10hoa-nangkhieul1-2021-2022

TRƯỜNG THPT CHUYỂN

DE THI NANG KHIEU LOP 10

NGUYEN TRAI

Mơn: Hóa học

Tổ Hóa học

Thời gian làm bài: 180 phút
Ngay thi: 11 thang 10 nam 2021

Câu 1: 2,00 diém.
Một nguyên tử của ngun tơ X có tổng số hạt các loại là 82, số khối nhỏ hon 57.
1) Xác định điện tích hạt nhân của X?

2) Biết ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử X có 4 electron độc thân. Xác định chính xác
ngun tố X, viết cấu hình electron của X.
3) Cho biết X là kim loại hay phi kim? Số electron hóa trị của X?
4) Cho biết giá trị 4 số lượng tử của electron cuối cùng trong nguyên tử X?

Câu 2: 2,00 điểm.
Cho kí hiệu nguyên tử ;X.
1) Cho biết trong ion

X** c6 tong số hạt là bao nhiêu?

Điện tích hạt nhân là bao nhiêu

culong 2

2) Cấu hình electron của X ở trạng thái cơ bản là [isAr]3d5 hay [isAr]3d54s! phù hợp
hơn ?(dựa vào cách tính năng lượng theo Slater chứng minh).

3) Theo phương pháp Slater, tính năng lượng I1on hóa lì, lạ, lạ của X ở trạng thái phù hợp
trên?

Câu 3: 2,00 điểm.
Đông vị ?'I dùng trong y học thường được điều chế băng cách bắn phá bia chứa !j"Te bằng
nơtron trong lò phản ứng hạt nhân. Trong phương pháp này, trước tiên

2 Tenhận l nơtron

chuyền hóa thành !'Te, rồi đông vị này phân rã ƒ' tạo thành 11.
a. Viết phương trình các phản ứng hạt nhân xảy ra khi điều chế !*'1

b. Trong thời gian 3 giờ, Iml dung dịch J1 ban đầu phát ra 1.08.10!2 hạt B-.
- Tính nơng độ ban đầu của !''1trong dung dịch theo đơn vị umol/1.

- Sau bao nhiêu ngày, hoạt độ phóng xạ riêng của dung dịch !'1 chỉ cịn 103 Bq/ml?

Biết chu kì bán hủy của ?'1 là 8,02 ngày.

Câu 4: 2,00 điểm.


Năm

1888, Rydberg và Ritz da phat hiện ra một công thức kinh nghiệm để xác định vị trí

cua cac vach pho hydrogen bang su hap thu anh sang:

À— bước sóng, R — hằng sé Rydberg, n; va nz — cdc s6 tự nhiên.
Cac day quang phố dưới đây tương ung voi su chuyén (nhay) cua electron từ các trạng thái
nạ khác nhau về trạng thái cho săn nj.
Các dãy
pho

ni

n2

A, nm

Layman

1
1

3

do gan đúng là 100

Brackket
Ballmer

4

121

1456
3

Tinh hang so Rydberg va hoàn thành bảng bằng cách bơ sung các dữ kiện cịn thiếu.

Câu 5: 2,00 điềm.

Uran 235 có vai trị rất quan trọng trong ứng dụng năng lượng hạt nhân vào mục đích hịa
bình. Phản ứng của hạt nhân này với hạt nơtron xảy ra theo các hướng khác nhau. Một trong

số các hướng đó là một hạt nhân ?”U kết hợp với một hạt )n để tạo thành ƒ°Ba, Ÿ5Kr và một
loại hạt cơ bản khác (X).
a. Xác định X và hoàn thành phương trình phản ứng hạt nhân trên.
b.Tính năng lượng (kJ) thu được từ phản ứng trên nếu ban đầu ding 2,0 gam Uran 235.
Cho biét:*°U = 235,0439; Ba

= 137,9052; *Kr = 85,9106; 'n = 1,0087.

Gia thiét phản ứng trên đạt hiệu suất 100%.

Câu 6: 2,00 điểm.
Nguyên tử nito hấp thụ neutron nhiệt từ vũ trụ ở trên tầng bình lưu và tầng đối lưu của khí
quyền tạo ra đồng vị cacbon -14, là một đồng vị phóng xạ của nguyên tố cacbon.
a. Viết phương trình phản ứng hạt nhân hình thành nên nguyên tử cacbon -14. Trong cơ thê
sinh vật sống, nhờ vào đâu mà hàm lượng cacbon -14 luôn được ôn định?

b. Cho biết chu kỳ bán hủy của cacbon -14 là 5730 năm. Tính tuối của mẫu gỗ khảo cơ có độ
phóng xạ bằng 60% độ phóng xạ của mẫu gỗ hiện tại.

c. Khi nghiên cứu một cố vật dựa vào '*C người ta thấy trong mẫu có cả ''C ; số nguyên tử 2

đồng vị đó bằng nhau, tỉ lệ độ phóng xạ của 'C so voi “C bang 1,51.108 lần. Hãy tính tỉ lệ
độ phóng xạ "€ so với '*C trong mẫu này sau 12 giờ kê từ nghiên cứu trên. Biết l1 năm có
365 ngày.


Câu 7: 2,00 điểm.
1.

Khi chiếu ánh sáng có độ dài sóng 205nm vào bề mặt tắm bạc kim loại, các electron bị

bứt ra với tốc độ trung bình 7,5. 105 m/s. Hãy tính năng lượng liên kết theo eV của electron ở
lớp bề mặt của mạng tỉnh thê bạc. Cho mạ = 9,11.10”8gam; h = 6,626.103J.s; c = 3.108 m/s.
2. Một trong các phương pháp xác định tuổi của các vật thể địa chất dựa vào phản ứng phân
rã hạt nhân đó là phản ứng phân rã hạt nhân của đồng vị K-40. Đồng vị này chuyên hóa song

song thành Ca-40 và Ar-40 với chu kỳ ban ra T; = 1,47.10? nam và T› = 1,19.10!9 năm.
a) Viết phương trình các phản ứng hạt nhân.
b) Đề xác định tuôi của đá, người ta nung chảy nó trong chân khơng và xác định lượng Argon
sinh ra. Vì sao sử dụng Argon mà không phải Canxi?
c) Trong phản ứng phân rã song song. khối lượng chất thay đối theo thời gian theo phương
trình: m(®) = m(Ị).

—

tịnh) „trong đó kị và kạ là các hăng sơ phân rã mỗi phản ứng song
k

+k

t

4

`

`

vr

Lv

RK

^

~

Ke

2

Tr

song. Tính chu kỳ bán rã tống của K-40 của cả hai phản ứng.
d) Trong các phản ứng song song, lượng chất phân rã trong một phản ứng nào đó tỉ lệ nghịch
với chu kỳ bán rã tương ứng. Hỏi có bao nhiêu nguyên tử trong số 100 nguyên tử K-40 bị
phân hủy thành Argon?

Câu 8: 2 điểm.

Cân bằng các phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron hoặc thăng băng ion electron:
a) Fa + NaOH —> OF;{† + NaF + HạO

b) FeClạ+

KMnO¿u+

KHSO/u—> Fe;(SOa)

+ KaSO¿+

MnSO¿+Cl;

+ HO

c) (NH4)28306+K2Cr207+H2S O4—-S+(NH4)2S O4t KoSO4t+ Cro(SO4)3+ H2O
dj)

+

BrO;s

+

H*—~>

IT,

+

Br

+

HO

Câu 9.(2 điểm)
Hãy sắp xếp theo thứ tự tăng dẫn sự biến thiên góc liên kết trong dãy: CH¿, NH:, H;O. Giải
thích theo quan điểm thuyết lai hóa orbital ngun tử.

Câu 10. (2 điểm).
Viết công thức LewIs và xác định dạng hình học của các phân tử và lon sau:

HạO;, CO;, NO;', NO;
& & & & & & & & & & & && & & (hết) & && & && & && && & & & & &


DAP ANDE THI NANG KHIEU LOP 100
Mơn: Hóa học
Thời gian làm bài: 180 phút

Ngày thi: 11 tháng 10 năm 2021
Câu

|Ý

I

1.

(2,0d)

Hướng dẫn chấm
Theo bài ra tacó:

Mặt khác:

1< N/Z<

2Z

+ N

82 =>

=82(1)

N>Z

=>

va

Z+N

Điểm
< 57(2)

3Z <2Z4+N

=82=>

Z<

27,33

Từ (1) và (2) ta có Z > 25
Vậy

25<

0,5

Z< 27,33 mà Znguyên =>

Z =

{26, 27}=> ĐIHN Z+ = {26+ ; 27+}

2 | Vì trong trạng thái cơ bản, câu hình e của X có 4 e độc thân => phải có câu hình df hay | 0,5
d6

Vậy chỉ có Z = 26 thỏa mãn.

Câu hình:

[isAr]3d54s”.

3. | X là kim loại vì trong ngun tử chỉ có 2 e lớp ngồi cùng.

Số e hóa trị của X là 8.

0,5

4. | 4 sơ lượng tử của e ci cùng trong câu hình của X là: n= 3; =2;

m= -2; s = -1/2.

H(2,0đ) | 1 | -Số hạt trong X: số p = số e = 24; số n = 52 —24 = 28. Vật trong X có tổng số hạt là 76

Ma:

X

=>

Vay s6 hat trong X**:

X*+

76 -3 =73.
=>

g=+24.1,602.10° = + 3,8448.107!8(C)

2 | * Xét 2 cau hinh:

0,75
—

Esa = -13,6 (24-18.1-

(IT) [isAr]3d?)4s'có

Eaa= -13,61

E4s = 13,6!
=>

0,5

4+ 3e

- Điện tích hạt nhân cua X 1a Z+ = 24+

(I) [isAr]3d° c6

0,5

_

9

5.0,35)

2

= -27,294(eV)

24—18.1—4.

:
5 5 0,35) __ 31,975(eV)

24—10.1—13.
0 3 =

0,85)

:

= - 8,645(eV)

Eq = Enisar + 6E3a = Epigar] — 6.27,2944 = Episar — 163,7664(eV)
Eqn = EItsAr + 5Eaa + E4; = Epigacy — 5.31,975 — 1.8,645 = Ejigar] — 168,52(eV).

Vậy Eœ > Eap =>

Cấu hình dạng(ID bền hơn.


Vậy câu hình của X:

[isAr]3d74!.

=>

=>

X 'là

[isArl3d)

X?*:

0,75

[igAr]3d*=>

(24—18.1—4.0,35)

Mà X" có Eaa = -l3,6

X**:

[isAr]3d?.

= - 31,975(eV).

Ex”= EtisAr— 5.31,975 = EIisAn — 159,875(eV).
X”'có:

(24—18.1—3.0,35)7

Eaa=-13,6

= - 37,026(eV).

9

Ex”T= EiisAn — 4.37,026 = EtisAr — 148,104(eV).

x 062 Baga 213.6 eB
_

_

2.0.35)

2

= - 42,447(eV).

Ex”'
= EiisAn — 3.42.447 = EiisAr — 127,341(eV).
Vay: l= Ext-Ex= - 159,875 (-168,52)= 8,645(eV)
lb = Ex’* - Ext = -148,104 -(-159,875)= 11,771(eV)
Is = Ex** - Ex”* = -127,341 -+-148,104) = 20,763(eV)

Ii
(2,0 d)

0,5

> le+,n—., Te
131

131

5) Le >,,

+

—

-Gọi Nọ là số nguyên tử J1 có trong I1 ml dung dich ban đâu. Số nguyên tử

0,75

;, 1c6 trong 1 ml dung dich sau thời gian t là:
_In2

NEN,e

|

”“=N,e ¬

Số hạt B- phát ra trong thời gian t = 3 giờ
N, -N=N,(l-e
“) =1,08.10" > N, =

1L,08.10°
_

l—-e

In2

=10 nguyên tử

8,0 224

10°

= Nông độ ban đâu của )''1trong dung dịch là —————————

6,022.10°°.0, 001

= 16,6umol/1

-Hoat d6 phong xa riéng (tinh cho 1 ml dung dich) ban dau là

A, =AN,=

HỆ
In2 N

tụ,

In2
s“—————-:
3,02.24.60.60

0,75

' 10 Bq/ml

`
* - B uy - 10= > t=186,49 ngay.
0

IV

(2,0 d)

Ước tính giá trị của R (dựa vào dòng =I 1):
l

—=k
A

1

1

—--— |>
nh
Hộ

1/1

1

k=—-|
s+ -S
A\n
ny

Ifill

~ 100

{m-z)
Yr 3

1,0

_]

= 0.01125 nm’

Sau đó có thê tính chính xác giá trị của R băng cách sử dụng đữ liệu dòng
thứ hai và tính n2:


1

—=R|

A

I1

—-—

ny

ny

|>

—

1

0.01125. ch

121

_

—>đn,]1.94.

:

Do n2 là số tự nhiên nên nó phải bằng 2, do vậy có thể tính chính xác giá tri
của R:

L(I
1
R=—|—>-—]|
{4 7

—|

1 (1 1
=—|>5-=]
121 = >

-1

=0.01102 " nm".

Do m < nm, day Ballmer c6 7 = 1 hoặc 2.

n, = 1 la day Layman nhu ta thay trong bang. Do vay day Ballmer cé nl = 2
và bước sóng ứng với quá trình chuyên electron 2 —> 3 là
A,

=

|

I

HỆ

Hộ

=

0.01102.)

r| —--~|

|

2

1

—f

—-—

655 nm

2

Voi day Brackett ta cd:
A

=” A| s:~arÌ>
HỆ

ny

0,5

0,5

' 001 102 4-4 |

1456

4ˆ

J Os

on;

HỆ

n, en
:

V

Ban đâu ta đặt: ?”U +n > °Ba + &Kr +X

1,0

G90 |

|X la một hạt cơ bản, kí hiệu là *x. Áp dụng định luật bảo tồn số khối và
bảo tồn điện tích:
235+I=lI38+86+x—>x=l2

92 =564+ 36+y—y=0
Do

?x khơng phải là hạt cơ bản nên phải là 12 hạt ;n. Phương trình hạt

nhân:
2 U

+ ạn —>

s Ba

+

Kr

Độ hụt khối của (*) là :

+ 12) n

(**)

1,0

Am = 137,9052 + 85,9106 + 11.1,0087 — 235,0439 = —0,1324 (u)

Ap dung phương trình AE = AmC?, nang luong thoat ra khi cé 2,0 gam U235 phan tng la:
3

Ag=-1324.19—
(2 oo7o 109),
N,

235,0439

N, =-1,0125.10''(J) = -1,0125.10° (kJ)

VI

Phuong trinh phan tmg hat nhan:

“N+jn

>%C+/H

(2,0 d)

Khi đó C-14 bị phân hủy chậm thanh N-14. Do có cân bằng tạo thành và

phân hủy nên hàm lượng C-14 trong khí quyên hầu như không đổi ( C- 14

0,75


tôn tại dưới dạng CO).
CC

N+ Je

Thuc vat sống hấp thụ C-14 qua CO; sau đó động vật ăn thực vật làm cho
hàm lượng cacbon - l4 luôn được ồn định.

Tuôi của mẫu gỗ :

0,25

t= TIn2°=
29m
J260 ~ 1222 §1 (năm).
k
A
In2

,

`

0

Do số nguyên tử C-11 và C-14 bang nhaunén; = 4 = SX fe
A,

—

A(C-14)_

5730

_

tyac-1)
iae-14).
1⁄2(C-11) = Ẩ1/⁄2(C-14)
A(C-11) = 15110" = 3,79.10

5

k,

1,0

Loa

cy

(năm) .

Tỉ lệ độ phóng xạ giữa C-11 và C-14 sau 12 giờ là(0,5 ngày) :
—_

0/5

3653,79.10””

ACT = 151.108, =—_—
A(C 14)

x2.103

J 365.5730

Vil

Đối với niệu ứng quang điện ta có biêu thức liên hệ:

(2,0 d)

hy =

0,5

_he mv"
2

Thay số ta có: e= 6,62.10

34

3

8

— Ø,[I.10

—31

512

ˆ.(7,5.10)

7.126.109]

205.10

=>eg= 7,126.10': 1,602.10? = 4,45 eV
a. Phương trình phân rã: 2K
40

40

>, ca

0.25

+ X.
40

2K + _,đ—> ,AF

b. Không như Ar, Ca là một phân của đá, do đó độ chính xác trong việc | 0,25
định tuổi bằng Ca sẽ thấp.

=

In2

In2

=

k,+k, In2 In2
T1

T2

=

TT,

—

~

1,47.10°.1,19.10"

7+7, 1,47.10° +1,19.10"

= 1,31.10° nim

0,5


¢, TUK
>C4)_—Ú
—s1 — N(K->Ar)=——.100=11
N(K->Ar) T
+81

0,5

F› + NaOH — OFz† + NaF + HạO
2x |Fs + 2e -> 2F

0,5

1

Vill
(2,0 d)

lx

O?—O*2+4e

Điền hệ số: 2F; +2 NaOH — OF;† +2 NaF + H;O
FeCl, + KMnQO, + KHSO,-> Fe2(SO4)3

5x|

2FeCl->

6x

Mn'

+ KoSO4+

MnSO,+ Cl

+ HO

0,5

Fe.*? + 3Cl, + 6e

+ 5e

—

Mn”

Điền hệ số vào chất oxi hóa và chất khử ta được:

IOFeCl + 6GKMnO +

KHSO/—> 5Fe2(SOx)3 + K2SO4 + 6MnSO, + 15Ch +

HO

Đặt hệ số của KHSO¿ là a — hệ số của KaSO¿ là (3 + a/2).
Áp dụng định luật bảo toàn S ta duoc a= 15 +(3 + a/2) +6

10FeCl + 6KMnO, + 48KHSOu—

>a=48

5Fe2(SOs)3 + 27K2SO4 + 6MnSO.t+15Ch

+24H2O
(NH4)2S306+K2Cr207+H2S O4—S+(NH4)2SO4+K2SO4+
3x SaQ¿“ + 2HạO >S +
IxCrzO;“ +14H*'

2SO.7

+ 6e

+4 Ht+

Cro(SO4)3+ H2O

0,5

2e

—2Cr’* + 7HạO

3 SzOs”“ + CraO;“ + 2H!— 3S+

6 SO¿”“ + 2Cr”' + HạO

Hoàn thành: (NH¿);S2Os+K›zCTr›zOz+H;SOx—>3S+3(NH¿);5O¿+K›;SO¿+
Cr2(SO4)3+ H20
T+

BrO;

+

`
1x!

9F +

H*—~>

3T

I;

>

BrOz; +6H*+6e>

BrO;y

+

6H*—~>

+

Br

+

0,5

HO

ly +2e
Br

+

3HO

31;

+

Br

+

3H20


IX
(2,0 d)

Góc liên kết tăng dân theo thứ tự sau: HO, NH;, CH¿

0,5

Giải thích: do trong 3 phân tử H;O, NH;, CH¿, nguyên tử trung tâm đều lai

1,5

hoá sp”, phân tử CH¿ có cầu tạo tứ diện đều, góc HCH = 10992§/, cịn trong
phân tử HạO và NH: góc bị ép lại nhỏ hơn 109928/ do sự đây nhau giữa 2
cặp mây electron khơng liên kết lớn nhất, sau đó đến sự đây nhau giữa mây
electron không liên kết với mây electron liên kết, cuối cùng sự day nhau
giữa 2 mây electron liên kết là yếu nhất. Trong H;O, O còn 2 cặp electron
chưa tham gia liên kết còn trong NH¿, N có 1 cặp electron chưa liên kết nên
góc liên kết của HạO nhỏ hơn của NH:. (Hoặc có thê giải thích do khả năng
lai hố sp” tăng dần từ O đến C do sự chênh lệch phân mức năng lượng 2s

và 2p nhỏ dân)
Câu X: 2,00 điểm.
Phân

Công thức Lewis | Dạng hình học

Dạng hình học

tử
HO;

H: O . O

H

Hà

Do trên mỗi ngun tử O vẫn cịn 2

X

0,5

cặp e khơng tham gia liên kết nên
phân tử có cấu trúc gấp khúc

CO,

O=C=O

Xung

quanh

C có 4 cặp electron

0,5

dùng chung với 2 nguyên tử O, C
có lai hố sp, 2 ngun tử O liên kết
với C qua 2 obitan này. Phân tử có
dang thang.
NO,*

T3
Ư ::N::

7

.:+|[IOE=EN=OI'
6]

os

lon này đơng

electron với CO; nên

cũng có dạng thăng.

0,5


Xung quanh N có 3 nhóm quy ước

⁄

NO:

[gồm 1 cặp đơn+ I1 liên kết đôi + 1
electron độc thân | nên N có lai hố

sp’. Hai ngun tử O liên kết với 2
trong số 3 obitan lai hoá nên phân tử
có câu tạo dạng

chữ

V (hay gấp

khúc). Góc ONO < 120° vì sự đây
của electron độc thân

0,5