Tính phần trăm khối lượng của muối trong hỗn hợp đầu 2.. Nếu thêm khí Y vào hỗn hợp B thì màu sắc của B biến đổi như thế nào?. Câu 2 1,75đ: Viết phương trình phản ứng hoàn thành sơ đồ bi
Trang 1TRƯỜNG THPT CHUYÊN TỈNH LÀO CAI
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CÂP TRƯỜNG NĂM HỌC 2011
Môn hoá học :Thời gian-180 phút
Câu 1(3đ): Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp FeS và FeCO3 bằng dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp khí A gồm 2 khí X, Y có tỉ khối so với hiđro bằng 22,909
1 Tính phần trăm khối lượng của muối trong hỗn hợp đầu
2 Làm lạnh hỗn hợp khí A xuống nhiệt độ thấp hơn thu được hỗn hợp khí B gồm 3 khí
X, Y, Z có tỉ khối so với hiđro bằng 31,5 Tính phần trăm khí X bị chuyển hoá thành Z
3 Nếu thêm khí Y vào hỗn hợp B thì màu sắc của B biến đổi như thế nào? Vì sao?
Câu 2 (1,75đ): Viết phương trình phản ứng hoàn thành sơ đồ biến hoá sau Biết S là lưu huỳnh:
1) S + A X 5) X + D + E U + V
2) S + B Y 6) Y + D + E U + V
3) Y + A X + E 7) Z + E U + V 4) X + D Z
Câu 3(2,5đ): Một phản ứng quan trọng tạo nên “mù” gây ô nhiễm môi trường là:
O3 (k) + NO (k) O2 (k) + NO2 (k) có KC = 6.1034 a) Nếu nồng độ ban đầu là: O3 : 10-6 M ; NO: 10-5 M; NO2 : 2,5.10-4M và O2 : 8,2.10-3 thì phản ứng có ở vị trí cân bằng không? Nếu không thì nó đang diễn biến theo chiều nào? Tính nồng độ của các chất khi ở trạng thái cân bằng
b) Trong những ngày nóng nực thì tầng ozon bị phá huỷ nhiều hay ít hơn so với những ngày mát mẻ Biết H0
) (O3
tt = 142,7 kJ/mol; H0
)
( NO
tt = 90,25 kJ/mol; H0
) (NO2
tt = 33,18 kJ/mol
Câu 4(2đ): Một pin điện gồm điện cực là một sợi dây bạc nhúng vào dung dịch
AgNO3 và điện cực kia là than chì nhúng vào dung dịch muối Fe2+ và Fe3+
a) Viết sơ đồ pin và phương trình phản ứng khi pin hoạt động
b) Tính sức điện động của pin
c) Nếu [Ag+] = 0,1M nhưng [Fe2+] = [Fe3+] = 1M thì phản ứng có diễn biến như ở phần a không? Hãy rút ra kết luận về ảnh hưởng của nồng độ của các chất đến chiều hướng xảy ra phản ứng
Biết nhiệt độ xảy ra phản ứng là 250C; E0Ag / Ag = 0,8V; E0 3 2
/ Fe
Fe = 0,77 V
Câu 5(2,25đ): Cho phản ứng sau: IO3- + 5I- + 6H+ 3I2 + 3H2O
Vận tốc của phản ứng đo ở 250C theo bảng sau:
a) Lập biểu thức tính tốc độ của phản ứng, tính bậc của phản ứng
b) Tính hằng số tốc độ của phản ứng và xác định đơn vị của hằng số tốc độ đó
c) Năng lượng hoạt hóa của phản ứng E = 84 kJ/mol ở 250C Tốc độ của phản ứng thay đổi như thế nào nếu giảm năng lượng hoạt hoá đi 10kJ/mol?
Câu 6(3đ): Cho một luồng khí 8,064 lit CO thiếu đi qua hỗn hợp X gồm 0,1 mol Fe2O3 và 0,1 mol Fe3O4 đun nóng, sau khi phản ứng kết thúc thu được phần rắn A và khí CO2 Lấy phần rắn A cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 3,60912 lit khí H2 và dung dịch B Dung dịch B làm mất màu hàn toàn dung dịch chứa 8,4372 gam KMnO4
Trang 2a) Xác định số mol mỗi chất trong A biết rằng trong A số mol Fe3O4 bằng số mol của FeO
b) Dẫn một luồng khí clo dư vào dung dịch B thu được dung dịch Y Cho toàn bộ dung dịch Y tác dụng hết với dung dịch Ba(OH)2 thu được kết tủa Z Nung Z tới khối lượng không đổi được chất rắn G Tính khối lượng của G
Biết các khí đo ở 54,60C và 0,5 atm
Câu 7(3đ): Chất A có cấu tạo như sau:
- CH2-CO-CBr-CH2CH=CCl-CH2OH
|
CH3
1) Chất A có đồng phân cấu hình không? Loại nào? số lượng bao nhiêu? Viết cấu hình của các đồng phân đó
2) Cho A tác dụng với các chất sau:
- H2 (dư) tạo chất B
- Brom (CCl4) tạo chất C
- KOH/etanol (tỉ lệ 1:1 về số mol) tạo ra chất D
a) Viết CTCT các sản phẩm B, C, D
b) Chất B, C, D có đồng phân cấu hình không? Loại nào? Số lượng bao nhiêu?
c) Hãy chọn cho A cấu hình tuỳ ý rồi viết cơ chế tạo thành C
Câu 8(2,5đ):
1 Hãy phân biệt các chất lỏng đựng trong các ống nghiệm riêng rẽ bằng phương pháp hóa học: CH3(CH2)4CH3 (A) ; CH3(CH2)4CCH (B) ; CH3-CH=CHCl (C) ; CH2
=CH-CH2Cl (D); CH3CH2CH2Cl (E)
2 Hãy tách riêng các chất sau ra khỏi hỗn hợp lỏng của chúng: C6H5CH2OH (X); C6H5Cl (Y) ; C6H5COOH (Z); p-CH3-C6H4OH (T)
Trang 3HƯỚNG DẪN CHẤM
1
(3đ)
1 M A = 2.22,909 = 45,818 1 khí phải có khối lượng phân tử >
45,818 và 1 khí có khối lượng phân tử < 45,818 Trong A chắc chắn
phải có CO2 (M = 44 < 45,818) khí còn lại phải có khối lượng
phân tử > 45,818 và là một sản phẩm khí có chứa N chỉ có NO2
thoả mãn
Các phản ứng:
FeS + 10H+ + 9NO3- Fe3+ + SO42- + 9NO2 + 5H2O
FeCO3 + 4H+ + NO3- Fe3+ + CO2 + NO2 + 2H2O
Gọi số mol của FeS, FeCO3 trong hỗn hợp đầu là: x, y (x, y >0)
số mol CO2: y; số mol NO2: 9x + y
M A = 45,818 =
y x
y y x
2 4
44 ) 9 ( 46
x = y
Do đó: %FeS = 43,14%; %FeCO3 = 56,86%
2 Số mol của mỗi chất trong A là: nCO2= x; nNO2 = 10 x
Gọi a là số mol NO2 chuyển hoá thành N2O4 : 2 NO2 N2O4
M B=
2 11
) 2 / (
92 ) 10 ( 46 44
a x
a a
x x
= 31,5.2 = 63 a = 0,6x
%NO2 chuyển hoá: 60%
3 Khi thêm khí CO2 vào không xảy ra phản ứng với N2O4 hay NO2
nhưng làm cho áp suất của bình tăng cân bằng của phản ứng
chuyển dịch theo chiều làm giảm số phân tử khí cân bằng chuyển
dịch theo chiều thuận màu của B nhạt dần
0,25
0,75
0,25
0,5 0,75
0,5
2
(1,75đ)
Xác định A (O2) , B(H2) , D (Cl2), E (H2O), X(SO2), Y (H2S),
U(H2SO4), V(HCl), Z(SO2Cl2)
7ptr
1) S + O2 SO2 2) H2 + S H2S 3) H2S + O2 SO2+ H2O 4) SO2 + Cl2 SO2Cl2
5) SO2 + Cl2 + H2O H2SO4 + HCl 6) H2S + Cl2 + H2O H2SO4 + HCl 7) SO2Cl2 + H2O H2SO4 + HCl
7x0,25
3
(2,5đ)
a)Xét tỉ số nồng độ các chất :
NO O
NO O
C C
C C
.
3
2 2
= 2,1 10 5 < KC Phản ứng diễn biến theo chiều thuận cho đến khi đạt được giá trị KC ( nồng độ của O2, NO2 tăng;
nồng độ của O3, NO giảm)
O3 (k) + NO (k) O2 (k) + NO2 (k)
C 10-6 10-5 8,2.10-3 2,5.10-4
p/ư 10-6-x 10-6-x
[ ] x 0,99.10-5+x 8,2.10-3 +10-6- x 2,5.10-4 +10-6
-x
0,5
0,5
0,5
Trang 4Vì K rất lớn nên giả sử x << 10-6M
4 3
10 99 , 0
10 51 , 2 10 201 , 8
x = 6.1034 x = 3,4.10-36 <<10-6 Vậy [O3] = 3,4.10-36M; [NO] = 9,9.10-6M; [O2] = 8,201.10-3M;
[NO2] = 2,51.10-4M
b) Hiệu ứng nhiệt của phản ứng: H0 = 0 + 33,18 – 142,7 –
90,25 = - 199,77 kJ < 0
Phản ứng toả nhiệt
Khi nhiệt độ không khí tăng lên cân bằng chuyển dịch theo
chiều nghịch
Tầng ozon bị phá huỷ ít hơn so với ngày mát mẻ
0,25 0,25
0,5
4
(2đ)
a) Sơ đồ pin:
C(than chì)|Fe2+, Fe3+|| Ag+| Ag
Ptr tại các điện cực:
(+) Catôt : Ag+ + 1e Ag
(-) Anôt: Fe2+ - 1e Fe3+
Khi pin hoạt động: Fe2+ + Ag+ Ag + Fe3+
b) Sức điện động của pin:
E0pin = E0Ag / Ag
- E0Fe3 / Fe2 = 0,8 – 0,77 = 0,03 (V) c) Nếu [Ag+] = 0,1; [Fe2+] = [Fe3+] = 1M
EAg / Ag = E0Ag / Ag + 0,059lg[Ag+] = E0 3 2
/ Fe
Fe + 0,059 lg10-1
E 3 2
/ Fe
/ Fe
Fe + 0,059lg
] [
] [ 2 3
Fe
Fe
= E0 3 2
/ Fe
Fe
Epin = E0pin – 0,059 = - 0,029 (V) <0
Phản ứng không diễn ra theo chiều thuận như ở phần a mà xảy ra
theo chiều ngược lại
Khi làm thay đổi nồng độ của các chất thì có thể làm thay đổi
cả chiều của phản ứng
0,25
0,25 0,25 0,5 0,25
0,25 0,25
5
(2,25đ)
a) v = k.[I-]x.[IO3-]y.[H+]z
Thiết lập biểu thức tính tốc độ phản ứng ở các thí nghiệm khác
nhau
4 ptr
x = 1; y = 2; z = 2 bậc của phản ứng là bậc 5
v = k.[I-].[IO3-]2.[H+]2
b) k = 6.10-7 (mol/l)-4.s-1
c) k1 = A.kRT
E1
; k2 = A.kRT
E2
k2 = 56,6k1 v2 = 56,6 v1 Vận tốc của phản ứng tăng 56,6 lần
0,125x4=0,5 0,25x3=0,75 0,5 0,5
6 (3đ) a) Xảy ra các phản ứng: 3Fe2O3 + CO 0
t 3Fe3O4 + CO2 (1)
Fe3O4 + CO t0 3FeO + CO2 (2)
FeO + CO t0 Fe + CO2 (3)
nCO = nCO2 = 0,15 mol
mCO = 0,15.28 = 4,2 gam
0,5
0,5
Trang 5mCO2 = 6,6 gam
mX = 39,2 gam
Theo định luật bảo toàn khối lượng: mX + mCO = mA + mCO2
mA = 36,8 gam
Trong A gồm có:
cmol Fe
bmol FeO O Fe
amol O
Fe
:
: ,
: 4 3
3 2
Cho A phản ứng với HCl:
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O
Fe3O4 + 8HCl = 2 FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O
Fe + 2 HCl = FeCl2 + H2
c = nH2 = 0,067 mol
Dung dịch B: HCl dư, FeCl2, FeCl3
Tác dụng với dung dịch KMnO4 chỉ có FeCl2 phản ứng
5 FeCl2 + KMnO4 + 8HCl 5 FeCl3 + MnCl2 + KCl + 4H2O
nKMnO4= (2b + c)/5 = 0,0534 b = 0,1 mol
mA = 160a + 232.0,1+ 72.0,1 + 56.0,067 = 36,8 a = 0,01655
mol
b) Các phương trình
1/2 Cl2 + FeCl2 FeCl3
2FeCl3 + 3 Ba(OH)2 2 Fe(OH)3 + 3BaCl2
2Fe(OH)3 t0 Fe2O3 + 3H2O
mG = 40 gam
0,5
0,25 0,25
0,5 0,5
7
(3đ)
1)A có đồng phân cấu hình: 1 liên kết + 1 C*
đồng phân hình học + đồng phân quang học
4 đp: cis-R, trans-R, cis-S, trans-S
Biểu diễn:
2)a) Viết 3 ptr và cấu tạo của các chất B, C, D
* *
b) B: C5H9 CH2-CO-CBr-CH2CH2CHCl-CH2OH
|
CH3
B có đồng phân quang học: có 2 C bất đối có 22 = 4 đồng phân
RR, RS, SS, SR * * *
C: C5H9 CH2-CO-CBr-CH2CHBr-CBrCl-CH2OH
|
CH3
C có 3 C bất đối có 23 = 8 đồng phân: RRR, RRS, RSR, RSS,
SSS, SSR, SRS,SRR
D: C5H9 CH2-CO-C=CH-CH=CCl-CH2OH
|
CH3
D có 2 liên kết có 22 = 4 đồng phân hình học
cis-trans; cis-cis; trans-cis; trans-trans
d) Cơ chế cộng AE
0,5
0,5 0,5 0,25
0,25
0,25
0,5
Trang 68
(2,75đ)
1) Nhận biết:
- B1: Dùng Ag2O/NH3 nhận biết được B
- B2: Br2 (CCl4) 2 nhóm:
+ Nhóm 1: A, E không làm mất màu brom
+ Nhóm 2: C, D làm mất màu brom
2 ptr
- B3: Nhận biết nhóm 1: phản ứng với NaOH đun nóng
A không có phản ứng
E CH3CH2CH2CH2OH
Chưng cất, làm khô cho sản phẩm tác dụng với Na
+ có khí thoát ra rượu E
+ khôngcó hiện tượng: A
- B4: Nhận biết nhóm 2: phản ứng với NaOH, t0 và p cao
+ C CH3CH2CHO
+ D CH2=CH-CH2OH
Nhận biết sản phẩm: dùng nước brom hoặc AgNO3/NH3 hoặc Na
2) X, Y, Z, T + NaOH
0,25
0,25
0,5
0,5 1,25