Đề thi năng khiếu môn Hóa lớp 10 10H lần 3 năm học 2019- 2020 trường THPT Chuyên Nguyễn Trãi - Hải Dương.

TRƯỜNG THPT CHUYÊN ĐỀ THI NĂNG KHIẾU LỚP 10 HÓA NGUYỄN TRÃI Môn: Hóa học - Lần thứ 3 – Năm học 2019- 2020 Tổ Hóa học Thời gian làm bài: 180 phút Ngày thi: 25 tháng 11 năm 2019 Câu 1: (2,5 điểm) Cho các nguyên tố với giá trị Z sau đây: N (Z = 7); H (Z = 1) ; Li (Z = 3); O (Z = 8) ; F (Z = 9); Na (Z = 11); Rb( Z = 37). a) Viết cấu hình electron của các nguyên tử. b) Căn cứ vào quy luật biến thiên tuần hoàn của độ âm điện trong bảng tuần hoàn hãy gán các giá trị  cho từng nguyên tố kể trên và xếp chúng theo chu kỳ và nhóm.  = 0,8; 0,4 ; 0,9 ; 2,1 ; 1,0 ; 3,5 ; 3,0. c) So sánh bán kính của O và O2- ; Na+ và Ne? Câu 2. (0,5 điểm) Hoàn thành các phản ứng hạt nhân sau: 26 a) 12Mg b) 19 9F c) 94Pu d) 2 1H + ...? → 10Ne23 + 2He4+ → ...? + 1 H1 242 + 2He4 + 10Ne22 → 4 0n1 + ...? + ...? → 2 2He4 + 0n1 Câu 3. (1 điểm) Kết quả nghiên cứu động học của phản ứng: 3I (dd) + S2O82 (dd)  I3 (dd) + 2SO42 (dd) được cho trong bảng dưới đây: [I], M [S2O82], M 0,001 0,001 1 0,002 0,001 2 0,002 0,002 4 Tốc độ (tương đối) của phản ứng Viết biểu thức liên hệ tốc độ phản ứng với nồng độ các chất tham gia phản ứng. Câu 4. (1,5 điểm) Có 3 hidrocacbon: C2H6 ; C2H4 ; C2H2 . Người ta ghi được các số liệu sau: - Về góc hoá trị (góc liên kết) : 1200 ; 1800 ; 1090 . - Về độ dài liên kết: 1,05 Å ; 1,07 Å ; 1,09 Å ; 1,200 Å ; 1,340 Å ; 1,540 Å. - Độ âm điện của nguyên tử cacbon : 2,5 ; 3,28 ; 2,75 . Hãy điền các giá trị phù hợp với từng hidrocacbon theo bảng sau, có giải thích ngắn gọn. Hidrocacbon CH3-CH3 CH2 = CH2 CH≡CH Kiểu Góc hoá Độ âm điện của lai hoá trị nguyên tử cacbon Độ dài liên 0 kết C-C ( A ) Độ dài liên kết 0 C-H ( A ) Câu 5.(1 điểm) Tính nhiệt phản ứng ở 250C của phản ứng sau:  CO2(k) + 2NH3(k) CO(NH2)2(r) + H2O(l) Biết trong cùng điều kiện có các đại lượng nhiệt sau đây: CO (k) + H2O (h)  CO2 (k) + H2 (k) H1 = - 41,13 kJ/mol CO (k) + Cl2 (k)  COCl2 (k) H2 = -112,5 kJ/mol CO(NH2)2(r) + 2HCl(k) H3 = -201,0 kJ/mol COCl2(k) + 2NH3 (k)  Nhiệt tạo thành HCl (k) H4 = -92,3 kJ/mol Nhiệt hóa hơi của H2O(l) H5 = 44,01 kJ/mol Câu 6. ( 1 điểm) Xác định ∆S, ∆H và ∆G của quá trình kết tinh 1 mol nước lỏng chậm đông ở -5oC, biết rằng nhiệt nóng chảy của nước đá ở 00C là 79,7 cal/g; nhiệt dung riêng của nước lỏng và nước đá lần lượt là 1,0 và 0,48 cal/g.K. Câu 7: (1,5 điểm) Một hợp chất hữu cơ (X) mạch hở có đồng phân hình học. Đốt cháy hoàn toàn 11,6 gam (X) thu được 17,6 gam CO2 và 3,6 gam H2O. a) Xác định công thức cấu trúc 2 đồng phân của (X), biết tỉ khối hơi của (X) so với He là 29. b) So sánh nhiệt độ nóng chảy của 2 đồng phân (X). Giải thích. Câu 8: (1 điểm) Cho 4 axit: CH3CH2COOH (A) CH3COCOOH (B) CH3COCH2COOH (C) CH3CH(+NH3)COOH (D). a) Biểu diễn các dạng hiệu ứng trong mỗi công thức trên. b) Sắp xếp A, B, C, D theo trình tự tăng dần tính axit. Giải thích. TRƯỜNG THPT CHUYÊN ĐÁP ÁN ĐỀ THI NĂNG KHIẾU LỚP 10 HÓA NGUYỄN TRÃI Môn: Hóa học - Lần thứ 3 – Năm học 2019- 2020 Tổ Hóa học Ngày thi: 25 tháng 11 năm 2019 Câu 1: (2,5 điểm) Cho các nguyên tố với giá trị Z sau đây: N (Z = 7); H (Z = 1) ; Li (Z = 3); O (Z = 8) ; F (Z = 9); Na (Z = 11); Rb( Z = 37). a) Viết cấu hình electron của các nguyên tử. b) Căn cứ vào quy luật biến thiên tuần hoàn của độ âm điện trong bảng tuần hoàn hãy gán các giá trị  cho từng nguyên tố kể trên và xếp chúng theo chu kỳ và nhóm.  = 0,8; 0,4 ; 0,9 ; 2,1 ; 1,0 ; 3,5 ; 3,0. c) So sánh bán kính của O và O2- ; Na+ và Ne? Giải: a) (1 điểm) 1 H : 1s1 8O [He]2s22p4 3 Li: [He]2 s1 9F [He] 2s22p5 7N : [He] 2s22p3 37Rb [Ne]3 s1 11Na :[Kr]5 s1 b) (1 điểm) - Các nguyên tố trên đều thuộc phân nhóm chính. - 1H; 3Li; 11Na; 37Rb thuộc phân nhóm chính nhóm I (do có 1e ngoài cùng).   giảm: H > Li > Na > Rb - 3Li; 7N; 8O; 9F thuộc cùng chu kỳ 2 ( do có 2 lớp e).   tăng: Li < N < O < F - Do tính phi kim của N > H  N > H   tăng: Rb < Na < Li < H < N < O < F tương ứng 0,8 0,9 1 2,1 3 3,5 4 c) 0,5 điểm * 8O: 1s22s22p4 8O 2- : 1s22s22p6 - O và O2- có cùng số lớp e. - Khi nhận thêm 2e vào để tạo O2-  lực đẩy giữa các e tăng (tăng như hiệu ứng chắn của các e)  làm giảm lực hút của hạt nhân với các e ngoài cùng. -O2- có cấu trúc e của khí hiếm  có đối xứng cầu  R(O2-) > R(O) * 11Na+: 1s22s22p6 10Ne: 1s22s22p6 Do có số e như nhau mà điện tích hạt nhân của Na+ > của Ne. R(Ne) > R(Na+) Câu 2. (0,5 điểm) Hoàn thành các phản ứng hạt nhân hạt nhân sau: a) 26 12Mg + ...? → 10Ne23 + 2He4+ b) 19 9F c) 94Pu d) 2 1H → ...? + 1 H1 242 + 2He4 + 10Ne22 → 4 0n1 + ...? + ...? → 2 2He4 + 0n1 Hướng dẫn chấm: Mỗi ý là 0,125 điểm x 4 = 0,5 điểm a) 12Mg b) 19 9F c) 94Pu d) 2 1H 26 + 0n1 + 1H1 242 → 10Ne23 + 2He4 → 8O16 + 2He4 + 10Ne22 → 4 0n1 + 104U260 + 3Li7 → 2 2He4 + 0n1 Câu 3. (1 điểm) Kết quả nghiên cứu động học của phản ứng: 3I (dd) + S2O82 (dd)  I3 (dd) + 2SO42 (dd) được cho trong bảng dưới đây: [I], M [S2O82], M 0,001 0,001 1 0,002 0,001 2 0,002 0,002 4 Tốc độ (tương đối) của phản ứng Viết biểu thức liên hệ tốc độ phản ứng với nồng độ các chất tham gia phản ứng. Giải : (1 điểm) 3I (dd) + S2O82 (dd)  I3 (dd) + 2SO42 (dd) Kết quả nghiên cứu động học phản ứng cho trong bảng: [I], M [S2O82], M 0,001 0,001 1 0,002 0,001 2 0,002 0,002 4 Tốc độ phản ứng tương đối Theo định luật tác dụng khối lượng: v = k[I]a[S2O82]b v1 = k(0,001)a.(0,001)b v2 = k(0,002)a.(0,001)b v3 = k(0,002)a.(0,002)b Ta có: v2  2a = 2  a = 1. v1 v3  2a.2b = 4  b = 1. v1  biểu thức định luật tốc độ phản ứng: v = k[I ].[S2O82] Câu 4. (1,5 điểm) Có 3 hidrocacbon: C2H6 ; C2H4 ; C2H2 . Người ta ghi được các số liệu sau: - Về góc hoá trị (góc liên kết) : 1200 ; 1800 ; 1090 . - Về độ dài liên kết: 1,05 Å ; 1,07 Å ; 1,09 Å ; 1,200 Å ; 1,340 Å ; 1,540 Å. - Độ âm điện của nguyên tử cacbon : 2,5 ; 3,28 ; 2,75 . Hãy điền các giá trị phù hợp với từng hidrocacbon theo bảng sau: Hidrocacbon Kiểu Góc hoá Độ âm điện của Độ dài liên lai hoá trị nguyên tử cacbon Độ dài liên kết 0 0 kết C-C ( A ) C-H ( A ) CH3-CH3 CH2 = CH2 CH≡CH Hướng dẫn chấm: Mỗi ý là 0,1 điểm x 15 = 1,5 điểm Hidrocacbon Kiểu Góc hoá Độ âm điện của Độ dài liên lai hoá trị nguyên tử cacbon Độ dài liên kết 0 0 kết C-C ( A ) C-H ( A ) CH3-CH3 sp 3 1090 2,5 1,540 1,09 CH2 = CH2 sp2 1200 2,75 1,340 1,07 CH≡CH sp 1800 3,28 1,200 1,05 Giải thích xuất phát từ lai hóa → góc hóa trị →độ âm điện→độ dài liên kết. Nếu không giải thích, trừ 1/3 số điểm  (Đáp án ghi trong bảng) Độ âm điện càng lớn  Độ dài liên kết càng nhỏ Câu 5.(1 điểm) Tính nhiệt phản ứng ở 250C của phản ứng sau:  CO2(k) + 2NH3(k) CO(NH2)2(r) + H2O(l) Biết trong cùng điều kiện có các đại lượng nhiệt sau đây: CO (k) + H2O (h)  CO2 (k) + H2 (k) H1 = - 41,13 kJ/mol CO (k) + Cl2 (k)  COCl2 (k) H2 = -112,5 kJ/mol CO(NH2)2(r) + 2HCl(k) H3 = -201,0 kJ/mol COCl2(k) + 2NH3 (k)  Nhiệt tạo thành HCl (k) H4 = -92,3 kJ/mol Nhiệt hóa hơi của H2O(l) H5 = 44,01 kJ/mol Hướng dẫn chấm: Câu 5.(1 điểm) Để có phương trình theo giả thiết, ta sắp xếp lại các quá trình đã cho kèm theo các đại lượng nhiệt tương ứng rồi tiến hành cộng các phương trình như sau: CO (k) + H2O (h)  CO2 (k) + H2 (k) COCl2 (k)  CO (k) + Cl2 (k) CO(NH2)2(r) + 2HCl(k)  COCl2 (k) + 2NH3 (k) H2 (k) + Cl2 (k)  2HCl(k) H2O(l)  H2O (h) Sau khi cộng ta được phương trình như giả thiết ta được: Hx = H1 - H2 - H3 + 2H4 + H5 H1 -H2 -H3 2H4 H5 = -41,13 + 112,5 + 201 - 184,6 + 44,01 = 131,78 kJ/mol Câu 6. ( 1 điểm) Xác định ∆S, ∆H và ∆G của quá trình kết tinh 1 mol nước lỏng chậm đông ở -5oC, biết rằng nhiệt nóng chảy của nước đá ở 00C là 79,7 cal/g; nhiệt dung riêng của nước lỏng và nước đá lần lượt là 1,0 và 0,48 cal/g.K. Giải: ΔH H2O (lỏng, -50C)   H2O (rắn, -50C) ∆H1 ∆H3 ΔH 2 H2O (lỏng, 00C)    H2O (rắn, 00C) ∆H1 = m.Cp.(T2 – T1) = 1.18.1.5 = 90 cal ∆H2 = m.∆Hđđ = -∆Hnc = -79,7 cal ∆H3 = 1.18.0,48.(-5) = -43,2 cal ∆H = -32,9 cal = -137,7 J ΔS1 = mCP ln T2 273 = 18.1.ln = 1,394 J/K T1 268 ∆S2 = -∆H2 : T2 = -1,222 J/K ΔS3 = mCP ln T1 268 = 18.0,48.ln = -0,669 J/K T2 273 ∆S = 1,394 – 1,222 – 0,669 = - 0,497 J/K ∆G1 = ∆H - T∆S = -137,7 – 268.(- 0,497) = -4,504 J Câu 7: (1, 5 điểm) Một hợp chất hữu cơ (X) mạch hở có đồng phân hình học. Đốt cháy hoàn toàn 11,6 gam (X) thu được 17,6 gam CO2 và 3,6 gam H2O. a) Xác định công thức cấu trúc 2 đồng phân của (X), biết tỉ khối hơi của (X) so với He là 29. b) So sánh nhiệt độ nóng chảy của 2 đồng phân (X). Giải thích. Giải: a) 1 điểm mC = 12. 17,6 = 4,8 (g) 44 mH = 2. 2.3,6 = 0,4 (g) 18 M0 = 11,6 - (4,8 + 0,4) = 6,4 (g) CTTQ (X): CxHyOz x:y:z= 4,8 0,4 6,4 : : =1:1:1 12 1 16 CTTN: (CHO)n 29n = 29 . 4  n = 4 → CTPT (X) : C4H4O4. * X: có đồng phân cis-trans, nên (X) phải có liên kết > C = C < và mỗi nguyên tử cacbon mang nối đôi phải có 2 nhóm thế khác nhau. * X: phân tử có oxi, nên (X) phải có nhóm chức. Nếu (X) có nhóm chức OH thì nhóm OH liên kết với nguyên tử cacbon no. Cấu trúc của hai đồng phân: H H C HOOC H C cis COOH C COOH C HOOC trans [axit maleic] H [axit fumaric] b) 0,5 điểm Nhiệt độ nóng chảy của axit fumaric > nhiệt độ nóng chảy của axit maleic. Giải thích: Đồng phân trans cấu trúc mạng tinh thể chặt chẽ hơn đồng phân cis nên nhiệt độ nóng chảy cao hơn. Câu 8: (1 điểm) Cho 4 axit: CH3CH2COOH (A) CH3COCOOH (B) CH3COCH2COOH (C) CH3CH(+NH3)COOH (D). a) Biểu diễn các dạng hiệu ứng trong mỗi công thức b) Sắp xếp A, B, C, D theo trình tự tăng dần tính axit. Giải thích. Giải: a) 0,5 điểm ; b) 0,5 điểm Axit CTCT TrËt tù s¾p xÕp O CH3CH2 C O A H (4) +I O CH3 B C O CH2 C O H (2) -I C (3) O CH3 CH D NH3 -I m¹ nh C O H (1)