Đề đề xuất trại hè Hùng vương lần thứ IX môn thi: Hoá học lớp 10 - Trường THPT chuyên Thái Nguyên

Trường THPT Chuyờn
 Thỏi Nguyờn 
 ĐỀ ĐỀ XUẤT TRẠI Hẩ HÙNG VƯƠNG 
LẦN THỨ IX
Mụn thi: Hoỏ học Lớp 10
Cõu 1: (Cấu tạo nguyờn tử-Húa học hạt nhõn)
1. Để tăng độ nhạy cho việc phõn tớch tuổi của 0,01 mol metan thỡ mẫu được đưa trực tiếp vào mỏy đếm Geiger để tăng độ nhạy. Cho biết đồng vị 14C cú thời gian bỏn huỷ t1/2 = 5730 năm. Mỏy được khởi động sau khi đưa mẫu vào mỏy 30 phỳt. Trong vũng 5 phỳt thiết bị ghi nhận được 2000 phõn ró.
 	a. Tớnh số phõn ró của đồng vị 14C trong 30 phỳt trước khi khởi động mỏy.
 	b. Tớnh số nguyờn tử 14C trong mẫu và % số mol 14CH4 trong mẫu metan thớ nghiệm.
2. Cu ở trạng thỏi rắn kết tinh theo kiểu lập phương chặt khớt nhất. Tớnh bỏn kớnh nguyờn tử của Cu (theo Å). Biết khối lượng riờng của Cu bằng 8,96 g/cm3. M= 63,55.
Cõu 2: ( Hỡnh học phõn tử-Liờn kết hoỏ học-Tinh thể-Định luật tuần hoàn) 
Viết cụng thức Lewis, nờu trạng thỏi lai húa của nguyờn tử trung tõm và dạng hỡnh học của cỏc phõn tử sau: KrF2, IF3, SeF4, KrF4,,XeOF4, AsF5.
 Cho: As (Z = 33); Se (Z = 34); Kr (Z = 36). Xe (Z= 54)
Cõu 3: ( Nhiệt húa học )
Cho cỏc dữ kiện sau:
Năng lượng
kJ.mol¯1
Năng lượng
kJ.mol¯1
thăng hoa của Na 
108,68
liờn kết của Cl2 
242,60
ion húa thứ nhất của Na 
495,80
mạng lưới NaF 
922,88
liờn kết của F2 
155,00
mạng lưới NaCl
767,00
Nhiệt hỡnh thành của NaF rắn : -573,60 kJ.mol-1
Nhiệt hỡnh thành của NaCl rắn: -401,28 kJ.mol-1
Tớnh ỏi lực electron của F và Cl ; so sỏnh cỏc kết quả thu được và giải thớch.
Cõu 4 : ( Động hoỏ học )
Phản ứng: 2NO (k) + 2H2 (k) đ N2 (k) + 2H2O (k) 
tuân theo quy luật động học thực nghiệm: v = k[NO]2[H2]
 Có một cơ chế được đề xuất cho phản ứng này:
 1. 2NO (k) đ N2O2 (k) 
 2. N2O2 (k) + H2 (k) đ 2HON (k) 
 3. HON (k) + H2 (k) đ H2O (k) + HN (k) 
 4. HN (k) + HON (k) đ N2 (k) + H2 (k) 	
 Cơ chế phản ứng trên có khả năng hay không?
Cõu 5. ( Cõn bằng trong dung dịch điện li) 
Trộn 10,00 mL dung dịch CH3COOH 0,20 M với 10,00 mL dung dịch H3PO4, thu được dung dịch A cú pH = 1,50.
1. Tớnh trong dung dịch H3PO4 trước khi trộn.
2. Tớnh độ điện li của CH3COOH trong dung dịch A.
2. Thờm từ từ Na2CO3 rắn vào dung dịch A cho đến pH = 4,0, thu được dung dịch B. Tớnh số gam Na2CO3 đó dựng.
 Cho biết: 	H3PO4: pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32; 
CH3COOH: pKa = 4,76; CO2 + H2O cú pKa1 = 6,35; pKa2 = 10,33. 
Cõu 6. (Phản ứng oxi hoỏ khử - Pin điện -điện phõn) 
Cho giản đồ Latimer của photpho trong mụi trường kiềm:
1. Viết cỏc nửa phản ứng của cỏc cặp oxi hoỏ - khử trờn.
2. Tớnh thế khử chuẩn của cặp HPO32- / H2PO2- và H2PO2-/PH3.
Cõu 7: ( Halogen)-Oxi-Lưu huỳnh) 
1. Tại sao tồn tại phõn tử H5IO6 nhưng khụng tồn tại phõn tử H5ClO6. Một trong cỏc phương phỏp điều chế axit H5IO6 là cho I2 tỏc dụng với dung dịch HClO4 đậm đặc. Viết phương trỡnh phản ứng xảy ra.
2. Giải thớch tại sao ỏi lực electron của F lại nhỏ hơn Cl( 328 kJ/mol so với 349kJ/mol) mặc dự độ õm điện của F lớn hơn? 
3. Xỏc định cỏc chất A,B,C,D,E và viết cỏc PTPU thực hiện sơ đồ sau:
Cõu 8: ( Bài tập tổng hợp ) 
 Hòa tan 48,8 gam hỗn hợp gồm Cu và một oxit sắt trong dung dịch H2SO4 đặc núng dư thu được dung dịch A, 10,08 lít khí SO2 (đkc). Cô cạn dung dịch A thu được 124 gam chất rắn khan.
1. Xác định công thức của oxit sắt. Tớnh lượng H2SO4 đó phản ứng ?
2. Cho cùng lượng hỗn hợp trên tác dụng với 400 ml dung dịch HCl 2M cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch B và chất rắn D. Cho dung dịch B phản ứng với dung dịch AgNO3 dư, được kết tủa E. Tính khối lượng kết tủa E.
3. Cho chất rắn D phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc núng . Tính thể tích khí thoát ra ở 27,3oC, 1 atm.
-------------------------------------- Hết -------------------------------------------
Trường THPT Chuyờn
 Thỏi Nguyờn 
 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ ĐỀ XUẤT 
TRẠI Hẩ HÙNG VƯƠNG 
LẦN THỨ IX
Mụn thi: Hoỏ học Lớp 10
Cõu 1: (Cấu tạo nguyờn tử-Húa học hạt nhõn)
1. Để tăng độ nhạy cho việc phõn tớch tuổi của 0,01 mol metan thỡ mẫu được đưa trực tiếp vào mỏy đếm Geiger để tăng độ nhạy. Cho biết đồng vị 14C cú thời gian bỏn huỷ t1/2 = 5730 năm. Mỏy được khởi động sau khi đưa mẫu vào mỏy 30 phỳt. Trong vũng 5 phỳt thiết bị ghi nhận được 2000 phõn ró.
 	a. Tớnh số phõn ró của đồng vị 14C trong 30 phỳt trước khi khởi động mỏy.
 	b. Tớnh số nguyờn tử 14C trong mẫu và % số mol 14CH4 trong mẫu metan thớ nghiệm.
2. Cu ở trạng thỏi rắn kết tinh theo kiểu lập phương chặt khớt nhất. Tớnh bỏn kớnh nguyờn tử của Cu (theo Å). Biết khối lượng riờng của Cu bằng 8,96 g/cm3. M= 63,55.
HD: 
1. a. Thời gian tiến hành phộp đo khụng đỏng kể so với chu kỳ bỏn huỷ của 14C nờn tốc độ phõn ró cú thể xem là hằng số. Cú nghĩa số phõn ró trong 30 phỳt sẽ là (2000/5). 30 = 12000 phõn ró.
b. Hằng số phõn ró k = ln2/t1/2 = 2,3.10-10 phỳt-1.
Số phõn ró trong 1 phỳt = 2000/5 = 400
Số nguyờn tử 14C trong mẫu sẽ là : 400/(2,3.10-10) = 1,74.1012 nguyờn tử.
số mol 14C trong mẫu = 1,74.1012 / 6,02.1023
% số mol 14CH4 là : 
2. Tinh thể lập phương chặt khớt nhất cú ụ mạng kiểu lập phương tõm mặt.
Số mắt của ụ mạng: 4
Thể tớch ụ mạng: (4 ì 63,55) / (8,96 ì 6,022 ì 1023) = 4,71ì 10-23 cm3
Độ dài cạnh ụ mạng: 3,61 ì 10-8 cm
Bỏn kớnh của M: 2ì3,61ì10-8/4=1,28ì10-8 cm = 1,28 Å
Cõu 2: ( Hỡnh học phõn tử-Liờn kết hoỏ học-Tinh thể-Định luật tuần hoàn) 
Viết cụng thức Lewis, nờu trạng thỏi lai húa của nguyờn tử trung tõm và dạng hỡnh học của cỏc phõn tử sau: KrF2, IF3, SeF4, KrF4,,XeOF4, AsF5.
 Cho: As (Z = 33); Se (Z = 34); Kr (Z = 36). Xe (Z= 54)
HD : 
 sp3d, đường thẳng	 sp3d, chữ T	 sp3d, bập bờnh	
 sp3d2vuụng phẳng 	sp3d2, chúp đỏy vuụng sp3d, lưỡng thỏp tam giỏc
Cõu 3: ( Nhiệt húa học )
Cho cỏc dữ kiện sau:
Năng lượng
kJ.mol¯1
Năng lượng
kJ.mol¯1
thăng hoa của Na 
108,68
liờn kết của Cl2 
242,60
ion húa thứ nhất của Na 
495,80
mạng lưới NaF 
922,88
liờn kết của F2 
155,00
mạng lưới NaCl
767,00
Nhiệt hỡnh thành của NaF rắn : -573,60 kJ.mol-1
Nhiệt hỡnh thành của NaCl rắn: -401,28 kJ.mol-1
Tớnh ỏi lực electron của F và Cl ; so sỏnh cỏc kết quả thu được và giải thớch.
Hướng dẫn giải
Áp dụng định luật Hess vào chu trỡnh
Ta được: 
AE = ΔHHT - ΔHTH - I1 - ẵ ΔHLK + ΔHML (*)
Thay số vào (*), AE (F) = -332,70 kJ.mol-1 và 
 AE (Cl) = -360 kJ.mol-1.
AE (F) > AE (Cl) dự cho F cú độ õm điện lớn hơn Cl nhiều. Cú thể giải thớch điều này như sau:
* Phõn tử F2 ớt bền hơn phõn tử Cl2, do đú ΔHLK (F2) AE (Cl). 
* Cũng cú thể giải thớch: F và Cl là hai nguyờn tố liền nhau trong nhúm VIIA. F ở đầu nhúm. Nguyờn tử F cú bỏn kớnh nhỏ bất thường và cản trở sự xõm nhập của electron.
Cõu 4 : ( Động hoỏ học )
Phản ứng: 2NO (k) + 2H2 (k) đ N2 (k) + 2H2O (k) 
tuân theo quy luật động học thực nghiệm: v = k[NO]2[H2]
 Có một cơ chế được đề xuất cho phản ứng này:
 1. 2NO (k) đ N2O2 (k) 
 2. N2O2 (k) + H2 (k) đ 2HON (k) 
 3. HON (k) + H2 (k) đ H2O (k) + HN (k) 
 4. HN (k) + HON (k) đ N2 (k) + H2 (k) 
 Cơ chế phản ứng trên có khả năng hay không?
Hướng dẫn giải
Phản ứng. 2NO (k) + 2H2 (k) đ N2 (k) + 2H2O (k) 
tuân theo quy luật động học thực nghiệm: v = k[NO]2[H2]
 Cơ chế phản ứng được đề xuất:
 1. 2NO (k) N2O2 (k) (1)
 2. N2O2 (k) + H2 (k) 2HON (k) (2)
 3. HON (k) + H2 (k) H2O (k) + HN (k) (3)
 4. HN (k) + HON (k) N2 (k) + H2 (k) (4)
 * Bước quyết định tốc độ phản ứng là bước chậm nhất.
 * Nếu bước 1 là bước quyết định tốc độ phản ứng: v = k[NO]2. Kết quả này không phù hợp với đinh luật tốc độ thực nghiệm
 * Nếu bước 2 quyết định tốc độ phản ứng: v = k2[N2O2][H2]. (5)
Theo nguyên lí dừng của Bodenstein, khi phản ứng bao gồm nhiều giai đoạn nối tiếp nhau diễn ra được một thời gian nhất định, nồng độ các sản phẩm trung gian có thể đạt được trạng tháI dừng, tức là giữ nguyên giá trị không đổi, ta có: 
 = k1[NO]2 – k2[H2][N2O2] = 0 (6)
 Rút ra: [N2O2] = k1[NO]2 / k2[H2] (7)
Thay (6) vào (5) ta có: v = k2 [H2]. k1[NO]2 / k2[H2] = k1[NO]2 . Kết quả này không phù hợp với đinh luật tốc độ thực nghiệm
* Nếu bước 3 quyết định tốc độ phản ứng: v = k3.[HON][H2]. (8)
= k2[H2][N2O2] - k3.[HON][H2] – k4[HON][HN] = 0 (9) 
= k3.[HON][H2] – k4[HON][HN] = 0 (10)
Lấy (9) – (10) và biến đổi đơn giản ta có: [HON] = k2N2O2]/2 k3 (11)
Thay (7) vào (11) rút ra: [HON] = k1[NO]2 / 2 k3[H2] (12)
Thay (12) vào (8) thu được: v = k1[NO]2 . Kết quả này không phù hợp với đinh luật tốc độ thực nghiệm.
* Nếu bước 4 quyết định tốc độ phản ứng: v = k4.[HON][HN] (13).
Từ (10) rút ra: [HN] = k3.[H2]/ k4 (14)
Thay (12) và (14) vào (13) thu được: v = (k1/2)[NO]2. Kết quả này không phù hợp với đinh luật tốc độ thực nghiệm.
Kết luận chung: Cơ chế được đề nghị là không có khả năng vì dù có giả thiết bất kì giai đoạn sơ cấp nào là giai đoạn chậm cũng không rút ra được định luật tốc độ tìm thấy bằng thực nghiệm.
Cõu 5. (Cõn bằng trong dung dịch điện li) 
Trộn 10,00 mL dung dịch CH3COOH 0,20 M với 10,00 mL dung dịch H3PO4, thu được dung dịch A cú pH = 1,50.
1. Tớnh trong dung dịch H3PO4 trước khi trộn.
2. Tớnh độ điện li của CH3COOH trong dung dịch A.
2. Thờm từ từ Na2CO3 rắn vào dung dịch A cho đến pH = 4,0, thu được dung dịch B. Tớnh số gam Na2CO3 đó dựng.
 Cho biết: 	H3PO4: pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32; 
CH3COOH: pKa = 4,76; CO2 + H2O cú pKa1 = 6,35; pKa2 = 10,33. 
HD: 
1. pHA = 1,50 → khụng cần tớnh đến sự phõn li của nước	
Cỏc quỏ trỡnh xảy ra trong dung dịch A:
 	H3PO4 H+ + 	 Ka1 = 10-2,15 	(1)
 	CH3COOH H+ + CH3COO- 	 Ka = 10-4,76 	(2)
 H+ + 	 Ka2 = 10-7,21 	(3)
 	 H+ + 	 Ka3 = 10-12,32 	(4)
	Vỡ Ka1 >> Ka >> Ka2 >> Ka3 nờn pHA được tớnh theo (1):
H3PO4 H+ + Ka1 = 10-2,15 
[ ] 0,5C – 10-1,5 10-1,5 10-1,5
→= C = 0,346 M 
2. CH3COOH H+ + CH3COO- 	 Ka = 10-4,76 
[ ] 0,1-x 10-1,5 x
	→ x = 5,49.10-5 M → = 0,055%
3. Tại pH = 4,00 ta cú: = = → = 0,986
 = = = 10-3,21 → [] << 
= = → = 0,148
Tương tự: = << 1 → [] << []; 
	 = << 1 → [] << [CO2].
Như vậy khi trung hũa đến pH = 4,00 thỡ chỉ cú 14,8% CH3COOH và 98,6% nấc 1 của H3PO4 bị trung hũa, cũn bản thõn Na2CO3 phản ứng với H+ của 2 axit tạo thành CO2: 
	2 H3PO4 + → 2 + CO2 + H2O	
	2 CH3COOH + → 2 CH3COO- + CO2 + H2O
Vậy:= 0,5.(14,8%.+ 98,6%.) = 0,5.20.10-3(14,8%.0,1+ 98,6%.0,173) 
→ = 1,85.10-3 (mol) → = 0,1961 (gam)
Cõu 6. (Phản ứng oxi hoỏ khử - Pin điện -điện phõn) 
Cho giản đồ Latimer của photpho trong mụi trường kiềm:
1. Viết cỏc nửa phản ứng của cỏc cặp oxi hoỏ - khử trờn.
2. Tớnh thế khử chuẩn của cặp HPO32- / H2PO2- và H2PO2-/PH3.
HD: 
1. 
 (1) PO43- + 2H2O + 2e⇌ HPO32- + 3OH-. 	 DG01 = -2FEo1.
(2) HPO32- + 2H2O + 2 e ⇌H2PO2- + 3OH- .	DG01 = -2FEo2.
(3) PO43- + 4 H2O + 4 e ⇌H2PO2- + 6OH-. 	DG03 = -4FEo3.
(4) H2PO2- + 1e ⇌ P + 2OH-	DG04 = -1 FEo4.
(5) P +3H2O + 3e ⇌ PH3 + 3OH-	DG05 = -3FEo5.
(6) H2PO2- + 3H2O + 4e ⇌ PH3 + 5OH	DG06 = -4FEo6.
2. Tổ hợp cỏc phương trỡnh ta cú: 
* (3) = (1) + (2) 
à 4E3 = 2(E1+ E2) 
àE (HPO32- / H2PO2-)= E2= (4E3 – 2E1)/2 = [4 . (-1,345) –2. (-1,12) ]/2 = -1,57 V
* (6) = (4) + (5) 
à 4 E6 = E4 + 3E5
à E( H2PO2-/PH3) = E6 = (E4 + 3E5)/4 = [-2,05 + 3. (-0,89) ]/4 = -1,18 V
Cõu 7: ( Halogen-Oxi- Lưu huỳnh) 
1. Tại sao tồn tại phõn tử H5IO6 nhưng khụng tồn tại phõn tử H5ClO6. Một trong cỏc phương phỏp điều chế axit H5IO6 là cho I2 tỏc dụng với dung dịch HClO4 đậm đặc. Viết phương trỡnh phản ứng xảy ra.
2. Giải thớch tại sao ỏi lực electron của F lại nhỏ hơn Cl( 328 kJ/mol so với 349kJ/mol) mặc dự độ õm điện của F lớn hơn? 
3. Xỏc định cỏc chất A,B,C,D,E và viết cỏc PTPU thực hiện sơ đồ sau:
HD:
1.	Cl khụng cú obitan f trống như I.
I2 + HClO4 + 4H2Oà H5IO6+ Cl2
2. Do việc nhận thờm 1e tạo ion X- phải thắng lực đẩy giữa cỏc e với nhau. Việc này khú với F vỡ do cỏc e vốn đó chịu lực hỳt mạnh của hạt nhõn nờn sẽ di chuyển trong một khoảng khụng gian nhỏ, do bỏn kớnh F nhỏ. Với clo ko quỏ khú vỡ cỏc e này ở lớp thứ 3 tương đối rộng và xa hạt nhõn.
3. A là KI; B HIO3; C: I2O5; D: KIO3; E:HI
	 2KI + KNO3+H2SO4 à I2 + KNO2+H2O
	3I2+10HNO3 à 6HIO3+10NO + 2H2O
	3I2+6KOH à 5KI + KIO3 + 3H2O
	 HIO3 + KOH à KIO3 + H2O
 	I2O5 + 5CO à I2+ 5CO2 
	 HI + KOH à KI + H2O
Cõu 8: ( Bài tập tổng hợp ) 
 Hòa tan 48,8 gam hỗn hợp gồm Cu và một oxit sắt trong dung dịch H2SO4 đặc núng dư thu được dung dịch A, 10,08 lít khí SO2 (đkc). Cô cạn dung dịch A thu được 124 gam chất rắn khan.
1. Xác định công thức của oxit sắt. Tớnh lượng H2SO4 đó phản ứng ?
2. Cho cùng lượng hỗn hợp trên tác dụng với 400 ml dung dịch HCl 2M cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch B và chất rắn D. Cho dung dịch B phản ứng với dung dịch AgNO3 dư, được kết tủa E. Tính khối lượng kết tủa E.
3. Cho chất rắn D phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc núng . Tính thể tích khí thoát ra ở 27,3oC, 1 atm.
 HD
Coi hỗn hợp gồm Fe, Cu và O: nCu = a mol; nFe = bmol, nO = c mol
1. 64a + 56b+ 16c = 48,8
2a + 3b -2c= số mol SO2. 2= 0,9
160a+ 400.b/2 = 124 à a= 0,4; b= 0,3; c= 0,4 à Fe3O4
Số mol H2SO4 phản ứng = số mol SO42- trong muối + số mol SO2 = 0,4 + ( 0,3/2).3 + 0,45 = 0,63 mol.
2. 	
dung dịch B 	chất rắn D: 	= 0,4 - 0,1 = 0,3 mol
	mE = (0,8 ´ 143,5) + (0,3 . 108) = 147, 2 g
3. 	
	VSO2 = 0,3.0,082.(273 + 27,3) =7,38738 l
--------------------------------------- Hết ----------------------------------------