Đề chọn học sinh giỏi môn hóa học 12 số 4

Nêu cách loại tạp khí ra khỏi các hỗn hợp khí sau, viết phương trình phản ứng: - Loại khí HCl ra khỏi hỗn hợp khí HCl và H2S.. Hấp thụ hết SO2 bằng một lượng vừa đủ dung dịch KMnO4 thu đ

SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO

NAM ĐỊNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2014 – 2015

Môn: HÓA HỌC – Lớp: 12 THPT

Phần tự luận - Thời gian làm bài: 90 phút

Đề thi gồm 01 trang

Câu I (2,0 điểm)

1. Nêu cách loại tạp khí ra khỏi các hỗn hợp khí sau, viết phương trình phản ứng:

- Loại khí HCl ra khỏi hỗn hợp khí HCl và H2S

- Loại khí SO2 ra khỏi hỗn hợp khí CO2 và SO2

- Loại khí HCl ra khỏi hỗn hợp khí HCl và Cl2

- Loại khí O3 ra khỏi hỗn hợp khí O3 và O2

2 Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,002 mol FeS2 và 0,003 mol FeS vào lượng dư H2SO4 đậm đặc thu được Fe2(SO4)3, SO2, H2O Hấp thụ hết SO2 bằng một lượng vừa đủ dung dịch KMnO4 thu được dung dịch Y không mầu, trong suốt có pH = 2 Viết phương trình phản ứng và tính VY?

Câu II (2,0 điểm)

1 Có hỗn hợp MgSO4.5H2O và CuSO4.7H2O Bằng thực nghiệm nêu cách xác định thành phần % khối lượng từng muối trong hỗn hợp, đưa ra công thức tổng quát tính % khối lượng từng muối, giải thích các đại lượng trong công thức

2 Bình kín chứa một ancol no, mạch hở A (trong phân tử A, số nguyên tử C nhỏ hơn 10) và lượng O2 gấp đôi so với lượng O2 cần để đốt cháy hoàn toàn A Ban đầu bình có nhiệt độ 1500C và 0,9 atm Bật tia lửa điện để đốt cháy hoàn toàn A, sau đó đưa bình về 1500C thấy áp suất bình là 1,1 atm Viết các đồng phân cấu tạo của A và gọi tên

Câu III (2,0 điểm)

1 Cho dãy phản ứng:

a) X (C6H8O4) + NaOH →Y + Z + T b) Y + H2SO4(loãng) →Na2SO4 + Y’

c) Z + H2SO4 (loãng) → Na2SO4 + Z’ d) Z’ o

2 4 dac

H SO , 170 C

→ M + H2O e) Y’ + AgNO3 + NH3 + H2O →Ag + … g) T + AgNO3 + NH3 + H2O → Ag + …

Chọn công thức cấu tạo thu gọn phù hợp để hoàn thành dãy phản ứng trên

2 Khi thủy phân không hoàn toàn một loại lông thú, người ta thu được một oligopeptit X Kết quả thực nghiệm cho thấy phân tử khối của X không vượt quá 500 (đvC) Khi thủy phân hoàn toàn 814 gam

X thì thu được 450 gam Gly, 178 gam Ala và 330 gam Phe (axit 2-amino-3-phenylpropanoic)

a Xác định CTPT của oligopeptit đó

b Khi thủy phân không hoàn toàn X thì trong hỗn hợp sản phẩm thấy có các đipeptit Gly-Ala,

Ala-Gly mà không thấy có Phe-Gly Xác định CTCT có thể có của X

Câu IV (2,0 điểm)

Cho 23,52g hỗn hợp 3 kim loại Mg, Fe, Cu vào 200ml dung dịch HNO3 3,4M khuấy đều thấy thoát ra một khí duy nhất hơi nặng hơn không khí, trong dung dịch còn dư một kim loại chưa tan hết, đổ tiép từ

từ dung dịch H2SO4 5M vào, chất khí trên lại thoát ra cho dến khi kim loại vừa tan hết thì mất đúng 44ml, thu được dd A Lấy 1/2 dd A, cho dd NaOH cho đến dư vào, lọc kết tủa, rửa rồi nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn B nặng 15,6g

1-Tính % số mol mỗi kim loại trong hỗn hợp

2-Tính nồng độ các ion (trừ ion H+-, OH-) trong dung dịch A

Câu V (2,0 điểm)

Chia 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp X gồm hai anken (phân tử khối hơn kém nhau 28u) thành hai phần bằng nhau

Phần 1: đem đốt cháy hoàn toàn rồi cho sản phẩm cháy qua dung dịch chứa 0,1 mol Ca(OH)2 thu được 7,5 gam kết tủa

Phần 2: cho tác dụng hoàn toàn với nước có xúc tác thu được hỗn hợp 2 ancol Đun nóng hỗn hợp

2 ancol với H2SO4 đặc ở 1400C một thời gian thu được 1,63 gam hỗn hợp 3 ete Hoá hơi lượng ete thu

được 0,532lít ở 136,50C và 1,2atm

a) Xác định CTCT hai anken và tính phần trăm theo khối lượng mỗi chất.

ĐỀ DỰ BỊ

b) Xác định hiệu suất mỗi ancol thành ete.

Thí sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

-HẾT -Họ và tên thí sinh

Số báo danh

Giám thị số 1

Giám thị số 2

SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO

NAM ĐỊNH

ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM THI

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2014 - 2015 Môn: HOÁ HỌC – Lớp 12 THPT

Hướng dẫn chấm gồm 04 trang

I 1 a) Loại HCl ra khỏi hh với H2S : Cho hh đi qua dd kiềm, rồi thêm H2SO4 loãng vào

hh sau phản ứng

HCl + NaOH → NaCl + H2O

H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O

b)Loại HCl ra khỏi hh với Cl2: Cho hh đi qua dd KMnO4 đặc, đun nóng:

16 HCl + 2 KMnO4 → 2 KCl + 2 MnCl2 + 5 Cl2 ↥ + 8 H2O

0,25

c) Loại SO2 ra khỏi hh với CO2: Cho hh đi qua dd Br2

SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HCl

0,25

d) Loại O3 ra khỏi hh với O2: Cho hh đi qua dd KI

2 2FeS2 + 14H2SO4 → 15SO2 + Fe2(SO4)3 + 14H2O (1)

0,002mol 0,015mol

2FeS + 10H2SO4 → 9SO2 + Fe2(SO4)3 + 10H2O (2)

0,003mol 0,0135mol

VËy (1), (2) => nSO2 = 0,0135 + 0,015 = 0,0285 mol

0,5

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4 (3)

0,0285 mol 0,0114mol

H2SO4 → 2H+ + SO42- (4)

0,0114mol 0,0228mol

V× pH = 2 => [H+] = 10-2 => VY= 0,0228/0,01 = 2,28 lÝt

0,5

II 1 Cân chính xác lấy m g hỗn hợp 2 muối ngậm nước Đun nóng đến khối lượng

không đổi, để nguội trong bình hút ẩm, cân lại lấy khối lượng m1 (m1< m)

Tính: mH2O = m - m1

0,25 Gọi x = số mol MgSO4.5H2O; y = số mol CuSO4.7H2O

Hệ pt: 210x + 286y = m

5x + 7y = (m - m1)/18

Giải được: x =

18,8

160m) -(286m1

; y =

8 , 18

) 42m

0,25

% khối lượng MgSO4.5H2O =

m

8 18

.100 210 160m)

-(286m1

% khối lượng CuSO4.7H2O =

18.8.m

100 286 )

42m

0,25

2

n+ −k

2

n+ −k

n n+1

0,25

ĐỀ DỰ BỊ

Trong cùng điều kiện nhiệt độ và thể tích, áp suất tỉ lệ thuận với số mol khí

hay

1 (3 1 ) / 2 1,1

+ + −

+ + + + − => 3n-13k+17 = 0

0,25

Có 2 đồng phân: HO-CH 2 -CH 2 -CH 2 -OH: propan-1,3-điol

CH 2 OH-CHOH-CH 3 propan-1,2-điol

0,25

III 1 X là HCOOCH2-CH2COOCH=CH2 hoặc HCOOCH(CH3)COOCH=CH2

a) HCOOCH2-CH2COOCH=CH2 + 2NaOH → HCOONa + HO-CH2-CH2-COONa

+ CH3CHO

Hoặc HCOOCH2-CH2COOCH=CH2 + 2NaOH → HCOONa +

HO-CH(CH3)COONa + CH3CHO

Y là HCOONa; Z là HO-CH2-CH2-COONa (HO-CH(CH3)COONa); T là CH3CHO

b) 2HCOONa + H2SO4 (loãng) → 2HCOOH + Na2SO4

(Y’)

c) 2HO-CH2-CH2-COONa + H2SO4 (loãng) → 2HO-CH2CH2COOH + + Na2SO4

hoặc 2HO-CH(CH3)COONa + H2SO4 (loãng) → 2 + Na2SO4

Z’ là HO-CH2CH2COOH hoặc HO-CH(CH3)COOH

d) HO-CH2CH2COOH o

2 4 dac

H SO , 170 C

→CH2=CH-COOH +H2O

2 4 dac

H SO , 170 C

→CH2=CH-COOH +H2O

M là CH2=CH-COOH

e) HCOOH + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → (NH4)2CO3 + 2NH4NO3 + 2Ag

g) CH3CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH3COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag

1,5

2 a Tỉ số mol các amino axit thu được khi thủy phân chính là tỉ số các mắt xích

amino axit trong phân tử oligopeptit X Ta có:

450 178 330

Công thức đơn giản nhất của oligopeptit X là (Gly)3(Ala)(Phe)

Công thức phân tử là [(Gly)3(Ala)(Phe)]n với M ≤ 500u

Vì 5 phân tử aminoaxit tách đi 4 phân tử nước

(3.75 + 89 + 165 – 4.18).n ≤ 500 ⇒ n = 1

Công thức phân tử của oligopeptit đó là (Gly)3(Ala)(Phe) hay C 18 H 25 O 6 N 5

0,5

b Khi thủy phân từng phần thấy có Gly-Ala và Ala-Gly chứng tỏ mắt xích ala ở

giữa 2 mắt xích Gly: Gly- Ala – Gly …

Không thấy có Phe-Gly chứng tỏ Phe không đứng trước Gly Như vậy Phe chỉ có thể đứng ở cuối mạch (amino axit đuôi) Vậy oligopeptit có thể là

Gly-Gly-Ala-Gly-Phe hoặc Gly-Ala-Gly-Gly-Phe

0,5

IV Gọi x, y, z là số mol Mg, Fe, Cu trong hỗn hợp, ta có :

24x + 56y + 64z = 23,52 ↔ 3x + 7y + 8z = 2,94 (a)

0,25

Đồng còn dư có các phản ứng:

Mg → Mg2++ 2e (1) NO3- + 3e + 4H+ = NO + 2H2O (4)

0,25

Fe → Fe3+ + 2e (2)

Cu → Cu2+ + 2e (3)

Phương trỡnh phản ứng hoà tan Cu dư:

3Cu + 4H2SO4 + 2NO3- = 3CuSO4 + SO42- + 2NO + H2O (6)

Từ Pt (6) tớnh được số mol Cu dư: =

4

0,044.5.3

Theo cỏc phương trỡnh (1), (2), (3), (4), (5): số mol e cho bằng số mol e nhận:

2(x + y + z – 0,165) = [3,4.0,2 – 2(x + y + z – 0,165)].3

→ x + y + z = 0,255 + 0,165 = 0,42 (b)

0,25

Từ khối lượng cỏc oxit MgO; Fe2O3; CuO, cú phương trỡnh:

2

x

.40 + 4

y

.160 +

2

z

80 = 15,6 (c)

Hệ phương trỡnh rỳt ra từ (a), (b), (c): 3x + 7y + 8z = 2,94

x + y + z = 0,42

x + 2y + 2z = 0,78

0,25

Giải được: x = 0,06; y = 0,12; z = 0,24

% lượng Mg = 6,12% ; % lượng Fe = 28,57% ; % lượng Cu = 65,31% 0,25

2/ Tớnh nồng độ cỏc ion trong dd A (trừ H+, OH-) [Mg2+] = 0,2440,06 = 0,246 M

[Cu2+] = 0,984 M ; [Fe2+] = 0,492 M ; [SO42-] = 0,9 M ; [NO3-] = 1,64

M

0,5

V Cụng thức chung của hỗn hợp hai anken là CnH2n với n là số nguyờn tử C trung

bỡnh

Phần 1: n 2n 2 t0 2 2

3n

Số mol CO2 = 0,05.n > 0,05.2 = 0,1 (mol) Vậy khi cho CO2 tỏc dụng với Ca(OH)2 tạo ra 2 muối

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O (1) 0,1 ← 0,1 → 0,1

CO2 + CaCO3 + H2O → 2Ca(HCO3)2 (2) 0,025 ← (0,1 – 0,075)

Số mol CO2 = 0,05.n = (0,1 + 0,025) ⇒ n = 2,5 Vậy hai anken là C2H4 và C4H8

0,5

Vỡ n = 2,5 ⇒ số mol C2H4 = 0,0375; số mol C4H8 = 0,0125 (mol)

Do 2 anken chỉ tạo 2 ancol nờn chỳng là

CH2=CH2 và cis-but-2-en

hoặc

CH2=CH2 và trans-but-2-en

→ %m C H2 4 =60%

%m C H4 8 =40%

0,25

Phần 2: C2H4 + H2O →H+ CH3CH2OH (3)

C4H8 + H2O →H+ C4H9OH (4)

Số mol C2H5OH = số mol C2H4 = 0,0375 (mol);

Số mol C4H9OH = số mol C4H8 = 0,0125 (mol)

2C2H5OH 2 4 đặc

140

H SO

→ C2H5OC2H5 + H2O (5)

0,25

2C4H9OH 2 4 đặc

140

H SO

→ C4H9OC4H9 + H2O (6)

C2H5OH + C4H9OH 2 4 đặc

140

H SO

→ C2H5OC4H9 + H2O (7)

Gọi a, b lần lượt là số mol C2H5OH và C4H9OH tham gia phản ứng ete húa

Theo đề bài, theo (5), (6), (7) ta cú

Số mol ete = số mol H2O =

0,019 22,4

273

P V

Số mol ancol phản ứng = 2.số mol ete = 2.0,019 = 0,038 (mol)

Khối lượng hỗn hợp ancol phản ứng = mete + mH2O = 1,63 + 0,019.18 = 1,972

(gam).

0,5

 + =  =

Hiệu suất chuyển húa C2H5OH thành ete = 0,03.100%/0,0375 = 80%

Hiệu suất chuyển húa C4H9OH thành ete = 0,008.100%/0,0125 = 64%

0,5

Lưu ý: 1) Cỏch giải khỏc với đỏp ỏn mà đỳng, được điểm tương đương

2) Về lớ luận cũng như tớnh toỏn, từ chỗ sai trở đi sẽ khụng được điểm.(đối với những phần liờn quan) 3) Đối với phương trỡnh hoỏ học nếu viết sai một cụng thức thỡ khụng cho điểm; nếu cõn bằng sai hoặc điều kiện phản ứng sai thỡ được nửa số điểm của phương trỡnh đú.

4) Điểm toàn bài là 0,25 x (với x là số nguyờn là điểm của từng phần nhỏ).