Tài liệu tóm tắt đề thi chính thức chọn đội tuyển học sinh giỏi THPT cấp tỉnh Cà Mau năm học 2026-2027 môn Hóa học (Buổi thi thứ nhất). Đề thi kiểm tra kiến thức nâng cao về cấu tạo nguyên tử, năng lượng ion hóa, tinh thể học lập phương và phản ứng nhiệt nhôm - đốt cháy hydrocarbon.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CÀ MAU - KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG THPT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2026-2027
Cho biết các hằng số vật lý:
\(T (\text{K}) = t (^\circ\text{C}) + 273,15\); \(1\text{ bar} = 10^5\text{ N}\cdot\text{m}^{-2}\); \(1\text{ atm} = 1,01325 \cdot 10^5\text{ N}\cdot\text{m}^{-2}\); \(1\text{ pm} = 10^{-12}\text{ m}\); Hằng số Avogađro \(N_A = 6,0221 \cdot 10^{23}\text{ mol}^{-1}\); Hằng số khí \(R = 8,3145\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 0,08205\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}\); \(1\text{ eV} = 1,602 \cdot 10^{-19}\text{ J}\); Khối lượng electron \(m_e = 9,11 \cdot 10^{-31}\text{ kg}\); Hằng số Planck \(h = 6,626 \cdot 10^{-34}\text{ J}\cdot\text{s}\).
\(T (\text{K}) = t (^\circ\text{C}) + 273,15\); \(1\text{ bar} = 10^5\text{ N}\cdot\text{m}^{-2}\); \(1\text{ atm} = 1,01325 \cdot 10^5\text{ N}\cdot\text{m}^{-2}\); \(1\text{ pm} = 10^{-12}\text{ m}\); Hằng số Avogađro \(N_A = 6,0221 \cdot 10^{23}\text{ mol}^{-1}\); Hằng số khí \(R = 8,3145\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 0,08205\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}\); \(1\text{ eV} = 1,602 \cdot 10^{-19}\text{ J}\); Khối lượng electron \(m_e = 9,11 \cdot 10^{-31}\text{ kg}\); Hằng số Planck \(h = 6,626 \cdot 10^{-34}\text{ J}\cdot\text{s}\).
NỘI DUNG CÂU HỎI TRANG 1
Câu 1. (3,0 điểm)
1. Cho các số liệu cấu hình electron và năng lượng tương ứng như sau:
Trong đó: eV là đơn vị năng lượng; dấu (-) biểu thị năng lượng tính được khi electron còn chịu lực hút hạt nhân.
a. Hãy trình bày chi tiết và kết quả tính các trị số năng lượng ion hoá có thể có của nguyên tố Lithium (Li) theo eV khi dùng dữ kiện cho trong bảng trên.
b. Hãy nêu nội dung và giải thích quy luật liên hệ giữa các năng lượng ion hoá đó.
c. Xác định điện tích hạt nhân hiệu dụng của hạt nhân Lithium với electron ngoài cùng.
Thực nghiệm nghiên cứu quang phổ phát xạ của ion \(\text{Li}^{2+}\) (ion giống nguyên tử hydrogen) thu được số sóng ứng với ba vạch phổ đầu tiên thuộc dãy Lyman lần lượt là: \(740747\text{ cm}^{-1}\); \(877924\text{ cm}^{-1}\) và \(925933\text{ cm}^{-1}\).
d. Xác định giá trị hằng số Rydberg (\(R_{\text{Li}}\)) của \(\text{Li}^{2+}\).
e. Tính năng lượng ion hoá (theo eV) của \(\text{Li}^{2+}\) theo dữ kiện phổ trên.
2. Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X cho thấy một tinh thể ion thuộc kiểu tinh thể lập phương, với hằng số mạng \(a = 403,1\text{ pm}\). Vị trí các đỉnh trong ô mạng bị chiếm bởi các ion \(\text{Ba}^{2+}\), vị trí tâm khối bị chiếm bởi ion \(\text{Ti}^{4+}\), còn vị trí các tâm mặt là các ion \(\text{O}^{2-}\).
a. Xác định công thức hoá học hợp thức của tinh thể.
b. Vẽ ô cơ sở của tinh thể. Xác định số phối trí với oxygen của \(\text{Ti}^{4+}\) và \(\text{Ba}^{2+}\).
c. Tính bán kính hai cation, biết bán kính anion \(\text{O}^{2-}\) là \(140\text{ pm}\).
1. Cho các số liệu cấu hình electron và năng lượng tương ứng như sau:
| Cấu hình electron | Năng lượng (theo eV) |
|---|---|
| \(1s^1\) | -122,420 |
| \(1s^2\) | -198,039 |
| \(1s^2 2s^1\) | -203,429 |
a. Hãy trình bày chi tiết và kết quả tính các trị số năng lượng ion hoá có thể có của nguyên tố Lithium (Li) theo eV khi dùng dữ kiện cho trong bảng trên.
b. Hãy nêu nội dung và giải thích quy luật liên hệ giữa các năng lượng ion hoá đó.
c. Xác định điện tích hạt nhân hiệu dụng của hạt nhân Lithium với electron ngoài cùng.
Thực nghiệm nghiên cứu quang phổ phát xạ của ion \(\text{Li}^{2+}\) (ion giống nguyên tử hydrogen) thu được số sóng ứng với ba vạch phổ đầu tiên thuộc dãy Lyman lần lượt là: \(740747\text{ cm}^{-1}\); \(877924\text{ cm}^{-1}\) và \(925933\text{ cm}^{-1}\).
d. Xác định giá trị hằng số Rydberg (\(R_{\text{Li}}\)) của \(\text{Li}^{2+}\).
e. Tính năng lượng ion hoá (theo eV) của \(\text{Li}^{2+}\) theo dữ kiện phổ trên.
2. Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X cho thấy một tinh thể ion thuộc kiểu tinh thể lập phương, với hằng số mạng \(a = 403,1\text{ pm}\). Vị trí các đỉnh trong ô mạng bị chiếm bởi các ion \(\text{Ba}^{2+}\), vị trí tâm khối bị chiếm bởi ion \(\text{Ti}^{4+}\), còn vị trí các tâm mặt là các ion \(\text{O}^{2-}\).
a. Xác định công thức hoá học hợp thức của tinh thể.
b. Vẽ ô cơ sở của tinh thể. Xác định số phối trí với oxygen của \(\text{Ti}^{4+}\) và \(\text{Ba}^{2+}\).
c. Tính bán kính hai cation, biết bán kính anion \(\text{O}^{2-}\) là \(140\text{ pm}\).
Câu 2. (4,0 điểm)
Một hỗn hợp khí X chỉ chứa propane và butane với tỉ lệ khối lượng 22 : 29.
1. Một buồng đốt được nạp 2,0 mol khí X và 100,0 mol không khí. Đốt cháy hoàn toàn X ở \(25^\circ\text{C}\) và 1,0 bar. Sau phản ứng cháy thu được hỗn hợp Y, áp suất của Y luôn được duy trì ở 1,0 bar. Hai phương trình phản ứng đốt cháy:
\[\text{C}_3\text{H}_8 (g) + 5\text{O}_2 (g) \rightarrow 3\text{CO}_2 (g) + 4\text{H}_2\text{O} (g) \quad (1)\]\[\text{C}_4\text{H}_{10} (g) + 6,5\text{O}_2 (g) \rightarrow 4\text{CO}_2 (g) + 5\text{H}_2\text{O} (g) \quad (2)\]
Một hỗn hợp khí X chỉ chứa propane và butane với tỉ lệ khối lượng 22 : 29.
1. Một buồng đốt được nạp 2,0 mol khí X và 100,0 mol không khí. Đốt cháy hoàn toàn X ở \(25^\circ\text{C}\) và 1,0 bar. Sau phản ứng cháy thu được hỗn hợp Y, áp suất của Y luôn được duy trì ở 1,0 bar. Hai phương trình phản ứng đốt cháy:
\[\text{C}_3\text{H}_8 (g) + 5\text{O}_2 (g) \rightarrow 3\text{CO}_2 (g) + 4\text{H}_2\text{O} (g) \quad (1)\]\[\text{C}_4\text{H}_{10} (g) + 6,5\text{O}_2 (g) \rightarrow 4\text{CO}_2 (g) + 5\text{H}_2\text{O} (g) \quad (2)\]