Đề và đáp án hsg 11 năm 2023 Hà Tĩnh

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH ĐỀ THI CHÍNH THỨC (Đề thi có 02 trang, gồm 10 câu) KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 11 THPT NĂM HỌC 2022 2023 Môn thi HÓA HỌC Thời gian làm bài 150 phút (không kể thời.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

HÀ TĨNH

(Đề thi có 02 trang, gồm 10 câu)

KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 11 THPT

NĂM HỌC 2022-2023

Môn thi: HÓA HỌC

Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

Cho biết nguyên tử khối: H =1, C =12, N =14, O =16, Na=23, Mg =24, Al = 27, P =31, S =32, K=39, Ca = 40, Fe= 56, Cu=64, Ag=108, Ba= 137.

Câu 1 (2,5 điểm)

1) Viết phương trình phản ứng (dạng phân tử) xảy ra trong các thí nghiệm sau:

- Cho dung dịch chứa 1 mol Ca(H2PO4)2 vào dung dịch chứa 1 mol NaOH

- Cho dung dịch chứa 1 mol Ba(HCO3)2 vào dung dung dịch chứa 1 mol NaHSO4

- Sục khí etilen vào dung dịch KMnO4

2) Khí A không màu có mùi đặc trưng, khi cháy trong khí oxi tạo nên khí B không màu, không mùi.

Khí B có thể tác dụng với liti kim loại ở nhiệt độ thường tạo ra chất rắn C Hoà tan chất rắn C vào nước được khí A Khí A tác dụng với khí D trong điều kiện thích hợp tạo ra chất rắn E Cho E tác dụng với nước vôi trong dư thu được kết tủa F và khí A Xác định các chất A, B, C, D, E, F và viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra

Câu 2 (2,0 điểm)

1) Hình vẽ sau mô tả thí nghiệm định tính cacbon và hidro trong hợp chất hữu cơ Hãy cho biết:

a Vai trò của CuO, CuSO4 khan và dung dịch

Ca(OH)2 trong thí nghiệm

b Tại sao ống nghiệm (1) lại lắp hơi hướng

xuống?

c Kết thúc thí nghiệm cần đưa ống dẫn khí ra

khỏi ống nghiệm (2) rồi sau đó mới tắt đèn cồn

hay làm theo thứ tự ngược lại Vì sao?

2) Khi bếp than đang cháy, nếu đổ nhiều nước vào bếp thì bếp tắt, còn nếu cho một ít nước vào bếp

thì bếp than bùng cháy lên Hãy viết phương trình hoá học để giải thích hiện tượng trên

Câu 3 (1,5 điểm)

Có 3 hidrocacbon X, Y, Z, MX < MY< MZ cùng ở thể khí, nặng hơn không khí không quá 2 lần, khi phân huỷ đều tạo ra cacbon (chất rắn, thể tích không đáng kể) và hidro, làm cho thể tích tăng gấp 3 lần so với thể tích ban đầu Đốt cháy những thể tích bằng nhau của 3 hidrocacbon đó sinh ra khí

CO2 theo tỷ lệ thể tích 2:3:4 Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của chúng, biết rằng nguyên tử cacbon trong Y có cùng trạng thái lai hóa, nguyên tử cacbon trong Z có cùng trạng thái lai hóa Biết các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất

Câu 4 (2,0 điềm)

Một nguyên tố X có nhiều dạng thù hình, đa hóa trị, là nguyên tố thiết yếu cho cơ thể sống, không bao giờ tồn tại ở trạng thái đơn chất trong tự nhiên Cho 1,55 gam X màu trắng tan hết trong axit

chứa axit Cho sơ đồ phản ứng sau đây:

X  ddBa OH( ) 2 A H SO2 4 B  ddCuSO4 D  2NaOH E 6000C F

3

Biết A, B, D, E, F, G, L, M, Q đều là hợp chất của X có phân tử khối thỏa mãn:

MA + MG = 449; MB + ML = 100;

MF + MQ = 444; MD + MM = 180

1) Xác định nguyên tố X và các chất A, B, D, E, F, G, L, M, Q.

2) Viết phương trình phản ứng theo sơ đồ phản ứng ở trên.

ĐỀ THI CHÍNH THỨC

Câu 5 (2,0 điểm)

1) Giải thích các hiện tượng sau:

a Nhiệt độ sôi của NH3 (-330C) cao hơn nhiệt độ sôi của NF3 (-1290C) nhưng lại thấp hơn của NCl3

(710C)

b Góc liên kết của PH3 (93,60) nhỏ hơn góc liên kết của NH3 (1070) Góc liên kết của PF3 (96,30) lớn hơn góc liên kết của PH3 (93,60)

2) Cho 12,49 gam hỗn hợp X gồm C, P, S vào dung dịch HNO3 đặc, nóng, dư Sau khi các phản ứng

chứa tối thiểu 2,55 mol NaOH Tính phần trăm theo khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X

Câu 6 (2,0 điểm)

Hỗn hợp X gồm ba hidrocacbon mạch hở (phân tử khối của các chất đều nhỏ hơn 60, có 2 chất có cùng số nguyên tử hidro) Đốt cháy hoàn toàn 0,13 mol hỗn hợp X, hấp thụ hoàn toàn sản phẩm cháy

vào dung dịch M lại thu được kết tủa, tổng khối lượng hai lần kết tủa là 56,035 gam Cùng lượng hỗn

thức phân tử, công thức cấu tạo của các hidrocacbon trong X

Câu 7 (2,5 điểm)

1) Hỗn hợp X gồm Al, K, K2O và BaO Hòa tan hoàn toàn 16,34 gam X vào nước dư, thu được dung dịch Y và 0,14 mol khí H2 Cho từ từ đến hết dung dịch chứa 0,09 mol H2SO4 và 0,19 mol HCl vào

Y, thu được 11,66 gam hỗn hợp kết tủa và dung dịch Z chỉ chứa 20,155 gam hỗn hợp các muối clorua và muối sunfat trung hòa Tính phần trăm theo khối lượng của các chất trong hỗn hợp X

2) Trộn 50 ml NH3 2.10-3 M với 50 ml H2SO4 2.10-3 M thu được 100 ml dung dịch A Tính pH của dung dịch A Cho: Ka(NH4+)=10-9,24; Ka(HSO4-) =10-2

Câu 8 (2,0 điểm)

1) Một loại phân bón NPK có tỉ lệ dinh dưỡng ghi trên bao bì là 20-20-15 Mỗi hecta đất trồng ngô,

thời phân bón NPK (20-20-15), phân kali KCl (độ dinh dưỡng 60%) và ure (độ dinh dưỡng 46%) Tính tổng khối lượng phân bón người nông dân đã sử dụng cho 1 hecta đất trồng ngô

2) X là hidrocacbon mạch hở có công thức phân tử C4Hx, biết X không tạo kết tủa khi tác dụng với

dung dịch AgNO3/NH3 Viết công thức cấu tạo phù hợp với X

Câu 9 (2,0 điểm)

phản ứng xảy ra hoàn toàn rồi đưa về nhiệt độ ban đầu thì áp suất trong bình giảm 10% so với áp suất ban đầu (coi thể tích chất rắn thay đổi không đáng kể) Mặt khác, hòa tan hết m gam X bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng, thu được dung dịch Y chứa (m + 28,16) gam hỗn hợp muối (gồm Fe2(SO4)3, CuSO4) và 0,81 mol hỗn hợp khí gồm CO2, SO2 Tính phần trăm theo khối lượng mỗi chất trong X

Câu 10 (1,5 điểm)

Hiđrocacbon X có công thức phân tử C10H16 và có những tính chất sau:

Tác dụng với H2 dư/Ni ở 1200C cho C10H22; tác dụng với Br2/CCl4 cho C10H16 Br6; 1 mol X tác dụng

với ozon rồi thủy phân khử (nhờ Zn/HCl) hoặc thủy phân oxi hóa (nhờ H2O2) đều cho 2 mol một sản

phẩm hữu cơ duy nhất Y có công thức phân tử là C5H8O

1) Hãy xác định công thức cấu tạo có thể có của X.

2) Viết phương trình phản ứng đã xảy ra với một trong số các công thức tìm được của X.

-HẾT -Thí sinh không được sử dụng tài liệu (trừ bảng Tuần hoàn các nguyên tố hóa học).

-Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm

Họ và tên thí sinh: Số báo danh:

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

HÀ TĨNH KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 11 THPT NĂM HỌC 2022-2023

Môn thi: HÓA HỌC

HƯỚNG DẪN CHẤM

Lưu ý: -Thí sinh làm theo cách khác nếu đúng thì vẫn cho điểm tối đa.

-Đáp án gồm 07 trang

CÂU

1

1) Viết phương trình

Ba(HCO3)2 + NaHSO4   BaSO4 + NaHCO3 + CO2 + H2O Ca(H2PO4)2 + NaOH   CaHPO4 + NaH2PO4 + H2O

PCl3 + 5KOH → K2HPO3 + 3KCl + 2H2O

3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C2H4(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH

0,25 0,25 0,25 0,25

2)

Khí A là NH3, B là N2 C là Li3N; D là CO2, E là (NH2)2CO, F là CaCO3

4NH3 + 3O2  2N2 + 6H2O ;

6Li + N2  2Li3N

2Li3N + 6 H2O  6LiOH + 2NH3;

2NH3 + CO2  (NH2)2CO + H2O

(NH2)2CO + Ca(OH)2  CaCO3 + 2NH3

0,5

0,5

0,5 Câu

2

1)

a) CuO là chất oxi hóa, CuSO4 phát hiện ra H2O từ đó phát hiện ra H, dd Ca(OH)2

dùng xác định CO2 từ đó phát hiện ra C trong hợp chất hữu cơ

b) Cần lắp ống nghiệm 1 hơi chúc xuống dưới để tránh hơi nước thoát ra ngưng tụ

chảy ngược lại làm vỡ ống nghiệm

c) Kết thúc thí nghiệm cần đưa ống dẫn khí ra sau đó mới tắt đèn cồn, nếu tắt đèn

cồn trước thì nước sẽ bị hút ngược vào ống nghiệm do chênh lệch áp suất làm vỡ

ống nghiệm

0,5 0,5

0,5

2)

- Bếp than cháy được chủ yếu là do phản ứng: C + O2 → CO2

- Nếu đổ nước nhiều vào thì nhiệt độ giảm làm cho phản ứng không xảy ra

- Nếu rắc một chút nước, thì xảy ra phản ứng: C + H2O → CO + H2

-Các khí CO và H2 đều là các khí dễ cháy, do đó thấy ngọn lửa bùng cháy lên:

Câu

3

- Phân tử khối của X, Y, Z đều nhỏ hơn 58

- Phương trình phân hủy X, Y, Z:

2CxHy

0

t

1V 3V

=> y =6

- Đốt cháy các thể tích bằng nhau của X, Y, Z thu được số mol CO2 theo tỷ lệ thể tích là 2:3:4 => x: n : m = 2:3:4

Vì phân tử khối của X, Y, Z < 58 => Công thức của X, Y, Z lần lượt là C2H6, C3H6,

C4H6

- X có cấu tạo CH3-CH3

- Y có các các nguyên tử cacbon cùng trạng thái lai hóa, cấu tạo của Y là

CH2

C

- Z có các nguyên tử cacbon cùng trạng thái lai hóa, cấu tạo của Z là

C

H2

CH C H

0,5

0,5

Câu

4

1) Theo giả thiết, X phải là phi kim

X  X+n + ne N+5 + 1e  N+4

a a.n 0,25 0,25 (mol)

=> MX a = 1,55 (2) (1), (2) =>

31 5

X

=> n = 5 ; MX = 31 => X là P (photpho)

- X tác dụng Ca  G là Ca3P2

MA + MG = 449  MA = 449 – 182 = 267, mặt khác X tác dụng với dung dịch

Ba(OH)2 tạo A phải là muối  A là Ba(H2PO2)2

- G tác dụng với H2O  L là PH3

MB + ML = 100  MB = 100 – 34 = 66, mặt khác A tác dụng với H2SO4 tạo B

 B là H3PO2

- B tác dụng với CuSO4 có tính oxi hóa tạo D tác dụng được với NaOH  D là

H3PO4  E là Na2HPO4

MD + MM = 180  MM = 180 – 98 = 82, mặt khác L tác dụng với AgNO3 có

tính oxi hóa tạo M, M mất nước tạo D  M là H3PO3

- Nhiệt phân D mất nước tạo Q  Q là H4P2O7

MF + MQ = 444  MF = 444 - 178 = 266, mặt khác nhiệt phân E tạo F

 F là Na4P2O7

Vậy các chất trong sơ đồ phản ứng đã cho là:

A – Ba(H 2 PO 2 ) 2 ; B – H 3 PO 2 ; D- H 3 PO 4 ; E – Na 2 HPO 4 ;

F- Na 4 P 2 O 7 ; G - Ca 3 P 2 ; L – PH 3 ; M – H 3 PO 3 ; Q – H 4 P 2 O 7

0,5

0,5

2).Phương trình phản ứng:

8P + 3Ba(OH)2 + 6H2O  3Ba(H2PO2)2 + 2PH3 (1)

Ba(H2PO2)2 + H2SO4  2H3PO2 + BaSO4 (2)

H3PO2 + 2CuSO4 + 2H2O  2Cu + H3PO4 + 2H2SO4 (3)

H3PO4 + 2NaOH  Na2HPO4 + H2O (4)

600 C

   Na4P2O7 + H2O (5) 2P + 3Ca   Cat C0 3P2 (6)

Ca3P2 + 3H2O  3Ca(OH)2 + 2PH3 (7)

PH3 + 6AgNO3 + 3H2O  6Ag + 6 HNO3 + H3PO3 (8)

4H3PO3   200 C0 PH3 + 3H3PO4 (9)

2H3PO4    H260 C0 4P2O7 + H2O (10)

1,0

Câu

5

1)

a)  Nhiệt độ sôi của NH3 cao hơn NF3 vì:

+ Giữa các phân tử NH3 có liên kết hydrogen với nhau trong khi NF3 chỉ có lực van der Waals, liên kết hydrogen mạnh hơn so với lực van der Waals

+ Sự phân cực của phân tử NH3 cao hơn NF3

 Đối với NCl3 cao hơn NH3 vì khối lượng phân tử của NCl3 lớn hơn nhiều lần so với NH3 do đó lực van der Waals - tương tác khuếch tán của NCl3 rất lớn, mặc dù

NH3 có liên kết hydrogen còn NCl3 không có Tuy nhiên với khối lượng phân tử lớn vượt trội dẫn tới hình thành nhiều vùng phân cực tạm thời đến mức tại bất kì điểm nào, tổng của các lực khuếch tán đó đều lớn hơn tổng lực liên kết hydrogen

b)  Góc liên kết của PH3 nhỏ hơn NH3:

+ Chênh lệch độ âm điện giữa nguyên tử N với nguyên tử H cao hơn của nguyên tử

P với nguyên tử H nên cặp electron dùng chung giữa NH sẽ bị lệch về phía nguyên

tử trung tâm nhiều hơn so với PH dẫn đến góc liên kết mở rộng

+ Độ âm điện của nguyên tử N cao hơn nguyên tử P, vì vậy cặp electron tự do trên nguyên tử N sẽ bị giữ chặt hơn, do đó chiếm ít không gian và ép góc liên kết ít hơn

so với cặp electron tự do của nguyên tử P

 Góc liên kết của PF3 lớn hơn của PH3 vì nguyên tử P còn orbital trống sẽ tạo liên kết  với cặp electron tự do trên nguyên tử F (dạng p→d) Liên kết mang một phần liên kết bội, không gian chiếm giữ lớn hơn so với liên kết đơn (trong PH3), chúng đẩy nhau mạnh hơn dẫn đến góc liên kết mở rộng

0,5

0,5

2) Đặt a, b, c là số mol C, P, S

→ mX = 12a + 31b + 32c = 12,49 (1)

Kết tủa gồm Ba3(PO4)2 0,5b mol và BaSO4 c mol

→ 601 0,5b + 233 c = 91,675 (2)

Bảo toàn electron → nNO2 = 4a + 5b + 6c

→ nNaOH = a + (4a + 5b+ 6c) = 2,55 (3)

Từ (1), (2), (3) → a = 0,12; b = 0,15; c = 0,2

;

32

12, 49

c

%P = 37,23 %

1,0

Câu

6

chất kết tủa, ta có

CxHy + m AgNO3 + m NH3 → CxHy-mAgm + mNH4NO3

0,08 mol 0,08/m (mol)

12a

12, 49

→ m↓ = 9,6 =

0,08

m (12x + y + 107m) → 12x + y = 13m

Mhiđrocacbon < 60



 

 Vậy hỗn hợp X có một chất là C2H2, số mol = 0,04

=> số mol hai hidrocacbon còn lại là 0,09 mol

- Đốt cháy hỗn hợp X

 

Ba(OH)2





 

    







Nên 100x + (0,255– x)100 + (0,255 – x).197 = 56,035 → x = 0,1

CO

Số mol CO2 của hai hidrocacbon còn lại

2

CO

- Gọi số nguyên tử H trong hai hidrocacbon có số nguyên tử hidro bằng nhau là y

Khi cho hỗn hợp X phản ứng với dung dịch brom ta có

2

0,33.2 2.0,09 0,09

2

y

-Số nguyên tử cacbon trung bình =

0,33

3,666

đều <60 => có 1 hidrocacbon có số nguyên tử cacbon =4

Vậy hỗn hợp X gồm: C2H2 0,04 mol, C4H6 a mol và CnH6 b mol ( n < 3,66)

Th1: n =3

Công thức của 3 hidrocacbon là: C2H2, C3H6, C4H6

(CH2=C=CH-CH3, CH2-C≡C-CH3, CH2=CH-CH=CH2)

Th2: n=2

Công thức của 3 hidrocacbon trong X là C2H2, C2H6, C4H6 (CH2=C=CH-CH3,

CH2-C≡C-CH3, CH2=CH-CH=CH2)

0,5

0,5

0,5

0,5

Câu

7

1) Đặt số mol của O trong X là a; số mol Al(OH)3 trong kết tủa là b

16,34 gam X

2

O a mol BaO

Y + 2 4

0,19

0,09

HCl

H SO

ìïï

ïï

íï

ïï

4 3

BaSO

Al OH b mol

ìïïï íï

2 4 3

SO

Cl

Al K

-+ +

ìïï ïï ïï ïï íï ïï ïï ïïïî

=> 20,155 +11,66 = 16,34 - 16a + 17 3b + 0,19 35,5 + 0,09 96

Tổng số mol electron = số mol điện tích âm

=> 0,14.2 +2a= 0,19 +0,09.2 +3b

Giải hệ có: a = 0,09, b =0,03

→ mBaSO4 = mkết tủa – mAl(OH)3 = 11,66 – 0,03 78 = 9,32 gam

=> số mol BaSO4 = 0,04 = số mol BaO => số mol K2O =0,09-0,04 =0,05 (bảo toàn O)

Gọi số mol Al, K ban đầu là x, y ta có hệ

1,5

2)

CNH3 =

3

2.50.10

100



=1.10-3M CH2SO4 =

3

2.50.10 100



=1.10-3M

Các quá trình: H2SO4 H+ + HSO4

10-3 10-3

NH3 + H+    NH 4+ Ka-1 =109,24

C0 10-3 10-3

C _ _ 10-3

TPGH: HSO4- 10-3M, NH4+ 10-3M

HSO4-   

 H+ + SO4+ K’

a=10-2 (1)

NH4+    H + + NH3 Ka = 10-9,24 (2)

H2O    H + + OH- Kw (3)

So sánh (1),(2),(3), ta thấy K’

a CHSO4 >> Ka CNH4 >> Kw  cân bằng (1) là chủ yếu :

HSO4-    H + + SO4+ K’

a=10-2

T 10-3

CB 10-3 – h h h

2

3

10

h

h

  = 10-2  h= 9,16 10-4  [H+] = [SO4-] =h= 9,16 10-4 M

[HSO4-] = 8,4 10-5M; [OH-]= 1,09.10-11M

[NH4+] = 10-3

4

4 9,24

9,16.10



1,0

[NH3] = 10-3

9,24

4 9,24

10



Rõ ràng [SO42-]>>[NH3]>>[OH-] nên việc tính toán gần đúng theo 1 là hoàn toàn

hợp lý Vậy pH=3,04

Câu

8

1) Đặt m phân hỗn hợp = a kg, m phân kali = b kg và m phân urê = c kg

2 5

P O

2

K O

m

= 15%a + 60%b = 110

 a = 300; b = 325/3; c = 4500/23

2)

Trường hợp 1: C4H4 → Có 3π → CH2   C C CH2

  

  

CH C C CH

CH CH CH CH

CH C C CH

  

  

CH CH CH CH

CH CH CH CH

CH C(CH ) CH

Trường hợp 4: C4H10 → Có 0π →

CH CH CH CH

CH CH(CH ) CH

0,25

0,25

0,25

0,25

Câu

9

Khi nung X trong oxi có các phương trình

4FeS2 + 11O2

0

t

  2Fe2O3 + 8SO2

a 11a/4 2a

4FeCO3 + O2

0

t

  2Fe2O3 + 4CO2

b b/4 b

Đặt số mol của FeS2 và FeCO3 trong X là a, b

Áp suất trong bình giảm đi 10% 11a/4 -2a +b/4 –b = 0,1.0,45

Khi cho m gam X phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc nóng ta có

2

2 3

0, 81

FeS a

Fe O

ìïï

ïï

ïï

ïï

ïïî

Bảo toàn electron ta có 15a +b = 2(0,81-b)

Ta có h phương trình ệ phương trình

Gọi số mol của CuO và Fe2O3 trong X là x và y ta có hệ phương trình

0,1.120 0, 04.116 80 160 31,84

% FeS2 = 37,69%

% CuO= 37,69%

% Fe2O3 =10,05%

1,0

1,0 Câu

10

1).

X (C10H16) có π + v = 3; Ozon phân khử hoặc ozon phân oxi hóa 1 mol X đều cho 2

tạo đối xứng, chứa 1 liên kết đôi và 2 vòng 3 cạnh kém bền

X có các công thức cấu tạo thỏa mãn sau:

C

H2 CH C

H2

CH3 CH3

CH2

CH2

CH C CH

C C

CH

CH3

CH3

C

H3

C

H3

CH C C

H2

C

CH2

CH

CH2CH3

CH2 C

H3

C

H2 C C

C C

CH2

C

H3

1,0

2)

Br2/CCl4

1 O3

2 Zn/HCl hoac H2O2

Br Br

Br Br

Br Br

(3 ct)

0,5