TRẠI È ÙNG VƯƠNG LẦN TỨ XII ƯỚNG DẪN CẤM MÔN: Ó LỚP Ngày thi: tháng 7 năm 6 Thời gin làm bài: 8 phút (không kể thời gin gio đề) (Đáp án đề thi có trng) Chú ý: Các đáp án và bước chấm chỉ mng tính tương đối, học sinh có thể làm theo cách khác nếu đúng và lập luận đầy đủ vẫn cho điểm tối đ. Kính mong quý thầy cô đóng góp ý kiến cho đề và hướng dẫn chấm hợp lý và kho học hơn. Trân trọng cảm ơn. Câu (.5 điểm) Cấu tạo nguyên tử, phân tử, BT, hạt nhân (,5 điểm) Viết cấu hình electron củ N (Z = ) và Mg (Z = ) ở trạng thái cơ bản? Xác định năng lượng orbitl củ các electron hoá trị và từ đó suy r năng lượng ion hoá thứ nhất và thứ hi củ hi nguyên tử trên, so sánh những giá trị thu được và giải thích sự khác nhu. ( Trường chuyên Bắc Kạn). P và P đều phóng xạ với thời gin bán hủy lần lượt bằng, ngày và 5, ngày. Một mẫu phóng xạ đồng thời chứ P và P có tổng hoạt độ phóng xạ bn đầu 96, Ci. Su, ngày, tổng hoạt độ phóng xạ còn lại 569,7 Ci.. Tính % khối lượng củ các đồng vị trong mẫu bn đầu. b. Tính tỷ lệ số nguyên tử các đồng vị ở thời điểm bn đầu. (Trường chuyên Lào Ci) * Ở trạng thái cơ bản, cấu hình e củ N là: s s p 6 s hy [Ne]s và củ Mg là: s s p 6 s hy [Ne]s * Năng lượng orbitl củ electron hoá trị đối với N: s = + (8,85) = 8,8 Z * s = 8,8 =, Es =,6, = 7, ev Năng lượng ion hoá thứ nhất: N N + + e I = E(N + ) E(N) = Es Es = ( 7,) = 7, ev. Năng lượng ion hoá thứ hi: N + N + + e Trong N + : s s p 6 s = p = (,85) + (7,5) =,5 Z * s = Z * p =,5 = 6,85 Es =Ep =,6 Trong N + : s s p 5 6,85 = 59,5 ev * s = p = (,85) + (6,5) =,8 Z s = Z * p =,8 = 7, Ep =,6 7, = 76, Ev I = 7E(N + ) 8E(N + ) = 7( 76,) 8( 59,5) =,6 ev,5,5,5
* Năng lượng orbitl củ electron hoá trị đối với Mg: s = + (8,85) +,5 = 9,5 Z * s = 9,5 =,85 Es(Mg) =,6,85 =, ev Năng lượng ion hoá thứ nhất: Mg Mg + + e Trong Mg + : s s p 6 s s = + (8,85) = 8,8 Z * s = 8,8 =, Es(Mg + ) =,6, = 5,5 ev I = Es(Mg + ) Es(Mg) = ( 5,5) (,) = 9, ev. Năng lượng ion hoá thứ hi: Mg + Mg + + e Trong Mg + : s s p 6 I = E(Mg + ) E(Mg + ) = Es Es = ( 5,5) = 5,5 ev. * So sánh: Với N (I 6I) còn với Mg (I,5I) * Giải thích: Cấu hình N + bão hoà, bền nên sự tách e N + cần tiêu tốn năng lượng lớn Cấu hình Mg + bão hoà, bền nên sự tách e để Mg + Mg + thuận lợi hơn... ằng số tốc độ phân rã củ P: =,69/, ngày =,85x - ngày - P: =,69/5, ngày=,7x - ngày -,5,5,5,5,5 t = : t=, ngày : 96, Ci (),85..,,7..,,5,675 569,7 Giải hệ () & () rút r: m( P) = x m( P) = x. e. e 569,7 Ci () Ci () = 97, Ci; () N( P) N N. N k (5) N( P) N N. N = 9, Ci m( P)... 97,., 7. Chi () cho (5) 59, 6 m( P)... 9,.,85. 59, 6 Vậy % về khối lượng củ đồng vị (P) là :,998 99,8% 59,6,5 % về khối lượng củ đồng vị (P) là,8 %. b.tỉ lệ số nguyên tử các đồng vị: N( P). 97,, 7. = =5,67. N( P). 9,,85.,5 Câu (.5 điểm) ình học phân tử - Liên kết hó học - Tinh thể ĐLT Dự trên mô hình VSEPR, giải thích dạng hình học củ các phân tử N, Cl và Xe.,5,5
E. Vẽ tất cả các cấu trúc Lewis có thể có (chỉ rõ các electron bằng dấu chấm) củ hiđro zit N và xiclotrizen N. Tính điện tích hình thức củ các nguyên tử đối với mỗi cấu trúc. (Trường chuyên Chu Văn n- Lạng Sơn). Vàng (u) kết tinh ở dạng lập phương tâm mặt có cạnh củ ô mạng cơ sở = 7 pm (pm = - m).. Tính khoảng cách nhỏ nhất giữ hạt nhân củ nguyên tử u? b. Xác định số phối trí củ nguyên tử u? c. Tính khối lượng riêng củ tinh thể u? d. Tính độ đặc khít củ tinh thể u? Biết u = 96,97 ; N = 6,.. (Trường chuyên Lê Quý Đôn- Điện Biên,Trường chuyên Lê Quý Đôn- Li Châu và trùng ý tưởng trường chuyên Co Bằng) Cấu tạo củ phân tử N cho thấy qunh N có không gin electron hó trị khu trú, trong đó có cặp electron tự do (BE) nên phân tử N có dạng tháp đáy tm giác với góc liên kết nhỏ hơn 9 o 8 ' (cặp electron tự do đòi hỏi một khoảng không gin khu trú lớn hơn):.... N N Phân tử Cl có năm khoảng không gin electron hó trị khu trú, trong đó có hi cặp electron tự do (BE) nên có dạng chữ T (các electron tự do chiếm vị trí xích đạo):.. Cl Cl,5 Phân tử Xe có sáu khoảng không gin electron hó trị khu trú, trong đó có hi cặp,5 electron tự do (BE) nên có dạng vuông phẳng (các cặp electron tự do phân bố x nhu nhất): Xe Xe. Các cấu trúc Lewis và điện tích hình thức:,x5 =,5 N N N N N N....,5,5 N N N C N N N D N B N N E. Cấu trúc tinh thể ô mạng cơ sở củ u:,5,5
O B D C ) Tính khoảng cách ngắn nhất giữ hạt nhân u: Mặt ô mạng: O = R = d,5 d d 7 d 87,79 (pm) =,8779. -8 (cm) b) Số phối trí củ nguyên tử u là,5 c) Trong ô mạng cơ sở có số nguyên tử u:,5 8. 6. nguyên tử 8 m.96,97 D V 6,..,7. 8 9, d) d R,8779. 8 (cm) R,895. 8 (cm) Độ đặc khít củ tinh thể..,.,895. u 8,7. u = 7% 8 Câu (.5 điểm) Nhiệt Cân bằng hó học. Cho,5 mol NI(r) vào trong bình chân không dung tích lít, ở 6K, xảy r phản ứng su: N I N + I K =,69 () (r) (k) ( k ) I (k) (k) + I ( k ) K = () 6. Tính áp suất riêng phần củ khí và áp suất tổng cộng khi cân bằng được thiết lập. b. Tính khối lượng NI(r) còn lại khi cân bằng. (Trường chuyên Tuyên Qung). Năng lượng liên kết có thể được tính dự vào biến thiên entnpi củ quá trình chuyển các nguyên tử tự do thành phân tử (tính cho mol). Đại lượng này thường gọi là sinh nhiệt nguyên tử. Năng lượng liên kết củ các liên kết có trong một chất được định nghĩ là biến thiên entnpi củ quá trình biến đổi một số vogdro phân tử củ chất đã cho thành các nguyên tử tự do. Như vậy, năng lượng liên kết ngược dấu với sinh nhiệt nguyên tử..5
Ở điều kiện tiêu chuẩn, cho biến thiên entnpi củ phản ứng phân li các phân tử, Br, củ sự thăng ho thn chì (Ctc) như su: (k) (k) =, kj/mol Br(l) Br(h) = 9 kj/mol Ctc(r) C(k) = 7,6 kj/mol. và biến thiên entnpi hình thành củ C và CBr lần lượt là: Δ 7,8kJ/mol ; Δ 5,6kJ/mol f(c ) Tính năng lượng liên kết C-Br trong CBr. (Trường chuyên Lê ồng Phong- Nm Định) ) Tính áp suất riêng phần củ khí Theo (): K = P N.P I =,69 5 f(c Br) P. P I P P Theo () K,5 P,5 P P P 6 P I I I P P P PI P P P (,5 P ) N I I I I P N,5 P I K P P P I., 5 I 5 I, 69 P,6 ( tm); P,5 ( tm); P P,5 ( tm) I N I P,6, 5,5,5,9 ( tm). b) Tính khối lượng NI(r) còn lại khi cân bằng. PV, 5. nn,88 (mol) RT,8.6 Số mol NI còn lại =,5 -,88 =,66 (mol). m,66.5, (gm) NI. (k) (k). =., kj/mol () Ctc(r) C(k) = 7,6 kj/mol () (k) + Ctc(r) C(k) = Δ -7,8 kj/mol () f(c ) Lấy () trừ đi () và () t có: (k) + C(k) C(k) 5 5 = - 7,8-7,6 -., = -69,8 (kj/mol) Trong C có liên kết C-. Năng lượng liên kết trung bình củ mỗi liên kết C- là: -5 69,8 E C- =,5 (kj/mol). Br(l) Br(h) = 9 kj/mol () (k) 6(k). =., kj/mol (5) Ctc(r) C(k). =.7,6 kj/mol. (6) (k) + Br(l) + Ctc(r) CBr(k). Δ =.(-5,6) kj/mol) (7) f(c Br) Từ (), (5), (6) và (7) t có: 6(k) + Br(h) + C(k) CBr(k) y: (k) + Br(h) + C(k) CBr(k).Δ f(cbr) - Δ -.Δ -.Δ 6 = = - 89,5 (kj/mol) I 6,5,5,5,5,5,5.5,5
Trong phân tử CBr có liên kết C- và liên kết C-Br, nên: E(C-Br) = - 6. E(C-) = 89,5.,5 = 5,5 (kj/mol),5 Câu (.5 điểm) Động hó. Cho phản ứng hó học su: C5I + NO C5O + NI Nồng độ bn đầu củ hi chất phản ứng bằng nhu. Để một nử lượng bn đầu các chất phản ứng chuyển thành sản phẩm ở o C cần 96 phút.. Tính thời gin để một nử lượng bn đầu các chất phản ứng chuyển thành sản phẩm ở 6 o C, biết rằng hệ số nhiệt độ củ phản ứng là,8 b. Tính năng lượng hoạt hó củ phản ứng. c. Tính hằng số tốc độ k ở hi nhiệt độ trên, biết rằng phản ứng là bậc hi (bậc một đối với mỗi chất) và nồng độ bn đầu mỗi chất đều là,5m. (Trường chuyên Nguyễn Tất Thành- Yên Bái). moxicilin là thuốc kháng sinh có thể dùng để điều trị nhiễm khuẩn đường hô hấp trên, đường tiết niệu Nồng độ tối thiểu có thể kháng khuẩn là, mg/kg thể trọng. Khi kê đơn cho một bệnh nhân nặng 5kg, bác sĩ kê đơn mỗi lần uống viên thuốc (có hàm lượng moxicilin 5 mg/ viên). Bệnh nhân cần uống các viên thuốc tiếp theo cách lần đầu bo nhiêu lâu? Biết rằng chu kì bán hủy củ moxicilin trong cơ thể người là 6 phút. Giả thiết quá trình đào thải thuốc là phản ứng bậc (Trường chuyên à Ging),5 T v T T t t = 96 96 t 9, phút TT 6,8 vt t,8.5 Tính năng lượng hoạt hó củ phản ứng k t E 96 E,5 ln ln ln k t R T T 9 8, 5 E = 87976,79 J.mol - Vì nồng độ bn đầu củ hi chất bằng nhu nên : t/ = k = k [ ] o t/ [ ] o.5 Ở o C, k = 96.,5 =, (mol-.l.phút - ) Ở 6 o C, k =, 65 9,.,5 (mol-.l.phút - ).,5 Lượng thuốc tối thiểu cần duy trì trong cơ thể bệnh nhân là 5., = mg. ln ằng số tốc độ quá trình đào thải thuốc là k, t,5 / Su khi uống viên thuốc đầu tiên, thời gin để thuốc đào thải còn mg là: m 5 ln k. t ln, t m t t = 5 phút,5 Vậy su khi uống viên thuốc đầu tiên, su 5 phút (khoảng 8h) cần uống tiếp viên thứ hi. Su khi uống viên thứ, lượng thuốc trong cơ thể lúc này là 5 mg. Su khi uống viên thuốc thứ, thời gin để thuốc đào thải còn mg là: 6
m 5 ln k. t ln, t m t t = 5, phút Vậy bệnh nhân cần uống các viên thuốc cách nhu khoảng 8 giờ,5 Câu 5 (.5 điểm) Dung dịch ( xit- bzơ, kết tủ). Dung dịch là hỗn hợp củ PO và NSO, M, có p =,. ) Tính C trong dung dịch. PO b) Tính nồng độ COO phải có trong dung dịch so cho độ điện li củ PO giảm 5%. Coi thể tích dung dịch không thy đổi. Cho pk (SO ) = ; pk(po) =,5; 7,;,; pk (COO) =,75 (Trường chuyên ạ Long- Quảng Ninh). Trộn ml PO,M với ml CCl,M được hỗn hợp X. Phản ứng có xuất hiện kết tủ không? Giải thích bằng định lượng. Cho: PO: pk =,5; 7,;,; pks (CPO) = 6,6; pks (C(PO)) = 6,6. (Trường chuyên Sơn L) ) SO + + SO K = - () PO + + PO K = -,5 () PO + + PO K = -7, () PO + + PO K = -, () O + + O - Kw = - (5) Vì p =, bỏ qu sự phân li củ nước. K >> K >> K quá trình () và () quyết định p củ hệ,5.5 + K K T có: [ ] = [SO ] + [PO ] = C. + C SO PO. K + [ ] K + [ ] K K C PO. [ ] - C. SO + K + [ ] K + [ ] K K + [ ] C PO ([ ] - C. ). SO K + [ ] K - -,5,, + PO ( ). -, -,5 C -,. + = 9,6. - (M).5 - [ PO ] b. T có: α = α =. ; PO C PO -,5 - trong đó [ PO - ] = 9,6.. -,6. α =.,5% SO - 9,6. -,5 -, =,6. -.5 Khi có mặt COO trong dung dịch độ điện li củ PO giảm 5% α = α, =,5%,75,6% và trong dung dịch thu được sẽ có quá trình PO quyết định p củ hệ: 7.5
SO + + SO K = - () PO + + PO K = -,5 () COO + + COO K = -,75 (6) T có: [ ] = [SO ] + [ PO ] + [COO ] vì PO << PO << PO + K K' [ ] = C. + [ SO + PO ] + CCO O. + K + [ ] K + [ ] CCOO = + - PO + ' - C. K K + [ ]. (7) SO + K + [ ] K ' ' Từ biểu thức Từ () [ PO ] α = α, =,6%. C PO PO PO =,. - M PO = 9,6. - -,. - = 6,5. - (M). K.[,5 + PO ].6,5. =,8 M [ PO ],..5 Thy giá trị PO và + vào (7), t được: - CCOO = (,8,. - -, ). -, 8 -,75, 8 -,75 =,6 M..5. PO ˆ ˆ ˆ ˆ + + PO - K = -,5,5M,5-x x x x = [ + ] = [PO - ] =,56,,5 [PO - PO ] = -7, = -7, PO 7,, 7,7 [PO ] k., 56 Điều kiện kết tủ: 7, 9,5 C. C. C PO < Ks (CPO) = -6,6 Không có kết tủ CPO,5,5 C 7,7,. C. C PO Không có kết tủ C(PO) < Ks (C(PO)) = -6,6,5 Câu 6 (.5 điểm) Phản ứng oxi hó khử. oàn thành và cân bằng các phản ứng su đây bằng phương pháp ion -electron:. [e(cn)6] - + + + MnO - e + + CO + NO - + Mn + b. CuP + CrO7 - + + Cu + + PO + Cr + c. so + Ce + + O so - + Ce + + + 8
(Trường chuyên Vĩnh Phúc). Cho một pin điện có sơ đồ su: (-) g, gs NS, M CuSO, M Cu (+). Viết các phản ứng xảy r tại mỗi điện cực và phản ứng tổng quát xảy r trong pin điện ở 5 o C. b. Tính sức điện động củ pin điện tại nhiệt độ trên biết: =,8V, =, V. E o g /g T g S= 9, E o u C /Cu c. Tính nồng độ ion Cu + và S - trong dung dịch khi pin hết điện, giả sử hi dung dịch điện li ở hi điện cực có thể tích bằng nhu. (Trường chuyên ùng Vương- Phú Thọ ). [e(cn)6] - + + + MnO - e + + CO + NO - + Mn +,5-5 [e(cn) 6] Oe 6NO 6CO 6 6e 6 MnO8 5eMn O,5 5[e(CN)6] - + 88 + + 6MnO - 5 e + + CO + NO - + 6Mn + + 9O b. CuP + CrO7 - + + Cu + + PO + Cr + 6 Cu P OCu PO 5 e Cr O 6e Cr 7 O 7 6CuP + CrO7 - + + 8 Cu + + 6PO + Cr + + 5O c. so + Ce + + O so - + Ce + + + Ce ece so O so e so + Ce + + O so - + Ce + + +.. Phản ứng điện cực: not: g + S - gs + e Ctot: Cu + + e Cu TQ: g + S - + Cu + Cu + gs b. E = Ep - ET o,59 o,59,59 E lg C E lg T lg = Cu Cu Cu g / g g S =,,95,8 +,55,95 =,965 V c. Phản ứng: C / S g + S - + Cu + E o =,,8 +,55 =,9855 V KCB =,9 Cu + gs,5,5,,5,5,5 [Cu + ] = [S - ] =,9 =, -7 mol/l,5 9
Câu 7 (.5 điểm) logen oxi lưu huỳnh. Cho biết, B, C, D, E là các hợp chất củ N. Cho tác dụng lần lượt với các dung dịch B, C thu được các khí X, Y. Cho D, E lần lượt tác dụng với nước được các khí tương ứng Z, T. Biết X, Y, Z, T là các khí thông thường, chúng tác dụng được với nhu ở điều kiện thích hợp. Tỉ khối củ X so với Z bằng và tỉ khối củ Y so với T cũng bằng. Tìm các chất, B, C, D, X, T, Z, T. Viết các phương trình phản ứng xảy r. (Trường chuyên Thái Nguyên). Lấy 5,ml dung dịch nước Jvel thương mại định mức thành 5,ml bằng nước cất. Dùng pipet lấy,ml dung dịch loãng cho vào bình nón, thêm tiếp vào bình nón 5ml nước cất và khoảng gm KI. Chuẩn độ dung dịch trong bình nón hết,8ml dung dịch NSO,M.. Viết các phản ứng hó học trong thí nghiệm trên. b. Tính số gm NClO có trong lít nước Jvel thương mại. là NSO ; B là NSO hoặc NSO hoặc NSO ; C là NS hoặc NS; D là NO ; E là NN ; X là SO ; Y là S ; Z là O ; T là N.. Các PT. + B NSO + NSO NSO + SO + O NSO + NSO NSO + SO + O + C NSO + NS NSO + S + O NSO + NS NSO + S + O D + O NO + O NO + O E + O NN + O NO + N X + Y S + SO S + O X + Z SO + O X + T VO 5 SO t SO + N + O NSO SO + N + O (N)SO Y + Z S + O (thiếu) S + O S + O (dư) t SO + O Phương trình phản ứng: NClO + KI + O NCl + KO + I I + NSO NI + NSO6 Từ các phương trình phản ứng suy r: Số mmol NClO = số mmol I = số mmol NSO =,8,=,mmol,5 Khối lượng NClO = 59,5mg Khối lượng NClO trong, lít nước Jvel thương mại là:,5,5,5,5,5,5,, 5,5
5 59,5mg 595 mg / l 59,5 g / l 5 Câu 8 (.5 điểm) Bài tập tổng hợp. Khi hoà tn,8 gm một kim loại (hoá trị, đứng su trong dãy điện hoá) trong 7,78ml SO 98% (D =,8 g/ml) đun nóng, t được dung dịch B và một khí C duy nhất. Trung hoà dung dịch B bằng một lượng NO,5M vừ đủ rồi cô cạn dung dịch, nhận được 8, gm chất rắn D gồm muối NSO.O và SO.xO. Su khi làm khn muối trên, thu được chất rắn E có khối lượng bằng 56,% khối lượng củ D.. Xác định kim loại và công thức củ muối SO.xO. b. Tính thể tích dung dịch NO,5M đã dùng. c. Cho toàn bộ khí C tác dụng với lít dung dịch KMnO,M, dung dịch KMnO có mất màu hoàn toàn hy không? (Trường Chuyên Tuyên Qung). Đun nóng 6,5 gm hỗn hợp X gồm KMnO và KClO, su một thời gin thu được,55 gm hỗn hợp chất rắn Y. Cho Y tác dụng hoàn toàn với dung dịch Cl đặc, su phản ứng thu được, lít Cl (đktc) và dung dịch Z gồm MnCl, KCl, Cl dư. Viết các phương trình phản ứng và tính khối lượng củ mỗi chất trong hỗn hợp chất rắn bn đầu. + SO SO + SO + O () NO + SO NSO + O () Khí C là SO vì đứng su trong dãy điện hoá,8 7,78.,8.98 Số mol các chất: n mol;, 5 mol Theo (): n n SO () 5,6 n SO mol 98.,8 n SO n mol 5,6 n SO (),5 mol. 5,6 Theo (): n N SO n SO (),5 mol 5,6 n N SO. O,5 mol 5,6,8 md (,5 ). ( 96 8x). 8, 5,6,8 me (,5 ). ( 96). 8,.,56 6,96 6 x 5 Vậy là Cu và SO.xO là CuSO.5O 5,6 b) Theo (): n NO n SO () (,5 ), mol 6, Vdung dịch NO,5M =, lít = ml,5,8 c) Theo (): nso n, mol. 6,5,5,5,5,5
5SO + KMnO + O KSO + MnSO + SO () Theo (), để phản ứng hết với SO: n KMnO n, 8 () SO mol 5 Theo đề: n KMnO, mol >,8 mol dung dịch KMnO chỉ bị nhạt màu chứ không mất màu hoàn toàn.. Phương trình phản ứng: KMnO KMnO + MnO + O KClO KCl + O KMnO + 6Cl KCl + MnCl + 5Cl + 8O KMnO + 8Cl KCl + MnCl + Cl + O MnO + Cl MnCl + Cl + O KClO + 6Cl KCl + Cl + O O,5,,5 KClO KMnO KCl, K MnO, MnO Cl Cl KClO KMnO Đặt số mol KClO; KMnO và Cl tương ứng là x, y, z: Dự vào các định luật bảo toàn t có: z n x y; n y; n KCl MnCl O ệ phương trình: KCl, MnCl, O,5x 58y 6,5 x,5, m 8,75g KClO x z (x y) y y,5, m 7,775g KMnO z,5 5,5,55 z x y 6,5 --------------------------- ẾT ---------------------------