Hướng dẫn chấm đề thi chính thức môn Hóa học - Kỳ thi chọn học sinh giỏi quốc gia THTP năm 2012 - Ngày 1

trang 1/9

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Dự thảo

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA

THPT NĂM 2012

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC

Môn: HOÁ HỌC Ngày thi thứ nhất: 11/01/2012

Cho: Th = 232; O = 16; Fe = 56; H = 1; C = 12. Câu 1. (3,0 điểm): 1. 1 điểm; 2. 0,5 điểm; 3. 1,5 điểm. 1. Phân tử NH3 có dạng hình chóp tam giác đều (nguyên tử N ở đỉnh hình chóp). Ion có dạng hình tứ diện đều (nguyên tử N nằm ở tâm của tứ diện đều). Dựa vào sự xen phủ của các obitan, hãy mô tả sự hình thành các liên kết trong phân tử NH3 và ion . 2. Sự phá vỡ các liên kết Cl-Cl trong một mol clo đòi hỏi một năng lượng bằng 243 kJ (năng lượng này có thể sử dụng dưới dạng quang năng). Hãy tính bước sóng của photon cần sử dụng để phá vỡ liên kết Cl-Cl của phân tử Cl2. 3. Sự phân hủy phóng xạ của tuân theo phản ứng bậc 1. Nghiên cứu về sự phóng xạ của thori đioxit, người ta biết chu kì bán hủy của là 1,39.1010 năm. Hãy tính số hạt bị bức xạ trong 1 giây cho 1 gam thori đioxit tinh khiết.

Cho: tốc độ ánh sáng c = 3.108 m.s-1; hằng số Planck h = 6,625.10-34 J.s; hằng số Avogađro NA = 6,022.1023 mol-1.

Hướng dẫn chấm: 1. Trong phân tử NH3 và ion , N có lai hóa sp3:

Trong NH3 một obitan lai hóa sp3 có cặp electron không liên kết, còn 3 obitan lai hóa sp3 khác với 1 electron độc thân xen phủ với 1 obitan s của nguyên tử H có 1 electron, tạo ra các liên kết bền vững.

Trong , ngoài 3 liên kết như trong NH3, còn 1 obitan lai hóa sp3 với đôi electron xen phủ với AO 1s của H+ không có electron, tạo ra liên kết thứ 4.

2. Cl2 + h 2Cl

(J)

(m) = 492,5 (nm).

3. Vì thori phân hủy phóng xạ theo phản ứng bậc 1 nên chu kỳ bán hủy được tính theo biểu thức:

hay

Vậy hằng số tốc độ .

+ 4 NH

+ 4 NH

232Th

232Th α

+ 4 NH

2s 2p

sp3

σ

+ 4 NH σ

σ

N N

NH3 NH4

+ H H

H

H H

H

H

ν 

3

19 23 c 243.10 ε = hν = h 4,035.10 λ 6,022.10

  



-34 8

7 19 h.c 6,625.10 . 3.10 λ = = = 4,925.10 ε 4,035.10

 

1/2

0,693 t = k 1/2

0,693 k = t

18 -1 10

- 0,693 k = = 1,58.10 (s ) 1,39.10 . 365 . 24 . 3600

DeThi.edu.vn

trang 2/9

Trong 264 gam ThO2 tinh khiết chứa 6,022.1023 hạt . Vậy trong 1 gam ThO2 tinh

khiết chứa: = 2,28.1021 hạt .

Tốc độ phân hủy của Th (trong ThO2) được biểu diễn bằng biểu thức:

Do vậy số hạt bị bức xạ trong 1 giây bởi 1 gam thori đioxit tinh khiết sẽ là:

1,58.10-18. 2,28.1021 = 3,60.103 (s-1)

Nghĩa là có 3,60.103 hạt bị bức xạ trong 1 giây.

Câu 2. (3,5 điểm): 1. 1 điểm; 2. 0,5 điểm; 3. 1 điểm; 4. 1 điểm.

Để phân hủy hiđro peoxit (H2O2) với chất xúc tác là ion iođua trong dung dịch có môi trường trung tính, người ta trộn dung dịch H2O2 3% (chấp nhận tương đương với 30 gam H2O2 trong 1lít dung dịch) và dung dịch KI 0,1 M với nước theo tỉ lệ khác nhau về thể tích để tiến hành thí nghiệm xác định thể tích oxi ( ) thoát ra.

Thí nghiệm (ml) (ml) (ml) υ (ml/phút)

ở 298 K và 1 atm 1 25 50 75 4,4 2 50 50 50 8,5 3 100 50 0 17,5 4 50 25 75 4,25 5 50 100 0 16,5 1. Xác định bậc phản ứng phân huỷ đối với H2O2 và đối với chất xúc tác I-. 2. Viết phương trình hoá học và biểu thức tính tốc độ phản ứng. 3. Tính nồng độ mol của H2O2 khi bắt đầu thí nghiệm 4 và sau 4 phút. 4. Cơ chế phản ứng được xem là một chuỗi hai phản ứng sau:

H2O2 + I- H2O + IO- (1)

IO- + H2O2 O2 + I- + H2O (2) Hãy cho biết hai phản ứng này xảy ra với tốc độ như nhau hay khác nhau? Phản ứng nào quyết định tốc độ phản ứng giải phóng oxi? Giải thích. Hướng dẫn chấm:

1. Từ phương trình phản ứng: 2 H2O2 2 H2O + O2

ta có: thể tích oxi thoát ra trong 1 đơn vị thời gian tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng

Theo các thí nghiệm 1, 2, 3 khi tăng gấp đôi thể tích dung dịch H2O2 và giữ nguyên thể tích của dung dịch KI thì tốc độ phản ứng tăng gấp đôi, điều đó có nghĩa là tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với nồng độ của H2O2 phản ứng là bậc 1 đối với H2O2. Tương tự, từ các thí nghiệm 2, 4, 5 ta thấy tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với nồng độ của I- phản ứng là bậc 1 đối với I-.

2. Phương trình phản ứng: 2 H2O2 2 H2O + O2 Biểu thức của định luật tốc độ phản ứng: V = k .

3. Khi pha loãng 3 lần thì nồng …