Đề thi môn: Hoá học lớp 10 - Trường THPT chuyên Nguyễn Tất Thành

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO YÊN BÁI
TRƯỜNG THPT CHUYÊN
NGUYỄN TẤT THÀNH
 ĐỀ GIỚI THIỆU
TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ IX
ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC LỚP 10
Thời gian làm bài 180 phút
Câu 1: Cấu tạo nguyên tử - hóa học hạt nhân (2,5 điểm)
1. Cho năng lượng giải phóng ra từ một phản ứng hạt nhân 
 + + 
là 0.76 MeV. Xác định nguyên tử khối thực theo đơn vị u của 
Cho: m () = 1,00867 u; 1eV = 1,6.1019 J
m() = 1,00783 u; 1u = 1,66.10-27 kg
m() = 3,01605 u; c = 3.108 m/s
2. Cho 2 nguyên tố hóa học A và B đứng kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn có tổng các số lượng tử (n+l) bằng nhau, trong đó số lượng tử chính của A lớn hơn số lượng tử chính của B. Tổng đại số của 4 số lượng tử của e cuối cùng của B là 5,5.
Xác định giá trị của 4 số lượng tử ứng với e cuối cùng của A và B.
Viết cấu hình electron và vị trí của A, B trong bảng tuần hoàn
Câu 2: Hình học phân tử - Liên kết hóa học – Tinh thể (2,5 điểm)
1. Dựa trên mô hình VSEPR, giải thích dạng hình học của NH3, ClF3, XeF4.
2. Cho 3 phân tử SCl2, F2O, Cl2O với các trị số góc đo được bằng 1110, 1030, 1050. Hỏi đó là những góc nào? Giải thích.
Câu 3: Nhiệt hóa học (2,5 điểm) .
Nghiên cứu phản ứng :
	C6H5C2H5 (k) + 3H2 (k)	C6H11C2H5 (k)
	 (X)	 (Y)	 (Z)
Tiến hành trong khoảng 132 ¸ 2920C được phương trình :
	lnKP = 
	a. Xác định DH0, DS0 và DG0 phản ứng tại 2500C
	b. Xác định nhiệt độ mà tại đó tiến hành được nếu thành phần hỗn hợp đầu là 10% etylbenzen, 50% hiđrô và 40% etyxiclohexan và P = 1atm.
Câu 4: Động hóa học (2,5 điểm)
1. Có phản ứng bậc một : CCl3COOH (k) ® CHCl3 (k) + CO2 (k) tiến hành ở 30oC, nồng độ chất phản ứng giảm đi một nửa sau 1 giờ 23 phút 20 giây. Ở 70oC, nồng độ chất phản ứng giảm đi một nửa sau 16 phút 40 giây.
a) Tính thời gian cần để nồng độ giảm xuống còn 1/4 ở 37oC và hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng
b) Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng. 
2. Dinitơ pentoxit phân hủy tạo thành nitơ oxit và oxy theo phương trình: 
2N2O5 → 4NO2 + O2
Phản ứng phân hủy của dinitơ pentoxit diễn ra theo cơ chế sau: 
1) N2O5 NO2 + NO3
(2) NO2 + NO3 NO2 + O2 + NO
(3) NO + N2O5 3 NO2
Sử dụng nguyên lý nồng độ ổn định, hãy viết biểu thức tốc độ thực và bậc của phản ứng phân huỷ dinitơ pentoxit. 
Câu 5: Cân bằng trong dung dịch điện li (2,5 điểm)
1. Canxi hyđroxit là một bazơ ít tan. Trong dung dịch nước tồn tại cân bằng: 
 	 	Ca(OH)2 (r) D Ca2+(dd) + 2OH- (dd). 
Biết năng lượng tự do sinh chuẩn của Ca2+(dd), OH-(dd), Ca(OH)2 lần lượt bằng:
 -132,18; -37,59; -214,3 (kcal/mol). Hãy:
a. Tính tích số tan của Ca(OH)2 ở 250C.
b. Nồng độ ion Ca2+; OH- trong dung dịch nước tại 250C ?
	c. Sục khí CO2 đến bão hòa vào dung dịch bão hòa Ca(OH)2. Tính pH của dung dịch thu được. Biết độ tan bão hòa của CO2 là 3.10-2 M và Tích số tan của CaCO3 là 10-8,35 .
Hằng số axit của :H2CO3 pKa1 = 6,35; pKa2 = 10,33. Tích số ion của H2O = 10-14
Câu 6: Phản ứng oxi hóa khử, pin điện, điện phân (2,5 điểm)
Hãy: 1. a. Thiết lập một sơ đồ pin để xác định tích số tan của AgI. Viết các ptpư xảy ra trên mỗi điện cực và trong pin. 
b. Tính độ tan (s) tại 25oC của AgI trong nước. 
2. a. Lập pin điện trong đó xảy ra sự oxi hoá ion Fe2+ thành ion Fe3+ và ion Au3+ bị khử thành ion Au+. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên mỗi điện cực và trong pin. 
b. Tính sức điện động chuẩn của pin và hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin này. 
Câu 7: Halogen – oxi – lưu huỳnh (2,5 điểm)
1. Viết phương trình phản ứng xảy ra trong những trường hợp sau: 
Ozon oxi hóa I- trong môi trường trung tính
Sục khí CO2 qua nước Javel
Cho nước Clo qua dung dịch KI dư
Sục khí Flo qua dung dịch NaOH loãng lạnh
Sục Clo đến dư vào dung dịch FeI2
2. Hoàn thành các phương trình phản ứng theo sơ đồ
Câu 8: Bài tập tổng hợp (2,5 điểm)
Thực tế khoáng pirit có thể coi là hỗn hợp của FeS2 và FeS. Khi xử lí một mẫu khoáng pirit bằng brom trong dung dịch KOH dư người ta thu được kết tủa đỏ nâu A và dung dịch B. Nung kết tủa B đến khối lượng không đổi thu được 0,2g chất rắn. Thêm lượng dư dung dịch BaCl2 vào dung dịch B thì thu được 1,1087g kết tủa trắng không tan trong axit.
1. Viết các phương trình phản ứng.
2. Xác định công thức tổng của pirit.
3. Tính khối lượng brom theo lí thuyết cần để oxi hóa mẫu khoáng.
----------------Hết--------------
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO YÊN BÁI
TRƯỜNG THPT CHUYÊN
NGUYỄN TẤT THÀNH
 ĐỀ GIỚI THIỆU
TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ IX
ĐÁP ÁN MÔN: HOÁ HỌC LỚP 10
Thời gian làm bài 180 phút
Câu 1: (2,5 điểm) Cấu tạo nguyên tử - hóa học hạt nhân
1. Cho năng lượng giải phóng ra từ một phản ứng hạt nhân 
 + + 
là 0.76 MeV. Xác định nguyên tử khối thực theo đơn vị u của 
Cho: m () = 1,00867 u; 1eV = 1,6.1019 J
m() = 1,00783 u; 1u = 1,66.10-27 kg
m() = 3,01605 u; c = 3.108 m/s; 1u = 931,5MeV/c2
2. Cho 2 nguyên tố hóa học A và B đứng kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn có tổng các số lượng tử (n+l) bằng nhau, trong đó số lượng tử chính của A lớn hơn số lượng tử chính của B. Tổng đại số của 4 số lượng tử của e cuối cùng của B là 5,5.
a. Xác định giá trị của 4 số lượng tử ứng với e cuối cùng của A và B.
b. Viết cấu hình electron và vị trí của A, B trong bảng tuần hoàn
Đáp án
Điểm
1. Theo biểu thức Anhstanh ΔE = Δm.c2.
Độ hụt khối trong phản ứng hạt nhân trên là:
Δm = ΔE/c2 hay Δm = = 8,15888.10-4 (u)
Nguyên tử khối thực của là: 
m () = m() + m() + Δm - m () = 3,01648u
Đáp số: M() = 3,01648u
Học sinh có thể tính ΔE theo đơn vị J, Δm theo đơn vị kg, sau đó đổi về u. Nếu có đáp số đúng vẫn cho điểm tối đa.
2.
A, B đứng kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn có tổng (n+l) bằng nhau và nA > nB nên cấu hình phù hợp của A và B phải là:
B: np6 và A: (n+1)s1
Electron cùng của B có l = 1, m = +1, ms = -1/2. Theo đề bài tổng đại số của 4 số lượng tử của e cuối cùng của B là 5,5 nên nB = 4.
Cấu hình electron của B là [Ar]3d104s24p6	B thuộc chu kì 4 nhóm VIIIA
Suy ra electron cuối cùng của A có các số lượng tử là: n = 5, l = 0, m = 0, ms = -1/2
Cấu hình electron của A là: [Kr]5s1 , A thuộc chu kì 5 nhóm IA. 
0.5 điểm
0.5 điểm
0.5 điểm
0.5 điểm
0.5 điểm
Câu 2: (2,5 điểm) Hình học phân tử - Liên kết hóa học – Tinh thể 
1. Dựa trên mô hình VSEPR, giải thích dạng hình học của NH3, ClF3, XeF4.
2. Cho 3 phân tử SCl2, F2O, Cl2O với các trị số góc đo được bằng 1110, 1030, 1050. Hỏi đó là những góc nào? Giải thích.
Đáp án
Điểm
Cấu tạo của NH3 cho thấy quanh nguyên tử N trung tâm có 4 vùng không gian khu trú electron, trong đó có 1 cặp electron tự do (AB3E) nên phân tử NH3 có dạng tháp đáy tam giác với góc liên kết nhỏ hơn (cặp electron tự do đòi hỏi một khoảng không gian khu trú lớn hơn) 
Cấu trúc tháp đáy tam giác tâm là nguyên tử N 
Phân tử ClF3 cỏ 5 khoảng không gian khu trú electron, trong đó có 2 cặp electron tự do (AB3E2) nên phân tử có dạng chữ T (Các electron tự do chiếm vị trí xích đạo)
Phân tử XeF4 có 6 vùng không gian khu trú electron, trong đó có hai cặp electron tự do (AB4E2) nên có dạng vuông phẳng (trong cấu trúc này các cặp electron tự do phân bố xa nhau nhất) 
2. Các phân tử trên đều thuộc loại AX2E2 với lai hóa sp3 và cấu trúc hình chữ V. 
 * Nguyên tử trung tâm có độ âm điện lớn hơn sẽ hút cặp e liên kết về phía mình dẫn tới sự tăng lực đẩy giữa các cặp e này và góc liên kết tăng. Sự khác nhau về góc liên kết trong phân tử SCl2 và OCl2 được giải thích bằng sự khác nhau về độ âm điện của nguyên tử trung tâm, vì cO > cS nên > 
 * Ngược lại, phối tử có độ âm điện lớn hơn sẽ hút cặp e liên kết làm cho nó xa nguyên tử trung tâm hơn, lực đẩy giảm ® góc liên kết giảm. Vì cF > cCl nên < .
 * Do bán kính nguyên tử S > O nên cặp e liên kết ở xa nguyên tử trung tâm hơn 
 ® lực đẩy yếu hơn ® góc liên kết nhỏ hơn ® <
 Vậy = 1030 ; = 1050 ; = 1110.
0.5 điểm
0.5 điểm
0.5 điểm
1.0 điểm
Câu 3: Nhiệt hóa học (2,5 điểm)
Nghiên cứu phản ứng :
	C6H5C2H5 (k) + 3H2 (k)	C6H11C2H5 (k)
	 (X)	 (Y)	 (Z)
Tiến hành trong khoảng 132 ¸ 2920C được phương trình :
	lnKP = 
	a. Xác định DH0, DS0 và DG0 phản ứng tại 2500C
	b. Xác định nhiệt độ mà tại đó tiến hành được nếu thành phần hỗn hợp đầu là 10% etylbenzen, 50% hiđrô và 40% etyxiclohexan và P = 1atm.
Đáp án
Điểm
Ta có :	lnKP = 
	=> = 9620	=> DH0pư = -79,98 (kJ)
	= - 18,041 => DS0 = - 150 (J/mol.K)
	DG0 = -RTlnKP 	= - 8,314(250 + 273)ln.KP
	= - 8,314 . 523 . 
	= - 1534,4 (J/mol) < 0 
=> tại điều kiện chuẩn phản ứng tự diễn ra theo chiều thuận.
b, 	Px = 0,1 (atm) ; PY = 0,5 (atm)	; PZ = 0,4 (atm)
	Để phản ứng tự diễn ra .
	DG = DG0 + RTlnQP < 0 ó - RT 
	=> - 79980 + 150.T + 288T < 0 
	=> T < 
0.5 điểm
0.5 điểm
0.5 điểm
1.0 điểm
Câu 4: Động hóa học (2,5 điểm)
1. Có phản ứng bậc một: CCl3COOH (k) ® CHCl3 (k) + CO2 (k) tiến hành ở 30oC, nồng độ chất phản ứng giảm đi một nửa sau 1 giờ 23 phút 20 giây. Ở 70oC, nồng độ chất phản ứng giảm đi một nửa sau 16 phút 40 giây.
a) Tính thời gian cần để nồng độ giảm xuống còn 1/4 ở 37oC và hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng
b) Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng. 
2. Xét phản ứng NO2 + CO ® CO2 + NO có hằng số tốc độ là k
Phản ứng trên diễn ra theo cơ chế sau: 
 (1) NO2 + NO2 ® NO3 + NO hằng số tốc độ là k1
 (2) NO3 + CO ® NO2 + CO2hằng số tốc độ là k2. Sử dụng nguyên lý nồng độ ổn định hãy chứng minh rằng: 
Đáp án
Điểm
1) k= = 6,93´10-4 s-1. 
 Theo t = Þ t= = 2000 s 
 (tức là 2 ´ t)
 * k= = 1,39´10-4 s-1. 
 Hệ số nhiệt độ: Þ g = 1,125
b) Theo 
 Þ 
Ea = 34,704 (KJ/mol)
2. Áp dụng nguyên lý nồng độ ổn định ta có: 
= 0
Suy ra [NO3]= 
Mặt khác ta lại có:
 = k2. [CO]= k1[NO2]2
Hay suy ra điều phải chứng minh (lúc này k= k1, tức là giai đoạn 1 quyết định tốc độ phản ứng)
0.5 điểm
0.5 điểm
0.5 điểm
1.0 điểm
Câu 5: Cân bằng trong dung dịch điện li (2,5 điểm)
1. Canxi hyđroxit là một bazơ ít tan. Trong dung dịch nước tồn tại cân bằng: 
 	 	Ca(OH)2 (r) D Ca2+(dd) + 2OH- (dd). 
Biết năng lượng tự do sinh chuẩn của Ca2+(dd), OH-(dd), Ca(OH)2 lần lượt bằng:
 -132,18; -37,59; -214,3 (kcal/mol). Hãy:
a. Tính tích số tan của Ca(OH)2 ở 250C.
b. Nồng độ ion Ca2+; OH- trong dung dịch nước tại 250C ?
	c. Sục khí CO2 đến bão hòa vào dung dịch bão hòa Ca(OH)2. Tính pH của dung dịch thu được. Biết độ tan bão hòa của CO2 là 3.10-2 M và Tích số tan của CaCO3 là 10-8,35 .
Hằng số axit của :H2CO3 pKa1 = 6,35; pKa2 = 10,33. Tích số ion của H2O = 10-14
Đáp án
Điểm
a/ 	DG0 = 2(-37,59) + (-132,18) – (-214,3) = 6,94 kcal/mol
 = 29,0 kJ/mol.
Ks = exp(-) = 8,2.10-6 = 10-5,1 .
b/ 	Độ tan = 0,0127 M , [Ca2+] = 0,0127M , [OH-] = 0,0254M
c/ 	CO2 + OH- D HCO-3	K = 107,65 ; rất lớn, phản ứng hoàn toàn.
	0,0254 0,0254
Thành phần giới hạn: HCO-3 0,0254M và CO2 3.10-2 M 
 Các cân bằng có trong hệ: 
CO2 + H2O ⇌ HCO-3 + H+ (1) K1 = 10-6,35
HCO-3 ⇌ CO32- + H+ (2) K2 = 10-10,33
H2O ⇌ OH- + H+ (3) Kw = 10-14
Tính pH theo cân bằng (1)
	 CO2 + H2O ⇌ HCO-3 + H+ K1 = 10-6,35
Ban đầu 	3.10-2 0,0254
Phản ứng	x x x
Cân bằng 	 3.10-2 – x 0,0254 – x x
Ta có: 10-6,35 
Giải x = 1.7586.10-7 pH = 6,754
	Tính: CO2-3 → [CO2-3] = 6.756.10-6 M 
→ [CO2-3 ]. [Ca2+] = 0,0127. 6.756.10-6 = 8,58.10-7< KS = 10-5,1 Không có CaCO3 kết tủa. 
0.5 điểm
0.5 điểm
0.5 điểm
0.5 điểm
0.5 điểm
Câu 6: Phản ứng oxi hóa khử, pin điện, điện phân (2,5 điểm)
Hãy: 1. a. Thiết lập một sơ đồ pin để xác định tích số tan của AgI. Viết các ptpư xảy ra trên mỗi điện cực và trong pin. 
b. Tính độ tan (s) tại 25oC của AgI trong nước. 
2. a. Lập pin điện trong đó xảy ra sự oxi hoá ion Fe2+ thành ion Fe3+ và ion Au3+ bị khử thành ion Au+. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên mỗi điện cực và trong pin. 
b. Tính sức điện động chuẩn của pin và hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin này. 
Đáp án
Điểm
1. a. Để xác định tích số tan KS của AgI, cần thiết lập sơ đồ pin có các điện cực Ag làm việc thuận nghịch với Ag+. Điện cực Ag nhúng trong dung dịch nào có [Ag+] lớn hơn sẽ đóng vai trò catot. Rõ ràng dung dịch không có AgI kết tủa sẽ có [Ag+] lớn hơn. Vậy sơ đồ pin như sau: (-) Ag │ I-(aq), AgI(r) ║ Ag+(aq) │ Ag(r) (+)
Hoặc: (-) Ag, AgI(r) │ I-(aq) ║ Ag+(aq) │ Ag(r) (+)
- Phản ứng ở cực âm: Ag(r) + I−(aq) AgI(r) + e K
- Phản ứng ở cực dương: Ag+(aq) + e Ag(r) K2
- Phản ứng xảy ra trong pin: Ag+(aq) + I-(aq) AgI(r) K (1)
Trong đó K= K.K2 = ≈ 1,0.1016 ⇒ 
 KS = 1,0.10−16. 
b. Gọi S là độ tan của AgI trong nước nguyên chất, ta có:
	 AgI↓ Ag+ + I- KS = 10-16
	 S S 
Vì quá trình tạo phức hidroxo của Ag+ không đáng kể, I- là anion của axit mạnh HI, nên S = =1,0.10-8 M. 	
2. Theo qui ước: quá trình oxi hóa Fe2+ xảy ra trên anot, quá trình khử Au3+ xảy ra trên catot, do đó điện cực Pt nhúng trong dung dịch Fe3+, Fe2+ là anot, điện cực Pt nhúng trong dung dịch Au3+, Au+ là catot:
(-) Pt │ Fe3+(aq), Fe2+(aq) ║ Au3+(aq), Au+(aq) │ Pt (+)
Phản ứng ở cực âm: 2x │Fe2+(aq) → Fe3+(aq) + e K 
Phản ứng ở cực dương: Au3+(aq) + 2e → Au+(aq) K2
Phản ứng trong pin: Au3+(aq) + 2Fe2+(aq) → Au+(aq) + 2Fe3+(aq) K (2)
⇒ K = (K)2.K2 = 
Trong đó thế khử chuẩn của cặp Fe3+/Fe2+ được tính như sau:
Fe3+ + 3e Fe E0(1) = -0,037 V, DG0(1) = -3FE0(1)
Fe2+ + 2e Fe E0(2) = -0,440 V, DG0(2) = - 2F E0(1)
Fe3+ + e 	 Fe2+ E0(3) = = 
 	= 3E0(1)- 2E0(2) = 0,77V
	⇒ K = (K)2.K2 = = 1016,61 
Ở điều kiện tiêu chuẩn, sức điện động chuẩn của pin trên sẽ là:
 E0pin = = 0,49 V
0.5 điểm
0.5 điểm
0.5 điể
0.5 điểm
0.5 điểm
Câu 7: Halogen – oxi – lưu huỳnh (2,5 điểm)
1. Viết phương trình phản ứng xảy ra trong những trường hợp sau: 
Ozon oxi hóa I- trong môi trường trung tính
Sục khí CO2 qua nước Javel
Cho nước Clo qua dung dịch KI dư
Sục khí Flo qua dung dịch NaOH loãng lạnh
Sục Clo đến dư vào dung dịch FeI2
2. Hoàn thành các phương trình phản ứng theo sơ đồ
Đáp án
Điểm
O3 + 2I- + H2O O2 + I2 + 2OH-
CO2 + NaClO + H2O NaHCO3 + HclO
Cl2 + 2KI 2KCl + I2 ; Nếu KI còn dư: KI + I2 KI3
2F2 + 2NaOH(loãng, lạnh) 2NaF + H2O + OF2
2FeI2 + 3Cl2 2FeCl3 + 2I2 ;
 5Cl2 + I2 + 6H2O 2HIO3 + 10HCl
2.
Na2SO3 + S Na2S2O3 
Na2S2O3 + 2AgNO3 → Ag2S2O3 + 2NaNO3
Ag2S2O3 + 3Na2S2O3 → 2Na3[Ag(S2O3)2]
Na2S2O3 + 2HCl (loãng, nguội) ® 2NaCl + SO2 + S + H2O 
S + O2 SO2 
SO2 + 2H2S ® 3S + 2H2O
S + NaOH đặc Na2S + Na2SO3 + H2O 
(8) Na2SO3 + NaClO ® Na2SO4 + NaCl
Mỗi PT đúng được 0,15 điểm
Mỗi PTHH đúng được 0,2 điểm
Câu 8: Bài tập tổng hợp (2,5 điểm)
Thực tế khoáng pirit có thể coi là hỗn hợp của FeS2 và FeS. Khi xử lí một mẫu khoáng pirit bằng brom trong dung dịch KOH dư người ta thu được kết tủa đỏ nâu A và dung dịch B. Nung kết tủa B đến khối lượng không đổi thu được 0,2g chất rắn. Thêm lượng dư dung dịch BaCl2 vào dung dịch B thì thu được 1,1087g kết tủa trắng không tan trong axit.
1. Viết các phương trình phản ứng.
2. Xác định công thức tổng của pirit.
3. Tính khối lượng brom theo lí thuyết cần để oxi hóa mẫu khoáng.
Đáp án
Điểm
Phương trình phản ứng:
2FeS2 + 15Br2 + 38OH- ® 2Fe(OH)3 + 4SO42- + 30Br - + 16H2O	(1)
2FeS + 9Br2 + 22OH- ® 2Fe(OH)3 + 2SO42- + 18Br - + 8H2O	(2)
2Fe(OH)3 ® Fe2O3 + 3H2O	 (3)
Ba2+ + SO42- ® BaSO4	(4)
Công thức:
Þ công thức FeS1,9
Gọi số mol FeS2 và FeS lần lượt là x và y ta có:
1.0 điểm 
0.5 điểm 
1.0 điểm
----------------Hết--------------