu lít xăng E5? (biết hiệu suất sử dụng nhiên liệu của động cơ xe máy là 30%)
8.2.
Đáp án
Điểm
0,25
Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 lít xăng E5 Quãng đường 1 lít xăng xe đi được là: Từ Đà Nẵng đến Huế sẽ cần:
0,75
Câu 9: (2,0 điểm)
9.1. Các chất hữu cơ từ X1 đến X8 (trừ X4) trong sơ đồ chỉ chứa hai nguyên tố. Khi đốt cháy một trong các chất hữu cơ đó rồi cho sản phẩm qua CuSO4 khan thấy chất rắn chuyển sang màu xanh.
X2 → Polime X3
↑
CH4 → X1 → X4 → nhựa PVC
↓
X5 + X2 → X6 → X7 → Polime X8
Biết X7 là hợp chất thơm và có khối lượng mol là 104 gam/mol, phản ứng từ X6 → X7 là tách loại một phân tử H2.
a) Xác định các chất trong sơ đồ và hoàn thành phương trình phản ứng (ghi rõ điều kiện nếu có và các chất sinh ra đều là sản phẩm chính).
b) Nêu các hoá chất cần thiết, viết phương trinh phản ứng hoá học điều chế X2 trong phòng thí nghiệm.
9.1.
Đáp án
Điểm
a.
X1 là CH≡CH; X2 là CH2=CH2; X3 là PE X4 là Cl-CH=CH2; X5 là C6H6 (benzen); X6 là C6H5-CH2-CH3 X7 là C6H5-CH=CH2; X8 là PS 2CH4CH≡CH + 3H2 CH≡CH + H2CH2=CH2 nCH2=CH2 (-CH2-CH2-)n CH≡CH + HCl Cl-CH=CH2 nCl-CH=CH2 (-CH2-CH(Cl)-)n 3CH≡CH C6H6 C6H6 + CH2=CH2C6H5-CH2-CH3 C6H5-CH2-CH3 C6H5-CH=CH2 + H2 nC6H5-CH=CH2 (-CH2-CH(C6H5)-)n
0,75
b.
Điều chế CH2=CH2 trong phòng thí nghiệm: Các hoá chất cần thiết: CH3CH2OH, H2SO4 đặc, đá bọt, dung dịch NaOH. Phản ứng: CH3CH2OH CH2=CH2 + H2O Dung dịch NaOH để loại tạp chất SO2, CO2.
0,25
9.2. Cho hydrocarbon X tác dụng với dung dịch bromine dư, thu được dẫn xuất tetrabromine chứa 75,83% bromine theo khối lượng. Khi X cộng bromine theo tỉ lệ mol 1:1 thu được cặp đồng phân cis-trans.
a) Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của X.
b) Viết phương trình phản ứng của X với lần lượt: dung dịch KMnO4 (trong môi trường H2SO4), dung dịch AgNO3/NH3, H2O (xúc tác Hg2+/H+), HBr theo tỉ lệ mol X:HBr = 1 : 2.
9.2
Đáp án
Điểm
a.
Hydrocarbon X: CxHy : CxHy + 2Br2 → CxHyBr4 Ta có: %mBr = =75,83 12x + y = 102 x=8 , y=6. CTPT của X: C8H6 (D= 6). Vì X có khả năng phản ứng với bromine theo tỉ lệ 1:1 và 1:2 chứng tỏ phân tử X có 2 liên kết p kém bền và 1 nhân thơm. X:
– Cho khoảng 1 mL C2H5Br vào ống nghiệm (1), thêm khoảng 3 mL nước cất rồi lắc đều. Để hỗn hợp tách thành hai lớp, lấy phần trên của hỗn hợp nhỏ vào ống nghiệm có chứa sẵn 1 mL AgNO3. Nếu thấy có kết tủa cần lặp lại đến khi không còn kết tủa (nước rửa không còn ion halogen).
– Thêm 2 mL dung dịch NaOH 10% vào ống nghiệm (1). Lắc nhẹ ống nghiệm rồi ngâm vào cốc nước nóng khoảng 5 phút, thỉnh thoảng lắc đều ống nghiệm, để nguội rồi lấy khoảng 1 mL chất lỏng ở phần trên ống nghiệm (1) và chuyển sang ống nghiệm (2).
– Trung hoà base dư ở ống nghiệm (2) sau khi nhỏ dung dịch AgNO3 bằng dung dịch HNO3 (thử bằng giấy chỉ thị pH) rồi nhỏ thêm vài giọt dung dịch AgNO3 1%, quan sát thấy có kết tủa vàng nhạt xuất hiện.
a) Tại sao ban đầu hỗn hợp lại tách thành hai lớp, bromoethane nằm ở lớp nào?
b) Kết tủa xuất hiện ở ống nghiệm (2) sau khi thêm dung dịch AgNO3 vào là chất gì?
c) Tại sao cần phải trung hoà dung dịch base dư trước khi cho dung dịch AgNO3 1% vào ống nghiệm (2)?
d) Dự đoán sản phẩm và viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trong quá trình thí nghiệm.
10.1
Đáp án
Điểm
a.
Do bromoethane không tan trong nước nên hỗn hợp tách thành hai lớp, bromoethane sẽ nằm ở lớp dưới do các dẫn xuất halogen thường nặng hơn nước.
0,125
b.
Kết tủa xuất hiện ở ống nghiệm (2) sau khi thêm dung dịch AgNO3 vào là chất AgBr.
0,125
c.
Cần phải trung hoà dung dịch base dư trước khi cho dung dịch AgNO3 1% vào ống nghiệm (2) để tránh phản ứng giữa sản phẩm AgNO3 và NaOH sinh ra kết tủa đen Ag2O khó quan sát màu của AgBr được tạo thành.
a) Nitrogen lỏng được dùng để bảo quản mẫu vật phẩm trong y học?
b) Nitrogen phản ứng một chiều với kim loại, nhưng trong vỏ trái đất không gặp một nitride (N3-) kim loại nào?
10.2.
Đáp án
Điểm
a.
Nitrogen lỏng có nhiệt độ thấp (-196oC) và có tính trơ vì vậy nitrogen lỏng được dùng để làm lạnh nhanh, bảo quản mẫu vật phẩm trong y học.
0,25
b.
N2 phản ứng với nhiều kim loại tạo ra các nitride kim loại như Li3N, Ca3N2, Mg3N2… Khi hình thành Trái Đất, thời kì đầu rất nóng là điều kiện cho nitrogen có thể tạo với một số kim loại mạnh thành những nitride. Nhưng ở nhiệt độ này, hydrogen và oxygen đã hóa hợp với nhau tạo thành nước. Khi có mặt nước, các nitride kim loại đều bị thủy phân thành base kiềm và ammonia. Ví dụ: Ca3N2 + 6H2O → 2NH3 + 3Ca(OH)2 – Ammonia tạo ra có thể cháy, nghĩa là bị oxygen của không khí oxi hóa cho trở lại nitrogen: 4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O Vì các lí do trên nên vỏ Trái Đất không tồn tại các hợp chất nitride
0,25
10.3. Các kết quả phân tích cho thấy nước mưa thường có pH » 5,6 (có tính acid nhẹ). Nước mưa trong các trận mưa acid lại có pH = 3 hoặc thậm chí nhỏ hơn nữa.
a) Dựa vào phản ứng hoá học đã biết hãy giải thích các trường hợp trên. Biết mưa acid xảy ra khi có thêm các yếu tố:
– Khi có sấm sét.
– Trong không khí còn có chất khí gây ra môi trường acid khi hợp nước như sulfur dioxide.
b) Kể một vài thiệt hại mà mưa acid gây ra và một số hoạt động của con người đã gây ra mưa acid?
10.3
Đáp án
Điểm
a.
– Ở nhiệt độ rất cao (3000 oC, khi có sấm sét), nitrogen phản ứng với oxygen, tạo thành nitrogen monoxide. N2(g) + O2(g) 2NO(g) Khí NO tạo thành sẽ nhanh chóng bị oxy hóa thành NO2. Sau đó, khi mưa xuống, NO2 sẽ chuyển thành HNO3. 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) 4NO2(g) + 2H2O(l) + O2(g) 4HNO3(aq) Khi sấm sét có nhiều hơn bình thường, lượng NO sinh ra nhiều sẽ dẫn đến HNO3 hoàn tan trong nước mưa tăng lên, làm tăng tính acid (giảm pH) của nước mua, tạo nên mưa acid. – Trong khí quyển còn có các khí có khả năng hòa tan trong nước mưa để tạo thành acid như sulfur dioxide, phản ứng xảy ra như sau: NO2 (g) + SO2 (g) NO(g) + SO3 (g) SO3 (g) + H2O(l) 2H2SO4(aq) H2SO4 hòa tan trong nước mưa cũng là nguyên nhân gây mưa acid.
0,250,25
b.
– Thiệt hại do mưa acid gây ra: + Ảnh hưởng sức khỏe và đời sống con người: bệnh về da, về đường tiêu hóa, hô hấp,…; hạn chế tầm nhìn do sương mù từ các ion sulfate và nitrate. + Ảnh hưởng sinh vật dưới nước do làm giảm pH nước. + Ảnh hưởng cây trồng: rửa trôi chất dinh dưỡng, hòa tan các chất độc, giảm pH đất trồng. + Xói mòn bề mặt các công trình nghệ thuật, ăn mòn các công trình kiến trúc. – Các tác động gây mưa acid của con người: + Hoạt động sử dụng các nhiên liệu như đốt than đá, đốt dầu mỏ sinh ra các khí thải như NO2, SO2,… + Hoạt động sản xuất công nghiệp như luyện kim, nhiệt điện,… sinh ra khí thải nhưng không được xử lý trước khi thải ra môi trường. + Hoạt động sản xuất và sử dụng các hóa chất như HNO3, H2SO4,… cũng phát sinh các oxide gây ra mưa acid.