KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT, BTTHPT Môn thi: Hóa học- Lớp: 12 pot

Biết sau phản ứng thu được hỗn hợp khí gồm N2 và H2.. Giải thích hiện tượng xảy ra và viết phương trình hoá học khi cho 1 thanh Al nguyên chất vào 1 ống nghiệm đựng H2O, sau đó nhỏ từ từ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

THANH HOÁ

ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT, BTTHPT Môn thi: Hóa học- Lớp: 12 BTTHPT Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề thi)

Đề thi này có 01 trang gồm 04 câu

Câu 1 (6,0 điểm)

1 Viết phương trình hoá học xảy ra ở dạng phân tử và dạng ion khi :

a Hoà tan Al bằng dung dịch HNO3 rất loãng, nóng, dư không có khí thoát ra

b Mg dư cho vào dung dịch chứa Cu(NO3)2 và HCl Biết sau phản ứng thu được hỗn hợp khí gồm N2 và H2

2 Giải thích hiện tượng xảy ra và viết phương trình hoá học khi cho 1 thanh Al nguyên chất vào

1 ống nghiệm đựng H2O, sau đó nhỏ từ từ dung dịch NaOH vào ống nghiệm đó

3 Cho rất từ từ dung dịch A chứa x mol HCl vào dung dịch B chứa y mol Na2CO3 Hãy biện luận các trường hợp xảy ra theo x và y

Câu 2 (6,0 điểm)

1 Hãy sắp xếp độ linh động tăng dần của nguyên tử hidro trong nhóm – OH của các hợp chất:

rượu etylic, axit axetic, phenol Minh hoạ bằng các phương trình hoá học

2 Chất hữu cơ X mạch thẳng và có công thức C9H16O4 Cho X tác dụng với dung dịch NaOH thu được hỗn hợp rượu CH3OH, C2H5OH và muối natri của axit hữu cơ Y Xác định công thức cấu tạo của X Từ axit Y viết phương trình hoá học điều chế tơ nilon-6,6

3 Đốt cháy hoàn toàn 0,672 lít hidrocacbon A thu được 3,96 gam CO2 Cho biết A có khả năng thực hiện phản ứng với dung dịch AgNO3 trong NH3 Xác định công thức cấu tạo của A

Câu 3 (4,0 điểm)

Khi cho 17,4 gam hợp kim Y gồm sắt, đồng, nhôm phản ứng hết với H2SO4 loãng, dư ta được dung dịch A; 6,4 gam chất rắn; 9,856 lít khí B ở 27,30C và 1 atm

a Tính thành phần % khối lượng mỗi kim loại trong hợp kim Y

b Hãy tính nồng độ các chất trong dung dịch A, biết rằng H2SO4 đã dùng có nồng độ 2M và đã lấy dư 10% so với lượng cần thiết để phản ứng (thể tích dung dịch không thay đổi trong thí nghiệm)

Câu 4 (4,0 điểm)

Từ hai rượu no mạch hở A và B tiến hành các thí nghiệm sau:

* Thí nghiệm 1: Trộn 0,015 mol A và 0,02 mol B rồi cho hỗn hợp tác dụng hết với Na thu được 1,008 lít H2

* Thí nghiệm 2: Trộn 0,02 mol A và 0,015 mol B rồi cho hỗn hợp tác dụng hết với Na thu được 0,952 lít H2

* Thí nghiệm 3: Đốt cháy hoàn toàn một lượng hỗn hợp A và B như trong thí nghiệm 1 rồi cho tất

cả sản phẩm cháy đi qua bình đựng CaO mới nung, dư thấy khối lượng bình tăng thêm 6,21 gam

1 Tìm công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và gọi tên các rượu, biết thể tích các khí được đo

ở điều kiện tiêu chuẩn

2 Cho một lượng hỗn hợp hai rượu như ở thí nghiệm 2 tham gia phản ứng este hoá với 6 gam axit axetic Tính khối lượng mỗi este thu được, giả sử hiệu suất phản ứng este hoá là 100%

Cho biết: C=12, O=16, S=32, H=1, Fe=56, Cu=64, Al=27

Hết

Sở Giáo dục và Đào tạo HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI THI CHỌN

THANH HOÁ HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 BTTHPT

Năm học 2007-2008

Môn Hoá học

Đề chính thức

a 8Al + 30 HNO3  8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O

8Al + 30 H+ + 3NO3-  8Al3+ + 3NH4+ + 9H2O

b.* 4Mg + Cu(NO3)2 + 10HCl  CuCl2 + 4MgCl2 + N2 + 6H2O

5Mg + 12H+ + 2NO3-  5Mg2+ + N2 + 6H2O

* Mg + CuCl2  MgCl2 + Cu

Mg + Cu2+  Mg2+ + Cu

* Mg + 2HCl  MgCl2 + H2

Mg + 2H+  Mg2+ + H2

Mỗi phương trình đúng 0,25 đ

Khi cho Al vào nước, ban đầu chỉ có vài bọt khí nhỏ bám ở bề mặt thanh nhôm vì:

Lúc đầu có phản ứng:

2Al + 6H2O  2Al(OH)3  + 3H2 

Al(OH)3 bám vào bề mặt ngăn cản không cho phản ứng tiếp

Cho thêm NaOH, lớp Al(OH)3 bị phá huỷ, khí thoát ra càng nhiều:

Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O

2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 

0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ

* HCl + Na2CO3  NaHCO3 + NaCl (1)

Mol: x y

* HCl + NaHCO3  NaCl + H2O + CO2  (2)

Mol:

Khi x<y: chỉ tạo ra NaHCO3 x mol; NaCl x mol; Na2CO3 (y-x) mol

Khi x=y: chỉ tạo ra NaHCO3 x mol; NaCl x mol

Khi y<x<2y: tạo ra NaHCO3 (2y-x) mol; NaCl x mol; CO2 (x-y) mol

Khi x=2y: tạo ra NaCl x mol; CO2 y mol

Khi 2y<x: tạo ra NaCl x mol; CO2 y mol; HCl (x-2y) mol

0,25đ 0,25 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ

0,5 đ

* Sắp xếp theo độ linh động tăng dần của nguyên tử hidro trong nhóm –OH :

C2H5OH < C6H5OH < CH3COOH

* Minh hoạ:

- Đều có tính linh động: C2H5OH + Na  C2H5ONa + 1/2H2

C6H5OH + Na  C6H5ONa + 1/2H2

CH3COOH + Na  CH3COONa + 1/2H2

- Tính linh động của H trong C2H5OH yếu hơn trong C6H5OH:

C2H5OH + NaOH  không

C6H5OH + NaOH  C6H5ONa + H2O

- Tính linh động của H trong C6H5OH yếu hơn trong CH3COOH:

C6H5OH + Na2CO3  không

2CH3COOH + Na2CO3  2CH3COONa + CO2  + H2O

0,5 đ

0,5 đ

0,5 đ

0,5 đ

Từ đề ra, X là este (C9H16O4): CH3 – OOC – R – COO – C2H5 suy ra R là C4H8

Phản ứng chứng minh:

CH3 – OOC – C4H8 – COO – C2H5 + 2NaOH  NaOOC – C4H8 – COONa + CH3OH +

C2H5OH

Vậy công thức cấu tạo đúng của X là: CH3OOC – (CH2)4– COO – C2H5

Y là axit ađipic HOOC – (CH2)4– COOH được dùng để điều chế tơ nilon-6,6:

n HOOC – (CH2)4– COOH + n NH2 – (CH2)6 – NH2  [ CO-(CH2)4-CO-NH-(CH2)6-NH

]n + 2nH2O

(nilon-6,6)

0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ

Số mol CxHy = 0,672/22,4= 0,03 mol

n(CO2)= 3,96/44=0,09 mol

CxHy + (x+y/4) O2 t0 xCO2 + y/2H2O

0,03 0,09 => 0,03x=0,09 => x=3

A có khả năng phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3 nên A là ankin có nối 3 đầu mạch

2(CHC-CH3) + Ag2O NH3

 2(CAgC-CH3) + H2O

0,5 đ 0,5 đ

0,5 đ 0,5 đ

Đặt x, y, z, lần lượt là số mol của sắt, đồng, nhôm: 56x + 64y + 27z = 17,4 (I)

Tan trong H2SO4 loãng: Fe + H2SO4  FeSO4 + H2 (1)

Mol: x x x x

2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 (2)

Mol: z 1,5z 0,5z 1,5z

Số mol H2= x + 1,5z = (1.9,856)/0,082(273+27,3)= 0,4mol (II)

Phần không tan là Cu: 64y = 6,4 g => y = 0,1 mol

Từ (I) và (II): x = 0,1 mol; z=0,2 mol

a m(Fe)= 56.0,1 = 5,6 g => 32,18%

m(Cu)=64.0,1 = 6,4 g => 36,78%

m(Al) = 27.0,2 = 5,4 g => 31,04%

b Trong dung dịch A có: FeSO4 = x = 0,1mol

Al2(SO4)3 = 0,5z = 0,1mol

H2SO4 dư = (x+1,5z).10% = 0,04mol

Số mol H2SO4 đã dùng = 0,4 + 0,04 = 0,44 mol => V(ddH2SO4 2M) = 0,44/2 =0,22lít

CM (FeSO4) = 0,1/0,22=0,4545M

CM(Al2(SO4)3) = 0,1/0,22=0,4545M

CMH2SO4 = 0,04/0,22=0,182M

0,5 đ

0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ

0,5 đ

0,5 đ 0,5 đ

0,5 đ

Đặt A là R(OH)x hay CnH2n+2Ox và B là R’(OH)y hay CmH2m+2Oy

Thí nghiệm 1: 2R(OH)x + 2xNa  2R(ONa)x + xH2

0,015 0,0075x

R’(OH)y + 2yNa  2R’(ONa)y + yH2

0,02 0,01y

Ta có: 0,0075x + 0,01y = 1,008/22,4=0,045 (1)

Thí nghiệm 2: 2R(OH)x + 2xNa  2R(ONa)x + xH2

0,02 0,01x

R’(OH)y + 2yNa  2R’(ONa)y + yH2

0,015 0,0075y

Ta có: 0,01x+0,0075y=0,952/22,4=0,0425 (2)

Từ (1,2): x=2, y=3

Thí nghiệm 3:

CnH2n+2Ox + (3n+1-x)/2O2  nCO2 + (n+1)H2O

0,015 0,015n 0,015(n+1)

CmH2m+2Oy + (3m+1-x)/2O2  mCO2 + (m+1)H2O

0,02 0,02m 0,02(m+1)

Ta có: m(CO2)= 44(0,015n+0,02m)

m(H2O)= 180,015(n+1)+ 0,02(m+1)]

m(CO2)+ m(H2O)=6,21 hay m=4,5-0,75n (3)

Từ (3) nghiệm duy nhất là: n=2; m=3

x=2; y=3

1 A là C2H6O2, công thức cấu tạo: CH2OH – CH2OH (etilenglicol)

B là C3H8O3, công thức cấu tạo: CH2OH – CHOH – CH2OH (glixerin)

0,5 đ

0,5 đ

0,5 đ

0,5 đ

0,5 đ

2 Phản ứng este hoá:

H2SO4 đặc

2CH3COOH + C2H4(OH)2 (CH3COO)2C2H4 + 2H2O

0,04 0,02 0,02

H2SO4 đặc

3CH3COOH + C3H5(OH)3 C3H5(OOC-CH3)3 + 3H2O

0,045 0,015 0,015

Lập luận: n(CH3COOH) = 6/60 = 0,1 mol;

2n(C2H4(OH)2) + 3n(C3H5(OH)3) = 2*0,02+3*0,015 = 0,085 mol < 0,1 mol

và hiệu suất phản ứng este hoá 100% => axit CH3COOH còn dư, 2 rượu phản ứng hết

m((CH3COO)2C2H4) =146.0,02= 2,92 gam

m(C3H5( OOC-CH3)3) = 218.0,015=3,27 gam

0,5 đ

0,5 đ

0,5 đ

Chú ý khi chấm thi:

- Trong các phương trình hóa học nếu viết sai công thức hóa học thì không cho điểm,

nếu không viết điều kiện phản ứng hoặc không cân bằng phương trình hoặc cả hai thì cho 1/2 số

điểm của phương trình đó

- Nếu làm các cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa ứng với mỗi ý, câu của đề ra