Đề thi, đáp án (đề xuất) trại hè hùng vương lần thứ XII năm 2016 môn hóa 10 trường THPT chuyên CAO BẰNG

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XII
TRƯỜNG THPT CHUYÊN TỈNH CAO BẰNG

ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC
LỚP: 10
Thời gian: 180 phút

ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ

(Đề gồm 01 trang)

Câu 1. Cấu tạo nguyên tử, phân tử, BTH, hạt nhân ( 2,5 điểm)
1.1. Cho dãy phóng xạ sau:
222
α
α
β−
β−
α
→ Po 
→ Pb 
→ Bi 
→ Po 
→?
86 Rn 
Viết các phương trình biểu diễn các phân rã phóng xạ trong dãy trên.
1.2. Ở trong nước của một cái hồ, người ta đo được tốc độ phân rã phóng xạ của đông vị 226Ra là 6,7
nguyên tử.phút-1.(100lit-1). Qúa trình này tạo ra đồng vị 222Rn có hoạt độ phóng xạ là 4,2 nguyên
tử.phút-1.(100lit-1). Độ phóng xạ của các đồng vị này không thay đổi theo thời gian, bởi vì một phần
222
Rn sinh ra từ quá trình phân rã 226Ra lại bị mất đi bởi một quá trình không biết tên xảy ra ở trong

hồ.
a/ Tính nồng độ của 222Rn (đơn vị mol/lít)
b/ Tính hằng số tốc độ (đơn vị phút -1) của quá trình không biết tên ở t rên. Biết quá trình này tuân
theo định luật tốc độ của phản ứng bậc nhất.
Cho: t1/2(222Rn) = 3,8 ngày; t1/2(226Ra) = 1600 năm; NA= 6,02.1023.
Câu 2. Động hóa học (2,5 điểm)
Phản ứng sau dùng để phân tích ion iotua
IO3-(dd) + 5 I-(dd) + 6 H+(dd) → 3 I2(dd) + 3 H2O(dd)
Khi nghiên cứu động học của phản ứng trên ở 25oC, thu được các kết quả thực nghiệm như sau:
Thí nghiệm
[IO3-], M
[I-], M
[H+], M
v, (mol.l-1.s-1)
1
0,010
0,10
0,010
0,60
2
0,040
0,10
0,010
2,40
3
0,010
0,30
0,010
5,40
4

0,010
0,10
0,020
2,40
a/ Sử dụng dữ kiện trên để xác định bậc riêng phần đối với từng chất phản ứng. Viết biểu thức tốc
độ của phản ứng.
b/ Tính hằng số tốc độ và cho biết thứ nguyên của nó
c/ Năng lượng hoạt hóa của phản ứng được xác định là 84 KJ/mol ở 25 oC. Tốc độ phản ứng tăng lên
bao nhiêu lần nếu năng lượng hoạt hóa giảm còn 74 KJ/mol bằng cách dùng xúc tác thích hợp.
Câu 3. Nhiệt hóa học, cân bằng hóa học (2,5 điểm)
3.1. Phản ứng: CH4 (khí) + H2O(khí) → CO(khí) + 3H2 (khí)
Biết:
∆ Ho (KJ/mol)
∆ So (J/mol K)
300 K
-41,16
-42,4
1200 K
-32,93
-29,6
Phản ứng tự diễn biến theo chiều nào ở 300 K và 1200 K
3.2.
Ở nhiệt độ xác định và dưới áp suất 1 atm, độ phân li của N2O4 thành NO2 là 11%.
a/ Tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng.
b/ Độ điện li sẽ thay đổi như thế nào khi áp suất giảm từ 1 atm xuống 0,8 atm.
c/ Để cho độ điện li giảm từ 11% xuống còn 8% thì phải nén hỗn hợp khí tới áp suất nào? Kết quả
nhận được có phù hợp với nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelie không? Vì sao?
Câu 4. Liên kết hóa học, cấu tạo phân tử, tinh thể (2,5 điểm)
4.1. Xét các phân tử: BF3, NF3, IF3, NOF3, ICl4a/ Viết công thức Lewis của các chất trên.

1


b/ Xác định trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và dạng hình học của mỗi phân tử và ion
trên.
c/ Xác định xem phân tử nào là phân cực và không phân cực. Giải thích?
4.2. Bạc kim loại rắn có cấu trúc mạng tinh thể lập phương tâm diện.
a/ Vẽ cấu trúc mạng tế bào cơ sở và cho biết số nguyên tử Ag chứa trong một tế bào cơ sở.
b/ Khối lượng riêng của Ag được xác định bằng 10,5g/cm 3. Chiều dài mỗi cạnh của ô mạng cơ sở
bằng bao nhiêu ?
c/ Tính bán kính của nguyên tử Ag ?
Cho biết : MAg=107,8682 g/mol và số Avogadro NA= 6,022142.1023.
Câu 5. Cân bằng hóa học trong dung dịch chất điện li (2,5 điểm)
5.1.Tính pH của dung dịch gồm HCl 0,01M; H2SO4 0,012M; NH4Cl 0,01M.
Cho biết: HSO4-có pKa = 1,99; NH4+ có pKa = 9,24
5.2. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,1M cần dùng để cho vào 200ml dung dịch H 3PO4 0,1M và sau
phản ứng thu được dung dịch có pH = 7,21 ; pH = 9,765.
Cho biết pKa (H3PO4) : pKa1 = 2,15 ; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32.
Câu 6. Phản ứng oxi hóa khử, điện hóa, điện phân (2,5 điểm)
6.1. Hoàn thành các phản ứng oxi - hóa khử sau :
a/ C6H12O6 + KMnO4 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O
b/ As2S3 + HNO3 + H2O → H3AsO4 + H2SO4 + NO
c/ FexOy + SO42- + H+ → Fe3+ + SO2 + S + H2O ( Số mol SO2: S =1:1)
6.2.Cho giản đồ Latimer của photpho trong môi trường kiềm:
-1,345V
-1,12V

PO43-

HPO32-

-0,89V

-2,05V

H2PO22-

P

PH3

-

Tính thế khử chuẩn của cặp HPO3 / H2PO2 và H2PO2-/PH3.
6.3. Cho pin có sơ đồ như sau:

PtI- 0,1 M; I3- 0,02 M  MnO4- 0,05 M, Mn2+ 0,01 M, HSO4- C MPt
biết giá trị sức điện động của pin ở 25oC đo được bằng 0,824 V.
o
o
Cho E MnO −4 / Mn 2 + = 1,51V và E I3− / I− = 0,5355V .
a/ Viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt động.
b/ Tính nồng độ ban đầu của HSO4- (biết Ka = 10-2)
Câu 7. Nhóm halogen, oxi-lưu huỳnh (2,5 điểm)
7.1. Viết phương trình phản ứng xảy ra trong những trường hợp sau:
a/ Ozon oxi hóa I- trong môi trường trung tính
b/ Sục khí CO2 qua nước Javel
c/ Sục khí Flo qua dung dịch NaOH loãng lạnh
d/ Cho dung dịch Na2S2O3 tác dụng với dung dịch I2 có pha vài giọt hồ tinh bột
7.2. Một dung dịch A chứa 2 muối Na2SO3 và Na2S2O3. Cho Cl2 dư đi qua 100 ml dung dịch A

rồi thêm vào hỗn hợp sản phẩm một lượng dư dung dịch BaCl 2 thấy tách ra 6,524 gam kết tủa.
Thêm vào 100ml dung dịch A một ít hồ tinh bột, sau đó chuẩn độ dung dịch A đến khi màu xanh
bắt đầu xuất hiện thì dùng hết 29 ml dung dịch iôt 0,5 M.
a/ Viết phương trình hoá học và tính nồng độ mol mỗi chất trong dung dịch A.
b/ Nếu trong thí nghiệm trên thay Cl2 bằng HCl thì lượng kết tủa tách ra bằng bao nhiêu?
Câu 8. Bài tập tổng hợp (2,5 điểm)

2


8.1. Hỗn hợp A gồm bột S và Mg. Đun nóng A trong điều kiện không có không khí, sau đó làm
nguội và cho sản phẩm tác dụng với dung dịch HCl (dư) thu được 2,987 lit khí B có tỉ khối so với
không khí bằng 0,8966. Đốt cháy hết khí B, sau đó cho toàn bộ sản phẩm vào 100ml H 2O2 5% (D =
1g/mL) thu được dung dịch D. Xác định % khối lượng các chất trong A và nồng độ % các chất tạo
ra trong dung dịch D. Cho thể tích các chất khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
8.2. Hàm lượng cho phép của tạp chất lưu huỳnh trong nhiên liệu là 0,30%. Người ta đốt cháy hoàn
toàn 100,0 gam một loại nhiên liệu và dẫn sản phẩm cháy (giả thiết chỉ có CO 2, SO2 và hơi nước)
qua dung dịch KMnO4 5,0.10-3M trong H2SO4 thì thấy thể tích dung dịch KMnO4 đã phản ứng vừa
hết với lượng sản phẩm cháy trên là 625 ml. Hãy tính toán xác định xem nhiên liệu đó có được phép
sử dụng hay không?
* Các nguyên tử khối:
Cho Fe=56; C=12; N=14; O=16; H=1; S=32; Ca=40; Mg=24; K=39; Br=80; Al=27; Ag=108; Cu
=64; Ba =127; I = 127.
______________________________Hết_______________________________
(Thí sinh không được sử dụng tài liệu, giám thị không giải thích gì thêm)
Họ và tên thí sinh:…………………………………….. Số báo danh:……………
Họ tên, chữ ký của giám thị 1:……………………………………………………

Người ra đề
Trương Thúy Nga

Số điện thoại: 01294 915968

TTT........................

3


TRƯỜNG THPT CHUYÊN
CAO BẰNG

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI OLIMPIC LỚP 10
NĂM HỌC 2015 - 2016

MÔN: HÓA HỌC
Hướng dẫn chấm gồm 05 trang)
Câu
ý
( điểm)
1
1
(2,5đ)

Nội dung
1.

222
86

Rn →

218
84

Po + 42 He

Po →

214
82

Pb + 42 He

218
84

214
82

Pb →

214
83

214
83

Bi →

214
84

214
84

2

2
(2,5đ)

Po →

Bi +

0
−1

e

Po +

0
−1

e

210
82

Thang
điểm

0,25x5 =
1,25đ

Pb + 42 He

0,5đ
ln 2
= 1, 2667.10−4 (phót −1 )
3,8.24.60
A
4, 2
N( 222 Rn) =
=
= 33157 (nguyªn tö/1001)
222
t1/2 ( Rn) 1, 2667.10−4
33157
C( 222 Rn)=
= 5,5.10−22 (M )
23
6, 02.10 .100
b/ Vì độ phóng xạ của 222Rn không thay đổi theo thời gian nên số nguyên tử
222
0,75đ
Rn cũng không thay đổi theo thời gian (A=k.N)
222
226
Do đó số nguyên tử Rn được tạo ra từ Ra trong một đơn vị thời gian bằng
với tổng số nguyên tử 222Rn bị mất đi trong một đơn vị thời giantuwf hai quá
trình: một là quá trình phân rã của 222Rn (222Rn là đồng vị phóng xạ tự nhiên), hai

là qua trình không biết tên xảy ra ở trong hồ.
Gọi k là hằng số tốc độ của quá trình không biết tên xảy ra trong hồ. Ta có
6,7 = k(222Rn).N(222Rn) + k.N(222Rn)
⇒ 6,7 = (1,2667.10-4 + k).33157 ⇒ k = 7,54.10-5 (phút-1)
IO3-(dd) + 5 I-(dd) + 6 H+(dd) → 3 I2(dd) + 3 H2O(dd)
1,0 đ
a/ Theo định luật tác dụng khối lượng ta có
v = k.[IO3-]a.[I-]b.[H+]c
v 1 (0,01) a .(0,1) b .(0,01) c 0,6
=
=
⇒ a=1
v 2 (0,04) a .(0,1) b .(0,01) c 2,4
222
a/ t1/2 ( Rn) =

v 1 (0,01) a .(0,1) b .(0,01) c 0,6
=
=
⇒ b=2
v 3 (0,01) a .(0,3) b .(0,01) c 5,4
v 1 (0,01) a .(0,1) b .(0,01) c 0,6
=
=
⇒ c=2
v 4 (0,01) a .(0,1) b .(0,02) c 2,4
Vậy biểu thức tốc độ phản ứng: v = k.[IO3-].[I-]2.[H+]2
b/ Ta có: v1 = k.[IO3-].[I-]2.[H+]2 =k.[0,010].[0,10]2.[0,010]2
= 0,60 (mol.l-1.s-1)
0, 6

7
−4 4 −1
⇒ ⇒ k = −2 −2 −4 = 6.10 ( mol .l .s )
10 .10 .10
c/ Ta có
k 1 = A.e

−

E a1
RT

; k 2 = A.e

−

Ea 2
RT

1,0 đ

0,5đ

4


⇒ ln

k 2 E a1 - E a 2 ( 84 − 74 ).1000
=

=
= 4, 03
k1
RT
298.8, 314

k2
= e 4,03 = 56, 3
k1
Vậy tốc độ phản ứng tăng 56,3 lần
Dựa vào biểu thức: ∆G o = ∆H o − T∆S o
0
Ở 300K, ∆G300 = (-41160) – [300(-42,4)] = -28440 J = - 28,44 KJ
⇒

3
1
(2,5đ)

1,0 đ

0
Ở 1200K, ∆G1200 = (-32930) – [1200(-29,6)] = 2590 J = 2,59 KJ
0
∆G300
< 0, phản ứng tự xảy ra ở 300K theo chiều từ trái sang phải.

2

4

1
(2,5đ)

2

0
∆G1200
> 0, phản ứng tự diễn biến theo chiều ngược lại ở 1200K
a/ Gọi α là độ phân li của N2O4
N2O4 ⇔ 2 NO2
CB
(1 – α)
2α
2α
(1 − α )
.P ; PN 2O4 =
.P
Từ đó ta có: PNO2 =
(1 + α )
(1 + α )
Như vậy:
PNO2
4α 2
2
Kp =
=
.P (*)
PN2 O4
(1 − α 2 )

Với a=0,11; P=1 ⇒ Kp = 0,049
b/ Khi P = 0,8 atm thế vào phương trình (*) được α = 0,123
c/ Với α = 0,08 atm thế vào phương trính (*) được P = 1,9 atm
- Theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng: khi tăng áp suất, cân bằng chuyển dịch
theo chiều giảm tổng số mol khí ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.
- Theo tính toán thực nghiệm, khi áp suất tăng từ 1atm lên 1,9 atm thì giá trị α
giảm từ 0,11 xuống 0,08 ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch
a/ Học sinh viết đúng công thức cấu tạo
b/
lai hóa của nguyên tử
Dạng hình học
trung tâm
BF3
sp2
tam giác đều
3
NF3
sp
tháp đáy tam giác
IF3
sp3d
chữ T
3
NOF3
sp
tứ diện đều
3 2
ICl4
sp d
vuông

1,5 đ

0,5 đ

0,5 đ

c/ BF3, ICl4- là phân tử không phân cực vì mô men lưỡng cực liên kết bị triệt tiêu
0,5 đ
NF3, IF3, NOF3 là những phân tử có cực vì moomen lưỡng cực liên kết không
bị triệt tiêu
- Số nguyên tử Ag ở đỉnh là:

1
8. = 1 ( nguyên tử)
8
- Số nguyên Ag ở mặt là:

1
6. = 3 ( nguyên tử)
2
⇒ nAg = 4 ( nguyên tử)

0,5 đ

5


b.

D=

4.M
4.M
4.107,8682
⇒ a3 =
⇒ a= 3
= 408 pm (4,08.10 −8 cm)
23
V.N A
D.N A
10,5.6, 022.10

Có: a =
5
1
(2,5đ)

4.rAg
2

0,5 đ

⇒ rAg = 144 pm (1,44.10-8 cm)
1,0 đ

Cân bằng chính: HSO4- (dd) € H+(dd) + SO42-(dd)
C

Ka =

0,012

∆C

x

[C]

0,012 – x

0,022
x
0,022 + x

x
x

[H + ].[SO 24− ] x(0, 022 + x)
=
= 10−1,99 ⇒ x = 3,44.10-3
−
[HSO 4 ]
0, 012 − x

⇒ pH = -lg (0,022 + 3,44.10-3) = 1,59
2

6
1

(2,5đ)

2

∗ pH = 7,21 = pKa2 ⇒ Tạo 2 muối NaH2PO4 và Na2HPO4 với số mol bằng nhau
⇒ NaOH phản ứng hết nấc 1 và 1/2 nấc 2 của axit H3PO4.
NaOH + H3PO4 → NaH2PO4 + H2O
2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O
Suy ra: V.0,1= 200.0,1+ 100.0,1 Vậy V = 300ml
∗ pH = 9,765 = 1/2(pKa2 + pKa3) ⇒ Tạo Na2HPO4
2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O
0,04
0,02
0,02
⇒ nNaOH = 0,04 mol ⇒ V = 400 ml
a/ 5C6H12O6 + 24KMnO4 + 36H2SO4 → 12K2SO4 + 24MnSO4 + 30CO2 +
66H2O
b/ 3As2S3 +28 HNO3 + 4H2O → 6H3AsO4 + 9H2SO4 + 28NO
c/ 8FexOy + (6x-4y) SO42- +(36x-8y) H+ → 8xFe3+ + (3x-2y)SO2 + (3x-2y)S +
(18x-4y)H2O ( Số mol SO2: S =1:1)
(1) PO43- + 2H2O + 2e⇌ HPO32- + 3OH-. ∆G01 = -2FEo1.

0,75đ

0,75 đ
3x0,25=
0,75 đ

0,75 đ

(2) HPO32- + 2H2O + 2 e ⇌H2PO2- + 3OH- . ∆G01 = -2FEo2.
(3) PO43- + 4 H2O + 4 e ⇌H2PO2- + 6OH-.
(4) H2PO2- + 1e
(5) P +3H2O

⇌ P + 2OH-

+ 3e ⇌ PH3 + 3OH-

∆G03 = -4FEo3.
∆G04 = -1 FEo4.
∆G05 = -3FEo5.

(6) H2PO2- + 3H2O + 4e ⇌ PH3 + 5OH∆G06 = -4FEo6.
Tổ hợp các phương trình ta có:
* (3) = (1) + (2)
 4E3 = 2(E1+ E2)
E (HPO32- / H2PO2-)= E2= (4E3 – 2E1)/2
= [4 . (-1,345) –2. (-1,12) ]/2 = -1,57 V
* (6) = (4) + (5)
 4 E6 = E4 + 3E5
 E( H2PO2-/PH3) = E6 = (E4 + 3E5)/4 = [-2,05 + 3. (-0,89) ]/4 = -1,18 V
3

a/ Ở điện cực phải: MnO4- + 8H+ + 5e ⇌ Mn2+ + 4H2O
Ở điện cực trái: 3I- ⇌ I3- + 2e

6

Phản ứng xảy ra khi pin hoạt động
2 MnO4- + 16 H+ + 15 I- ⇌ 2 Mn2+ + 5 I3- + 8H2O
Có:
E p = E oMnO − / Mn 2 + +
4

0,059 [MnO −4 ][H + ]8
0,059 0,05[H + ]8
lg
=
1
,
51
+
lg
5
5
0,01
[ Mn 2+ ]

0,5 đ

0,059 [I 3− ]
0,059 0,02
lg − 3 = 0,5355 +
lg
= 0,574V
3
2
2

[I ]
(0,1) 3
0,059
ΔE = Ephải - Etrái ⇔ 0,824 = 1,51 +
lg(5[H+]8) – 0,574
5
E t = E oI− / 3I − +

Suy ra h = [H+] = 0,053 M
b/ Mặt khác từ cân bằng:
H2SO4- ⇌ H+ + SO42[]
C–h
h
h

Ka = 10-2

h2
h2
=
K
⇒
+h=C
Suy ra
a
C−h
Ka

Thay giá trị h = 0,053 và Ka = 1,0.10-2, tính được C HSO −4 = 0,334M

7
1 a/ O3 + 2I- + H2O → O2 + I2 + 2OH(2,5đ)
b/ CO2 + NaClO + H2O → NaHCO3 + HClO
c/ 2F2 + 2NaOH(loãng, lạnh) → 2NaF + H2O + OF2
d/ 2 Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2 NaI
2 Phương trình hóa học:
5H2O + S2O
H2O + SO

2−
3

2−
3

+ 4Cl2 → 2SO

+ Cl2 → SO

2−
4

2−
4

−

+ 8Cl + 10H

0,5 đ

4x0,25=
1,0đ
1,5 đ

+

+ 2Cl − + 2H+

2−

Ba2+ + SO 4 → BaSO4 ↓
2−

2−

2S2O 3 + I2 → S4O 6 + 2I −
2−

H2O + SO 3

2−

+ I2 → SO 4

Ta có hệ phương trình: 2x + y =

+ 2I − + 2H+

6,524
= 0,028 (1)

233

x
+ y = 0,0145 (2)
2
Giải hệ phương trình trên: x = 0,009 và y = 0,01.
Nồng độ mol của Na2S2O3 = 0,09 M và Na2SO3 = 0,1 M
b. Nếu thay bằng HCl
2−

S2O 3 + 2H+ → SO2 + S ↓ + H2O

8
1
(2,5đ)

9. 10-3
9. 10-3
(mol)
−3
Khối lượng kết tủa = 32.9.10 = 0,288 gam
Phương trình phản ứng:
S + Mg → MgS
(1)
MgS + 2HCl → MgCl2 + H2S(2)
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
(3)
M B = 0,8966 × 29 = 26 ⇒ B chứa H2S và H2 [Mg có dư sau phản ứng (1)]

0,5đ

7


2,987

x
+
y
=

22,4
Gọi x và y lần lượt là số mol khí H2S và H2, ta có  34x + 2 y

= 26
 x + y
0,1
Giải ra ta có x = 0,1 ; y =
. Từ (1), (2), (3) ta có:
3
0,1 × 32
%m(S) =
× 100% =
0,1 

50%, %m(Mg ) = 50%
 0,1 +
 × 24 + ( 0,1 × 32 )
3 


3
H2S + O2 → SO2 + H2O
2
0,1
0,1
0,1
1
H2 + O2 →
H2O
2
0,033
0,033
SO2 +
H2O2
→
H2SO4
0,1
0,147
0
0,047
0,1
m(dung dịch) = 100 + ( 0,1 × 64) + ( 0,133 × 18) = 108,8 gam
0,1.98
0,047.34
× 100% = 9%; C%(H2O2) =
= 1,47%
C%(H2SO4) =
108,8
108,8
2

Phương trình phản ứng:
S + O2 → SO2
(1)
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
Từ (1) và (2)
5
5
−3
⇒ n S = n SO 2 = n KMnO4 = × 0,625 × 0,005 = 7,8125.10 mol
2
2
7,8125.10 −3 × 32
%m S =
× 100% = 0,25% < 0,30%
100
Vậy nhiên liệu trên được phép sử dụng.

0,5 đ

0,5đ

1,0 đ
(2)

---------------------------------------------Hết---------------------------------------------Lưu ý chung toàn bài:
+ Điểm của một câu trong bài thi là tổng của các điểm thành phần của câu ấy. Điểm của bài thi
là tổng điểm các câu trong bài thi, phần lẻ được tính đến 0,25 điểm theo thang điểm 20.
+ Nếu thí sinh giải theo cách khác mà lập luận chặt chẽ, tính toán chính xác thì vẫn cho điểm tối
đa bài đó.

8