Hướng dẫn chấm đề thi chính thức môn Hóa học - Kỳ thi chọn đội tuyển Olympic năm 2016 - Ngày thi thứ nhất

Trang 1/19

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Hướng dẫn chấm gồm 20 trang

KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN OLYMPIC NĂM 2016

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC

Môn HÓA HỌC Ngày thi thứ nhất: 24/03/2016

Cho: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; P = 31; Cl = 35,5; Ni = 58; Co = 59; Cs = 133; Pb = 207; T(K) = toC + 273; h = 6,626.10-34 J.s; c = 3.108 m/s; F = 96500 C.mol-1; NA = 6,022.1023 mol-1; R = 8,314 J.mol-1.K-1 = 0,082 L.atm.mol-1.K-1; h = 6,626.10-34 J.s; 1MeV = 1,602.10-13J; 1u = 931,5

MeV; Ở 298K: ;1 năm = 365 ngày; 1Ci = 3,7.1010 Bq.

Câu I. (3,0 điểm)

1. Xét ô mạng cơ sở CsCl.

a) Mỗi loại ion (Cs+; Cl-) có mạng tinh thể Bravais kiểu gì (lập phương đơn giản (P); lập

phương tâm khối (I); lập phương tâm mặt (F))?

b) Tính số ion mỗi loại có trong một ô mạng cơ sở.

c) Số phối trí của Cs+ và Cl- là bao nhiêu?

d) Trong một thí nghiệm, khi chiếu chùm tia X có bước sóng  = 1,542Å vào tinh thể CsCl

người ta thấy rằng có sự phản xạ bậc 1 từ mặt (100). Biết góc của chùm tia X với mặt (100)

là  = 10,78o. Tính khối lượng riêng tinh thể CsCl theo g.cm-3.

2. Đồng vị (t1/2 = 5,33 năm) được dùng trong y tế. Đồng vị phân rã thành . Giả

sử tiếp tục phân rã thành đồng vị bền .

a) Viết các phương trình phản ứng hạt nhân xảy ra.

b) Tính khối lượng để có hoạt độ phóng xạ 10Ci.

c) Sau khoảng thời gian t, mẫu phóng xạ có tỉ lệ khối lượng so với là 0,9 (coi trong

mẫu không có sản phẩm trung gian). Tính t theo năm.

d) Một liều 60Co có hoạt độ phóng xạ ban đầu là 15Ci. Sau bao lâu, liều đó còn hoạt độ phóng

xạ là 6 Ci?

3. Một mẫu cổ vật chứa 1mg cacbon với tỉ lệ số nguyên tử N(14C) : N(12C) là 1,2.10-14.

a) Tính số nguyên tử C trong mẫu cổ vật đó.

b) Tính hoạt độ phóng xạ của 14C (theo Bq), biết t1/2 của 14C là 5730 năm

c) Hoạt độ phóng xạ riêng của cacbon trong cơ thể sinh vật cổ xưa là 224 Bq/kg cacbon. Xác

định tuổi của mẫu vật đó.

Hướng dẫn giải

1. a) Mỗi loại ion có cấu tạo mạng lưới Bravais kiểu P (lập phương đơn giản):

b) Trong một ô mạng cơ sở có số ion Cs+ là: 1; Cl- là 8.

0,0592 ln lg RT nF n 

60 27Co 60 27Co 60 28 Ni

60 28 Ni 58 28 Ni

58 28 Ni 60 27Co

1 1 8 

DeThi.edu.vn

Trang 2/19

c) Số phối trí của ion Cs+ hay Cl- đều bằng 8

d) Từ các dữ kiện đã cho, khoảng cách giữa các mặt (100) có thể được tính theo phương trình

Bragg: n = 2dsin (d là khoảng cách giữa các mặt (100) kế tiếp):

Å

Với tế bào lập phương a = b = c = d, nên thể tích của tế bào V = (4,122Å)3

Khối lượng riêng

e) Mặt phẳng chéo của tế bào đơn vị nêu dưới đây:

[2(r+ + r-)]2 = 3a2  2(r+ + r-) = a

Å

2. a) ;

b) Chọn t = 0 là thời điểm mẫu phóng xạ là 10 Ci, ta có hoạt độ phóng xạ ban đầu:

Ao = No =

Với số nguyên tử ban đầu:

Ta có:

c) Tính t:

Số nguyên tử tạo thành sau thời gian t bằng số nguyên tử bị phân rã (∆N)

Khối lượng niken sinh ra trong thời gian t: (1)

Mặt khác, khối lượng coban còn lại sau thời gian t phân rã là: (2)

Từ (1) và (2) ta có:

= 5,06 (năm)

TN1: Sử dụng chùm tia sáng xanh, tần số xanh = 6,4.1014 Hz, thu được 1,594.1017 MeV.

1.(1,542) 4,122 2sin 2sin10,78 n d 

   

3 23 8 3 1.(35,5 133) 3.995( / ) 6,022.10 (4,122.10 ) m g cm V cm      

3

3 4,122 3 1,81 1,76 2 2 Cs

a r r       

60 60 27 28 Co Ni    60 58 1 28 28 0 2 Ni Ni n  

1/2

0,693. o N t

. o o A Co

m N N M 

10

3 1/2

23 1/2

. . 0,693 10,3.7.10 (5,33.365.24.60.60).60 . . 8,94.10 ( ) 0,693. 0,693.6,022.10

Co o Co o A o Co A

m A t M A N m g t M N

     

60 28 Ni 60 28Co

(1 ) . .(1 ) t t o o A Co

m N N e N e M

        

. . (1 ) t Ni o Ni Ni

A Co

N M m M m e N M

     

. t Co o m m e   

( 1) t Ni Ni

Co Co

m M e m M

  

1/2 . . 1 5,33 60 ln 1 ln 1 ln 0,9 1 . 0,693 . 0,693 58

Ni Co Ni Co

Co Ni Co Ni

m M t m M t m M m M 

                       

Cs+

r+

r- Cl-

a

2a

DeThi.edu.vn