NT
—— §ỞGD&ĐT HẢI DƯƠNG KỲ THỊ NĂNG KHIẾU LÀN THỨ NHÁT

TRƯỜNG THPT CHUYÊN NĂM HỌC 2022 - 2023 NGUYEN TRAI MÔN: Hóa học KHÓI 10 Thời gian làm bài: 180 phút (không kẻ thời gian giao đề) ' ĐÈ CHÍNH THỨC (Đề thi có 02 trang, gồm 5 câu)
Ngày thi: 23 tháng 10 năm 2023 Câu 1: (2 điểm) 1. Đối với nguyên tử H và những ion chỉ có I electron thì năng lượng của các electron được xác định

theo biểu thức E„ =E, .. với Eu = -2,178.10!8 J và Z là số hiệu nguyên tử, n là số lượng tử chính.
Xác định năng lượng ion hóa theo kJ/mol của nguyên tử H và những ion một electron sau: a)H b) He” cj Lĩ?? ®C” Giải thích sự biến thiên của các giá trị năng lượng ion hóa khi đi từ nguyên tử H đến ion C°*, 2. Nguyên tố X thuộc nhóm A có electron cuối cùng ứng với 4 số lượng tử có tông đại số bằng 3,5. Xác định nguyên tố X, viết cấu hình electron và cho biết vị trí của X trong bảng tuần hoàn?
Câu 2: (2 điểm) 1. Nguyên tố R thuộc chu kì 3. Nguyên tử A có các giá trị năng lượng ion hóa như sau (k]/mol)
EU S6 pH oôj nh ph ]Ị] HY J TP N [1000 | 251 | 3361 | 464 | TÔI || #493 | 2106 | 3189) a) Xác định R.
b) Một số florua của R gồm: RF4, RFs. Cho biết trạng thái lai hóa của.R trong các hợp chất trên và cấu

trúc hình học của các hợp chất đó. 2. Sử dụng mô hình VSEPR dự đoán hình học của các chất sau: a. SOC]a b. XeFa c. SbFz? d. IF4 e. ICla”
Câu 3: (2 điểm) 1. Một trong những vật liệu đầu tiên được sử dụng trong ngành điện tử chất _— - kg ° rắn là đồng (I) oxit màu đỏ. Ngày nay, vật liệu này tiếp tục được quan =——*>Z tâm vì nó không độc và là một hợp phần rẻ tiền của các pin mặt trời. |
Hình bên mô tả ô mạng cơ sở lập phương của tinh thể CuạO. Hằng số __—= Do. mạng của cấu trúc trên là 427,0 pm.

a) Nguyên tử nào (A (kích thước nhỏ) hay B (kích thước lớn)) là đồng? Loại mạng cơ bản nào được tạo bởi các nguyên tử A và loại mạng cơ bản nào. được tạo bởi các nguyên tử B? b) Tính các khoảng cách O-O, Cu-O và Cu-Cu nhỏ nhất trong cấu trúc trên.
2. Cho M là một kim loại hoạt động. Oxit của M có cấu trúc mạng lưới lập phương với cạnh của ô mạng cơ sở là a = 5,555 Ả. Trong mỗi ô mạng cơ sở, ion O? chiếm đỉnh và tâm các mặt hình lập phương, còn ion kim loại chiếm các hốc tứ diện (tâm của các hình lập phương con với cạnh là a/2 trong ô mạng). Khối lượng riêng của oxit là 2,400 g/cm.
a) Vẽ cấu trúc ô mạng cơ sở và tính số ion kim loại và ion O? trong một ô mạng cơ sở.
b) Xác định kim loại M và công thức oxit của M.
c) Tính bán kính ion kim loại M (theo nm) biết bán kính của ion O? là 0,140 nm. Câu 4: (2 điểm)
1. Nguyên tố Thorium được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1828 và sau đó nó được xác định và đặt tên theo 7or, thần sắm trong thần thoại Bắc Âu. Trong tự nhiên, Thorium là kim loại phóng xạ, và cũng được xem là một nguyên liệu hạt nhân thay thế cho Uranium. Một chuỗi phóng xạ tự nhiên bắt đầu từ ?34Th (f;;; = 1,40. 1010 năm) và kết thúc với đồng vị bền là ?95Pb.
Bằng tính toán, hãy cho biết có bao nhiêu phân rã beta (Ø~) có trong chuỗi phóng xạ trên.
Tính năng lượng theo MeV được giải phóng ra từ một chuỗi phóng xạ trên.
'Tính công suất theo Watts khi 1,00 kg 2?Th phân rã trong chuỗi phóng xạ trên.
Một sản phẩm trong chuỗi phóng xạ trên là ?2#Th (£;;; = 1,91 năm). Cho rằng chu kì bán huỷ của tất cả các hạt nhân nguyên tử trung gian đều nhỏ hơn rất nhiều so với chu kì bán huỷ của 2Th: Tính thể tích khí helium theo cmẺ ở 20 °C và 1 atm thu được khi lưu trữ 1,00 g ?#Th trong một bình chứa trong suốt 20,0 năm.
' mứt. SÊi xỦi -:
Cho biết khối lượng của: ‡He = 4,00260 amu, ?§5Pb = 207,97664 arnu, ?32Th = 232,03805 amnu, _?e = 0,00055 amu.
2. Trong lò hạt nhân, người ta sử dụng năng lượng từ phản ứng dây chuyền (có kiểm soát) xảy ra khi dùng tỉa nơtron đề bắn phá hạt nhân ??°U. Trong một phản ứng, bia ?35U bị bắn phá bởi nơtron tạo ra hạt nhân 149Xe và 32Sr. Tính năng lượng tỏa ra (đơn vị J) khi có 5 gam urani-235 tham gia phản ứng. Cho biết: Khối lượng các đồng vị: ŠU (235,04 u); !'Xe (139,92 u); °2Sr (91,91 u); äm (1,0087 u).
1u = 1,6605.1027 kg; Na = 6,022.1023; c = 3.108 m/s. Câu 5: (2 điểm) 1. Nhiệt độ sôi của NH: (-33°C) cao hơn nhiệt độ sôi của NF: (-129°C) nhưng lại thấp hơn của NC1: (71°C). Hãy giải thích. 2. Vẽ tất cả các cấu trúc Lewis có thể có (chỉ rõ các electron bằng dấu chấm) của hiđro azit HN: và xiclotriazen HN:. Tính điện tích hình thức của các nguyên tử đối với mỗi cấu trúc.
3. Cho số liệu về năng lượng liên kết và độ dài liên kêt của các phân tử, ion như sau:

Độ đài liên kêt (pm)
Dữ kiện trên cho thấy khi Na mắt đi một electron để hình thành ion Nÿ thì năng lượng liên kết giảm, độ dài liên kết tăng; trong khi đó, khi Oz mất đi một electron để hình thành ion O; thì năng lượng liên kết lại tăng còn độ dài liên kết giảm. Dựa vào thuyết MO hãy giải thích hiện tượng này.
Học sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học CHÚC CắC EM LÀM BÀI TÓT

SỞ GD&ĐÐT HẢI DƯƠNG KỲ THỊ NĂNG KHIÉU LÀN THỨ NHÁT TRƯỜNG THPT CHUYÊN NĂM HỌC 2022 - 2023
NGUYEN TRAI MÔN: Hóa học KHÓI 10
——D - Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi có 02 trang, gồm 5 câu) Ngày thỉ: 23 tháng 10 năm 2023 Câu I1: (2 điểm) 1. Đối với nguyên tử H và những ion chỉ có 1 electron thì năng lượng của các electron được xác định 2
theo biểu thức E, =E,^_, với Eụ = -2,178.1018 J và Z.là số hiệu nguyên tử, n là số lượng tử chính. n
Xác định năng lượng ion hóa theo kJ/mol của nguyên tử H và những ion một electron sau: a)H b) He” e) L2! q).C” Giải thích sự biến thiên của các giá trị năng lượng ion hóa khi đi từ nguyên tử H đến ion CŠ†, 2. Nguyên tố X thuộc nhóm A có electron cuối cùng ứng với 4 số lượng tử có tổng đại số bằng 1,5: Xác định nguyên tố X, viết cấu hình electron và cho biết vị trí của X trong bảng tuần hoàn? Năng lượng cần thiết để chuyển một electron từ n = 1 đến n = œ (E= 0) được gọi là năng lượng ion hóa (kí hiệu là I). Trạng thái cơ bản của hệ ứng với n = l

2 2 AE=E,-E,= -Eu.Ýr = -Eụ.Ým= -E,„.z#

I= AE = -(-2,178.1018).Z2 = 2,178.10ˆ8,Z2 (J/nguyên từ) =I=2,178.10”3.Z2 (J/nguyên tử).6,022.10?3 (nguyên tử/mol).103(kJ⁄J) = 1311,6.Z2 (KJ/mol)


Ta có a) H(Z=1) —> lu = 1311,6.12 = 1311,6 (KJ/mol) b) He” (Z=2) —> l,... = 1311,6.2?= 5246,4 (KJ/mol) c) LÊ? (Z=3) —> l,„ = 1311,6.32= 1,1804.10' (KJ/mol) d) C” (Z=6) — l„ = 1311,6.6?= 4,7218.10 (KJ/mol) Theo chiều H - He' - Lĩ?' - C°* năng lượng ion hóa tăng, vì Z tăng và không có tác dụng chắn của các e, nên tương tác giữa hạt nhân và electron tăng. Theo đề ra: n + ¡ + mị + mạ = 3,5 với 1

THỊ: mạ =+ 2= n + Ï + mị = 3,0 se _/=0>m,=0=n=3 = cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s! Cầu hình electron của X: 1s?2s22p53s!: Chu l 3 nhóm IA e. /=1=m,=0>n=2 = cấu hình electron lớp ngoài cùng là 2p? Cấu hình electron của X: Is22s22p?: Chu kỳ 2 nhóm IVA hoặc mị = 1 > n= 1 (loại vì 0< <(n— 1).) hoặc mạ = —1 => n= 3 = cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3pl Cầu hình electron của X: 1s?2s?2p53s?3p!: Chu kỳ 3 nhóm IIIA


TH2: m, = -- = n + Ï + mị = 4,0

e /=0>m,=0=n=4 = cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4s! Cầu hình electron của X: 1s?2s?2p53s?3p54s!: Chu kỳ 4 nhóm IA e /=1=>m;=0>n=3 = cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3p? Cầu hình electron của X: 1s?2s?2p53s?3pˆ: Chu kỳ 3 nhóm IVA hoặc mụ, = 1> n= 2 — cấu hình electron lớp ngoài cùng là 2p? Cấu hình electron của X: 1s?2s?2p): Chu kỳ 2 nhóm VA hoặc m, = —1 >n= 4 > cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4p! Cấu hình electron của X: 1s?2s?2p53s?3p53d!4s?4p!: Chu kỳ 4 nhóm IIIA
Câu 2: (2 điểm) 1. Nguyên tố R thuộc chu kì 3. Nguyên tử A có các giá trị năng lượng ion hóa như sau (k]/mol)
lim: JWNRrojci BE 221-551 75las-T i62: ERPBREERGTT. [T00.| Zã | 36L | 464 | 70l3 || #65 | 2106 | 3166,
a) Xác định R. b) Một số florua của R gồm: RFa, RF. Cho biết trạng thái lai hóa của R trong các hợp chất trên và cầu trúc hình học của các hợp chât đó. 2. Sử dụng mô hình VSEPR dự đoán hình học của các chất sau: a. SOC]a b. XeFa c. SbFs” d. IF4 e. ICl4”


Nội dung

: sự ST s: a) Đối với nguyên tô R: So sánh các tỉ sô S ta thây T lớn hơn các tỉ sô ¡ 6

c= khác nên R thuộc nhóm VIA, nên R là lưu huỳnh (S)
b) Các florua của R là : SFa, SFs. + SE¿ có cấu tạo kiểu bập bênh: § lai hóa sp”d.
+ SF¿ có cấu tạo kiểu bát diện đều: S lai hóa sp3d2
a. SOCla > mô hình AXzE¡ = dạng tháp tam giác



S ưự ⁄Z N“ŒI O S
b. XeF›> mô hình AXzEa — dạng đường thẳng:

F——Xe——F
c. SbFz? = mô hình AXsE = dạng tháp đáy vuông: F -
¬.
r ÔÀx¿ no nh d. IF¿ = mô hình AX4Ea = dạng vuông phẳng:

Câu 3: (2 điểm)
1. Một trong những vật liệu đầu tiên được sử dụng trong ngành điện tử chất rắn là đồng (I) oxit màu đỏ. Ngày nay, vật liệu này tiếp tục được quan tâm vì nó không độc và là một hợp phần rẻ tiền của các pin mặt trời. Hình bên mô tả ô mạng cơ sở lập phương của tỉnh thể Cu¿O. Hằng số mạng của cấu trúc trên là 427,0 pm.
a) Nguyên tử nào (A (kích thước nhỏ) hay B (kích thước lớn)) là đồng? Loại mạng cơ bản nào được tạo bởi các nguyên tử A và loại mạng cơ bản nào được tạo bởi các nguyên tử B? b) Tính các khoảng cách O-O, Cu-O và Cu-Cu nhỏ nhất trong cấu trúc trên.
2. Cho M là một kim loại hoạt động. Oxit của M có cấu trúc mạng lưới lập phương với cạnh của ô mạng cơ sở là a = 5,555 Ä. Trong mỗi ô mạng cơ sở, ion O? chiếm đỉnh và tâm các mặt hình lập phương, còn ion kim loại chiếm các hốc tứ diện (tâm của các hình lập phương con với cạnh là a/2 trong ô mạng). Khối lượng riêng của oxit là 2,400 g/cmỶ.
a) Vẽ cấu trúc ô mạng cơ sở và tính số ion kim loại và ion O” trong một ô mạng cơ sở.
b) Xác định kim loại M và công thức oxit của M.
c) Tính bán kính ion kim loại M (theo nm) biết bán kính của ion O7 là 0,140 nm.
a) Số nguyên tử A = 82 +1.1=2; số RE) 4x1= Do hợp chất là CuaO —> các nguyên tử B là Cu và các nguyên tử A là O.
b) Khoảng cách ngắn nhất giữa 2 nguyên tử O là khoảng cách giữa nguyên tử O ở đỉnh với nguyên tử O ở tâm: o-o(min) = s =369,8 pm.
- Khoảng cách ngắn nhất giữa nguyên tử Cu và nguyên tử O là khoảng cách giữa nguyên tử O (hoặc ở tâm) ở đỉnh với nguyên tử Cu trên đường chéo:
de, o(min) = . = 184,9 pm. - Khoảng cách ngắn nhất giữa 2 nguyên tử Cu là đường chéo cạnh tạo bởi hình lập phương, trong đó O ở tâm và 4 nguyên tử Cu chiếm 1/2 số đỉnh.



(min) =2d. `. = 301,9 pm.
dcy_cụ

a. Cấu trúc tỉnh thể oxit kim loại M:

Mạng tỉnh thể ion với ion O? (e): ion M?* (O) lon O? xếp theo kiểu mạng lập phương tâm diện nên số ion OŸ trong một ô mạng cơ sở là: 8.1/§ + 6.1/2 =4 (ion)

Trong 1 ô mạng cơ sở các ion kim loại chiếm các hốc tứ diện, vì có 8 hốc tứ diện nên trong 1 ô mạng cơ sở có § ion kim loại M"?,
Vậy công thức của oxit là MaO. Trong 1 ô mạng cơ sở có 4 phân tử MaO.


b. Áp dụng công thức:

4(2M+16) _ 4(2M+1 : d=—— “—_-“Ô — -2400(/em 4N, — (5555105)56022102 (gem)


—>M = 22,968 ~ 23 (g/mol) —>M là Na, oxit là NaaO e. Xét hình lập phương nhỏ có cạnh bằng a/2. Nửa đường chéo của hình lập phương này = r_ + Tạo
Na av3 _ 5,555./3 4

ly ty = on ~1,40=1,005(A)
Na* Na*

Vậy bán kính ion của Na” bằng 0,1005 (nm)

Câu 4: (2 điểm) 1. Nguyên tố Thorium được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1828 và sau đó nó được xác định và đặt tên theo 7%øz, thần sấm trong thần thoại Bắc Âu. Trong tự nhiên, Thorium là kim loại phóng xạ, và cũng được xem là một nguyên liệu hạt nhân thay thế cho Uranium, Một chuỗi phóng xạ tự nhiên bắt đầu từ 2ÖˆTh (f;;; = 1,40. 1010 năm) và kết thúc với đồng vị bền là 208pp, Bằng tính toán, hãy cho biết có bao nhiêu phân rã beta (Ø~) có trong chuỗi phóng xạ trên. Tính năng lượng theo MeV được giải phóng ra từ một chuỗi phóng xạ trên. Tính công suất theo Watts khi 1,00 kg ”®?Th phân rã trong chuỗi phóng xạ trên. Một sản phẩm trong chuỗi phóng xạ trên là 28Th (+/z = 1,91 năm). Cho rằng chu kì bán huỷ của tất cả các hạt nhân nguyên tử trung gian đều nhỏ hơn rất nhiều so với chu kì bán huỷ của ??8Th, Tính thể tích khí helium theo cmẺ ở 20 °C và 1 atm thu được khi lưu trữ 1,00 g ??*Th trong một bình chứa trong suốt 20,0 năm.
Cho biết khối lượng của: ‡He = 4,00260 amma, “g2Pb = 207,97664 armu, ?32Th = 232,03805 qmai,
2. Trong lò hạt nhân, người ta sử dụng năng lượng từ phản ứng dây chuyển (có kiểm soát) xảy ra khi dùng tia nơtron để bắn phá hạt nhân 2°U. Trong một phản ứng, bia “SƯ bị bắn phá bởi nơtron tạo ra hạt nhân '2¿Xe và 3257. Tính năng lượng tỏa ra (đơn vị J) khi có 5 gam urani-235 tham gia phản ứng. Cho biết: Khối lượng các đồng vị: ?5U (235,04 u); ''°%Xe (139,92 u); *2Sr (91,91 u); ø (1,0087 u).
1u=1,6605.102” kg: NA = 6,022.103; c = 3.108 m/s,
Nội dung 23Th —› ?§ŠPb + x$He + TH
a. 8 Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối: 232 =208 +4x+0y —x=6 90=8§2+2x—y >y=4 Như vậy, có 4 phân rã beta trong chuỗi phóng xạ này.
Pn gpP


232Th —› ?§ŠPb + 6?He + 4_18~ Am = (232,03805) — (207,97664) — 6. (4,00260) — 4m¿ = 0,04581 amu Như vậy, năng lượng mà phản ứng giải phóng ra: E = Am.c2 = 0,04581.931,5 = 42,67 MeV//1 phân rã.
: 1000.6,022.1023 ÿ.1,00 kg” Tho6: §" =—————
Tương ứng với hoạt độ phóng xạ: In2
k Sa. IS: co co, 24 — 6 phân rã _ ¬= ri Tin 20010 = 4,08. 10° phân rã/s.
= 2,60. 10?“ nguyên tử.
Như vậy, công suất của quá trình này là: P = 42,67.4,08.105 = 1,74.105 MeV/s = 1,74.106: 105. 1,602.1012 = 2,79.10~5 W.
ả, 228Th —› 208Pb + 54He + 2_B~ Số nguyên tử ?25Th phân rã trong 20 năm:
—kt ; 23 —Pˆ 20 AN=N°—N=N°.(1-e )= sag: 6,022.10 .|1—e 1⁄1
= 2,639. 10” nguyên tử. Số nguyên tử helium thu được sau 20 năm: Ngẹ = 2,639.1021,5 = 1,320. 1022 nguyên tử. Như vậy, thể tích helium thu được là:
1,320.1022 0,082.293 3_—_ 3 Vhạ = n6 c6 7 0,5266 dm” = 526,6 cm”.
Phản ứng hạt nhân: 235U + ‡n > !'ệXe + šãSr + 4n Am = (139,92 + 91,91 + 4.1,0087) - (235,04 + 1,0087) =— 0,1839 u.
Nếu là 1 mol 5U tham gia <> Am = —0,1839 g = —0,1839.10”3 kg. —> AE = —0,1839.10~3.c?=—1,6551.101 (J/mol) 235 g 5U tỏa ra năng lượng 1,6551.10!3 (1) 5
— 5 g ?”5U tỏa ra năng lượng: 1,6551.103.— = 3,52.10!! (J)

Câu 5: (2 điểm) 1. Nhiệt độ sôi của NH: (-33°C) cao hơn nhiệt độ sôi của NF› (-129°C) nhưng lại thấp hơn của NCI: (719C). Hãy giải thích. 2. Vẽ tất cả các cấu trúc Lewis có thê có (chỉ rõ các electron băng dấu chấm) của hiđro azit HN: và xiclotriazen HN:. Tính điện tích hình thức của các nguyên tử đối với mỗi cấu trúc. 3. Cho số liệu về năng lượng liên kết và độ dài liên kết của các phân tử, ion như sau: 77... 5N | Su 'Í _ Tưng lượng lộn Kế đ9/moE) Độ dã liên Kế (pm) 1ö
Dữ kiện trên cho thấy khi Na mắt đi một electron đề hình thành ion N; thì năng lượng liên kết giảm,


độ dài liên kết tăng; trong khi đó, khi Oz mất đi một electron để hỉnh thành ion O; thì năng lượng liên kết lại tăng còn độ dài liên kết giảm. Dựa vào thuyết MO hãy giải thích hiện tượng này.
+ Giữa các phân tử NH¿ có liên kết hidro với nhau trong khi NF: chỉ có lực Van đer Waals, liên kết hidro mạnh hơn so với lực Van der Waals.
+ Sự chênh lệch độ âm điện giữa N-H cũng cao hơn so với N-F, hai phân tử này có
cấu trúc hình học như nhau do đó momen của NH: cao hơn NEa.
- Đối với NClạ cao hơn NH; vì: Khối lượng phân tử của NCls lớn hơn nhiều lần so
với NHạ do đó lực Van der Waals - tương tác khuếch tán của NCI; rất lớn, mặc dù
NH: có liên kết hidro còn NC]: không có, momen phân tử của NH: cao hơn nhiều so
với NC và lực khuếch tán cũng là lực rất yếu. Tuy nhiên với khối lượng phân tử lớn vượt trội dẫn tới hình thành nhiều vùng phân cực tạm thời đến mức tại bất kỳ điểm
nào, tổng của các lực khuếch tán đó đều lớn hơn tổng lực liên kết hydro.
Các câu trúc Lewis và điện tích hình thức:
0 0 +1 1 0 + +1 ~2



0 ¬ +
9 ị ..° H—Ñ—N=N: H—Ñ—=ụN—Ï: BA.





N có Š electron hóa trị nên Na có 10 electron hóa trị, N; có 9 electron hóa trị. Cấu hình electron: Na: (kk)(G›)”(G`›)?(+)?(ny)2{ø;)? N: (kk)(G:) (6 s)*(œ‹}(my)2()1
Bậc liên kết: Na: 2(8~2)=3 Nị:Œ~2)=2,5


Do 3 > 2,5 nên độ dài liên kết của N; > N› và năng lượng liên kết N‡ O; : &k)(G}(ø')*(Gz)*(m.)2()2('„)!
Bậc liên kết: O2: 2-49=2 O;:-@~3)=2,5

Do 2 <2,5 nên độ dài liên kết của O; > Oÿ và năng lượng liên kết O;