Kì thi olympic truyền thống 30 – 4 lần thứ 15 đề thi đề nghị môn: hoá học; lớp 10

ms = +1/2 ta có 3 trường hợp sau:
Trường hợp 1: n = 1 và l = 2: phân lớp 2d (loại)
Trường hợp 2: n = 2 và l = 1: phân lớp 2p (nhận)
Xét điều kiện: ml + ms = +1/2 ta có:
+ Nếu ms = +1/2 và ml = 0  2p2 → Cấu hình electron đầy đủ là: 1s22s22p2 (Z = 6, C)
+ Nếu ms = –1/2 và ml = 1  2p4 → Cấu hình electron đầy đủ là: 1s22s22p4 (Z = 8, O)
Trường hợp 3: n = 3 và l = 0: phân lớp 3s (nhận)
Xét điều kiện: ml + ms = +1/2. Vì l = 0, nên ta có một khả năng ml = 0 ms = +1/2 3s1 → Cấu hình
electron đầy đủ là: 1s22s22p63s1 (Z = 11, Na)
Số phách
Số phách
Trang 2
3. Xác định số thứ tự nhóm:
+ Đối với phân nhóm chính nhóm A: có cấu hình electron là: nsanpb  STT Nhóm = a + b
Nếu a + b ≤ 3 thì nguyên tố đó là kim loại
Nếu a + b = 4 thì nguyên tố đó là kim loại hoặc phi kim tuỳ thuộc vào chu kì
Nếu a + b ≥ 5 thì nguyên tố đó là phi kim.
Nếu a + b = 8 thì nguyên tố đó là khí hiếm
+ Đối với phân nhóm phụ nhóm B: có cấu hình electron là: (n – 1)dansb  kim loại chuyển tiếp.
Nếu a + b < 8 thì STT nhóm = a + b
Nếu a + b = 8, 9, 10 thì STT nhóm = 8
Nếu a + b > 10 thì STT nhóm = (a + b) – 10
+ Ngoại lệ:
Cấu hình electron phân lớp d bền bán bão hoà gấp: a = 4, b = 2  a = 5, b = 1 (vd: Cr: 24)
Cấu hình electron phân lớp d bền bão hoà gấp: a = 9, b = 2  a = 10, b = 1 (vd: Cu: 29)
Xác định số chu kì: Số chu kì = Số lớp electron (n)
 Xác định số thứ tự nguyên tố (Z):
Z = tổng số electron trên các phân lớp.
Ví dụ: Nguyên tố X có cấu hình electron: 1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s1 có chu kì 4, nhóm VIB, STT là 24 (Cr),
thuộc kim loại chuyển tiếp.
Trang 3
Câu hỏi 2: (2 điểm)
Theo Kekule, phân tử benzen có công thức phân tử C6H6 và có công thức cấu tạo như sau
H
H
H
H
H
H
1. Kết quả thực nghiệm cho biết, cấu trúc benzen có dạng lục giác phẳng đều, bền vững và độ dài 6
liên kết C với C và 6 liên kết C với H đều bằng nhau. Dùng thuyết lai hoá hãy giải thích kết quả thực
nghiệm này ? (1,0đ)
2. Kết quả thực nghiệm cho biết năng lượng nhiệt đốt cháy của phân tử benzen là 789,1 kcal có khác
biệt nhiều so với kết quả tính toán nhiệt đốt cháy của phân tử benzen không? Giải thích ? (1,0đ)
Cho năng lượng của các nối như sau:
Loại nối: C – C C = C C – H
Năng lượng nối: 49,3 kcal 117,4 kcal 54 kcal
Đáp án câu 2
1. Theo thuyết lai hoá, 6 nguyên tử C trong benzen đều lai hoá sp2 tạo ra 3 vân đạo phân tử lai hoá sp2
có dạng tam giác phẳng đều với mỗi góc liên kết là 120o. Mỗi nguyên tử C còn lại 1 vân đạo nguyên tử
p chưa tham gia lai hoá.
 Ba vân đạo phân tử lai hoá sp2 của mỗi nguyên tử C dùng để tạo 3 liên kết sigma bằng cách xen
phủ trục với 2 vân đạo phân tử lai hoá sp2 của 2 nguyên tử C kế cận và vân đạo nguyên tử s của H như
trong Hình 1.
Trang 4
CC
C C C
CH
H
H
H
H
H
Hình 1 Hình 2 Hình 3
Mỗi nguyên tử C còn lại 1 vân đạo nguyên tử p chưa tham gia lai hoá sẽ xen phủ bên với nhau tạo
ra hệ liên kết pi liên hợp đều đặn bất định xứ trong phân tử benzen như trong Hình 2 và Hình 3. Từ đó
làm cho phân tử benzen có dạng lục giác phẳng đều, bền vững và độ dài 6 liên kết C với C và 6 liên kết
C với H đều bằng nhau như trong kết quả thực nghiệm.
2. Ta có, năng lượng nhiệt đốt cháy của phân tử benzen được tính bằng tổng năng lượng các nối trong
phân tử benzen gồm: 6 nối C – H; 3 nối C = C; 3 nối C – C.
benzen C-H C-C C=C E = 6E + 3E + 3E
 = 6 . 54,0 + 3 . 49,3 + 3 . 117,4 = 824,1 kcal

 Độ sai biệt giữa kết quả thực nghiệm và kết quả tính toán là: 824,1 – 789,1 = 35,0 kcal.
Kết quả tính toán lớn hơn kết quả thực nghiệm là 35 kcal được giải thích là do trong nhân benzen có hiệu
ứng cộng hưởng liên hợp của 3 liên kết pi trong đó các electron của liên kết pi có sự bất định xứ lan toả
đều khắp vòng benzen làm cho vòng benzen bền hơn như trong Hình 3. Năng lượng sai biệt 35 kcal
còn gọi là năng lượng cộng hưởng của vòng benzen.
Trang 5
Câu hỏi 3: (2 điểm)
1. Nếu trộn 25,0 ml dung dịch NaOH 0,200 M với 50,0 ml dung dịch CH3COOH 0,100M thì pH của
dung dịch sau khi trộn có giá trị là bao nhiêu? Cho Ka(CH3COOH) = 1,74.10–5 (1,0đ)
2. Tính hằng số cân bằng Kc cho phản ứng sau đây ở nhiệt độ 25oC: (1,0đ)
    1 2 2 32 H (k)H O(l)AgCl(r) H O (l)Cl (l)Ag(r) (1)
Cho các giá trị 0G của các phản ứng như sau:
0G , kcal
1
22 Cl (k)Ag(r)AgCl(r)  – 26,22 (2)
2 2Cl (k)H (k)2HCl(k)  – 45,54 (3)
2 3HCl(k)H O(l)H O (l)Cl    – 8,58 (4)
Đáp án câu 3
1. Do
3CH COOH NaOHn = n 0,005 mol nên trong dung dịch sau khi trộn chỉ có muối CH3COONa
3
0,005[CH COO ] 0,0667M0,075
   .
Khi đó xảy ra quá trình thuỷ phân:
  

3 2 3CH COO H O CH COOH OH
0,0667 x x x
Hằng số thuỷ phân
2
3
h
3
[CH COOH][OH ] xK [CH COO ] 0,0667 x

   (1)
Từ phương trình phân li của axit axetic là:  3 3CH COOH CH COO H
Ta có 3a
3
[CH COO ][H ]K [CH COOH]
 

 143 3a h w
3 3
[CH COO ][H ] [CH COOH][OH ]K K K 10[CH COOH] [CH COO ]
  

    
14
10w
h 5
a
K 10 K 5,75.10K 1,74.10


    (2)
Từ (1) và (2) 
2
10
h
xK 5,75.100,0667 x
 
Vì x << 0,0667
2
10 6x 5,75.10 x [OH ] 6,19.10 M0,0667
      
6 pOH log(6,19.10 )5,21 pH 14 5,21 8,79       
Trang 6
2. Đổi chiều phản ứng (2), nhân ½ cho phản ứng (3) và giữ nguyên phản ứng (4). Sau đó cộng các
phản ứng này lại ta thu được giá trị 0G của phản ứng (1):
0G , kcal
1
22AgCl(r)Cl (k)Ag(r)  – (– 26,22) (2)
1 1
2 22 2Cl (k)H (k)HCl(k)  ½ (– 45,54) (3)
2 3HCl(k)H O(l)H O (l)Cl    – 8,58 (4)
    1 2 2 32 H (k)H O(l)AgCl(r) H O (l)Cl (l)Ag(r) – 5,13 kcal
 0G = – 5,13 kcal/mol = – 5130 cal/mol
Tại thời điểm cân bằng, 0G = –2,303.RT.logK

0GlogK 2,303RT

cal
mol
cal
K.mol
5130
2,303.1,987 298K
3,76



 K = 103,76 = 5,8.103
Trang 7
Câu hỏi 4: (2 điểm)
1. Bổ túc và cân bằng các phản ứng oxi hoá khử sau đây theo phương pháp thăng bằng ion – electron.
Sau đó viết các phương trình phản ứng dưới dạng ion thu gọn:
a) Na2Cr2O7 + H2SO4 + NO → HNO2 +  (0,5đ)
b) CH3C≡CH + KMnO4 + KOH → CH3COOK + K2CO3 + MnO2 +  (0,5đ)
2. Có 2 bình A, B dung tích như nhau và đều ở 0oC. Bình A chứa 1 mol O2 bình B chứa 1mol Cl2, trong
mỗi bình đều chứa 10,8 gam kim loại M hóa trị n duy nhất. Nung nóng các bình tới các phản ứng xảy ra
hoàn toàn, sau đó làm lạnh các bình tới 0oC. Người ta nhận thấy tỉ lệ áp suất trong các bình bây giờ là
7/4. Thể tích các chất rắn không đáng kể. Hỏi M là kim loại gì? (1,0đ)
Đáp án câu 4
1. a) Bổ túc: Na2Cr2O7 + H2SO4 + NO → HNO2 + Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O
1 x 2 32 7 2Cr O 14H 6e 2Cr 7H O     Cân bằng ion – electron : 6 x 2 2NO H O HNO H 1e   
Na2Cr2O7 + 4H2SO4 + 6NO → 6HNO2 + Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O
Phương trình ion: 2 32 7 2 2Cr O 8H 6NO 6HNO 2Cr H O      
b) Bổ túc: CH3C≡CH + KMnO4 + KOH → CH3COOK + K2CO3 + MnO2 + H2O
3 x 23 3 3 2CH C CH 11OH CH COO CO 6H O + 8e      Cân bằng ion – electron : 8 x 4 2 2MnO 2H O 3e MnO 4OH    
3CH3C≡CH + 8KMnO4 + KOH → 3CH3COOK + 3K2CO3 + 8MnO2 + 2H2O
Phương trình ion: 23 4 3 3 2 23CH C CH 8MnO OH 3CH COO 3CO 8MnO 2H O         
2. Các phản ứng: 2M + 2
n O2 → M2On
2M + nCl2 → 2MCln
Vì áp suất tỉ lệ với số mol khí trong 2 bình nên ta có tỉ lệ: A
B
10,8n1n 74M
10,8nn 41 2M

 

M = 9n
Ta thấy chỉ có n = 3; M = 27 là phù hợp  M là kim loại nhôm (Al)
Trang 8
Trang 9
Câu hỏi 5: (2 điểm)
1. Có 6 dung dịch được đánh số (không có nhãn) gồm Zn(NO3)2, FeSO4, MnSO4, NiSO4, CuSO4,
Pb(CH3COO)2 và 6 lọ đựng bột kim loại: Cu, Zn, Fe, Pb, Mn, Ni. Không dùng thêm thuốc thử nào khác,
hãy dùng phương pháp hoá học kết hợp với thế điện cực tiêu chuẩn sau đây để nhận ra các chất nói trên
? Cho biết: (1,0đ)
M2+/M: Zn2+/Zn Fe2+/Fe Mn2+/Mn Ni2+/Ni Cu2+/Cu Pb2+/Pb
E0 (V): –0,76 –0,44 –1,18 –0,25 +0,34 –0,13
2. Một pin điện gồm điện cực là sợi dây bạc nhúng vào dung dịch AgNO3 và điện cực kia là một sợi
dây Platin nhúng vào dung dịch muối Fe2+ và Fe3+.
a) Nếu [Ag+] = 0,10M và [Fe2+] = [Fe3+] = 1,0M thì phản ứng trong pin xảy ra theo chiều nào ?
Cho 3 20 0Ag /Ag Fe /FeE 0,80 (V); E 0,77 (V)      (0,5đ)
b) Hãy rút ra nhận xét về ảnh hưởng của nồng độ chất tan đến giá trị thế điện cực và chiều
hướng của phản ứng xảy ra trong pin ? (0,5đ)
Đáp án câu 5
1. Dựa vào thế điện cực chuẩn và cho lần lượt bột kim loại vào các dung dịch trên thì có thể xảy ra
các trường hợp như bảng kết quả sau đây :
M2+/M: Zn2+ Fe2+ Mn2+ Ni2+ Cu2+ Pb2+
 E0 (V)
M
–0,76 –0,44 –1,18 –0,25 +0,34 –0,13
Cu – – – – – –
Zn – ↓ – ↓ ↓ ↓
Fe – – – ↓ ↓ ↓
Pb – – – – ↓ –
Mn ↓ ↓ – ↓ ↓ ↓
Ni – – – – ↓ ↓
– Nếu tất cả các thí nghiệm đều không có tín hiệu (không xảy ra phản ứng) thì kim loại đem thử là Cu.
– Nếu chỉ có 1 trường hợp có kết tủa đỏ (Cu) bám lên bề mặt bột kim loại xám đen (Pb) thì kim loại
đem thử là Pb và dung dịch đó chính là CuSO4.
Trang 10
– Nếu có 2 trường hợp có kết tủa thì kim loại đem thử là Ni, dung dịch nghiên cứu là Pb2+ và Cu2+. Vì
trong dãy dung dịch đem thử có 2 dung dịch có màu xanh là NiSO4 và CuSO4 nên từ đây ta cũng nhận ra
dung dịch còn lại là NiSO4.
– Nếu có 4 trường hợp có kết tủa xuất hiện thì kim loại đem thử đó là Zn. Ta phát hiện thêm dung dịch
Fe2+ vì đã biết dung dị