SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPTMôn thi: HOÁ HỌC Thời gian làm bài: 180 phút không kể thời gian giao đề Câu I.. Sắp xếp các chất sau theo chiều tăng tính axit
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT
Môn thi: HOÁ HỌC
Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu I (4 điểm)
1 Hoàn thành các phương trình phản ứng sau :
a) dung dịch BaCl 2 + dung dịch NaHSO 4 (tỉ lệ mol 1:1).
b) dung dịch Ba(HCO 3 ) 2 + dung dịch KHSO 4 (tỉ lệ mol 1:1).
c) dung dịch Ca(H 2 PO 4 ) 2 + dung dịch KOH (tỉ lệ mol 1:1).
d) dung dịch Ca(OH) 2 + dung dịch NaHCO 3 (tỉ lệ mol 1:1).
2 Cho V ml dung dịch NH 3 1 M vào 150 ml dung dịch CuSO 4 0,3 M thu được 1,96 gam kết tủa Tính V?
Câu II (4 điểm)
1 Viết phương trình phản ứng thực hiện dãy biến hoá:
Với: A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 , A 6 , A 7 là các hợp chất hữu cơ.
2 Bằng phương pháp hoá học nêu cách nhận biết các dung dịch sau đựng trong các lọ mất nhãn riêng biệt: HCOOH; CH 3 COOH; CH 2 = CH COOH; C 2 H 5 OH; H 2 N CH 2 COOH; H 2 N CH 2 COONa;
C 6 H 5 CHO; C 6 H 5 NH 2
Câu III (4 điểm)
1 Sắp xếp các chất sau theo chiều tăng tính axit Giải thích ngắn gọn?
phenol; p-metyl phenol; ancol benzylic; p-nitro phenol; axit benzoic; anđehit benzoic.
2 Thuỷ phân hoàn toàn 1,0 mol pentapeptit thì thu được 3,0 mol alanin; 1,0 mol valin và 1,0 mol glyxin Khi thuỷ phân không hoàn toàn A thì trong hỗn hợp sản phẩm thấy có các đipeptit Gly-Ala; Ala-Gly và tripeptit Ala-Ala-Val Viết CTCT của các aminoaxit và pentapeptit A.
Câu IV (4 điểm)
1 Độ điện li của axit HA 1,0 M là 0,90 %.
a) Tính hằng số phân li của HA.
b) Nếu pha loãng 10 ml dung dịch axit trên thành 100 ml dung dịch A thì độ điện li của HA là bao nhiêu? Tính pH của dung dịch A?
2 Cho 16,72 gam hỗn hợp A gồm Cu và Fe tác dụng với dung dịch HNO 3 đặc nóng, khuấy đều để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 300 ml dung dịch B; 11,2 lít (đktc) khí NO 2 (duy nhất) và còn lại 1,92 gam một kim loại chưa tan hết.
a) Viết phương trình phản ứng xảy ra.
b) Xác định nồng độ mol của các chất tan trong dung dịch B.
Câu V (4 điểm)
1 Cho 3 chất hữu cơ X, Y, Z (mạch thẳng, chỉ chứa C, H, O) đều có khối lượng mol là 82; trong đó X, Y
là đồng phân của nhau Biết 1,0 mol X hoặc Z tác dụng vừa đủ với 3,0 mol AgNO 3 trong dung dịch NH 3 ; 1,0 mol Y tác dụng vừa đủ với 4,0 mol AgNO 3 trong dung dịch NH 3 Tìm CTCT của X, Y, Z và viết các
phương trình phản ứng xảy ra.
2 Cho m gam hợp chất hữu cơ A (chỉ chứa C, H, O) tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, sau đó chưng khô thì phần bay hơi chỉ có 0,9 gam H 2 O; phần chất rắn khan còn lại chứa 2 muối của Natri có khối lượng 5,55 gam Nung nóng hai muối này trong oxi dư, sau khi phản ứng hoàn toàn thì thu được 3,975 gam
Na 2 CO 3 ; 3,08 lít CO 2 (đktc) và 1,125 gam H 2 O Tìm CTPT và viết CTCT có thể có của A Biết A có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất.
Cho: C = 12; H = 1; O = 16; N = 14; Na = 23; Cu = 64; Fe = 56.
(Thí sinh được sử dụng BTH, bảng tính tan, máy tính bỏ túi)
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 2Sở Giáo dục - Đào tạo
Thái Bình Kì thi chọn học sinh giỏi lớp 12THpt Năm học 2008-2009
Hướng dẫn chấm và biểu điểm MÔN Hóa học
(Gồm 04 trang)
Điểm
Câu1:
1) Viết phương trình
-BaCl2 + NaHSO4 BaSO4 + NaCl + HCl
- Ba(HCO3)2 + KHSO4 BaSO4 + KHCO3 + CO2 + H20
- Ca(H2PO4)2 + KOH CaHPO4 + KH2P04 + H20
- Ca(OH)2 + NaHCO3 CaCO3 + NaOH + H20
2) Số mol CuS04= 0,15 0,3= 0,045 (mol)
Số mol Cu(0H)2 = 1,96/ 98= 0,02 ( mol)
PTPƯ: CuS04 + 2NH3 + 2H20 Cu(0H)2 + (NH4)2SO4 (1)
Trường hợp 1: Không tạo phức
Theo (1) => Số mol NH3 = 2.0,02 = 0,04 ( mol)
=> V(NH3) = 0,04/ 1 = 0,04(lit)
Trường hợp 2: Tạo phức
CuS04 + 2NH3 + 2H20 Cu(0H)2 + (NH4)2SO4 (2)
Mol 0,02 0,04 0,02
CuS04 + 4NH3 [Cu (NH3)4]S04 (3)
Mol (0,045-0,02) 0,1
Theo (2) và (3) => Số mol NH3 = 0,04 + 0,1 = 0,14 (mol)
=> V(NH3) = 0,14/ 1 = 0,14 ( lit)
4,0
0,5 0,5 0,5 0,5
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25
Câu II:
1) 2CH4
LLN
c
0
1500
C2H2 + 3H2 3C2H2
C
c
0
600 C6H6
C6 H6 + HNO3 đặc
c t
SO H
0 4
2 C6H5NO2 + H2O
C6H5 NO2 + Br2
c t
Fe
0
, m- Br- C6H4- NO2 + HBr m- Br- C6H4- NO2 + 3Fe + 7HCl m- Br- C6H4- NH3Cl + 3FeCl2 + 2H2O
m- Br- C6H4- NH3Cl + NH3 m- Br- C6H4- NH2 + NH4Cl
m- Br- C6H4- NH2 + NaNO2 + 2HCl m- Br- C6H4- N2+Cl- + NaCl +2 H2O
m- Br- C6H4- N2+Cl- + H2O t0c m- Br- C6H4- OH + HCl + N2
2)
Dùng quỳ tím ta nhận biết được 3 nhóm chất
Nhóm 1: Gồm HC00H; CH3C00H; CH2= CH-C00H làm đỏ quỳ tím
Nhóm 2: C2H50H; H2N-CH2-C00H;C6H5-CH0; C6H5NH2 không làm thay đổi màu quỳ
tím
Dung dịch làm quỳ tím chuyển màu xanh là: H2N-CH2-C00Na
4,0
0,25 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
0,25
Trang 3Trong nhóm 1: Dùng AgNO3 (ddNH3) nhận biết ra HC00H do tạo kết tủa trắng
HC00H + 2 [Ag (NH3)2]0H t0c NH4HCO3 + 2Ag + 3NH3 + H20
Hai dung dịch axit còn lại dùng dung dịch brom để nhận biết CH2= CH-C00H do hiện
tượng làm mất màu dung dịch brom; còn lại là dung dịch CH3C00H.
CH2= CH-C00H + Br2 CH2Br- CHBr- C00H
Trong nhóm 2: C2H50H; H2N-CH2-C00H;C6H5-CH0; C6H5NH2
Dùng AgNO3 (ddNH3) nhận biết ra C6H5CH0 do tạo kết tủa trắng
C6H5CH0 + 2 [Ag (NH3)2]0H t0c C6H5C00NH4 + 2Ag + 3NH3 + H20
Dùng dung dịch brom để nhận biết C6H5NH2 do tạo kết tủa trắng.
C6H5NH2 + 3Br2 H2NC6H2Br3 + HBr
Hai dung dịch còn lại C2H50H; H2N-CH2-C00H Dùng CaCO3 để nhận biết H2N-CH2
-C00H do tạo khí C02, dung dịch còn lại là C2H50H.
2 H2N-CH2-C00H + CaC03 (H2N-CH2-C00)2Ca + C02 + H20
Chú ý: Nhận biết đúng mỗi chất (PTPƯ nếu có): 0,25 điểm
0,25
0,5
0,25
0,25 0,5
Câu III:
1) Chiều tăng dần tính axit:
anđehit benzoic< ancol benzylic< p- metyl phenol< Phenol< p- nitro phenol< axit
benzoic.
Giải thích: Do đặc điểm các nhóm chức nên tính axit của anđehit< ancol < phenol<
axit
Trong các phenol thì CH3 là nhóm đẩy e nên làm giảm tính axit; còn nhóm
-NO2 là nhóm hút e nên làm tăng tính axit.
2) CTCT các aminoaxit
alanin: H2N-CH(CH3)- C00H
Glyxin: H2N-CH2- C00H
Valin: (CH3)2CH-CH(NH2)-C00H
Công thức cấu tạo của pentapeptit
Từ bài ra ta có A có 3 gốc Ala; 1 gốc Gly ; 1 gốc Val và được sắp xếp theo trật tự
là:
Ala- Gly- Ala-Ala -Val => CTCT của A
H2N-CH(CH3)-C0-NH-CH2C0-NH-CH(CH3)-C0-NH -CH(CH3)-C0-NH-CH-C00H
CH3-CH-CH3
4,0
1,0 0,5 0,5
0,25 0,25 0,25
0,25 1,0
Câu IV:
1) a/ Tính hằng số phân li của HA
HA ⇌ H+ + A
-CM(bđ) 1,0
CM(pl) 0,009 0,0090,009
CM(cb)1,0- 0,0090,0090,009
=> Ka =
009 , 0 0
,
1
009 , 0 009
,
0
= 8,17.10-5
b/ Nồng độ HA sau khi pha loãng thành 100ml là: 0,1M
HA ⇌ H+ + A
-CM(bđ) 0,1
4,0
0,25
0,25 0,25 0,25
Trang 4CM(pl) a a a
CM(cb)0,1- a a a
=> Ka =
a
a
a
1
,
0
.
= 8,17.10-5 => a= 2,86.10-3 (M)
=> Độ điện ly là: 2,86 10-3/ 0,1= 2,86 10-2= 2,86%
=> pH= -lg 2,86.10-3= 2,54
2)
a/Theo bài ra ta thấy HNO3, Fe phản ứng hết; Cu còn dư ; Số mol NO2 là:11,2:22,4=
0,5mol
Fe + 6 HNO3 Fe(NO 3 ) 3 + 3 NO 2 + 3 H 2 0 (1)
Cu + 4 HNO3 Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H20 (2)
Cu + 2Fe(NO3)3 Cu(NO3)2+ 2 Fe(NO3)2 (3)
Do Cu còn dư nên dung dịch B chứa Cu(NO3)2, Fe(NO3)2
Theo các phương trình (1), (2), (3) ta thấy thực ra chất khử là Cu, Fe( trong đó Fe bị oxihoá
thành Fe 2+ ) ; còn chất oxihoá là HNO3
Gọi a, b là số mol Fe và Cu đã phản ứng: Ta có 56 a+ 64 b= 16,72 - 1,92= 14,8 (I)
Fe Fe 2+ + 2e
mol a a 2a
Cu Cu 2+ + 2e
mol b 2b
N+5 + 1e N +4
mol 0,5 0,5
= > 2a + 2b= 0,5 (II)
Giải hệ I,II ta có: a= 0,15 ( mol); b= 0,1 (mol)
=> Nồng độ Fe(NO3)2 = 0,15/ 0,3= 0,5 M
=> Nồng độ Cu(NO3)2 = 0,1/ 0,3= 1/3 M
0,25 0,25 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25
0,25
0,25 0,25 0,25
Câu V
1) Gọi công thức của X,Y,Z dạng CxHyOz (x,y,z nguyên dương)
Ta có: 12x + y + 16z = 82 (z≤4)
+ Khi z= 1 => 12x+ y= 66 => Nghiệm thoả mãn là: x= 5; y= 6
=>CTPT là C5H6O (có thể thoả mãn)
+ Khi z= 2 => 12x+ y= 50 => Nghiệm thoả mãn là: x= 4; y= 2
=>CTPT là C4H2O2 (có thể thoả mãn)
+ Khi z= 3 => 12x+ y= 34 => Không có nghiệm thoả mãn
+ Khi z= 4 => 12x+ y= 18 => Không có nghiệm thoả mãn
Theo bài ra : 1,0 mol Y tác dụng vừa đủ với 4,0 mol AgNO3 trong dung dịch NH3
chứng tỏ Y phải có 2 nhóm CHO =>Y CTPT là C4H2O2 => có CTCT của Y là :
0HC- C C- CH0
Theo bài ra :
1,0 mol X hoặc Z tác dụng vừa đủ với 3,0 mol AgNO3 trong dung dịch NH3 chứng tỏ
X và Z phải có một nhóm CHO và 1 liên kết ba ở đầu mạch, đồng thời X,Y là đồng
phân của nhau => CTCT của X và Z là:
X: CH C-C0- CHO ( C4H2O2) Z: HC C-CH2-CH2-CHO (C5H6O)
Các phương trình minh hoạ
0HC- C C- CH0 + 4 [Ag (NH3)2]0H H4N00C- C C- C00NH4 + 4Ag + 6NH3 +
2H20
CH C-C0- CHO + 3 [Ag (NH3)2]0H AgC C-C0-C00NH4 + 2Ag +5 NH3 + 2H20
HC C-CH2-CH2-CHO+ 3[Ag (NH3)2]0H AgC C–CH2-CH2-C00NH4+ 2Ag+5 NH3 +
2H20
4,0
0,5 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
Trang 52) Ta có sơ đồ
m(gam)A + NaOH 5,55 gam muối + 0,9 gam H20 (1)
5,55 gam muối + O23,975 gam Na2CO3+ 3,08 lít CO2(đktc) + 1,125 gam H20 (2)
Theo ĐLBT khối lượng => số mol NaOH= 2.số mol Na2CO3 = 2.(3,975: 106)= 0,075 (mol)
=> Khối lượng NaOH = 0,075 40= 3,0 (gam)
=> khối lượng A= m= 0
2
H
m (1) + mmuối– mNa0H= 0,9 + 5,55- 3= 3,45( gam)
m C (A) = m C (C0 2 ) + m C (Na 2 C0 3 ) = (3,08: 22,4).12 + 0,0375 12= 2,1 (gam)
mH(A) = mH(H20(1,2)) - mH(Na0H) = 2
18
125 , 1 9 ,
0 - 0,075.1= 0,15 (gam)
m0(A) = mA- mC- mH= 3,45 – 2,1- 0,15 = 1,2 (gam)
Gọi công thức của A là C x H y 0 z ( x,y,z nguyên dương)
x: y: z =
16
2 , 1 : 1
15 , 0 : 12
1 , 2
= 0,175 : 0,15 : 0,075 = 7: 6 : 3
=> Do A công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất =>CTPT của A là
C7H603
Tìm CTCT
-Số mol A phản ứng với NaOH =3,45: 138= 0,025 (mol)
Ta thấy: Số mol Na0H : số mol A= 0,075 : 0,025 = 3:1
-Mà A chỉ có 3 nguyên tử oxi => + A có thể có 3 nhóm -OH loại phenol
+ A có một nhóm –OH loại phenol và một nhóm este của
phenol
- Vì sau phản ứng thu được 2 muối vậy chỉ có trường hợp este của phenol là thoả mãn
=> CTCT của A
0- HC00 - C6H4-OH ; m- HC00 - C6H4-OH ; p- HC00 - C6H4-OH
0,25 0,25
0,5
0,25
0,75
Chú ý: Thí sinh có thể làm theo cách khác, kết quả đúng vẫn cho điểm tối đa.
Hết