Hãy xác định tỉ số nồng độ ion H+ trong dung dịch đồng phân tử của axit benzoic và axit axetic c Một dung dịch chứa 0,2 mol Fe2+ và 0,2 mol Fe3+.. -Khi một dung dịch hỗn hợp gồm NH4OH và
Trang 1ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 11 NĂM HỌC 2014 – 2015
MÔN THI: HÓA HỌC
( Thời Gian : 180 Phút )
Câu 1: (3Đ)
a) Trộn 10ml dung dịch đơn axit yếu HA nồng độ mol Co ( hằng số axit là KA)
Có pH= 3,0 với 5ml dung dịch NaOH có pH=13 thu được dung dịch có pH= 5,661 Hãy xác định KA
và Co của HA ( bỏ qua sự điện li của nước )
b) Hằng số phân li của axit benzoic C6H5COOH bằng 6,3.10-5 và của axit axetic CH3COOH bằng 1,79.10 –5 Hãy xác định tỉ số nồng độ ion H+ trong dung dịch đồng phân tử của axit benzoic và axit axetic
c) Một dung dịch chứa 0,2 mol Fe2+ và 0,2 mol Fe3+ Dung dịch được điều chỉnh đến pH = 1 Xác định thế của dung dịch
Thêm vào dung dịch các ion OH – cho đến khi pH = 5 ( bỏ qua sự thay đổi thể tích dung dịch ) Thế của dung dịch đo được bằng 0,152V Chất nào đã kết tủa và khối lượng bao nhiêu ? Tính tích số tan Fe(OH)3
Biết E0Fe3+/Fe2+ = +0,77V ; Fe = 56 ; O=16 ; H = 1
Câu 2 (2.5Đ)
Một vài tính chất của một hợp chất vô cơ chưa biết A được liệt kê dưới đây:
-A là một chất rắn màu trắng hơi vàng, dễ chảy rữa và thăng hoa khi đun nóng A có khối lượng phân
tử là 266
-A phản ứng mãnh liệt với nước để cho dung dịch B
-Khi một dung dịch hỗn hợp gồm NH4OH và NH4Cl được thêm vào dung dịch B thì nhận được kết tủa keo màu trắng
-Một mẫu dung dịch B phản ứng với dung dịch hỗn hợp nitric axit và bạc nitrat cho kết tủa vón cục màu trắng C Kết tủa trắng này nhanh chóng tan đi khi thêm vào dung dịch NH4OH mặc dù khi ta cho dư
NH4OH thì lại xuất hiện kết tủa trắng D
-Kết tủa D được lọc và hoà tan trong NaOH thu được dung dịch trong suốt E
-Khi cho khí CO2 lội qua dung dịch E thì lại sinh ra kết tủa D
-Chất A hoà tan không điện ly trong ete không lẫn nước Khi dung dịch này phản ứng với LiH thì sẽ tạo thành sản phẩm F Nếu dùng dư LiH thì F sẽ chuyển thành G
1 Xác định chất A
2 Xác định các chất từ B đến G và viết tất cả các phương trình phản ứng xảy ra
Câu 3 (3Đ)
Hòa tan 115,3 (g) hỗn hợp X gồm MgCO3 và RCO3 bằng 500ml dung dịch H2SO4 loãng, thu được dung dịch A, chất rắn B và 4,48(l) CO2 ( đktc ) Cô cạn dung dịch A thì thu được 12(g) muối khan Mặt khác , đem nung chất rắn B đến khối lượng không đổi thì thu được 11,2 ( l ) CO2 ( đktc ) và chất rắn B1
a) Tính nồng độ CM của dung dịch H2SO4 đã dùng
b) Tính khối lượng của B và B1
c) Tính khối lượng nguyên tử của R biết trong hỗn hợp đầu số mol của RCO3 gấp 2,5 lần số mol của MgCO3
Câu 4: (3Đ)
Hợp chất A chứa 82,19% C; 6,85% H; còn lại là oxi Phân tử A có một nguyên tử oxi
A không tạo màu với dung dịch FeCl3, A tạo sản phẩm cộng với NaHSO3 Cho A tác dụng với dung dịch iot trong NaOH thì không tạo kết tủa, axit hoá dung dịch sau phản ứng thì thu được chất B, chất B
Trang 2dụng với lượng dư brom khi có mặt lượng dư HgO đỏ trong CCl4, thu được chất C là 1,2,3-tribrom-2-phenylpropan
Mặt khác, cho A tác dụng với NaBH4 và H2Othu được chất D Đun nóng D với dung dịch H2SO4 đặc, thu được chất E có công thức phân tử C10H10
1.Xác định công thức cấu tạo của A và viết các phương trình phản ứng xảy ra
2.Viết cơ chế phản ứng chuyển hoá D thành E
Câu 5: (2Đ)
Một hợp chất hữu cơ A chỉ chứa một nguyên tử oxi trong phân tử Phân tử A có chứa 79,59%C ; 12,25%H ; còn lại là oxi Ozon phân A thu được HOCH2CH=O ; CH3CH2CH2COCH3 và
CH3CH2COCH2CH2CH=O Nếu cho A tác dụng với brom theo tỉ lệ mol 1:1 rồi mới ozon phân sản phẩm chính sinh ra, thì thu được hai sản phẩm hữu cơ trong đó có một xeton Đun nóng A với dung dịch axit dễ dàng thu được sản phẩm B có cùng phân tử như A, song khi ozon phân B chỉ cho một sản phẩm hữu cơ duy nhất
Xác định công thức cấu tạo và gọi tên A?
Câu 6: (2.5Đ)
Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp 3 kim loại Zn, Cu, Ag vào 0,5l dung dịch HNO3 aM thu 1,344l khí (A) (đktc), hóa nâu trong không khí và dung dịch (B)
1) Lấy ½ dung dịch (B) cho tác dụng với dung dịch NaCl dư thu được 2,1525g kết tủa và dung dịch (C) Cho dung dịch (C) tác dụng với NaOH dư, thu được kết tủa (D) Nung (D) ở t0C đến khối lượng không đổi thu đựợc 1,8g chất rắn Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp đầu
2) Nếu cho m gam bột Cu vào ½ dung dịch (B) khuấy đều đến phản ứng hoàn toàn thu 0,168l khí A (ở đktc); 1,99g chất rắn không tan và dung dịch E Tính m, a và nồng độ mol/l các ion trong dung dịch (E)
(Biết thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể)
Câu 7:(2Đ)
Cho từ từ khí CO qua ống chứa 6,4g CuO đun nóng Khí ra khỏi ống được hấp thụ hoàn toàn bằng
150 ml dung dịch nước vôi trong nồng độ 0,1M thấy tách ra 1g kết tủa trắng, đun sôi phần nước lọc lại thấy có vẩn đục Chất rắn còn lại trong ống được cho vào 500 ml dung dịch HNO3 0,32M thấy thoát ra V1 lít khí NO Nếu thêm 760 ml dung dịch HCl 1,333M vào dung dịch sau phản ứng thì lại thoát ra thêm V2 lít khí NO nữa Nếu tiếp tục thêm 24g Mg thì thấy thoát ra V3 lít hỗn hợp khí N2 và
H2, lọc dung dịch cuối cùng thu được chất rắn X
1.Viết các phương trình phản ứng và tính V1, V2, V3 (đkc)
2.Tính thành phần X (giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn)
Câu 8 (2Đ)
Tiến hành oxi hoá hoàn toàn 1 thể tích hơi ancol A cần 9 thể tích O2 ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất, rồi cho toàn bộ sản phẩn hấp thụ vào dung dịch nước vôi trong dư thấy khối lượng bình nước vôi tăng 3,9g và có 6g kết tủa tạo thành Đem A phân tích phổ thì kết quả không có tín hiệu của nhóm -CH2- A bị oxi hoá bởi CuO tạo sản phẩm không tham gia phản ứng tráng gương
1 Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo ancol A
2 Xử lý ancol A bằng dung dịch H3PO4 85% có đun nóng thu được B Ôzon phân B thu được axeton là sản phẩm hữu cơ duy nhất Hãy viết phương trình phản ứng xảy ra và cơ chế của phản ứng
từ A tạo ra B
Biên soạn Học Sinh : Bùi Hoàng Tuấn.
GV: Phan Thanh Nam Lớp 11A1 -THPT Nguyễn Thị Minh Khai - Hà Tĩnh
Trang 3ĐÁP ÁN Câu 1 (3đ)
a) HA �� �� � � H A k A
3 2
o
(10 ) k
Khi trộn 10ml dung dịch HA với 5 ml dung dịch NaOH có pH = 13 :
NaOH �� �� � � Na OH
14 13
13
10
10
Sau khi trộn : HA 10Co o
15
� và NaOHC 0,1 x 5 0, 033 (M)
15
HA + NaOH � NaA + H2O Ban đầu 0,667CO 0,033 0
Phản ứng 0,033 0,033 0,033
Sau phản ứng 0,667CO - 0,033 0 0,033
5,661
pH 5, 661 � � � H 10
� �
Áp dụng công thức tính pH dung dịch đệm , ta có :
5,661
10 k (0, 667C 0, 033) / 0, 033
8 A
o
7, 203 x 10 k
0, 667C 0, 033
Từ (1) và (2) ta suy ra :
8 6
o
o
7, 203 x 10 10
0, 667C 0, 033
Thế (1) vào ,ta có : :
6
5
0, 055 10
1b) Áp dụng công thức gần đúng tính nồng độ H của dung dịch axit yếu
o
C H COOH6 5
C H COOH6 5
� �
o
CH COOH3
CH COOH3
� �
C H COOH6 5 C H COOH6 5
CH COOH3
CH COOH3
1,876 k
H
� �
� �
� �
� �
Fe ��� e ��� Fe
3 o
Fe
0, 059
Khi pH = 5 , thế dung dịch giảm xuống 0,152V � � Fe3�
� � ] giảm xuống
� có kết tủa Fe(OH)3
Trang 43
Fe 3OH �� �� � � Fe(OH) �
Ta có : 0,152 = 0,77+ 0,059 lg
3
Fe
0, 2
Coi như Fe3 kết tủa hoàn toàn Fe(OH)3
m ] 0, 2 107 21, 4 g
3 11 3
10
Câu 2 (2.5Đ)
1 Trong bước thứ ba của phép phân tích ta thu được kết tủa trắng keo, điều này chứng tỏ rằng dung dịch B có chứa Al3+ và dung dịch B cũng tạo kết tủa trắng với AgNO3, kết tủa này tan đi khi ta thêm
NH4OH vào chứng tỏ rằng dung dịch B có chứa Cl- Vậy chất A sẽ là Al2Cl6 (MA = 266)
2 Các phản ứng xảy ra:
- Al2Cl6 + 12H2O 2[Al(H2O)6]3+ + 6Cl-
- Al3+ + 3NH4OH Al(OH)3 + 3NH4+
- 6AgNO3 + 6Cl- 6AgCl + 6NO3
(C)
AgCl + 2NH4OH [Ag(NH3)2]+Cl- + H2O
Al3+ + 3NH4OH Al(OH)3 + 3NH4+
(D)
- Al(OH)3 + NaOH Na+[Al(OH)4-]
(E)
- [Al(OH)4]- + CO2 Al(OH)3 + HCO3
Al2Cl6 + 6LiH (AlH3)2 + 6LiCl
(F)
(AlH3)2 + 2LiHdư 2LiAlH4
(G)
Câu 3 (3Đ)
a) MgCO3 H SO2 4 MgSO4 CO2 H O2 (1)
RCO H SO RSO CO H O ( 2 )
Khi nung chất rắn B thu được CO2 �Trong B còn dư muối CO23 � H SO2 4 đã hết ở (1) & (2)
H SO2 4 CO2
2 4
4, 48 (1) & (2) n n 0, 2 (mol )
22, 4
0, 2
0, 5
�
�
Chỉ có muối cacbonat của kim loại kiềm ( trừ Li2CO3 ít tan ) và muối amoni tan � dung dịch A không có muối cabonat mà chỉ có muối sùnat � Toàn bộ muối cacbonat dư đều ở trong rắn B
Trang 5o t
o t
MgCO MgO CO ( 4 )
b) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho (1) & (2 )
mx mH SO mmuoi sunfat mCO mH O
115, 3 98 0, 2 14 2 43 12 142 43 0, 2.44 18 0, 2 14 2 43 m
B
m 110, 5 (g)
�
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho (3) & (4)
B
m 110, 5 (g) 0, 5.44 88, 5 g
�
c) Theo (1);(2);(3) và (4)
� Tổng số mol 2 muối cacbonat , Tổng số mol CO2 tạo thành trong 4 phản ứng này
Đề cho : a b 0, 2 0, 5 0, 7 mol (5)
�
�
x
m 84 0, 2 (R 60) 0, 5 115, 3
R 137 dvc
�
Vậy R là Bari ( Ba )
Câu 4 (3Đ)
1.Hợp chất A có:
nC : nH : nO =
16
96 , 10 : 1
85 , 6 : 12
19 , 82
= 6,85 : 6,85 : 0,685 = 10 : 10 : 1 Phân tử A có một nguyên tử O nên công thức phân tử của A là C10H10O
A không tạo màu với dung dịch FeCl3 nên A không có chức phenol
A tạo sản phẩm cộng với NaHSO3 nên A là anđehit hoặc metylxeton
A tác dụng với dung dịch iot trong NaOH thì không tạo kết tủa nên A không phải là metylxeton, suy
ra A là anđehit
Axit hoá dung dịch sau phản ứng thu được chất B, chất B hơn A một nguyên tử O trong phân tử nên
B là axit cacboxylic tương ứng với A và có công thức phân tử là C10H10O2
B không làm mất màu dung dịch KMnO4 ở lạnh nên trong phân tử B không có liên kết C-C
Cho B tác dụng với lượng dư brom khi có mặt lượng dư HgO đỏ trong CCl4, thu được chất C là 1,2,3-tribrom-2-phenylpropan nên CTCT của B là:
COOH Suy ra công thức cấu tạo của A là:
CHO
Trang 6C6H5-C3H4-CHO + NaHSO3 C6H5-C3H4-CH(OH)-SO3Na
C6H5-C3H4-CHO + I2 + 3NaOH C6H5-C3H4-COONa + 2NaI +2H2O
C6H5-C3H4-COONa + H+ C6H5-C3H4-COOH + Na+
COOH
CH2Br
CH2Br
CO2
2 4 HgO 2 2 HgBr2 H2O
(C)
4C6H5-C3H4-CHO + NaBH4 + 3H2O 4C6H5-C3H4-CH2OH + NaH2BO3
(D)
CH2OH
H2SO4, t0
H2O
2 Cơ chế chuyển hoá D thành E:
CH2OH
H
H 2 O
(E)
Câu 5 (2Đ)
Ta có: C : H : O = 79,59/12 : 12,25/1 : 8,16/16 = 13: 24: 1
Vậy công thức phân tử của A là C13H24O
Từ sản phẩm ozon phân ta tìm ra 2 công thức cấu tạo có thể có :
CH3CH2CH2C(CH3)=CHCH2CH2C(CH2CH3)=CHCH2OH (A1)
CH3CH2CH2C(CH3)=C(CH2CH3)CH2CH2CH=CHCH2OH (A2)
Từ phản ứng brom hoá rồi ozon phân suy ra (A1) phù hợp
Vì:
(A1) CH3CH2CH2C(CH3)BrCHBrCH2CH2C(CH2CH3)=CHCH2OH
Xeton + HOCH2CH=O
(A2) CH3CH2CH2C(CH3)BrC(CH2CH3)BrCH2CH2CH=CHCH2OH
Tên của A: 3-etyl-7-metyldeca-2,6-dien-1-ol
Câu 6: (2.5Đ)
1) Phương trình phản ứng :
3Zn + 8 H+ + 2NO3- 3Zn2+ + 2NO + 4H O (1)2
x mol 8
3x
2
2
3x 3Cu + 8 H+ + 2NO3- 3 Cu2+ + 2NO + 4H O (2)2 (0,25đ)
Br2
1:1
Br2
1:1
Ozon phân
Ozon phân
Trang 7y mol 8
3y
2
2
3y
z
z
3
z
1,344
0,06
22, 4
NO
z
½ dung dịch (B) : 2 ; 2 ; ;
2,1525
0, 015 0,015 0,03
Dung dịch (C) : 2 ; 2 ;
Với NaOH dư :
2
2
2
2
2
0
( ) t
2
y
1,8 0,0225 0,0225 0,045
y
ncha�t ra�n= = � = � =y
Từ (1) x = 0,03 m = 0,03 65 = 1,98g Zn
Cu
m = 0,045 64 = 2,88g Ag
m = 0,03 108 = 3,24g
2/ 3Cu + 8 H++ 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H O (4)2
0,01125 0,03 0,0075 0,01125 0,0075
0,168
0,0075
22, 4
0,0075 0,015mol 0,0075 0,015
Ag
m = 108 0,015 = 1,62g
Cu
m d� = 1,99 – 1,62 = 0,37g
Cu
m = (0,0075 + 0,01125) 64 + 0,37 = 1,57g
½ dung dịch B : ( 3 2) ; ( 3 2) ; 3 ; 3
Từ (4) t = 0,03 t = 0,06
Trang 8Vậy
3
�
= 0,08 + 0,12 + 0,04 + 0,06 = 0,3 mol
x = 0,3
0,5 = 0,6M
Sau phản ứng : Zn NO( 3 2) , Cu NO( 3 2) (dd E)
0,015mol 0,04125mol
Vì 2 0,0075 0,01125 0,04125
2
Cu
y
[ 2 ] 0,015 0,06
0, 25
2 0,04125
0, 25
3 0,015.2 0,04125.2
0, 25
Câu 7 (2Đ)
1.Các phương trình phản ứng:
CO + CuO Cu + CO2
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O CuO + 2H+ Cu2+ + H2O
3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 0,5đ
Số mol CO2 = 0,02 mol Số mol Cu = 0,02 mol
Số mol CuO = 0,06 mol Số mol HNO3 = 0,16 mol 0,25đ
Theo phương trình: V1 = 0,01.22,4 = 0,224 lít V2 =
3
1
V1 = 0,07467 lít 0,25đ
Khi thêm 3,304 mol HCl, phản ứng lại tiếp tục xảy ra
Thêm 1 mol Mg: 5Mg + 12H+ + 2NO3- 5Mg2+ + N2 + 6H2O
Mg + Cu2+ Mg2+ + Cu
Mg + 2H+ Mg2+ + H2
Số mol N2 = 0,16 0,043 0,223
2
1
(mol)
Số mol H2 = 0,06
3
2,64 3
0,04 3
3,04 2
1
(mol) Nên V3 = VN2 + VH2 = 0,06 2,9867
3
0,22 22,4
(lít)
2 Suy ra Cu = 0,08.64 = 5,12g chiếm 30,19%
Và Mg = 0,06 0,08 24 11,84
3
1,1
1
chiếm 69,81%
Câu 8 (2Đ)
1 A0
4
3PO, 85 %,t
Ozon phân B được CH3COCH3 cấu tạo B là: CH3 C = C CH3
| |
CH3 H3C CH3
|
Trang 9CH3 C CH CH3 H3PO485 t%, CH3 C = C CH3 + H2O
| | | |
H3C OH H3C CH3 (B)
(A) (spc)
( CH2 = C CH CH3 )
| |
CH3 CH3 (spp)
CH3 C = C CH3 CH3COCH3
| |
H3C CH3
2
CH3 H CH3
| | |
CH3 C CH CH3 + HO:+ CH3 C CH CH3 + H2O
| | | | |
H3C :OH H H3C :OH2
CH3 CH3
| |
CH3 C CH CH3 CH3 C CH CH3 + H2O
| | |
H3C :OH2 H3C
CH3 CH3
| |
CH3 C CH CH3 CH3 C CH CH3
| |
H3C H3C
H CH3 C = C CH3
| | |
HCH2 C C CH3 H3C CH3 (spc)
| |
H3C CH3 CH2 = C CH CH3
| |
H3C CH3 (spp)
HẾT
-1 O3
2 Zn/H+
+
(a)
(b)
+
+
+
(a)
(b)