TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XII TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC KẠN ĐỀ THI ĐỀ XUẤT ĐỀ THI MÔN HOÁ HỌC LỚP 10 Thời gian làm : 180 phút; Đề thi gồm 02 trang Câu I (2,5 điểm) Viết cấu hình electron Na (Z = 11) Mg (Z = 12) trạng thái bản? Xác định lượng orbital electron hoá trị từ suy lượng ion hoá thứ thứ hai hai nguyên tử trên, so sánh giá trị thu giải thích khác Cấu hình electron nguyên tố X có electron ứng với số lượng tử sau: n = 6; l = 0; m = 0; Năng lượng ion hóa (I) nguyên tử X có giá trị sau (tính theo kJ/mol): I1 I2 I3 I4 I5 I6 890 1980 2900 4200 5600 7000 Viết cấu hình electron X Cho biết X có số oxi hóa nào? Câu II (2,5 điểm) Viết công thức Lewis , xác định trạng thái lai hoá nguyên tử trung tâm dạng hình học phân tử hay ion sau: NOF3 ; ICl4- ; PtCl42- ; XeO2F2 Hợp chất A tạo từ cation X + anion Y- Phân tử A chứa nguyên tử, gồm nguyên tố phi kim, tỉ lệ nguyên tử nguyên tố 2:3:4 Tổng số proton A 42 anion Y chứa nguyên tố chu kì thuộc phân nhóm liên tiếp Viết CTPT, CTCT, gọi tên? Câu III (2,5 điểm) Người ta điều chế hiđro tinh khiết từ metan nước theo phương trình sau: CH4(k) + H2O(k) Tính Kp (1) 1000C Biết CO(k) + 3H2(k) (1) H2 H2 O CO CH4 ∆H0(kJ/mol) -242 -111 -75 ∆S0 (kJ/mol.K) 0,131 0,189 0,198 0,186 Cp (kJ/mol.K) 0,029 0,034 0,029 0,036 Giả sử ∆H0 ∆S0 không đổi khoảng nhiệt độ từ 298K đến 373K Trong bình phản ứng có chứa 6,40kg CH 4, 7,2kg H2O, 11,2kg CO, 2,4kg H2 1000C Dung tích bình V=3,00m3 Cho biết chiều dịch chuyển cân phản ứng thời điểm Tính Kp 9000C (giả sử Cp không phụ thuộc vào nhiệt độ) Câu IV (2,5 điểm): 4NO2 + O2 ToK với kết thực nghiệm : Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm -1 Nồng độ N2O5 (mol.l ) 0,170 0,340 0,680 -1 -1 -3 -3 Tốc độ phân huỷ (mol.l s ) 1,39.10 2,78.10 5,55.10-3 a) Hãy viết biểu thức tốc độ phản ứng xác định bậc phản ứng b) Biết lượng hoạt hoá phản ứng = 24,74 Kcal.mol -1 250C nồng độ N2O5 giảm nửa sau 341,4 giây Hãy tính nhiệt độ T Ở 3100C phân huỷ AsH3 (khí) xảy theo phản ứng : 2AsH3 (khí) → 2As (r) + 3H2 (k) Được theo dõi biến thiên áp suất theo thời gian t (h) 5,5 6,5 P (mmHg) 733,32 805,78 818,11 835,34 Cho phản ứng 2N2O5 Hãy chứng minh phản ứng bậc tính số tốc độ phản ứng Câu V (2,5 điểm) Dung dịch A gồm Fe(NO3)3 0,05 M; Pb(NO3)2 0,10 M; Zn(NO3)2 0,01 M Sục khí H2S vào dung dịch A đến bão hoà ([H2S] = 0,10 M), thu hỗn hợp B Những kết tủa tách từ hỗn hợp B? Cho giá trị phức hiđroxo Fe3+, Pb2+ , Zn2+ *β1 = 10-2,17 ; *β2 = 10-7,80 ; *β3 = 10-8,96 Kw = 10-14 ; , ; pKa H2S 7,02 12,9; -26,6 -23,8 -17,2 Tích số tan PbS 10 ; ZnS 10 ; FeS 10 Câu VI (2,5 điểm) Người ta lập pin gồm hai nửa pin sau: Zn/Zn(NO 3)2 0,1M Ag/AgNO 0,1M khử chuẩn tương ứng (a) Thiết lập sơ đồ pin (b) Viết phương trình phản ứng pin làm việc (c) Tính suất điện động pin (d) Tính nồng độ ion dung dịch pin ngừng hoạt động Hoàn thành phản ứng oxy hóa khử sau theo phương pháp ion - electron: (a) SO32- + MnO4- + H2O → (b) FexOy + H+ + SO42- → Fe3+ + SO2 + S + H2O (với tỉ lệ mol SO2 S 1:1) Câu VII (2,5 điểm) Những thay đổi xảy bảo quản lâu dài bình miệng hở dung dịch sau đây: (a) axit sunfuhiđric, (b) axit bromhiđric, (c) nước Gia-ven, (d) axit sunfuric đậm đặc Hòa tan m gam kim loại R dung dịch HCl dư thu dung dịch A 1,12 lít H2 (đktc) Xử lí A điều kiện thích hợp thu 9,95 gam muối B Thêm từ từ KOH dư vào dung dịch A lọc kết tủa đem nung không khí đến khối lượng không đổi thu ( m + 1,2) gam chất rắn D Đem hòa tan lượng D dung dịch H2SO4 loãng, vừa đủ, dung dịch E Xử lí E điều kiện thích hợp thu 14,05 gam muối G Xác định R, B G Câu VIII (2,5 điểm) Cho 50 gam dung dịch muối MX (M kim loại kiềm, X halogen) 35,6% tác dụng với 10 gam dung dịch AgNO3 thu kết tủa Lọc bỏ kết tủa thu dung dịch nước lọc Biết nồng độ MX dung dịch nước lọc 5/6 lần nồng độ MX dung dịch ban đầu Xác định công thức muối MX Khi hoà tan hỗn hợp gồm FeS Fe dung dịch HCl, thu sản phẩm khí có tỉ khối không khí 0,90 Đốt cháy 2,24 lít sản phẩm khí dư khí O Thu sản phẩm khí phản ứng cháy vào lượng dư dung dịch FeCl cô dung dịch đến cạn khô, thêm dư H2SO4 đặc đun nóng không khí bay Để nguội bình phản ứng, thêm lượng dư dung dịch HNO3 loãng đun nhẹ a) Xác định thành phần phần trăm khối lượng hỗn hợp FeS Fe ban đầu b) Tính thể tích khí thoát thêm dung dịch HNO loãng đun nhẹ (các thể tích khí lấy điều kiện tiêu chuẩn) HẾT -Cho: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; Mg = 24,3; Al = 27; P = 31; S = 32; Cl = 35,5; K = 39,1; Ca = 40,1; ; Cr = 52; Mn = 54,9; Fe = 55,8; Co = 58,9; Ni = 58,7; Cu = 63,5; Zn = 65,4; Ag = 107,9; Ba = 137,3 Thí sinh không sử dụng tài liệu Cán coi thi không giải thích thêm Người thẩm định Bùi Thị Kim Dung; ĐT: 0948539559 Người đề Nguyễn Thị Khánh; ĐT: 0988779970 TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XII TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC KẠN ĐỀ THI ĐỀ XUẤT Hướng dẫn chấm gồm 06 trang Câu HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI MÔN HOÁ HỌC LỚP 10 Thời gian làm : 180 phút; Đáp án Điểm * Ở trạng thái bản, cấu hình e 11Na là: 1s22s22p63s1 hay [10Ne]3s1 12Mg là: 1s22s22p63s2 hay [10Ne]3s2 * Năng lượng orbital electron hoá trị Na: 0,25 đ σ3s = + (8×0,85) = 8,8 ⇒ Z = 11 − 8,8 = 2,2 (1,5 đ) 0,25 đ Câu (2,5 đ) ⇒ E3s = − 13,6× = − 7,3 eV Năng lượng ion hoá thứ nhất: Na → Na+ + e I1 = E(Na+) − E(Na) = 0×E3s − 1×E3s = − (− 7,3) = 7,3 eV Năng lượng ion hoá thứ hai: Na+ → Na2+ + e Trong Na+: 1s22s22p6 σ2s = σ2p = (2×0,85) + (7×0,35) = 4,15 ⇒ Z = Z ⇒ E2s =E2p = − 13,6× Trong Na2+: 1s22s22p5 = 11 − 4,15 = 6,85 = − 159,5 eV σ2s = σ2p = (2×0,85) + (6×0,35) = 3,8 ⇒ Z = Z 0,25 đ = 11 − 3,8 = 7,2 ⇒ E2p = − 13,6× = − 176,2 eV 2+ I2 = 7×E(Na ) − 8×E(Na+) = 7×(− 176,2) − 8×(− 159,5) = 42,6 eV * Năng lượng orbital electron hoá trị Mg: σ3s = + (8×0,85) + 0,35 = 9,15 ⇒ Z = 12 − 9,15 = 2,85 0,25 đ ⇒ E3s(Mg) = − 13,6× = − 12,3 eV Năng lượng ion hoá thứ nhất: Mg → Mg+ + e Trong Mg+: 1s22s22p63s1 σ3s = + (8×0,85) = 8,8 ⇒ Z = 12 − 8,8 = 3,2 ⇒ E3s(Mg+) = − 13,6× = − 15,5 eV 0,25 đ + I1 = 1×E3s(Mg ) − 2×E3s(Mg) = (− 15,5) − 2×(−12,3) = 9,1 eV Năng lượng ion hoá thứ hai: Mg+ → Mg2+ + e Trong Mg2+: 1s22s22p6 I2 = E(Mg2+) − E(Mg+) = 0×E3s − 1×E3s = − (− 15,5) = 15,5 eV * So sánh: Với Na (I2 ≈ 6I1) với Mg (I2 ≈ 1,5I1) * Giải thích: Cấu hình Na+ bão hoà, bền nên tách e → Na2+ cần tiêu 0,25 đ tốn lượng lớn Cấu hình Mg2+ bão hoà, bền nên tách e để Mg+ → Mg2+ thuận lợi Từ số lượng tử X suy cấu hình e cuối X là: 6s X thuộc nhóm IA IB 0,5 đ Vì lượng ion hóa X biến đổi đặn nên electron X có lượng chênh lệch không nhiều Từ kiện suy X (1,0 đ) thuộc nhóm IB Vậy cấu hình electron X [Xe] 4f14 5d10 6s1 0,5 đ Số oxi hóa có X +1; +2; +3 0,25 đ Câu (2,5 đ) (1 đ) - sp tứ diện ; 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ - sp d -tháp vuông ; PtCl42-, - dsp2 vuông phẳng XeO2F2: sp3d – dạng bập bênh (1,5 đ) Số proton trung bình nguyên tố → Phải có nguyên tố phi kim Z < 4,67 → H (hidro) → Hai phi kim lại có Y- chu kì hai phân nhóm liên tiếp nên số proton tương ứng Z Z + Xét trường hợp: - A có nguyên tử H: Hoặc + 3Z + 4(Z + 1) = 42 → Z= (loại) Hoặc + 4Z + 3(Z + 1) = 42 → Z= (loại) - A có nguyên tử H : Hoặc + 2Z + 4(Z + 1) = 42 → Z= (loại) Hoặc + 4Z + 2(Z + 1) = 42 → Z= (loại) 0,25 đ 0.25 đ 0,25 đ 0,25 đ - A có nguyên tử H: Hoặc + 3Z + 2(Z + 1) = 42 → Z= (loại) Hoặc + 2Z + 3(Z + 1) = 42 → Z= (nhận) - nguyên tố nitơ → Z + = (nguyên tố oxi) → A: H4N2O3 hay NH4NO3 (Amoni nitrat) Công thức electron A 0,25 đ Công thức cấu tạo A 0,25 đ Câu (2,5 đ) Kp 1000C (0,75 đ) 0,75 đ Chiều dịch chuyển cân phản ứng Phần mol khí: n(H2) = 1200 mol n(H2O) = n(CO) = n(CH4) = 400 mol (1,0đ) x(H2) = 0,5 Áp suất chung hệ: p(H2) = 12,4 bar bar n = 2400 mol x(H2O) = x(CO) = x(CH4) = 0,167 0,5 đ hay P=24,8 bar p(H2O) = p(CO) = p(CO2) = 4,133 0,5 đ Hay Cân chuyển dịch sang trái (chiều nghịch) Kp 9000C Cp = 3.0,029 + 0.029 – 0,036 – 0,034 = 0,046 (kJ/mol) (0,75 đ) 0,75đ → a) Dựa vào kết thực nghiệm, tăng nồng độ lên lần tốc độ phản ứng tăng lần → phản ứng thuộc bậc Biểu thức tốc 0,25 đ độ phản ứng: ν = k[N2O5] 0,25 đ (1,25 đ) b) Hằng số tốc độ phản ứng nhiệt độ T k = −1 (s ) = 8,17 10 −3 0,25 đ 0,25 đ 25 C số tốc độ phản ứng = Câu (2,5 đ) Theo = = 2,03 10 −3 0,25 đ ta có → T = 308,25 2AsH3 (khí) → 2As (r) + 3H2 (k) Po [ ] P0 – 2x 3x Có Pt = P0 – 2x + 3x = P0 + x -> x = Pt – P0 -> P0 – 2x = Po – 2(Pt –P0) = 3P0 – 2Pt (1,25 đ) Giả sử phản ứng bậc 1: kt = ln [ P0 / (P0 – 2x ) ]= ln [P0 / (3P0 – 2Pt) ] → k1 = 0,0400 ; k2 = 0,0404 ; k3 = 0,0407 → ktb ≈ 0,0403 Fe3+ + H2O ↔ FeOH2+ + H+ *β1 = 10-2,17 (1) Pb2+ + H2O ↔ PbOH+ + H+ *β2 = 10-7,80 Zn2+ + H2O H2O ↔ ZnOH+ ↔ OH- + H+ + H+ *β3 = 10-8,96 Kw = 10-14 (2) 0,5 đ 0,5 đ 0,25 đ 0,25 đ (3) (4) So sánh (1) (4): *β1 >> *β2 >> *β3 >> Kw tính pH theo (1): A (2,5 đ) Fe3+ + H2O ↔ FeOH2+ + H+ *β1 = 10-2,17 (1) C 0,05 [] 0,05 - x x x 0,25đ 0,25đ [H+] = x = 0,0153 M Câu (2,5 đ) * Do > 1/ 2Fe3+ + H2S 0,05 - pHA = 1,82 nên: 2Fe2+ + S↓ + 2H+ 0,05 K1 = 1021,28 0,05 2+ 0,25 đ + 6,68 2/ Pb + H2S PbS↓ + 2H K2 = 10 0,10 0,05 0,25 3/ Zn2+ + H2S ↔ ZnS↓ + 2H+ K3 = 101,68 0,25đ 4/ Fe2+ + H2S ↔ FeS↓ + 2H+ K4 = 10-2,72 0,25đ K3 K4 nhỏ, cần phải kiểm tra điều kiện kết tủa ZnS FeS: Vì môi trường axit M = 0,010 M; Đối với H2S, Ka2 ne (R cho để tạo RCln ) = 2.nH2 = 0,05 = 0,1 mol = na ne(R cho để tạo R2Om) = 2.nO(trong oxit) = 1,2/16 = 0,15 = ma → R có thay đổi số oxi hoá : m>n 0,5 đ => ; số mol R = a= 0,05(mol) Nếu B muối khan : RCl2=> mB = 0,05(R+71)=9,95=> R =128 (loại) Vậy B muối ngậm nước RCl2.bH2O : 0,05mol => 9,95 = 0,05 (R + 71 + 18b) (I) Muối G muối ngậm nước: R 2(SO4)3.a H2O Sơ đồ: 2R R2(SO4)3.a H2O : 0,025 mol => 14,05 = 0,025(2R + 288 + 18a) Từ (I, II) => (II) 0,5 đ Lập bảng: R=56, b =4, a=9 phù hợp Vậy R Fe; B: FeCl2 4H2O; G : Fe2(SO4)3 9H2O Khối lượng muối MX là: m = 35,6 50 : 100 = 17,8 (gam) Gọi x số mol muối MX : MX + AgNO3 → MNO3 + AgX x x x x Khối lượng kết tủa AgX: m = (108 + X) x (gam) (1,0đ) Khối lượng MX tham gia phản ứng: m = (M + X) x (gam) Khối lượng MX lại là: m = 17,8 - (M + X) x (gam) Suy nồng độ MX dung dịch sau phản ứng 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ Câu Biến đổi ta 120 (M + X) = 35,6 (108 + X) Lập bảng : M Li(7) Na(23) X Cl(35,5) 12,58 Vậy MX muối LiCl K(39) 4634,44 0,25đ VIII (2,5 đ) a FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑ (x mol) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ (y mol) 0,25 đ 0,25 đ Theo gt: (1.5 đ) Fe = 0,9×29 = 26,1 → = → số mol FeS = 3×số mol 0,25 đ Vậy % lượng Fe = ×100% = 17,5% lại 100 – 17,5 = 82,5% FeS b 2H2 + O2 → 2H2O 2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O SO2 + 2FeCl3 + 2H2O → FeSO4 + FeCl2 + 4HCl FeCl2 + H2SO4 → FeSO4 + 2HCl ↑ 6FeSO4 + 3H2SO4 + 2HNO3 → 3Fe2(SO4)3 + 2NO ↑ + 4H2O Theo phương trình: SO2 → FeSO4 → 2NO 0,075 0,05 (mol) Suy thể tích NO (đktc) = 0,05 22,4 = 1,12 lít -Hết 0,25 đ 0,25đ 0,25 đ