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
.
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.