Đề thi môn Hóa – Khối 10 năm 2015 - Trường THPT Chuyên Lê Khiết

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN
 VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ KHIẾT 
 TỈNH QUẢNG NGÃI
ĐỀ THI MÔN HÓA – KHỐI 10
NĂM 2015
Thời gian làm bài 180 phút
(Đề này có 4 trang, gồm 10 câu)
 ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
Câu 1: (2,0 điểm) Cấu tạo nguyên tử - phân tử - định luật tuần hoàn
1. Hợp chất A được tạo ra từ 4 nguyên tử của 2 nguyên tố X và Y. Tổng số hạt mang điện trong hạt nhân của các nguyên tử trong một phân tử A là 18. Nguyên tử của nguyên tố Y có 4 electron ở phân lớp p. Xác định công thức phân tử của A. Cho 3,4 gam A tác dụng hết với hỗn hợp dung dịch gồm KMnO4 và H2SO4 dư. Tính thể tích khí sinh ra ở 27oC và 380 mmHg.
2. Giải thích sự hình thành phân tử SiF4 và ion . Có thể tồn tại phân tử CF4 và ion được không?
Câu 2: (2,0 điểm) Tinh thể
	Muối florua của kim loại R có cấu trúc lập phương với hằng số mạng a = 0,62 nm, trong đó các ion kim loại (Rn+) nằm tại các vị trí nút mạng của hình lập phương tâm diện, còn các ion florua (F‒) chiếm tất cả các hốc tứ diện. Khối lượng riêng của muối florua là 4,89 g/cm3.
	a) Vẽ cấu trúc tế bào đơn vị (ô mạng cơ sở) của mạng tinh thể florua?
	b) Xác định công thức phân tử tổng quát của muối?
	c) Xác định kim loại R? Cho NA = 6,023.1023; MF = 19 g/mol.
Câu 3: (2,0 điểm) Phản ứng hạt nhân
Hai đồng vị 32P và 33P đều phóng xạ β‒ với thời gian bán hủy lần lượt là 14,3 ngày và 25,3 ngày.
Đồng vị
32P
33P
32S
33S
Nguyên tử khối (amu)
31,97390
32,97172
31,97207
32,97145
1. Viết phương trình của các phản ứng hạt nhân biểu diễn các quá trình phóng xạ và tính năng lượng cực đại của các hạt β phát ra trong các quá trình phóng xạ nói trên theo đơn vị MeV? Cho số Avogađro NA = 6,023.1023, vận tốc ánh sáng C = 3.108 m/s, 1eV = 1,602.10‒19 J.
2. Khi tương tác với các vật chất chùm bức xạ β của 32P có thể làm phát ra các tia hãm có bước sóng λ = 0,1175 nm.
a) Tính năng lượng photon theo MeV.
b) Tính khối lượng 32P trong mẫu có hoạt độ phóng xạ 0,1 Ci.
3. Một mẫu phóng xạ đồng thời chứa 32P và 33P có tổng hoạt độ phóng xạ ban đầu là 9136,2 Ci. Sau 14,3 ngày tổng hoạt độ phóng xạ còn lại 4569,7 Ci. Tính % khối lượng của các đồng vị trong mẫu ban đầu.
Câu 4: (2,0 điểm) Nhiệt hóa học
a) Tính biến thiên năng lượng tự do của phản ứng đốt cháy glucozơ:
C6H12O6 (r) + 6O2 (k) 6CO2 (k) + 6H2O (l)
Cho các dữ kiện nhiệt động học sau:
C6H12O6 (r)
O2 (k)
CO2 (k)
H2O (l)
(kJ.mol‒1)
‒ 1274,45
‒ 393,51
‒ 285,84
 (J.K‒1.mol‒1)
212,13
205,03
213,64
69,94
b)Trong cơ thể người, phản ứng tổng quát của sự chuyển hóa đường glucozơ ở 37oC cũng tương tự phản ứng đốt cháy đường trong không khí. Hãy cho biết phản ứng chuyển hóa đường trong cơ thể có thuận lợi hay không? Giả thuyết ΔH và S của chất thay đổi không đáng kể theo nhiệt độ.
Câu 5: (2,0 điểm) Cân bằng hóa học trong pha khí
Người ta tiến hành tổng hợp NH3 với sự có mặt chất xúc tác Fe theo phản ứng sau:
Khi tổng hợp tỉ lệ mol N2 và H2 là 1 : 3. Trong quá trình tổng hợp chúng ta thu được các số liệu thực nghiệm sau:
Nhiệt độ
Ở Ptổng = 10 atm
Lượng % NH3 chiếm giữ
Ở Ptổng = 50 atm
Lượng % NH3 chiếm giữ
350oC
7,35
25,11
450oC
2,04
9,17
a) Xác định Kp theo số liệu thực nghiệm của bảng trên.
b) Tính giá trị ΔH của phản ứng ở Ptổng đã cho.
Câu 6: (2,0 điểm) Cân bằng trong dung dịch điện li
Tính pH của dung dịch thu được khi trộn 25,00 ml H3PO4 0,08 M với 15,00 ml AgNO3 0,04 M. 
Biết H3PO4 có pKa1 = 2,23 ; pKa2 = 7,21 ; pKa3 = 12,32; Ks(Ag3PO4) = 10‒19,9
Câu 7: (2,0 điểm) Phản ứng oxi hóa khử - điện hóa
1. Trong dãy hoạt động hóa học của kim loại, bạc đứng sau hidro nhưng khi nhúng vào dung dịch HI 1,0M thì bạc có thể giải phóng khí hidro? Giải thích.
 Cho = 1 atm, Ks, AgI = 8.10‒17 (ở 25oC) và 
2. Điện phân dung dịch NiSO4 0,10M có pH=2,00 dùng điện cực platin.
a) Tính thế catot cần thiết để có kết tủa Ni ở catot?
b) Tính điện áp cần tác dụng để có quá trình điện phân đầu tiên?
c) Tính điện áp phải tác dụng để [Ni2+] còn lại bằng 1,0.10‒4 M. 
Cho 
Điện trở của bình điện phân R=3,15 Ω; I= 1,10 A.
Câu 8: (2,0 điểm) Halogen
1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong các trường hợp sau:
a) Ozon oxi hóa ion iodua trong môi trường trung tính.
b) Sục khí cacbonic qua nước Giaven.
c) Sục khí clo đến dư vào dung dịch FeI2.
d) Sục khí flo qua dung dịch NaOH loãng lạnh.
2. I2O5 là một chất rắn tinh thể màu trắng, có khả năng định lượng với CO. Để xác định hàm lượng khí CO có trong một mẫu khí ta lấy 300 mL mẫu khí cho tác dụng hoàn toàn với một lượng dư I2O5 ở nhiệt độ cao. Lượng iot sinh ra được chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 0,100M. Hãy xác định phần trăm về thể tích của CO trong hỗn hợp khí. Biết rằng thể tích Na2S2O3 cần dùng là 16,00 mL. Biết thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
Câu 9: (2,0 điểm) Oxi – Lưu huỳnh
Cho 88,2 g hỗn hợp A gồm FeCO3, FeS2 cùng lượng không khí (lấy dư 10% so với lượng cần thiết để đốt cháy hết A) vào bình kín dung tích không đổi. Nung bình một thời gian để xảy ra phản ứng, sau đó đưa bình về nhiệt độ trước khi nung, trong bình có khí B và chất rắn C (gồm Fe2O3, FeCO3, FeS2). 
Khí B gây ra áp suất lớn hơn 1,455% so với áp suất khí trong bình đó trước khi nung. 
Hòa tan chất rắn C trong lượng dư H2SO4 loãng, được khí D (đã làm khô); các chất còn lại trong bình cho tác dụng với lượng dư dung dịch KOH thu được chất rắn E. Để E ngoài không khí cho đến khi khối lượng không đổi, được chất rắn F. 
Biết rằng: Trong hỗn hợp A một muối có số mol gấp 1,5 lần số mol của muối còn lại; giả thiết hai muối trong A có khả năng như nhau trong các phản ứng; không khí chứa 20% oxi và 80% nitơ về thể tích.
 	a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.
 	b) Tính phần trăm khối lượng của các chất trong hỗn hợp F.
 	c) Tính tỉ khối của khí D so với khí B.
Câu 10: (2,0 điểm) Động hóa học
1. Cho cân bằng ở 25oC: AB là phản ứng thuận nghịch bậc 1. Thành phần % của hỗn hợp phản ứng được cho dưới đây:
Thời gian (giây)
0
45
90
270
∞
%B
0
10,8
18,9
41,8
70
Hãy xác định giá trị k1, k2 của phản ứng. Tính hằng số cân bằng hằng số tốc độ của phản ứng.
2. Đối với phản ứng: A + B → C + D có biểu thức tốc độ phản ứng v = k. [A].[B]
a) Trộn 2 thể tích bằng nhau của dung dịch chất A và dung dịch chất B có cùng nồng độ 1,0 M:
‒ Nếu thực hiện phản ứng ở nhiệt độ 300 K thì sau 2 giờ nồng độ của C bằng 0,215 M. Tính hằng số tốc độ của phản ứng.
‒ Nếu thực hiện phản ứng ở 370 K thì sau 1,33 giờ nồng độ của A giảm đi 2 lần. Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng (theo kJ/mol).
b) Nếu trộn 1 thể tích dung dịch A với 3 thể tích dung dịch B đều cùng nồng độ 1,0 M, ở nhiệt độ 300 K thì sau bao lâu A phản ứng hết 90%?
------------------HẾT------------------
 Người ra đề
Lê Thị Quỳnh Nhi
Điện thoại: 01674715808
HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN
 VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ KHIẾT 
 TỈNH QUẢNG NGÃI
ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM MÔN HÓA – KHỐI 10
Câu
Ý
Nội dung chính cần đạt
Điểm
Câu 1
1.1.
Đặt công thức phân tử chất A: XaYb
Ta có: a.PX + b.PY = 18
 a + b = 4
Y có 4 electron ở phân lớp p nên:
- Trường hợp 1: Y thuộc chu kì 2 Y: 1s22s22p4 Y là oxi (PY = 8) 
b =1
b = 2
a = 3
a = 2
PX = 3,33 
 (loại)
PX = 1 
(Hiđro)
 Khi đó nghiệm phù hợp: a = b = 2, PX = 1 (Hiđro)
- Trường hợp 2: Y thuộc chu kì 3 Y: 1s22s22p43s23p4 Y là lưu huỳnh (PY = 16) b = 1
a = 3 PX = 0,67 (loại) 
Vậy A là H2O2.
5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5O2 + K2SO4 + 8H2O
 mol 
 	 lít
0,5
0,5
1.2.
Cấu hình electron nguyên tử Si ở trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích:
Si [Ne]3s23p2 
Si* [Ne]3s13p3 
 3s 3p 3d
Cấu hình electron của nguyên tử F:
F: [He]2s22p5 F‒: [He]2s22p6 
Khi hình thành phân tử SiF4 thì nguyên tử Si ở trạng thái kích thích (Si*) sẽ có 4 AO chứa electron độc thân sẽ xen phủ với 4 AO 2p chứa electron độc thân của 4 nguyên tử F tạo thành 4 liên kết σSi–F trong phân tử SiF4.
Để tạo thành ion thì mỗi phân tử SiF4 liên kết với 2 anion F‒ theo cách sau: mỗi ion F‒ cho nguyên tử Si một cặp electron, cặp electron sẽ đi vào các AO 3d còn trống.
Tương tự Si, nguyên tử C ở trạng thái kích thích cũng có 4 electron độc thân:
C [He]2s22p2
C* [He]2s12p3 
 	Phân tử CF4 tồn tại tương tự SiF4.
Tuy nhiên không tồn tại vì nguyên tử cacbon ở chu kì 2, không có các AO d trống.
0,5
0,5
Câu 2
a)
b)
c)
Ô mạng cơ sở:
Trong một ô mạng:
- Số ion Rn+: 
- Số ion F‒: 
 Để đảm bảo về mặt trung hòa điện tích thì: 
 ion kim loại là R2+
	Vậy trong 1 ô mạng cơ sở có 4 phân tử oxit có dạng RF2.
Khối lượng riêng florua tính theo công thức:
 (g/mol)
Vậy kim loại R là bari. 
Muối florua là BaF2.
0,5
0,5
1,0
Câu 3
3.1.
Phương trình phóng xạ:
Đơn vị khối lượng nguyên tử: 1 amu = 1 gam/mol
* Phân rã của 32P:
= (31,97390 ‒ 31,97207).() (3,0.108 m.s‒1)2 
 = 2,734517 .10‒13 J = 1,707.106 eV = 1,707 MeV.
* Phân rã của 33P:
= (32,97172 ‒ 32,97145).() (3,0.108 m.s‒1)2 
	= 4,034534 .10‒14 J = 251843,6 eV = 0,2518 MeV.
0,25
0,5
3.2. 
a) Năng lượng photon:
 b) Hoạt độ phóng xạ: A = 0,1 Ci = 0,1. 3,7.1010 Bq = 3,7.109 Bq
 Ta có: 	
 	 	 	 N = 6,6.1015 (nguyên tử)
 Khối lượng của 32P: gam.
0,25
0,5
3.3.
Hằng số tốc độ phân rã của
32P: ngày ‒1
33P: ngày ‒1
 Thời điểm ban đầu (t = 0): A32 + A33 = 9136,2 Ci
 Sau 14,3 ngày: 
 Giải hệ, ta có: A32= 9127,1 Ci và A33 = 9,1 Ci
 Trong mẫu ban đầu:
 Thay số, ta được: 
 ; 
0,5
Câu 4
a)
b)
Phản ứng đốt cháy glucozơ: C6H12O6 (r) + 6O2 (k) 6CO2 (k) + 6H2O (l)
phản ứng = 6. (‒393,51) + 6. (‒ 285,84) ‒ (‒ 1274,45) 
 = ‒ 2801,65 kJ.mol‒1 
phản ứng = 6. (213,64) + 6. (69,94) ‒ (212,13) ‒ 6. (205,03) 
 = 259,17 J.K‒1.mol‒1 
phản ứng = ‒ 298. = ‒ 2801,65 ‒ 298. (259,17. 10‒3) 
 = ‒ 2878,88 kJ.mol‒1
Theo đề, ΔH và S của chất thay đổi không đáng kể theo nhiệt độ nên:
phản ứng = ‒ 310. = ‒ 2801,65 ‒ 310. (259,17. 10‒3) 
 = ‒ 2881,99 kJ.mol‒1
Vì phản ứng < phản ứng (âm hơn), nên sự chuyển hóa đường trong cơ thể ở 37oC diễn ra thuận lợi hơn ở 25oC.
0,5
0,5
0,5
0,5
Câu 5
a) 
Hằng số cân bằng Kp được xác đinh theo biểu thức: 
* Tại 350oC: Ptổng = 10 atm
 Theo đề, tại cân bằng lượng NH3 chiếm 7,35% nên atm 
→ atm
 Mặt khác lượng N2 và H2 ban đầu lấy theo tỉ lệ 1: 3 nên atm và atm	
Do đó: 
 * Tại 350oC: Ptổng = 50 atm
Tại cân bằng lượng NH3 chiếm 25,11% nên atm 
→ atm
 atm và atm
Do đó: 
 * Tại 450oC: Ptổng = 10 atm
 atm ; atm và atm
Do đó: 
 * Tại 450oC: Ptổng = 50 atm
 atm ; atm và atm
Do đó: 
0,25
0,25
0,25
0,25
b)
Tại áp suất tổng Ptổng = 10 atm:
Thay số: 	 ΔHo = ‒52,199 J.mol‒1 
 Tại áp suất tổng Ptổng = 50 atm: 	
 ΔHo = ‒51,613 J.mol‒1
0,5
0,5
Câu 6
Vừa mới trộn: 
 Trong dung dịch có các cân bằng sau:
 	(1) H3PO4 H+ + H2P Ka1 = 10‒2,23
 	(2) H2P H+ + HP Ka2 = 10‒7,21
 	(3) HP H+ + P Ka3 = 10‒12,32
 	(4) H2O H+ + OH‒ Kw = 10‒14,00 
 Do Ka1 >> Ka2 >> Ka3 > Kw, chỉ xét cân bằng (1)
 	H3PO4 H+ + H2P Ka1 = 10‒2,23
 	C 	 0,050
 	[ ] 	0,050 –x 	 x x
 	Þ x2 + 5,89.10-3x – 2,94.10-4 = 0
 	Þ x = [H+] = [H2P] = 1,45.10-2 mol.L-1
 	Þ [H3P] = 0,0500 – 0,0145 = 0,0355 mol.L-1
 Tổ hợp 3 cân bằng (1), (2), (3) ta có:
 	H3PO4 3H+ + P K = Ka1.Ka2.Ka3 = 10‒21,76 = 1,74.10‒22
Vì 
 	Þ Không tạo kết tủa Ag3PO4
 Ag3PO4 3Ag+ + Ksp= 10‒19,9
 Vậy tự do Þ [H+] không thay đổi so với tính toán ở trên
 [H+] = 0,0145 mol.L-1
 Þ pH = ‒ log [H+] = ‒ log 1,45.10‒2 = 1,84
1,0
 1,0
Câu 7
7.1.
Khi nhúng thanh bạc vào dung dịch HI 1,0M, có thể xảy ra phản ứng: 
2Ag + 2HI 2AgI + H2
Ta xét các thế điện cực sau:
 V
V
Vì > nên phản ứng xảy ra theo chiều thuận, chứng tỏ bạc thể phản ứng với dung dịch HI giải phóng khí hiđro.
0,75
7.2. 
a) Để có kết tủa Ni ở catot thì thế catot: (Ni2+ + 2e → Ni)
Với: 
b) * Ở catot có các quá trình:
Ni2+ + 2e → Ni (1) có 
2 H+ + 2e → H2 (2) 
Vì < nên khi bắt đầu điện phân, ở catot xảy ra quá trình (2) trước.
 * Ở anot:
2H2O → O2 + 4H+ + 4e
Điện áp tối thiểu cần phải đặt vào để quá trình điện phân bắt đầu xảy ra là:
V = Ea ‒ Ec + I.R = () ‒ () + I.R
 = (1,112 + 0,80) ‒ (‒0,118) + 1,10. 3,15 = 5,495 V
c) Để [Ni2+] = 1,0.10‒4 M thì lúc đó thế catot:
Ec = 
Khi đó, điện áp cần phải tác dụng là
 V = Ea ‒ Ec + IR = (1,112 + 0,80) ‒ (‒0,348) + 1,10. 3,15 = 5,725 V
0,25
0,5
0,5
Câu 8
8.1.
Ptpư: (mỗi phản ứng 0,25đ)
a) O3 + 2I‒ + H2O O2 + I2 + 2OH‒
b) CO2 + NaClO + H2O NaHCO3 + HClO
c) 3Cl2 + 2FeI2 2FeCl3 + 2I2
 	 5Cl2 + I2 + 6H2O 2HIO3 + 10HCl
d) 2F2 + 2NaOH(loãng, lạnh) 2NaF + OF2 + H2O
1,0
8.2.
Phản ứng hấp thu định lượng CO:
I2O5 + 5CO → I2 + 5CO2
 Phản ứng chuẩn độ:
I2 + 2Na2S2O3 → Na2S4O6 + 2NaI
 Tính toán hàm lượng CO:
 mol
1,0
Câu 9
a)
Ptpư:
 	4FeCO3 + O2 → 2Fe2O3 + 4CO2 (1)
 	4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 (2)
+ Khí B gồm: CO2, SO2, O2, N2; chất rắn C gồm: Fe2O3, FeCO3, FeS2.
+Rắn C phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng:
 	Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O (3)
 	FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + H2O + CO2 (4)
 	FeS2 + H2SO4 → FeSO4 + S↓ + H2S (5)
+ Khí D gồm: CO2 và H2S; 
 Các chất còn lại gồm:FeSO4, Fe2(SO4)3, H2SO4 dư và S, khi tác dụng với KOH dư:
	2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O (6)
	2KOH + FeSO4 → Fe(OH)2↓ + K2SO4 (7)
	6KOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3↓ + 3K2SO4 (8)
+ Kết tủa E gồm Fe(OH)2, Fe(OH)3 và S, khi để ra không khí thì chỉ có phản ứng:
	4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 (9)
Vậy F gồm Fe(OH)3 và S
0,5
b)
Nhận xét: So sánh hệ số các chất khí trong (1) và (2) ta thấy: áp suất khí sau phản ứng tăng lên chứng tỏ lượng FeCO3 có trong hỗn hợp A nhiều hơn FeS2.
Gọi a là số mol của FeS2 Þ số mol của FeCO3 là 1,5a, ta có:
 	 116.1,5a + 120a = 88,2 Þ a = 0,3. 
+ Vậy trong A gồm : FeS2 (0,3 mol), FeCO3 (0,45 mol).
+ Nếu A cháy hoàn toàn thì cần lượng O2 là : mol 
ÞLượng không khí ban đầu trong bình có :
Số mol O2: mol
Số mol N2: mol
Số mol không khí : mol
- Vì hai muối trong A có khả năng như nhau trong các phản ứng nên gọi x là số mol FeS2 tham gia phản ứng (1) thì số mol FeCO3 tham gia phản ứng (2) là 1,5x. 
+ Theo (1), (2) thì độ tăng số mol khí sau phản ứng:
+ Vì áp suất sau phản ứng tăng 1,45% so với áp suất trước khi nung, ta có :
 	 Þ x = 0,2
- Theo các phản ứng (1), ...(9) ta có chất rắn F gồm : Fe(OH)3 (0,75 mol) và S (0,1 mol). 
 	Vậy trong F có %m-Fe(OH)3 = 96,17% ; 
 %m-S = 3,83%
1,0
c)
Hỗn hợp khí B gồm: N2 (4,125 mol), O2 (0,40625 mol), CO2 (0,3 mol), SO2 (0,4 mol) Þ MB = 32.
Hỗn hợp khí D gồm: CO2 (0,15 mol), H2S (0,1 mol) Þ MD = 40. 
Vậy dD/B = 1,25
0,5
Câu 10
10.1. 
Phương trình động học của phản ứng thuận nghịch bậc 1:
t=0:	 	a	 0	
t:	a – x 	 x 
t cân bằng:	a – xcb 	 xcb 
Biểu thức: 
Tại thời điểm cân bằng (∞): xcb = 70% 
Tại t = 45 giây: 	x = 10,8% 
Tại t = 90 giây: 	x = 18,9% 
Tại t = 270 giây: 	x = 41,8% 
Lấy trung bình:
Mặt khác, hằng số cân bằng phản ứng: 
Do đó: 	k1 = 2,47. 10‒3 s‒1 
 	 k2 = 1,06. 10‒3 s‒1 
1,0
10.2.
Theo đề: v = k. [A].[B] nên phản ứng bậc 2.
a) CA = CB = a = M 
Nồng độ đầu 2 chất phản ứng bằng nhau nên phương trình động học: 
Tại T1 = 300K: (mol‒1.lít.giờ‒1)
Tại T1 = 370K: (mol‒1.lít.giờ‒1)
Phương trình Arrhenius: 
 Ea = 9093,55 (J/mol)
b) Ở 300K, k = 0,7544 mol‒1.lít.giờ‒1
CA = a = 1. M; CB = b = 3. M, 
 theo đề: x = 90%. a = 0,225 M
Do nồng độ đầu hai chất khác nhau nên phương trình động học:
 = (giờ)
0,5
0,5
-----------HẾT -----------
Người ra đề
 	Lê Thị Quỳnh Nhi
Điện thoại: 01674715808