ĐỀ THI CHỌN HỌC GIỎI LỚP 12 THPT Năm học 2010 - 2011 MÔN THI : HOÁ HỌC doc

- Thổi H2 dư qua A nung nóng tới hoàn toàn, được chất rắn E - Cho hỗn hợp khí B hấp thụ hết trong nước, được dung dịch D.. - Chất rắn E tác dụng với dung dịch D thấy có m’ gam chất rắn k

SỞ GD - ĐT THANH HOÁ ĐỀ THI CHỌN HỌC GIỎI LỚP 12 THPT

Trường THPT Cẩm thuỷ I Năm học 2010 - 2011

MÔN THI : HOÁ HỌC

( Thời gian làm bài : 180 phút không kể thời gian phát đề )

Câu 1 :

1) Nhiệt phân hoàn toàn m gam Cu(NO3)2 được chất rắn A và hỗn hợp B

- Thổi H2 dư qua A nung nóng tới hoàn toàn, được chất rắn E

- Cho hỗn hợp khí B hấp thụ hết trong nước, được dung dịch D

- Chất rắn E tác dụng với dung dịch D thấy có m’ gam chất rắn không tan , phản ứng tạo ra NO Viết các phương trình hoá học xảy ra của các phản ứng trên Tính m / m’

2) Cho một mẫu FeS vào dung dịch HNO3 ( vừa đủ ) và có lẫn một lượng axit sunfuric Sau khi phản ứng xảy xong ta thu được dung dịch A và khí NO duy nhất Cho một ít bột Cu vào dung dịch A , đun nóng thì thấy dung dịch chuyển sang màu xanh lam và không có khí thoát ra Giải thích và viết các PTHH dạng phân tử và ion rút gọn có thể xảy ra để mô tả các thí nghiệm trên

3) Để làm trong nước đục, tại sao người ta lại dùng phèn chua: K2SO4 Al2(SO4)3.12H2O hoà tan vào nước đục Giải thích và viết các phương trình hoá học để minh hoạ

Câu 2 :

1) Viết phương trình phản ứng giữa 2- metylbuta -1,3 - đien với brom và HBr theo tỉ lệ số mol 1:1 2) Đun nóng etanol với H2SO4 đặc ở 1700c thu được phần hơi bay lên có 6 chất hữu cơ A, B, C, D,

E, F và 3 chất vô cơ là G, H, I Làm ngưng tụ hết A, B, C, D, E Ba khí còn lại là I, F, G

Các chất A, B, C, D, E, F, G, H, I là những chất gì ? Biết rằng có 2 chất hữu cơ tác dụng được với Natri , hai chất khí tác dụng được với dung dịch kiềm

3) Bốn chất hữu cơ A, B, C, D có công thức phân tử C2H2On ( n  0 ) trong đó :

- A, B, C tác dụng được với dung dịch AgNO3/NH3

- C, D tác dụng được với dung dịch NaOH

- A tác tác dụng được với nước

Xác định A, B, C, D và viết các phương trình phản ứng

Câu 3:

Trong một bình kín dung tích 56 lít chứa N2 và H2 theo tỉ lệ thể tích 1 : 4 ở 00c, 200 atm và một ít chất xúc tác Nung nóng bình một thời gian sau đó đưa nhiệt độ về 00c thấy áp xuất trong bình giảm 10%

so với áp xuất ban đầu

1) Tính hiệu xuất phản ứng điều chế NH3

2) Nếu lấy

2

1 lượng NH3 tạo thành có thể điều chế được bao nhiêu lít dung dịch NH3 25%

( d = 0,907 g/ml)

3) Nếu lấy

2

1 lượng NH3 tạo thành có thể điều chế được bao nhiêu lít dung dịch HNO3 67%

( d = 1,40 g/ml ), biết hiệu xuất quá trình điều chế HNO3 là 80%

4) Lấy V ml dung dịch HNO3 ở trên pha loãng bằng nước được dung dịch mới hoà tan vừa đủ 4,5 gam nhôm và giải phóng hỗn hợp khí NO và N2O có tỉ khối so với H2 là 16,75 Tính thể tích các khí và thể tích V

Câu 4 :

Hỗn hợp A gồm một axit no đơn chức và 2 axit không no đơn chức chứa một liên kết đôi, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng Cho A tác dụng hoàn toàn với 150 ml dung dịch NaOH 2M Để trung hoà vừa

hế lượng NaOH dư cần thêm vào 100 ml dung dịch axit HCl 1M , được dung dịch D Cô cạn cẩn thận D được 22,98 gam chất rắn khan Mặt khác đốt cháy hoàn toàn A rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ vào bình đựng lướng dư dung dịch NaOH đặc, khối lượng bình tăng thêm 26,72 gam

Xác định CTCT có thể có của từng axit và tính khối lượng của chúng trong hỗn hợp A

(Cho biết : N = 14 , H = 1 , O = 16 , Na = 23 , C = 12 , Cl = 35,5 , Al = 27, Cu = 64)

Giám thị coi thi không giải thích thêm gì

ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM CHẤM CHỌN HỌC SINH GIỎI KHỐI 12 - MÔN HOÁ

2008 - 2009

1 Viết các PTHH khi nhiệt phân Cu(NO 3 ) 2 Tính m / m ’ 2,25đ

2 Cu(NO3)2 t 0cao 2CuO + 4NO2 + O2 (1)

2CuO + H2 t 0cao Cu + H2O (2)

4NO2 + O2 + 2H2O  4HNO3 (3)

Dung dịch D là dung dịch HNO3

0,25đ

3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (4)

Chất rắn không tan sau phản ứng (4) là Cu dư

0,25đ

nCu(NO3)2 =

188

m

mol Theo PƯ (1) và (2) thì nCu =

188

m

mol = x

0,25đ

Theo PƯ (4) : nCu =

8

3 nHNO3 =

8

3 2x =

4

3

x

0,25đ

nCu dư = x -

4

3

x = 4

1

x => m’ = mCu dư = x

4

64 = 16x

0,25đ

nCu đầu =

188

m

mol = x => m = mCu = 188x =>

47

4 188

16 '





x

x m

m

0,25đ

2 Giải thích và viết PTPƯ khi hoà tan FeS vào d 2 HNO 3 1,5đ

- Cho FeS vào dung dịch HNO3 với sự có mặt của H2SO4 tạo khí NO là do FeS bị axit HNO3

oxi hoá trong môi trường axit H2SO4  tạo thành muối Fe3+ 0,25đ

- Khi cho bột Cu vào dung dịch A ta thấy dung dịch chuyển sang màu xanh và không có

khí thoát ra chứng tỏ Cu đã bị Fe3+ oxi hoá về muối Cu2+ ( màu xanh ) và trong d2 A không

chứa muối NO3-

0,25đ

2FeS + 6HNO3 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + 6NO + 4H2O 2FeS + 6NO3- + 8H+  2Fe3+ + 2SO42- + 6NO + 4H2O 0,5đ

Fe2(SO4)3 + Cu  2FeSO4 + CuSO4 2Fe3+ + Cu  2Fe2+ + Cu2+ 0,5đ

-Phèn chua có công thức : K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O

- Khi tan trong nước phèn chua phân li :

K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O  2K+ + 2Al3+ + 4SO42- + 24H2O

0,5đ

Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+

0,25đ

- Al(OH)3 là chất không tan trong nước , dạng keo nên trong nước các chất bẩn bám vào

1 Viết PTPƯ giữa 2- metylbuta -1,3 - đien với brom , HBr theo tỉ lệ số mol 1:1 1,0đ

T¸c dông víi Br2 :

CH2 = C - CH = CH2

CH3

+ Br2 CH2 = C - CHBr - CH2Br

CH3

CH2Br - CBr - CH = CH2

CH3

CH2Br - C = CH - CH2Br

CH3

0,5đ

CH2 = C - CH = CH2

CH3

+ HBr CH2 = C - CHBr - CH3

CH3

CH3 - CBr - CH = CH2

CH3

CH3 - C = CH - CH2Br

CH3

T¸c dông víi HBr :

0,5đ

2 Các chất A, B, C, D, E, F, G, H, I là những chất gì ? 2,0đ

Khi đun nóng etanol với H2SO4 đặc ở 1800c sẽ xảy ra các phản ứng :

C2H5OH t0 C2H4 + H2O

2C2H5OH t0 C2H5 - O - C2H5 + H2O

C2H5OH + H2SO4 đ t0 CH3CHO + SO2 + 2H2O

0,5đ

C2H5OH + 2H2SO4 đ t0 CH3COOH + 2SO2 + 3H2O

C2H5OH + 6H2SO4 đ t0 2CO2 + 6SO2 + 9H2O

C2H5OH + CH3COOH H2SO4 ®, t0 CH3COOC2H5 + H2O

0,5đ

Theo giả thiết và các phản ứng :

- I , G lần lượt là : SO2 và CO2 vì 2 khí này là hợp chất vô cơ và đều tác dụng với nước

- F là C2H4 ; H là H2O

0,5đ

Hai chất hữu cơ tác dụng được với Natri là : CH3COOH và C2H5OH (dư)

Như vậy : A, B, C, D, E là những chất C2H5OH , CH3COOH , CH3CHO , C2H5 - O - C2H5 ,

CH3COOC2H5

0,5đ

3

Xác định A, B, C, D và viết các phương trình phản ứng

Các hợp chất A, B, C, D đều có công thức phân tử C2H2On ( n  0 ) 2,0đ

Nếu n = 0 thì có công thức C2H2 C2H2 tác dụng được với d2 AgNO3/NH3 và với H2O

=> C2H2 là hợp chất A

0,25đ

C2H2 + 2[Ag(NH3)2]OH  AgC  CAg + 4NH3 + 2H2O

C2H2 + H2O H2SO4 ,Hg2,t0

Nếu n = 2 thì có công thức C2H2O2 , tương ứng với CTCT

CH=O CH=O An®ehit oxalic ( etan®ial )

0,25đ

Anđehit oxalic có thể tham gia phản ứng tráng bạc

CH=O

CH=O

COONH4 + 4Ag + 6NH3 + 2H2O

=> B chÝnh lµ an®hit oxlic

0,25đ

COOH CH=O Nếu n = 3 thì có công thức C2H2O3 , tương ứng với CTCT

Hợp chất này vừa tỏc dụng được với AgNO3/NH3 và NaOH => đõy chớnh là hợp chất C

0,25đ

COOH

COONH4 COONH4 COOH

CH=O

CH=O + H2O

0,25đ

axit oxlic COOH

COOH Nếu n = 4 thì có công thức C2H2O4 , tương ứng với CTCT

Axit oxalic tỏc dụng được với NaOH => axit oxalic chớnh là hợp chất D

COOH

COOH

+ 2NaOH

COONa

COONa

+ 2H2O

0,25đ

273

56 200 273

4 , 22 1







0,25đ

Trong đú : nN2 =

5

500 = 100 mol và nH2 = 400 mol Gọi x là số mol N2 phản ứng, ta cú tỉ lệ ỏp xuất và số mol trước và sau phản ứng :

0,25đ

3 Phản ứng điều chế amoniac :

Đầu phản ứng Trong phản ứng Sau phản ứng

0,5đ

Như vậy ta cú :

90

100 2

) 3 400 ( ) 100 (

500









=> nN2 = x = 25 mol ; nNH3 = 2 25 = 50 mol Vậy H% =

100

100 25

= 25%

0,25đ

Gọi V là thể tớch của dung dịch NH3 25% , ta cú : 1/2 số mol NH3 là 25 mol => mNH3 = 17 25 = 425 g 0,25đ

md2NH3 25% =

25

100 425

= 1700 g vậy V =

907 , 0

1700 = 1874,3 ml

0,25đ

Ta cú cỏc phản ứng : 4NH3 + 5O2 NO,8500 4NO + 6 H2O

2NO + O2  2NO2

4NO2 + 2H2O + O2  4HNO3

0,5đ

Nếu đặt V’ là thể tớch dung dịch HNO3 67% cần tỡm Theo cỏc phản ứng :

nHNO3 = nNH3 = 25 mol vỡ hiệu xuất pư là 80% => nHNO3 =

100

80 25 = 20 mol 0,25đ

mHNO3 = 20 63 = 1260 g và V’d2 HNO3 =

4 , 1 67

100 1260

= 1343,2 ml

0,25đ

4 Tớnh thể tớch cỏc khớ và thể tớch V 2,0đ

Gọi PTKTB của hỗn hợp khớ là M , số mol cỏc khớ NO và N2O lần lượt là x , y

M = 16,75 2 =

y x

y x



 44 30

= 33,5 30x + 44y = 33,5x + 33,5y => x : y = 3 : 1

0,5đ

Xem phản ứng là 2 QT riờng biệt, từ đú ta cú :

Al + 4HNO3 Al(NO3)3 + NO + 2H2O 8Al + 30HNO3 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O

(1) (2)

0,5đ

Theo tỉ lệ số mol của NO và N2O ta nhõn PƯ (1) với 9 và cộng PƯ (1) và PƯ (2) với nhau, ta

cú PTPƯ (3) :

17Al + 66HNO3 17Al(NO3)3 + 9NO + 3N2O + 33H2O (3)

0,25đ

Theo PƯ (3) : nNO =

17

9 nAl =

27

5 , 4 17

9

 22,4 = 1.9764 lớt

nN2O =

17

3 nAl =

27

5 , 4 17

3

 22,4 = 0,6588 lớt

0,25đ

Theo PƯ (3) : Tổng số mol HNO3 =

27

5 , 4 17

66

Gọi V là số ml dung dịch HNO3 đó pha ta cú :

63 100

67 4 , 1

V

= 0,647 => V = 43,45 ml 0,25đ

Đặt CT của axit no đơn chức : CnH2n + 1COOH

Và CT chung của 2 axit không no ( 1 nối đôi ) đơn chức : CmH2m - 1 COOH

0,25đ

CnH2n + 1COOH + NaOH CnH2n + 1COONa + H2O (1)

CmH2m - 1 COOH + NaOH

+ NaOH

CmH2m - 1 COONa + H2O

(3)

(2)

CnH2n + 1COOH

CmH2m - 1 COOH

+ 3n + 1

2 O2 (n + 1)CO2 + (n + 1)H2O 3m + 1

2 O2 (m + 1)CO2 + mH2O +

(4)

Đặt x, y là số mol axit no đơn chức và 2 axit không no đơn chức

Theo giả thiết ta có : (14n + 68)x + (14m + 66)y + mNaCl = 22,89 0,25đ nHCl = 0,1 1 = 0,1 mol ; Theo (3) nNaCl = nNaOH = nHCl = 0,1 mol

nNaOH tham gia PƯ (1) , (2) : 0,15 2 - 0,1 = 0,2 mol 0,25đ

Theo PƯ (1) , (2) nNaOH = x + y = 0,2 mol

(14n + 68)x + (14m + 66)y + mNaCl = 22,89

nx + my = 3,84 - 2x

14

(I)

0,5đ

Khối lượng bỡnh chứõ NaOH tăng lờn chớnh là khối lượng của CO2 và H2O

Theo PƯ (4) , (5) :

nCO2 = (n + 1)x + (m + 1)y và nH2O = (n + 1) + my 44[(n + 1)x + (m + 1)y] + 18[(n + 1) + my] = 26,72

0,25đ

8,96 - 9x 31

3,84 - 2x 14

Tõ (I) vµ (II) => = 8,96 - 9x

31

0,25đ

31(3,84 - 2x) = 14(8,96 - 9x) => x = 0,1mol

64

4 , 6

Vì x + y = 0,2 mol nên y = 0,2 - 0,1 = 0,1 mol

0,25đ

= 0,26 =>

3,84 - 2x 14

Tõ (I) vµ (II) => = 8,96 - 9x

31 3,84 - 2 0,1

14

0,25đ

Vì trong hỗn hợp có 2 axit không no kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng nên :

- Một axit có gốc H - C chứa 2 nguyên tử Cacbon

- Một axit có gốc H - C chứa 3 nguyên tử Cacbon

0,25đ

Vậy CTCT của các axit trong hỗn hợp là :

H - COOH : Axit fomic ; CH2 = CH - COOH axit acrylic (axit Propenoic) 0,25đ

CH2 = CH - CH2 - COOH Axit But - 3 - enoic

Hoặc CH3 - CH = CH - COOH Axit But - 2 - enoic

CH2 = C - COOH

CH3

0,5đ

Tính khối lượng mỗi axit :

nHCOOH = 0,1 mol và n 2 axit không no = 0,1 mol

Nếu đặt số mol của mỗi axit không no là a và b ta có : a + b = 0,1 mol

b a

b a





 3 2

= 2,6 => a : b = 2 : 3 => a =

3

2b

0,5đ

Thay a vào PT : a + b = 0,1 =>

3

2b

+ b = 0,1 mol Giải PT trên ta được b = 0,06 mol và a = 0,04 mol

0,25đ

mHCOOH = 46 0,1 = 4,6 gam

mC2H3COOH = 72 0,04 = 2,88 gam

mC3H5 COOH = 86 0,06 = 5,16 gam

0,25đ

Ở hai bài toán học sinh có thể giải theo cách khác Nếu đúng và phù hợp thì dựa vào thang điểm để chấm