Hướng dẫn chấm đề thi chính thức môn Hóa học - Kỳ thi chọn học sinh giỏi quốc gia THPT năm 2013 - Ngày thứ nhất

trang 1/6

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA THPT NĂM 2013 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC

Môn: HOÁ HỌC Ngày thi thứ nhất: 11/01/2013

Câu 1. (4,5 điểm) 1.a) 1eV = 1,602.10-19J x 6,022.1023 mol-1 x 10-3kJ/J = 96,472kJ/mol. Vậy:

E1 = -122,400eV x 96,472 kJ/mol.eV= -11808,173kJ/mol; E2 = -30,600 eVx 96,472 kJ/mol.eV = -2952,043kJ/mol; E3 = -13,600eV x 96,472 kJ/mol.eV = -1312,019kJ/mol; E4 = -7,650eV x 96,472 kJ/mol.eV = -738,011kJ/mol. b) Quy luật liên hệ: Khi Z là hằng số, n càng tăng, năng lượng En tương ứng càng cao (càng lớn). Giải thích: n càng tăng, số lớp electron càng tăng, electron càng ở lớp xa hạt nhân, lực hút hạt nhân tác dụng lên electron đó càng yếu, năng lượng En tương ứng càng cao (càng lớn), electron càng kém bền. c) Sự ion hoá của Li2+: Li2+ → Li3+ + e Cấu hình electron của Li2+ ở trạng thái cơ bản là 1s1. Vậy I3 = -(E1) = +122,400 eV → I3 = 122,400eV 2. a) Tính các giá trị năng lượng En (n= 1÷5):

2 2 -34 2 Ta có n h 2 (6,625.10 ) 2 -20 En = 8ma 2 =n . 8.9,1.10 -31.[(8+1).1,4.10 -10 ] 2 = n .3,797.10 (J)

E1 = 3,797.10-20 J; E2 = 22. 3,797.10-20 = 15,188.10-20 J; E3 = 32.3,797.10-20 = 34,173.10-20 J; E4 = 42. 3,797.10-20 = 60,752.10-20 J; E5 = 52. 3,797.10-20 = 94,925.10-20 J. Octatetraen có 8 electron π được phân bố trên 4MO-π đầu tiên, từ n =1÷ 4 (hình vẽ) nên:

Năng lượng của hệ: E tổng = 2(E1 + E2+ E3 + E4 ) = E5 2.(3,797+ 15,188 + 34,173 + 60,752).10-20 = 227,820.10-20 J = ΔE 227,820.10-20 J. 6,022.1023 mol-1. 10-3 kJ/J = 1371,932 (kJ/mol) E4 b) Mức năng lượng của HOMO có n= 4, mức năng lượng của

E3 LUMO có n= 5

Để chuyển electron từ E4 lên E5 cần lượng tử năng lượng là: E2 hc ∆E = E5- E4 = hν = E1

-20

= h.c.ν λ

→ ν= ΔE = (94,925-60,752).10 (J) =1,719.10 6m -1 =17190cm -1 h.c 6,625.10 -34 (J.s).3.10 8 (m/s) Câu 2. (4,0 điểm)

1. a) Phương trình phản ứng hạt nhân :

249 Cf +

48Ca ⎯⎯→

294 X + 3 1 n 98 20 118 0

294 X ⎯⎯→

290Y +

4 He 118 116 2 b) Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố X : [Rn]5f146d107s27p6 → Nguyên tố X (Z=118) có 7 lớp electron nên X thuộc chu kì 7, có 8 electron lớp ngoài cùng, electron cuối cùng điền vào phân lớp p nên X thuộc nhóm VIIIA (nhóm các nguyên tố khí hiếm). 2. Cấu trúc tinh thể oxit kim loại M (học sinh có thể không cần vẽ hình)

DeThi.edu.vn

trang 2/6

A

MnO2 xt

a) Ion O2- xếp theo mạng lập phương tâm mặt → số ion O2- trong 1 ô mạng cơ sở là:

8.1/8+ 6.1/2 = 4 ion Trong 1 ô mạng cơ sở (hình lập phương có cạnh là a) có 8 hình lập phương nhỏ có cạnh là a/2, các ion kim loại nằm ở các tâm của hình lập phương này (hay có 8 hốc tứ diện trong 1 ô mạng cơ sở) → Số ion kim loại M trong 1 ô cơ sở là 8 → trong 1 ô mạng cơ sở có 8 ion kim loại M, 4 ion O2-→ công thức của oxit là M2O. Trong 1 ô mạng cơ sở có 4 phân tử M2O

b) Áp dụng công thức d = 4.(2M M + 16) =

a3 .N

4.(2M M + 16)

(5, 555.10

−8 )3 .6, 022.1023

= 2, 400 (g/cm3)

→ MM = 22,968≈ 23 (g/mol) → nguyên tử khối của M là 23 đvC → M là Na, oxit là Na2O. c) Xét một hình lập phương nhỏ có cạnh là a/2:

½ đường chéo của hình lập phương này = r + + r 2−

r + r = a 3 → r

Na O

= 5, 555. 3 − 1, 40 = 1, 005 Å = 0,1005 nm + 2− + Na O 4 Na 4 d) Cách điều chế Na2O: Đun nóng hidroxit (hoặc peoxit hoặc muối nitrat) của natri với kim loại Na. Ví dụ:

2NaOH + 2Na → 2Na2O + H2 - Ghi chú: Nếu học sinh điều chế bằng phản ứng trực tiếp Na + O2 →Na2O thì không cho điểm vì Na + O2 tạo thành sản phẩm chính là Na2O2. Câu 3. (3,5 điểm) 1. a) Cho từ từ Cl2 vào dung dịch NaBr:

Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2 Hiện tượng: dung dịch từ không màu chuyển thành màu vàng nâu. Khi Cl2 dư:

5Cl2 + Br2 + 6H2O → 10HCl + 2HBrO3 Hiện tượng: khi Cl2 dư, dung dịch mất màu vàng nâu. b) Cho một ít bột MnO2 vào dung dịch H2O2;

2H 2O2 ⎯⎯⎯→ 2H 2O + O2

Hiện tượng khí O2 thoát ra mạnh. c) Cho dung dịch SnCl2 vào dung dịch FeCl3, sau đó cho thêm K3[Fe (CN)6]: SnCl2 + 2FeCl3 → SnCl4 + 2FeCl2

FeCl2 + K3[Fe(CN)6] → KFe[Fe(CN)6]↓ xanh + 2KCl Hiện tượng: có kết tủa màu xanh (xanh Tuabin). d) Cho KI vào dung dịch FeCl3:

2FeCl3 + 2KI …