Bài tập phân rã phóng xạ – phản ứng hạt nhân

rong 500 cm3 dung dịch chứa 10-3 mol FeCl3 và 5.10-3 mol KSCN. Tính nồng độ ion Fe(SCN)2+ tại trạng thái cân bằng. Hỏi dung dịch cĩ màu đỏ khơng
Hịa tan tinh thể NaF vào dung dịch trên (thể tích dung dịch khơng biến đổi) tạo thành ion FeF2+ với hằng số bền là . Hỏi bắt đầu từ lượng nào thì màu đỏ biến mất. 
ĐS: 1. 1,27.10-3M > 10-5M nên cĩ màu đỏ ; 2. 0,0938 gam 
Câu 15: Một sunfua kim loại MS cĩ tích số tan Tt. Tính pH của dung dịch M2+ 0,01M để bắt đầu kết tủa MS bằng dung dịch H2S bão hịa 0,1M và pH của dung dịch khi kết thúc sự kết tủa của sunfua này, nếu chấp nhận nồng độ của M2+ cịn lại trong dung dịch là 10-6M
ĐS: Bắt đầu kết tủa :, kết thúc kết tủa: 
Câu 16: Thêm 1 ml dung dịch 0,10 M vào 1ml dung dịch 0,01 M và 1M. Cĩ màu đỏ của phức hay khơng? Biết rằng màu chỉ xuất hiện khi và dung dịch được axit hĩa đủ để sự tạo phức hidroxo của Fe (III) xảy ra khơng đáng kể. Cho; ( là hằng số bền).
Câu 17: Đánh giá thành phần cân bằng trong hỗn hợp gồm 1,0.10-3 M; 1,0 M và Cu bột. Cho ;; (ở 250C)
Câu 18: Cho: H2SO4 : pKa2 = 2 ; H3PO4 : pKa1 = 2,23 , pKa2 = 7,21 , pKa3 = 12,32
Viết phương trình phản ứng và xác định thành phần giới hạn của hỗn hợp khi trộn H2SO4 C1M với Na3PO4 C2M trong trường hợp sau: 2C1 > C2 > C1
Tính pH của dung dịch H3PO4 0,1M
Cần cho vào 100ml dung dịch H3PO4 0,1M bao nhiêu gam NaOH để thu được dung dịch cĩ pH= 4,72.
	TRƯỜNG THPT CHUYÊN THĂNG LONG	KÌ THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT
	LỚP 12 HĨA 	NĂM HỌC 2008 – 2009 
	ĐỀ KIỂM TRA SỐ 1
MƠN THI: HĨA HỌC 
HĨA HỌC ĐẠI CƯƠNG
Thời gian làm bài: 180 phút (Khơng kể thời gian phát đề)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Câu 1: (2.0 điểm) 
Tại sao ion phức spin thấp [Co(NH3)6]3+ lại cĩ màu. Giải thích dựa vào . Cho biết: . 
Dựa trên mơ hình VSEPR, giải thích dạng hình học của NH3, ClF3, XeF4.
Quá trình: cĩ I1 = 13,614 (eV). Dựa vào phương pháp Slater xác định hằng số chắn của các electron trong nguyên tử đối với electron bị tách. So sánh độ bền tương đối của hai cấu hình electron của O và O+, giải thích. 
Câu 2: (2.0 điểm) Thiết lập biểu thức phụ thuộc giữa thế oxi hĩa – khử với pH của mơi trường trong 2 trường hợp sau:
. Ở pH = 7, cĩ oxi hĩa được khơng? Biết rằng: 
Biết tích số ion của nước KW = 10-14 và ( tại 25oC, 1atm)
Câu 3: (1.5 điểm) Cho phản ứng: (1) là phản ứng đơn giản. Tại 27oC và 68oC, phương trình (1) cĩ hằng số tốc độ tương ứng lần lượt là k1 = 1,44.107 mol-1.l.s-1 và k2 = 3,03.107 mol-1.l.s-1, R = 1,987 cal/mol.K
Tính năng lượng hoạt hĩa EA (theo cal/mol) và giá trị của A trong biểu thức mol-1.l.s-1. 
Tại 119oC, tính giá trị của hằng số tốc độ phản ứng k3. 
Nếu CoA = CoB = 0,1M thì 1/2 ở nhiệt độ 119oC là bao nhiêu.
Câu 4: (2.5 điểm) Điện phân dung dịch NaCl dùng điện cực Katode là hỗn hống Hg dịng chảy đều và dùng cực titan bọc ruteni và rođi là Anode. Khoảng cách giữa Anode và Katode chỉ vài mm
Viết phương trình phản ứng xảy ra tại điện cực khi mới bắt đầu điện phân pH = 7. Tính các giá trị thế điện cực và thế phân giải
Sau một thời gian, pH tăng lên đến giá trị pH = 11. Giải thích tại sao. Viết các phương trình xảy ra tại pH đĩ. Tính thế điện cực và thế phân giải 
Cho biết: . Với dung dịch NaCl 25% và 0,2% Na trong hỗn hống Na/Hg: . cho dung dịch NaCl 25% theo khối lượng trên Hg ; trên Ru/Rd
Câu 5: (1.5 điểm) Trong các tinh thể (cấu trúc lập phương tâm khối) các nguyên tử cacbon cĩ thể chiếm các mặt của ơ mạng cơ sở 
Bán kính kim loại của sắt là 1,24 . Tính độ dài cạnh a của ơ mạng cơ sở 
Bán kính cộng hĩa trị của cacbon là 0,77 . Hỏi độ dài cạnh a sẽ tăng lên bao nhiêu khi sắt cĩ chứa cacbon so với cạnh a khi sắt nguyên chất
Tính độ dài cạnh ơ mạng cơ sở cho sắt (cấu trúc lập phương tâm diện) và tính độ tăng chiều dài cạnh ơ mạng biết rằng các nguyên tử cacbon cĩ thể chiếm tâm của ơ mạng cơ sở và bán kính kim loại sắt là 1,26 . Cĩ thể kết luận gì về khả năng xâm nhập của cacbon vào 2 loại tinh thể sắt trên 
Câu 6: (1.5 điểm) Kết quả phân tích một phức chất A của Platin (II) cho biết cĩ: 64,78 % khối lượng là Pt, 23,59 % là Cl, 5,65 % là NH3 và 5,98 % cịn lại là H2O
Tìm cơng thức phân tử của phức chất biết rằng A là phức chất 1 nhân và Pt cĩ số phối trí là 4. Viết cơng thức cấu tạo 2 đồng phân cis và trans của nĩ 
Entanpi tự do chuẩn tạo thành ở 25oC của các đồng phân cis, trans lần lượt là: -396 và -402 kJ.mol-1. Tính hằng số cân bằng K của phản ứng sau: cis(A) trans(A) 
Tính nồng độ mol/lit mỗi đồng phân trong dung dịch, biết rằng lúc đầu chỉ cĩ đồng phân cis nồng độ 0,01M. Cho Pt = 195 ; Cl = 35,5 ; N = 14 ; O = 16 ; H = 1
Câu 7: (2.0 điểm) Nitramit cĩ thể bị phân hủy trong dd H2O theo phản ứng: NO2NH2 N2O(k) + H2O
Các kết quả thực nghiệm cho thấy vận tốc phản ứng tính bởi biểu thức: 
Trong mơi trường đệm bậc của phản ứng là bao nhiêu 
Trong các cơ chế sau cơ chế nào chấp nhận được: 
Cơ chế 1: 
Nhanh 
Cơ chế 2: 
Chậm 
Nhanh 
Cơ chế 3:
Nhanh 
Chậm 
Câu 8: (3.0 điểm)
Cĩ 3 nguyên tố A, B và C. A tác dụng với B ở nhiệt độ cao sinh ra D. Chất D bị thuỷ phân mạnh trong nước tạo ra khí cháy được và cĩ mùi trứng thối. B và C tác dụng với nhau cho khí E, khí này tan được trong nước tạo dung dịch làm quỳ tím hố đỏ. Hợp chất của A với C cĩ trong tự nhiên và thuộc loại chất cứng nhất. Hợp chất của 3 nguyên tố A, B, C là một muối khơng màu, tan trong nước và bị thuỷ phân. Viết tên của A, B, C và phương trình các phản ứng đã nêu ở trên.
Để khảo sát sự phụ thuộc thành phần hơi của B theo nhiệt độ, người ta tiến hành thí nghiệm sau đây: Lấy 3,2 gam đơn chất B cho vào một bình kín khơng cĩ khơng khí, dung tích 1 lít. Đun nĩng bình để B hố hơi hồn tồn. Kết quả đo nhiệt độ và áp suất bình được ghi lại trong bảng sau:
Nhiệt độ (oC)
Áp suất (atm)
444,6
0,73554
450
0,88929
500
1,26772
900
4,80930
1500
14,53860
Xác định thành phần định tính hơi đơn chất B tại các nhiệt độ trên và giải thích.
Câu 9: (1.5 điểm) Cĩ thể viết cấu hình electron của Ni2+là:
Cách 1: Ni2+ [1s22s22p63s23p63d8]
Cách 2: Ni2+ [1s22s22p63s23p63d64s2].
Áp dụng phương pháp gần đúng Slater, tính năng lượng electron của Ni2+ với mỗi cách viết trên (theo đơn vị eV). Cách viết nào phù hợp với thực tế. Tại sao. 
Câu 10: (2.5 điểm)
Phịng thí nghiệm cĩ mẫu phĩng xạ Au198 với cường độ 4,0 mCi/1g Au. Sau 48 giờ người ta cần một dung dịch cĩ độ phĩng xạ 0,5 mCi/1g Au. Hãy tính số gam dung mơi khơng phĩng xạ pha với 1g Au để cĩ dung dịch nĩi trên. Biết rằng Au198 cĩ t1/2 = 2,7 ngày đêm.
Hãy chứng minh rằng phần thể tích bị chiếm bởi các đơn vị cấu trúc (các nguyên tử) trong mạng tinh thể kim loại thuộc các hệ lập phương đơn giản, lập phương tâm khối, lập phương tâm diện tăng theo tỉ lệ 1 : 1,31 : 1,42.
Câu
Ý 
Nội dung
Điểm
1
1
Tính được: . Sự hấp thụ ánh sáng nằm trong phổ nhìn thấy nên cĩ màu. 
0,5
2
Cấu tạo của NH3 cho thấy quanh nguyên tử N trung tâm cĩ 4 vùng khơng gian khu trú electron, trong đĩ cĩ 1 cặp electron tự do (AB3E) nên phân tử NH3 cĩ dạng tháp đáy tam giác với gĩc liên kết nhỏ hơn (cặp electron tự do địi hỏi một khoảng khơng gian khu trú lớn hơn) 
Cấu trúc tháp đáy tam giác tâm là nguyên tử N 
Phân tử ClF3 cỏ 5 khoảng khơng gian khu trú electron, trong đĩ cĩ 2 cặp electron tự do (AB3E2) nên phân tử cĩ dạng chữ T (Các electron tự do chiếm vị trí xích đạo)
Phân tử XeF4 cĩ 6 vùng khơng gian khu trú electron, trong đĩ cĩ hai cặp electron tự do (AB4E2) nên cĩ dạng vuơng phẳng (trong cấu trúc này các cặp electron tự do phân bố xa nhau nhất) 
= 0,75
3
Cấu hình electron: O 1s22s22p4 kém bền hơn O+ 1s22s22p3 do lực đẩy lẫn nhau của 2 ơ trong một orbital của phân lớp 2p và do O+ đạt cấu hình bán bão hịa phân lớp 2p nên bền
Đặt b là hằng số chắn của các electron trong nguyên tử đới với electronbị tách. Ta cĩ: 
0,25
0,5
2.0
2
1
Đặt: 
 là thế điều kiện và phụ thuộc vào pH. pH càng giảm thì dung dịch càng cĩ mơi trường axit thì E’ càng tăng, tính oxi hĩa của càng mạnh. 
Tại pH = 0, [H+] = 1M thì E = Eo = 1,33V
Tại pH = 7 thì E’ = 0,364 < nên khơng oxi hĩa được I- 
0,5
0,25
0,25
2
. Thay ta cĩ: 
. Thay 
pH càng tăng thì E càng giảm nghĩa là tính oxi hĩa của Co(OH)3 giảm, tính khử của Co(OH)2 tăng 
0,25
0,5
0,25
2.0
3
1
Phản ứng động học bậc hai, áp dụng phương trình Archénius ta cĩ:
 ; 
0,5
0,25
0,25
2
0,25
3
0,25
1.5
4
1
Trong dung dịch NaCl cĩ: NaClNa++Cl- ; 2H2O H3O + + OH-
Khi điện phân cĩ thể cĩ các quá trình sau xảy ra: 
Catode: 	Na+ + Hg + e 	 Na(Hg)	1 	(1)
	2H2O	 H3O+ + OH-	2
	2 H3O+ + 2e	 H2 + 2H2O	1
	2H2O + 2e	 H2 + OH- 	(2) 
Anode: 	6 H2O 	 O2 + 4H3O+ + 4e 	(3) 
	2 Cl- 	 Cl2 + 2e	(4)
, 
. Do nên khi mới bắt đầu điện phân, ở Katode quá trình (2) sẽ xảy ra, cĩ H2 thốt ở Anode
Ở Anode: Từ (3) ta cĩ: 
Bởi vì: nên ở Anode xảy ra quá trình (4) và cĩ Cl2 bay ra
Phương trình điện phân: 2Cl- + 2H2O H2 + Cl2 2OH- 
Thế phân giải: V = = 3,053V 
4.0,125
= 0,5 
0,25
0,25
0,25
0,25
2
Sau một thời gian, do [OH-] tăng nên pH cũng tăng. Khi pH = 11, phản ứng điện phân xảy ra như sau: 
Tại Catode: [H+] =10-11. nên ở Anode cĩ quá trình (1) xảy ra
Tại Anode: 
Do nên ở Anode vẫn cĩ Cl2 bay ra
Phương trình điện phân: 2Na+ + 2Cl- + 2Hg Cl2 + 2Na(Hg)
Thế phân giải: V = = 3,12V
0,25
0,25
0,25
0,25
2.5
5
1
Độ dài cạnh a của ơ mạng cơ sở của sắt là: 
0,25
2.
Khi sắt cĩ chứa cacbon, độ tăng chiều dài cạnh a của ơ mạng cơ sở là: 
0,25
3
Độ dài cạnh a của ơ mạng cơ sở của sắt là: 
Khi sắt cĩ chứa cacbon, độ tăng chiều dài cạnh a của ơ mạng cơ sở là: 
Kết luận: Khả năng xâm nhập của cacbon vào sắt khĩ hơn vào sắt , do cĩ độ hịa tan của C trong sắt nhỏ hơn trong sắt 
0,25
0,25
0,5
1.5
6
1
Đặt CTPT của A là: PtxCly(NH3)z(H2O)t. Vì phức chất A là phức 1 nhân nên phân tử khối của A: . Từ % của các thành phần cĩ trong A x = 1, y = 2, z = 1, t = 1 CTPT là: PtCl2(NH3)(H2O)
CTCT 2 đồng phân cis, trans: 
Cis Trans
0,25
0,125.2
= 0,25
2
Xét phản ứng chuyển hĩa: 
	Cis	Trans
Cân bằng: 	10-2 – x	x 	
= -6000J ;