Đề thi năng khiếu môn Hóa 10H lần 1 năm học 2019- 2020 trường THPT Chuyên Nguyễn Trãi - Hải Dương.

TRƯỜNG THPT ĐỀ THI NĂNG KHIẾU LẦN I LỚP 10H CHUYÊN NGUYỄN TRÃI MÔN HÓA HỌC TỔ HÓA HỌC Thời gian: 180 phút Câu 1: (1,0 điểm) Một nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt các loại là 58,số khối nhỏ hơn 40. Xác định số khối A và số hiệu Z của nguyên tử đó. Câu 2 : (2,0 điểm) Cho biết năng lượng ion hoá thứ nhất, và thứ hai của 10Ne, 11Na, 12Mg như sau: Ne Na Mg I1(eV) 21,58 5,14 7,64 I2(eV) 41,07 47,29 ? a) Hãy so sánh I1 của Ne và Na? Mg và Na? So sánh I2 của Ne và Na? và giải thích ? b) Hỏi I2 của Mg cao hơn hay thấp hơn của Na? Vì sao? Câu 3: (1,5 điểm) Có thể viết cấu hình electron của Fe2+là Cách 1: Fe2+ [1s22s22p63s23p63d6]; Cách 2: Fe2+ [1s22s22p63s23p63d44s2]; Cách 3: Fe2+ [1s22s22p63s23p63d54s1]. Áp dụng phương pháp gần đúng Slater (Xlâytơ) tính năng lượng electron của Fe2+ với mỗi cách viết trên (theo đơn vị eV). Cách viết nào phù hợp với thực tế? Tại sao? Câu4: (1,5 điểm) Đồng vị 1940 K có chu kỳ bán huỷ là 1,49.109 năm. a)Tính khối lượng mẫu K trên có cường độ phóng xạ = 1 curi (1Ci = 3,7.1010 Bq)? b)Hỏi sau bao lâu thì khối lượng K trên chỉ còn 1%? c) Một mẫu rađon(Rn) ở thời điểm t=0 phóng ra 7,0.104 hạt  trong 1 giây, sau 6,6 ngày mẫu đó phóng ra 2,1.104 hạt  trong 1 giây. Hãy tính chu kì bán huỷ của Rn? Câu 5: (2,0 điểm) 1. Cho các nguyên tố 15X; 30Y; 35T. a) Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố trên. b) Xác định số e hóa trị, vị trí của mỗi nguyên tố trên trong bảng HTTH. c) Viết công thức phân tử của oxit, hiđroxit tương ứng với số oxi hóa cao nhất của chúng. 2. X, Y, R, A, B theo thứ tự là 5 nguyên tố liên tiếp trong Hệ thống tuần hoàn (HTTH) có tổng số điện tích hạt nhân là 90 (X có số điện tích hạt nhân nhỏ nhất). a) Xác định điện tích hạt nhân của X, Y, R, A, B. Gọi tên các nguyên tố đó. b) Viết cấu hình electron của X2−, Y−, R, A+, B2+. So sánh bán kính của chúng và giải thích. c) Trong phản ứng oxi hoá-khử, X2−, Y− thể hiện tính chất cơ bản gì? Vì sao? Câu 6:(2,0 đi ểm) Xe tạo được nhiều hợp chất trong đó có XeF2; XeF4; và XeO3 1. Vẽ cấu trúc Lewis của mỗi phân tử. 2. Mô tả dạng hình học của mỗi hợp chất bao gồm cả các góc liên kết. 3. Trình bày và giải thích phân tử nào là phân tử phân cực hay không phân cực. 4. Giải thích vì sao các hợp chất này rất hoạt động. Biết: Xe( khí hiếm); F( nhóm VIIA); O(nhóm VIA) (Học sinh không được sử dụng bảng HTTH) &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& HƯỚNG DẪN GIẢI TÓM TẮT ĐỀ THI NĂNG KHIẾU LẦN I LỚP 10H Câu1: (1,0 đi ểm) 2Z + N = 58 , Z + N < 40 => Z > 18. M ặt kh ác, Z ≤ N => 2 Z < 40 => Z < 20. T ừ đ ó ta c ó Z = 19 v à N = 20 => A = 30 Câu 2 : (2,0 điểm) 10Ne: 1s22s22p6 11Na: [Ne]3s1 12Mg: [Ne]3s2 a) * I1(Na) < I1(Ne) vì Na dễ dàng mất đi 1e để đạt được cấu hình bền vững của khí hiếm Ne. Còn Ne đang có cấu hình bền nên khó mất 1e để phá vỡ cấu hình bền đó. * I1(Na) < I1(Mg) . Do điện tích hạt nhân của Mg < của Na và cấu hình e của Mg+ kém bền hơn Na+ * I2(Na) > I2(Ne). Do Na+ đang có cấu hình e bền vững nên khó mất 1e, còn Ne+ có cấu hình e kém bền 2s22p5 nên dễ mất 1e hơn. b) I2(Mg) < I2(Na). Do khi tách 1e khỏi Mg+ thì tạo cấu hình e bền vững nên dễ dàng hơn khi tách 1e khỏi cấu hình bền của Na+. Câu 3: (1,5 điểm) Năng lượng của một electron ở phân lớp l có số lượng tử chính hiệu dụng n* được tính theo biểu thức Slater: 1 = -13,6 x (Z – b)2 /n* (theo eV) Hằng số chắn b và số lượng tử n* được tính theo quy tắc Slater. Áp dụng cho Fe2+ (Z=26, có 24e) ta có: Với cách viết 1 [Ar]3d6:  3d = - 13,6 x (26 – 1x18 – 0,35x5)2/32 = - 59,0 eV E1 = E(3d6) = 6  3d = - 354,0 eV Với cách viết 2 [Ar]3d44s2:  3d = -13,6 x (26 – 1x18 – 0,35x3)2/32 = - 73,0 eV 2 2  4s = - 13,6 x(26 – 1x10 – 0,85x12 – 0,35) /3,7 = - 29,4 eV Do đó E2 = E(3d44s2) = 4  3d + 2  4s = - 350,8 eV. Với cách viết 3 [Ar]3d54s1:  3d = -13,6 x (26 – 1x18 – 0,35x4)2/32 = - 65,8 eV  4s = - 13,6 x (26 – 1x10 – 0,85x13)2/3,72 = - 24,3 eV Do đó E3 = E(3d54s1) = 5  3d +  4s = - 353,3 eV. E1 thấp (âm) hơn E2 và E3 do đó cách viết 1 ứng với trạng thái bền hơn. Kết quả thu được phù hợp với thực tế là ở trạng thái cơ bản ion Fe2+ có cấu hình electron [Ar]3d6. Câu 4: (1,5 điểm) a) Theo công thức : v = k N = 3,7.1010 Bq với N là số nguyên tử 1940 K , k = ln2/T1/2 T1/2= 1,49.109.365.24.60.60 = 47.1015 giây. Vậy mK  1 k 40 N 40.3, 7.1010.47.1015   1, 667.105 ( g ) 23 NA 0, 693.6, 022.10 b) Theo CT: t  ln 1 k c) Theo CT: t  ln N0 t N  1/2 ln 0  9,9.109 ( năm) N 0,693 N A0 t 7.104  1/2 ln  6, 6.  t1/2  3,8 ( ngày) A 0, 693 2,1.104 Câu 5: (2,0 điểm) 1. a. Cấu hình: X là 1s22s22p63s23p3. Y là 1s22s22p63s23p63d104s2. T là 1s22s22p63s23p63d104s24p5. b. Số e hóa trị: X là 5; Y là 2; T là 7. Vị trí của: X là: Ô 15; Chu kỳ: 3; Nhóm: VA. Y là: Ô 30; Chu kỳ: 4; Nhóm: IIB. X là: Ô 35; Chu kỳ: 4; Nhóm: VIIA. c. Công thức phân tử của: * Oxit: X( X2O5); Y( YO); T( T2O7). * Hiđroxit: X là HXO3 hay H3XO4. Y là Y(OH)2. T là HTO4. 2. a) Gọi Z là số điện tích hạt nhân của X => Số điện tích hạt nhân của Y, R, A, B lần lượt (Z + 1), (Z + 2), (Z + 3), (Z + 4) Theo giả thiết Z + (Z + 1) + (Z + 2) + (Z + 3) + (Z + 4) = 90  16X; 17Y; 18R; 19A; 20B vậy đó là các nguyên tố => Z = 16 (S) (Cl) (Ar) (K) (Ca) b) S2-, Cl-, Ar, K+, Ca2+ đều có cấu hình e: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Số lớp e giống nhau => r phụ thuộc điện tích hạt nhân. Điện tích hạt nhân càng lớn thì bán kính r càng nhỏ. rS2- > rCl- > rAr > rK + > rCa 2+ c) Trong phản ứng oxi hóa – khử, ion S2-, Cl- luôn luôn thể hiện tính khử vì các ion này có số oxi hóa thấp nhất. Câu 6:(2,0 điểm) 1. .. .. .. :F Xe .. .. 2. .. ..F: .. :F : .. .. :F ..Xe .. :..F : .. : ..F .. :O .. .. Xe .. O .. : :O .. : XeF2: thẳng; 180o XeF4: vuông phẳng; 90o XeO3: tháp tam giác;  107o 3. XeF2 không phân cực. Cả hai lưỡng cực liên kết Xe – F có cùng độ lớn; chúng bù trừ lẫn nhau vì phân tử là thẳng. XeF4 không phân cực: các lưỡng cực liên kết Xe – F có cùng độ lớn, chúng bù trừ lẫn nhau vì phân tử là vuông phẳng. XeO3 phân cực: các lưỡng cực liên kết Xe – O có cùng độ lớn và dạng hình học phẳng dẫn đến một lưỡng cực thực sự. 4. Xe có điện tích hình thức dương trong mọi hợp chất trên. Vì vậy chúng là những chất oxi hóa tốt.