Đề thi chọn học sinh giỏi khu vực Duyên hải - Đồng bằng bắc bộ khối 10 năm học 2013 – 2014 môn: Hóa Học

SỞ GDĐT NINH BÌNH
TRƯỜNG THPT CHUYÊN LƯƠNG VĂN TỤY
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
ĐỀ THI CHỌN HSG KHU VỰC DUYÊN HẢI - ĐBBB KHỐI 10
NĂM HỌC 2013 – 2014 
Môn: HÓA HỌC 
Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Đề thi gồm 10 câu trong 03 trang.
Câu1 (2 điểm)
Dựa vào phương pháp gần đúng Slater, tính năng lượng ion hóa I1 cho He (Z = 2).
Cho hai nguyên tố A, B đứng kế nhau trong bảng hệ thống tuần hoàn có tổng số bằng nhau; trong đó số lượng tử chính của A lớn hơn số lượng tử chính của B. Tống đại số của bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng trên B là 5,5.Hãy xác định bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng trên A, B.
Câu 2 (2 điểm)
 Muối LiCl kết tinh theo mạng lập phương tâm diện. Ô mạng cơ sở có độ dài mỗi cạnh là 5,14.10-10 m. Giả thiết ion Li+ nhỏ tới mức có thể xảy ra tiếp xúc anion - anion và ion Li+ được xếp khít vào khe giữa các ion Cl-. Hãy tính độ dài bán kính của mỗi ion Li+ , Cl- trong mạng tinh thể theo picomet (pm). 
Sử dụng mô hình về sự đẩy nhau của các cặp electron hóa trị (mô hình VSEPR), dự đoán dạng hình học của các ion và phân tử sau: BeH2, BCl3, NF3, SiF62-, NO2+, I3-.
Câu 3 (2 điểm)
1. Năng lượng mạng lưới của một tinh thể có thể hiểu là năng lượng cần thiết để tách những hạt ở trong tinh thể đó ra cách xa nhau những khoảng vô cực. 
Hãy thiết lập chu trình để tính năng lượng mạng lưới tinh thể CaCl2 biết:
Sinh nhiệt của CaCl2: DH1 = -795 kJ/ mol
Nhiệt nguyên tử hoá của Ca: DH2 = 192 kJ / mol
Năng lượng ion hoá (I1 + I2) của Ca = 1745 kJ/ mol
Năng lượng phân ly liên kết Cl2: DH3 = 243 kJ/ mol
Ái lực với electron của Cl: A = -364 kJ/ mol
2. Sự phá vỡ các liên kết Cl-Cl trong một mol clo đòi hỏi một năng lượng bằng 243 kJ (năng lượng này có thể sử dụng dưới dạng quang năng). Hãy tính bước sóng của photon cần sử dụng để phá vỡ liên kết Cl-Cl của phân tử Cl2.
Câu 4 (2 điểm) 
 Dung dịch A gồm Na2S và CH3COONa có pHA = 12,50. 
1. Thêm một lượng Na3PO4 vào dung dịch A sao cho độ điện li của ion S2- giảm 20% (coi thể tích dung dịch không đổi). Tính nồng độ của Na3PO4 trong dung dịch A. 
2. Chuẩn độ 20,00 ml dung dịch A bằng dung dịch HCl 0,10 M, khi chỉ thị metyl da cam đổi màu (pH = 4,00) thì dùng hết 19,40 ml dung dịch HCl. Tính nồng độ CH3COONa trong dung dịch A. 
Cho: 7,02; 12,9; 2,15; 7,21; 12,32;
 4,76.
Câu 5 (2 điểm)
Cho pin (-) PtH2(1atm), H+ (0,1M) Br -(0,2 M), AgBr(r)Ag (+)
1. Viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin làm việc (ghi rõ trạng thái các chất)
2. Tính sức điện động chuẩn của pin tại 298K. Cho biết =0,799V; =0,0V. Tích số tan Ks(AgBr) = 7,7.10-13.
3. Nối mạch điện hóa để pin hoạt động. Tính nồng độ của các ion H+ và Br - khi sức điện động của pin bằng 90% tại thời điểm đầu. Biết rằng áp suất của H2 được giữ không đổi trong suốt quá trình pin làm việc.
Câu 6 (2 điểm) 
 Cho m (g) muối halogen của một kim loại kiềm phản ứng với 200 ml dung dịch axít H2SO4 đặc, nóng (lấy dư). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được khí X và hỗn hợp sản phẩm Y. Dẫn khí X qua dung dịch Pb(NO3)2 thu được 23,9 (g) kết tủa mầu đen. Làm bay hơi nước cẩn thận hỗn hợp sản phẩm Y thu được 171,2 (g) chất rắn A. Nung A đến khối lượng không đổi thu được muối duy nhất B có khối lượng 69,6(g). Nếu cho dung dịch BaCl2 lấy dư vào Y thì thu được kết tủa Z có khối lượng gấp 1 ,674 lần khối lượng muối B.
Tính nồng độ mol/1ít của dung dịch H2SO4 và m (g) muối.
Xác định kim loại kiềm và halogen.
Câu 7 (2 điểm) 
1. Có 3 nguyên tố A, B và C. A tác dụng với B ở nhiệt độ cao sinh ra D. Chất D bị thuỷ phân mạnh trong nước tạo ra khí cháy được và có mùi trứng thối. B và C tác dụng với nhau cho khí E, khí này tan được trong nước tạo dung dịch làm quỳ tím hoá đỏ. Hợp chất của A với C có trong tự nhiên và thuộc loại hợp chất cứng nhất. Hợp chất của 3 nguyên tố A, B, C là một muối không màu, tan trong nước và bị thuỷ phân.
Viết tên của A, B, C và phương trình các phản ứng đã nêu ở trên.
2. Để khảo sát sự phụ thuộc thành phần hơi của B theo nhiệt độ, người ta tiến hành thí nghiệm sau đây:
Lấy 3,2 gam đơn chất B cho vào một bình kín không có không khí, dung tích 1 lít. Đun nóng bình để B hoá hơi hoàn toàn. Kết quả đo nhiệt độ và áp suất bình được ghi lại trong bảng sau:
Nhiệt độ (oC)
Áp suất (atm)
 444,6
0,73554
450
0,88929
500
1,26772
900
4,80930
1500
14,53860
Xác định thành phần định tính hơi đơn chất B tại các nhiệt độ trên và giải thích.
Cho: R = 0,082 L.atm.K-1.mol-1
Câu 8 (2 điểm) 
Đốt cháy hoàn toàn 3 gam một mẫu than có chứa tạp chất S. Khí thu được cho hấp thụ hoàn toàn bởi 0,5 lít dung dịch NaOH 1,5M được dung dịch A, chứa 2 muối và có xút dư. Cho khí Cl2 (dư) sục vào dung dịch A, sau khi phản ứng xong thu được dung dịch B, cho dung dịch B tác dụng với dung dịch BaCl2 dư thu được a gam kết tủa, nếu hoà tan lượng kết tủa này vào dung dịch HCl dư còn lại 3,495 gam chất rắn.
1. Tính % khối lượng C; S trong mẫu than, tính a.
2. Tính nồng độ mol/lít các chất trong dung dịch A?
Câu 9 (2 điểm) 
Hạt nhân Liti có khối lượng 7,01601 u. Hãy tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Liti ? Cho khối lượng proton và nơtron lần lượt là 1,00724 u; 1,00862 u . Biết 1u = 931,5 MeV/c2.
Hoạt tính phóng xạ của đồng vị giảm đi 6,85 % sau 14 ngày. Xác định hằng số tốc độ của quá trình phân rã, chu kỳ bán hủy và thời gian để cho nó bị phân rã 90 %. 
Câu 10 (2 điểm) 
Hai xilanh A, B được đậy chặt bằng piston. Xi lanh A chứa hỗn hợp khí CO2 và H2 theo tỉ lệ mol 1:1; xi lanh B chứa khí C3H8. Nung nóng cả hai xilanh đến 5270C xảy ra các phản ứng sau:
 CO2(k) + H2(k) D CO(k) + H2O(k) Kc (A) = 2,5.10-1
 C3H8(k) D C3H6(k) +H2(k) Kc (B) = 1,30.10-3
Khi đạt tới cân bằng, áp suất ở hai xi lanh bằng nhau. Thành phần phần trăm thể tích của C3H8 trong xi lanh B bằng 80%.
Tính nồng độ cân bằng của các chất trong xi lanh B và áp suất toàn phần khi đạt tới trạng thái cân bằng.
Tính nồng độ cân bằng của các chất trong xi lanh A.
Dùng piston để giảm thể tích của mỗi xi lanh còn một nửa thể tích ban đầu, trong khi giữ nguyên nhiệt độ. Tính áp suất toàn phần tại thời điểm cân bằng trong mỗi xi lanh.
--------------------Hết-----------------
SỞ GDĐT NINH BÌNH
TRƯỜNG THPT CHUYÊN LƯƠNG VĂN TỤY
HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG KHU VỰC 
DUYÊN HẢI - ĐBBB KHỐI 10
NĂM HỌC 2013 – 2014 
Môn: HÓA HỌC 
(Hướng dẫn chấm gồm trang)
Câu1: (2 điểm)
He có cấu hình 1s2, 
He+có cấu hình 1s1, 
Quá trình ion hóa He - e ® He+; 
Þ 
0.25
0.25
0.25
0.25
A,B đứng kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn có tổng (n+l) bằng nhau và nA> nB cấu hình ngoài cùng B: np6 và A: (n+1) s1 
Electron cuối cùng của B có l = 1; ml = +1; s = -1/2 suy ra n = 4 
 Vây bộ bốn số lượng tử của B là : có l = 1; ml = +1; s = -1/2 suy ra n = 4
 Cấu hình e của B [ Ar] 3d104s24p6 (B là Kr) 
Suy ra bộ bốn số lượng tử của A: có l = 0;ml = 0; s = =1/2; n=5 
 Cấu hình A: [Kr] 5s1 (A: Rb)
0.25
0.25
0.25
0.25
Câu 2: (2 điểm)
1.
Mỗi loại ion tạo ra một mạng lập phương tâm mặt. Hai mạng đó lồng vào nhau, khoảng cách hai mạng là a/2. 
Tam giác tạo bởi hai cạnh góc vuông a,a; cạnh huyền là đường chéo d, khi đó 
	d2 = 2a2 d = a
 d = 4r () 
 r () = 
Xét một cạnh a:
 a = 2 r (Cl-) + 2 r (Li+)
 r(Li+) = 
0.25
0.25
0.25
0.25
2.
BeH2: dạng AL2E0. Phân tử có dạng thẳng: H−Be−H.
BCl3: dạng AL3E0, trong đó có một “siêu cặp” của liên kết đôi B=Cl. Phân tử có dạng tam giác đều, phẳng. 
NF3: dạng AL3E1. Phân tử có dạng hình chóp đáy tam giác đều với N nằm ở đỉnh chóp. Góc FNF nhỏ hơn 109o29’ do lực đẩy mạnh hơn của cặp electron không liên kết.
 SiF62-: dạng AL6E0. Ion có dạng bát diện đều.
 NO2+: dạng AL2E0, trong đó có 2 “siêu cặp” ứng với 2 liên kết đôi N=O ([O=N=O]+). Ion có dạng đường thẳng. 
I3-: dạng AL2E3, lai hoá của I là dsp3, trong đó 2 liên kết I−I được ưu tiên nằm dọc theo trục thẳng đứng, 3 obitan lai hoá nằm trong mặt phẳng xích đạo (vuông góc với trục) được dùng để chứa 3 cặp electron không liên kết. Ion có dạng đường thẳng. 
0.25
0.25
0.25
0.25
Câu 3: (2 điểm)
1.
 DH1
DH2
DH3
I1+I2
2A
-Uml
Chu trình Born - Haber
	Ca(tt)	 + Cl2 (k)	CaCl2(tt)
	Ca (k)	 2Cl (k)	
	Ca2+ (k) + 2Cl- (k)	 
Ta có:
Uml = DH2 + I1 + I2 + DH3 + 2A - DH1
Uml = 192 + 1745 + 243 – (2 x 364) - (-795)
	Uml = 2247 (kJ/.mol)
0.5
0.5
2.
Cl2 + h 2Cl
(J/phân tử)
 (m) = 492,5 (nm).
0.5
0.5
Câu 4: (2 điểm)
1.
Gọi nồng độ của Na2S và CH3COONa trong dung dịch A là C1 (M) và C2 (M). Khi chưa thêm Na3PO4, trong dung dịch xảy ra các quá trình:	S2- + H2O D HS- + OH- 10-1,1 (1)
	HS- + H2O D H2S + OH- 10-6,98 (2)
	 CH3COO- + H2O D CH3COOH + OH- 10-9,24 (3)
	 H2O D H+ + OH- 10-14 (4)
	So sánh 4 cân bằng trên ® tính theo (1): 
	S2- + H2O D HS- + OH- 10-1,1 
 C C1
	 [ ] C1- 10-1,5 10-1,5 10-1,5 
	® = C1 = 0,0442 (M) và độ điện li 
Khi thêm Na3PO4 vào dung dịch A, ngoài 4 cân bằng trên, trong hệ còn có thêm 3 cân bằng sau:
	 + H2O D + OH- 10-1,68 (5)
	 + H2O D + OH- 10-6,79 (6)
	+ H2O D + OH- 10-11,85 (7)
Khi đó = 0,7153.0,80 = 0,57224 = ® [HS-] = 0,0442. 0,57224 = 0,0253 (M).
	Vì môi trường bazơ nên = [S2-] + [HS-] + [H2S] [S2-] + [HS-] 
 	® [S2-] = 0,0442 – 0,0253 = 0,0189 (M)
	Từ (1) ® [OH-] = = 0,0593 (M).
	So sánh các cân bằng (1) ® (7), ta thấy (1) và (5) quyết định pH của hệ:
	[OH-] = [HS-] + []®[] = [OH-] - [HS-] = 0,0593 – 0,0253 = 0,0340 (M)
	Từ (5) ® [] = = 0,0965 (M).
	®[] + [] + [] + [][] + [] 
	0,0965 + 0,0340 = 0,1305 (M).
0.25
0.25
0.25
0.25
2.
Khi chuẩn độ dung dịch A bằng HCl, có thể xảy ra các quá trình sau:
	S2- + H+ ® HS- 1012,9
	HS- + H+ ® H2S 107,02
 	 CH3COO- + H+ ® CH3COOH 104,76 	
Tại pH = 4,00: >>1® [HS-] >> [S2-]; >> 1
® [H2S] >> [HS-];
	 100,761
® 0,8519
	Như vậy khi chuẩn độ đến pH = 4,00 thì ion S2- bị trung hòa hoàn toàn thành H2S và 85,19% CH3COO- đã tham gia phản ứng: 
 ® 0,10. 19,40 = 20,00.(2.0,0442 + 0,8519.C2) ® = C2 = 0,010 (M). 
0.25
0.25
0.25
0.25
Câu 5: (2 điểm)
Nội dung
Điểm
1. Phản ứng xảy ra trong pin
	 (-) 	H2(k) D 2H+(aq) + 2e
 (+)	AgBr(r) + 1e D Ag(r) + Br-(aq)
Phản ứng xảy ra trong pin là: AgBr(r) + H2(k) D Ag(r) + H+(aq) + Br-(aq)
2. Tính sức điện động:
Tại 298K.	
Epin = E0pin – 0,059.log
Ở đây, E0pin = E0AgBr/Ag - = -= 0,084V
Thay 0,1M; 0,2M; =1atm ta được Epin = 0,184V
3. Tính nồng độ của các ion H+ và Br - 
Khi sức điện động của pin bằng 90% ban đầu: 
Có DG pin(298) = DG0 pin(298) + RT. ln với 
DG pin(298)= -n.F.Epin=-1.96500.(0,9.0,184)= -15980,4J
DG0 pin(298) = - n.F.E0pin = -1. 96500. 0,084 = - 8106 J
Suy ra: = = 0,0417
Xét quá trình: AgBr(r) + H2(k) D Ag + H+(aq) + Br-(aq)
Ban đầu: 1atm 0,1 M 0,2M
Thời điểm nghiên cứu 1atm 0,1+x 0,2+x	Q= = (0,1+x).(0,2+x) = 0,0417 	 x 0,06
Vậy nồng độ H+ và Br- tại thời điểm nghiên cứu lần lượt là: 0,16M và 0,26M
0.5
0.25
0.25
0. 5
0. 5
Câu 6: (2 điểm)
 1) TÝnh nång ®é mol/1Ýt cña dung dÞch H2SO4 vµ m (g) muèi.
Gọi công thức muối halozen: MR.	
Theo đầu bài khí X có mùi đặc biệt, phản ứng với Pb(NO3)2 tạo kết tủa đen, khí X sinh ra do phản ứng của H2SO4 đặc. Vậy X là H2S. Các phương trình phản ứng:
 8MR + 5H2SO4 = 4M2SO4 + 4R2 + H2S + 4H2O. (1)
 0,8 0,5 0,4 0,4 0,1
 H2S + Pb(NO3)2 = PbS + 2HNO3. (2)
 0,1 0,1
 BaCl2 + M2SO4 = 2MCl2 + BaSO4 (3)
Theo (2): nH2S = nPbS = 23,9: 239 = 0,1(mol) 
theo (1): nM2SO4 = 4nH2S = 0,4(mol) = nR2
 nH2SO4(pư) = 5nH2S = 0,5(mol)
Khối lượng R2 = 171,2 - 69,6 = 101,6 (g)
Theo (3): nBaSO4 = (1,674. 69,6): 233 = 0,5(mol) 
 ® Vậy số mol H2SO4 dư: 0,5- 0,4= 0,1(mol)
Nồng độ mol/l của axit là: (0,5+ 0,1): 0,2= 3(M)
Khối lượng m(g)= mM+ mR (với mM= 69,6- 0,4. 96= 31,2 gam )
 m(g)= 31,2+ (171,2- 69,6)= 132,8(g)
2) X¸c ®Þnh kim lo¹i kiÒm vµ halogen.
+ Tìm Halogen: 101,6 : 0,4 = 2. MR ® MR = 127 (Iot)
+ Tìm kim loại: 0,8.(M + 127) = 132,8 ® MM =39 (Kali)
0.5
0.5
0.5
0.25
0.25
Câu 7 (2 điểm )
1.
Hợp chất AxBy là một muối. Khi bị thuỷ phân cho thoát ra H2S.
Hợp chất AnCm là Al2O3
Vậy A là Al, B là S, C là O
Hợp chất AoBpCq là Al2(SO4)3
2 Al + 3 S 	®	 Al2S3
Al2S3 + 6 H2O 	2 Al(OH)3 + 3 H2S 
4 Al + 3 O2 ®	 2 Al2O3
S + O2 ®	 	 SO2
Al3+ + 2 H2O Al(OH)2+ + H3O+
0.25
0.25
0.25
0.25
 3,2
 32
2.
 PV
 RT
Số mol nguyên tử S trong 3,2 gam lưu huỳnh: = 0,1 mol 
Dùng công thức n = tính được số mol các phân tử lưu huỳnh ở trạng thái hơi tại các nhiệt độ :
 0,1
0,015
* 444,6oC: n1 = 0, 0125 mol gồm các phân tử S8 vì 0, 0125 ´ 8 = 0,1 mol
 0,1
0,02
 0,1
0,02
* 450oC: n2 = 0,015 mol, số nguyên tử S trung bình trong 1 phân tử: ≈ 6,67. Vậy thành phần hơi lưu huỳnh ở nhiệt độ này có thể gồm các phân tử lưu huỳnh có từ 1 đến 8 nguyên tử.
 0,1
0,05
* 500oC: n3 = 0,02 mol, số nguyên tử S trung bình trong 1 phân tử: = 5. Vậy thành phần hơi lưu huỳnh ở nhiệt độ này có thể gồm các phân tử lưu huỳnh có từ 1 đến 8 nguyên tử hoặc chỉ gồm các phân tử S5.
* 900oC: n4 = 0,05 mol, số nguyên tử S trung bình trong 1 phân tử: = 2. Vậy 
thành phần hơi lưu huỳnh ở nhiệt độ này có thể gồm các phân tử lưu huỳnh có từ 1 đến 8 nguyên tử hoặc chỉ gồm các phân tử S2.
* 1500oC : n5 = 0,1 mol : Hơi lưu huỳnh chỉ gồm các nguyên tử S.
0.25
0.25
0.25
0.25
 Câu 8 (2 điểm )
 Phương trình phản ứng: 	 
	C + O2 ® CO2	(1) 
	x x (mol)	 
	S + O2 ® SO2	(2)
	y	 y (mol)
Gọi số mol C trong mẫu than là x; số mol S trong mẫu than là y
	 ® 12x + 32y = 3.
Khi cho CO2; SO2 vào dung dịch NaOH dư:
CO2 + 2NaOH ® Na2CO3 + H2O	(3)
SO2 + 2NaOH ® Na2SO3 + H2O	(4)
Cho khí Cl2 vào dung dịch A (Na2CO3; Na2SO3; NaOH dư)
Cl2 + 2NaOH ® NaClO + NaCl + H2O	(5)	 
2NaOH + Cl2 + Na2SO3 ® Na2SO4 + 2NaCl + H2O	(6)
Trong dung dịch B có: Na2CO3; Na2SO4; NaCl; NaClO. Khi cho BaCl2 vào ta có:
BaCl2 + Na2CO3 ® BaCO3¯ + 2NaCl	(7)
	 	x x
BaCl2 + Na2SO4 ® BaSO4¯ + 2NaCl	(8)
	 	 y	 y
Hoà tan kết tủa vào dung dịch HCl có phản ứng, BaCO3 tan.
Na2CO3 + 2HCl ® 2NaCl + CO2­ + H2O
Vậy : BaSO4 = 3,495 g = 0,015mol
Vậy y = 0,015 mol ® mS = 0,48 gam ® %S = 16%
	mC = 2,52 gam ® %C = 84%
1. a gam kết tủa = 3,495 + (137 + 60) = 44,865 gam
2. Dung dịch A gồm: Na2CO3; Na2SO3; NaOH(dư)
[ Na2CO3 ] = 0,21: 0,5 = 0,42M
[ Na2SO3 ] = 0,015: 0,5 = 0,03M
[ NaOH ] = = 0,6M
0.25
0.25
0.25
0.5
0.25
0.25
0.25
Câu 9 (2 điểm )
1. 
Khối lượng của 3p + 4n = 1,00724.3 +1,00862.4 = 7,0562 u
Độ hụt khối lượng Dm = 7,0562 - 7,01601 = 0,04019 u 
 E = DmC2 = 0,04019 x 931,5 = 37,44 MeV
Năng lượng liên kết riêng trung bình = 37,44 :7 = 5,35 MeV/ nucleon 
0.25
0.25
0.25
0.25
2.
Từ ngày-1
ngày
Thời gian để bị phân rã 90% là: ngày
0.25
0.25
0.5
Câu 10 (2 điểm )
Nội dung
Điểm
1. 
	C3H8 80% Þ %C3H6 = 10% và %H2 = 10%
Gọi CB là tổng nồng độ của tất cả các hợp phần tại cân bằng
	[C3H8]=0,8.CB; [C3H6] = [H2]= 0,1.CB	
	[C3H8]=0,0832M; [C3H6]=[H2]=0,0104M
	Þ PB = 6,8224 atm 
2. 
 Nếu PA = PB thì CA = CB. Tại cân bằng [CO2] = [H2]=x
	[CO]=[H2O]=(0,104-2x)/2=0,052-x;
	(0,052-x)2/x2 = 0,25
	Þ x = 3,47.10-2 M
	[CO2] = [H2] = 3,47.10-2M; [CO] = [H2O] =1,73.10-2M
3. 
Xi lanh A: 13,6448atm
Xi lanh B: C3H8 D C3H6 + H2
	Lúc đầu 2.0,0832 2.0,0104 2.0,0104
	[ ] 0,1664+y 0,0208-y 0,0208-y
	Þ (0,0208-y)2/(0,1664+y)=1,3.10-3
	Þ y = 5,84.10-3
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
NGƯỜI RA ĐỀ , ĐÁP ÁN
Điền Thị Thu Hương