Tuyển tập đề thi học sinh giỏi môn hóa học

PHẦN 1: CÁC ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNGNguồn: Thầy Đặng Công Anh Tuấn – GV Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn – Đà Nẵng Thời gian: 150 phút không kể thời gian giao đề Câu I 4 điểm

TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC

[Tài liệu tổng hợp từ các đề thi HSG]

[copyright©2010http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl]

YDS

Phan Cuong Huy

PHẦN 1: CÁC ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

(Nguồn: Thầy Đặng Công Anh Tuấn – GV Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn – Đà Nẵng)

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

Câu I (4 điểm)

X và Y là các nguyên tố nhóm A, đều tạo hợp chất với hiđro có dạng RH (R là kí hiệu của nguyên tố X hoặc Y).Gọi A và B lần lượt là hiđroxit ứng với hóa trị cao nhất của X và Y Trong B, Y chiếm 35,323% khối lượng Trunghòa hoàn toàn 50 gam dung dịch A 16,8% cần 150 mL dung dịch B 1M

1 Xác định các nguyên tố X và Y.

2 B’ là anion tương ứng của phân tử B (a) Hãy cho biết (có công thức minh họa) dạng hình học của B và B’ (b)

So sánh (có giải thích) độ dài liên kết Y-O trong phân tử B và B’

3 Biết X có cấu trúc tinh thể lập phương tâm khối và mật độ sắp xếp tương đối được định nghĩa bằng tỉ lệ giữa

thể tích chiếm bởi các hình cầu trong tế bào cơ sở và thể tích tế bào cơ sở Hãy tính mật độ sắp xếp tương đốitrong tinh thể của X

1 Hợp chất với hiđro có dạng RH nên Y có thể thuộc nhóm IA hoặc VIIA.

Trường hợp : Nếu Y thuộc nhóm IA thì B có dạng YOH

Ta có : Y 9,284

677,64

323,3517

Y    (loại do không có nghiệm thích hợp)

Trường hợp 2 : Y thuộc nhóm VIIA thì B có dạng HYO4

Ta có : Y 35,5

677,64

323,3565

Y    , vậy Y là nguyên tố clo (Cl)

B (HClO4) là một axit, nên A là một bazơ dạng XOH

gam4,8gam50100

8,16

XOH + HClO4XClO4+ H2O

 n n 0,15L 1mol/L 0,15mol

4 HClO



mol15,0

gam4,8mol/gam17

MX= 39 gam/mol, vậy X là nguyên tố kali (K)

-(a) Dạng hình học :

Axit pecloric(dạng tứ diện)

Ion peclorat(dạng tứ diện đều)(b) Bậc liên kết càng lớn độ dài liên kết càng nhỏ, do vậy :

3 Gọi a là độ dài cạnh ô mạng cơ sở và R là bán kính nguyên tử, ta có 3a4R

Số nguyên tử có trong một ô mạng cơ sở bằng : 1 2

42f

2 Thêm lượng dư dung dịch KI (có pha hồ tinh bột) vào 5,00 mL dung dịch K2Cr2O7 có nồng độ a M trong

H2SO4, thì dung dịch thu được có màu xanh Thêm tiếp dung dịch Na2S2O30,10 M vào cho đến khi màu xanhbiến mất thì đã dùng 15,00 mL dung dịch này Viết các phương trình phản ứng và tính a Biết sản phẩm oxi hóa

S2O32-là S4O62-

3 Hòa tan hoàn toàn 9,06 gam một mẫu hợp kim Al-Mg (giả thiết không có tạp chất nào khác) bằng dung dịch

H2SO4đặc, thu được 12,22 L khí SO2(đo ở 136,5oC; 1,1 atm) và 0,64 gam chất rắn màu vàng Xác định phầntrăm khối lượng mỗi kim loại trong mẫu hợp kim trên

1

3 2 2 7

2 2

mol10.5,2

4,22

22,121,1n

0 02 0 12 , 0

6 y

4 4 , 0 8 , 0 6

y

3 0 y

x

2 0

x

Se6S

Se2Se

3AlAl

e2MgMg

;13,0x92,0yx

06,9y27x24

gam06,9

mol/gam24mol13,0m

0,5 đ

Câu III (4 điểm)

1. Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt các loại là 60, số hạt mang điện trong hạt nhân bằng số hạt không mangđiện; Nguyên tử của nguyên tố Y có 11 electron p ; nguyên tử nguyên tố Z có 4 lớp electron và 6 electron độc thân

a) Dựa trên cấu hình electron, cho biết vị trí của các nguyên tố trên trong bảng hệ thống tuần hoàn

b)So sánh (có giải thích) bán kính của các nguyên tử và ion X, X2+và Y-

2. Vẽ hình mô tả cách tiến hành thí nghiệm điều chế dung dịch HCl bằng những hóa chất và dụng cụ đơn giản có sẵntrong phòng thí nghiệm sao cho an toàn Ghi rõ các chú thích cần thiết

3 Sục Cl2vào dung dịch KOH loãng thu được dung dịch A, hòa tan I2vào dung dịch KOH loãng thu được dungdịch B (tiến hành ở nhiệt độ phòng).

a) Viết phương trình hóa học xảy ra và cho nhận xét

b) Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học xảy ra khi cho lần lượt các dung dịch hỗn hợp HCl và FeCl2,dung dịch Br2, H2O2vào dung dịch A (không có Cl2dư)

1. a) Xác định vị trí dựa vào cấu hình electron:

2Z N 60 ; Z N Z 20, X là canxi (Ca), cấu hình electron của20Ca:[Ar] 4s2

Y có 11 electron p nên cấu hình của Y là 1s22s22p63s23p5hay [Ne] 3s23p5Y là Cl

Theo giả thiết thì Z chính là crom, cấu hình electron của24Cr: [Ar] 3d54s1

STT Chu kỳ nguyên tố Nhóm nguyên tố

Trật tự tăng dần bán kính nguyên tử: RCa2  RCl RCa

b) Bán kính nguyên tử tỉ lệ với thuận với số lớp electron và tỉ lệ nghịch với số đơn vị điện

tích hạt nhân của nguyên tử đó Bán kính ion Ca2+nhỏ hơn Cl-do có cùng số lớp electron (n

= 3), nhưng điện tích hạt nhân Ca2+(Z = 20) lớn hơn Cl-(Z = 17) Bán kính nguyên tử Ca lớn

6KOH + 3I25KI + KIO3+ 3H2O

Giải thích: Trong môi trường kiềm tồn tại cân bằng: 3XO-⇌X

-+ XO3Ion ClO-phân hủy rất chậm ở nhiệt độ thường và phân hủy nhanh khi đun nóng, ion IO-phân

hủy ở tất cả các nhiệt độ

b) Các phương trình hóa học:

Ion ClO-có tính oxi hóa rất mạnh, thể hiện trong các phương trình hóa học:

- Khi cho dung dịch FeCl2và HCl vào dung dịch A: có khí vàng lục thoát ra và dung dịch từ

1,25 đ

không màu chuyển sang màu vàng nâu:

2 FeCl2+ KClO + 2HCl2 FeCl3+ Cl2 + H2O

- Khi cho dung dịch Br2vào dung dịch A : dung dịch brom mất màu :

2 Cho phản ứng: 2SO2(k) + O2(k)  2SO3(k) H = - 198 kJ

a) Để tăng hiệu suất quá trình tổng hợp SO3, người ta có thể sử dụng biện pháp nào liên quan đến áp suất, nhiệt độ

- Thổi liên tục SO2và không khí được nén ở áp suất cao vào lò phản ứng vì phản ứng xảy ra

theo chiều thuận làm giảm áp suất của hệ

- Dùng V2O5làm xúc tác để phản ứng mau chóng đạt trạng thái cân bằng

0,75 đ

2 nO2 bđ= 7,434 (mol), nN2 bđ= 29,736 (mol)

2SO2 (k) + O2  2SO3(k) H = - 198 kJBan đầu: 10,51 (mol) 7,434 (mol) 0

Lúc phản ứng: 10,3 (mol) 5,15 (mol) 10,3 (mol)

Lúc CB: 0,21 (mol) 2,284 (mol) 10,3 (mol)

∑số mol hỗn hợp ở TTCB = 0,21 + 2,284 + 10,3 + 29,736 = 42,53 (mol)

Pi= xi.P = xi.1 = xi

1,25 đ

2 3

3 Gọi FexOylà công thức của A

( 1) 2FexOy + 2yH2SO4  xFe2(SO4)2y/x + 2y H2O

3. Cho các dung dịch riêng biệt mất nhãn sau: Na2SO4, AlCl3, FeSO4, NaHSO4, FeCl3 Một học sinh cho rằng nếudùng dung dịch Na2S thì có thể phân biệt các dung dịch trên ngay ở lần thử đầu tiên Kết luận của học sinh đó

 

Khối lượng dung dịch H2SO4cần lấy : mdd= 0, 2 98 100

20 (gam)98

Cân 20 gam dung dịch H2SO4hoặc đong 10,87 mL dung dịch H2SO4, sau đó cho từ từ vào

bình chứa nước khuấy đều Đợi dung dịch H2SO4thật nguội, đong 40 mL dung dịch HCl 5M

thêm vào bình, sau đó thêm nước vào cho đến vạch 200 mL

2 Phương trình :

(1) S + O2SO2

(2) SO2+ NaOH NaHSO3

(3) SO2+ 2 NaOHNa2SO3+ H2O

Phần I tác dụng với dung dịch CaCl2sinh kết tủa, chứng tỏ dung dịch X có chứa Na2SO3, phần

II tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 sinh nhiều kết tủa hơn chứng tỏ dung dịch X có muối

NaHSO3

(4) Na2SO3+ CaCl2CaSO3+ 2NaCl

(5) NaHSO3+ Ca(OH)2CaSO3+ Na2SO3+ 2H2O

ns= a/32 (mol) , nNaOH= 0,2 b ( mol)

Theo (2),(3), để SO2tác dụng với dung dịch NaOH sinh 2 loại muối thì :

- Mẫu thử không có hiện tượng chứa dung dịch Na2SO4

- Mẫu thử xuất hiện kết tủa trắng keo và có hiện tượng sủi bọt khí chứa AlCl3: 2AlCl3+ 3

Na2S + 3H2O6NaCl + 2Al(OH)3+ 3H2S

- Mẫu thử có hiện ttượng sủi bọt khí chứa dung dịch NaHSO4

2 NaHSO4+ Na2S2Na2SO4+ H2S

Mẫu thử xuất hiện kết tủa đen chứa FeCl2: Na2S + FeCl2FeS + 2NaCl

- Mẫu thử xuất hiện kết tủa đen và vàng có chứa FeCl3

2FeCl3+ 3Na2S6NaCl + S + 2FeS

1,5 đ

MÔN THI: HÓA HỌC

Thời gian làm bài : 150 phút (không kể thời gian giao đề)

2. (a) Xác định x, y và hoàn thành phương trình hạt nhân 23892U 20682Pb x He42 y e01

(b) Một mẫu đá chứa 35 mg 23892Uvà 3 mg 20682Pb Tính thời gian tồn tại của mẫu đá đó, biết chu kì bán hủy của

Câu II: ( 2,0 điểm)

1. a) Xác định số oxi hoá của P, S, Pb trong các chất sau : POCl3; Na2S2O3; Pb3O4

2. Hoàn thành và cân bằng các phản ứng sau theo phương pháp cân bằng electron:

a) Fe3O4 + HIFeI2 + I2 + ?

b) CrI3+ KOH + Cl2K2CrO4+ KIO4+ ? + ?

3. Hòa tan 1,0 gam một quặng sắt chứa Fe2O3và tạp chất trơ trong dung dịch HCl dư, loại tạp chất, thu được dungdịch A Dung dịch A phản ứng vừa đủ với một lượng dung dịch KI thu được dung dịch B và chất rắn C Chấtrắn C tác dụng vừa đủ với 25 ml dung dịch Na2S2O30,2 M Tính % khối lượng Fe2O3 trong quặng sắt nói trên.Cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn

Câu III: ( 2,0 điểm)

1. a) Viết phương trình hóa học thực hiện chuyển hóa sau, ghi rõ điều kiện phản ứng

KCl( ) KClO ( ) Cl ( ) Br ( ) BrF

b) (SCN)2là một halogen giả Biết tính oxi hóa của Br2> (SCN)2> I2 Viết phương trình hóa học minh họa kếtquả so sánh trên

2. Tại sao có sự khác biệt về góc liên kết của Cl2O (1110) và OF2(1050) ?

3. Để tách brom có trong 1m3 nước biển dưới dạng NaBr, người ta cho một lượng dung dịch H2SO4 vào mộtlượng nước biển; tiếp đến sục khí clo vào dung dịch mới thu được; sau đó dùng không khí lôi cuốn hơi bromvào dung dịch Na2CO3tới khi bão hoà brom Cuối cùng cho H2SO4vào dung dịch đã bão hoà brom, thu hơibrom rồi hoá lỏng, được 28,05 ml Br2có khối lượng riêng 3,12 g/ml ở 200C Viết phương trình hoá học chủ yếuxảy ra trong quá trình đó và cho biết vai trò của H2SO4 Tính % khối lượng của brom trong nước biển biết khốilượng riêng của nước biển là 1,25 g/ml

Câu IV: ( 2,0 điểm)

1. Cho hỗn hợp Fe và FeS tác dụng với dung dịch H2SO4đậm đặc nóng thu được dung dịch X làm mất màu dungdịch K2Cr2O7trong H2SO4loãng Viết phương trình hóa học của các quá trình thí nghiệm trên

2. A là hợp chất của lưu huỳnh, tan rất tốt trong nước tạo dung dịch X chứa một chất tan Hòa tan 25,8 gam A vàonước thu được 200 ml dung dịch X ( D = 1,15 g/ml) Chia dung dịch X làm hai phần bằng nhau Phần 1 trung hòavừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH 10% (D = 1,2 g/ml) Phần 2 tác dụng với dung dịch BaCl2dư thu được mộtkết tủa trắng không tan trong axit Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của A

Câu V: (2,0 điểm)

1. Hằng số cân bằng KCở 250C của phản ứng Cl2(k) ⇌ 2Cl (k) là 1,4.10-18

Tính nồng độ Cl ở 250C lúc cânbằng biết nồng độ của Cl2lúc cân bằng là 0,896 M Từ đó cho biết ở 250C, clo tồn tại chủ yếu ở dạng phân tửhay nguyên tử ?

2. Cho biết cân bằng 2FeCl2 (aq) + Cl2 (aq) ⇌ FeCl3 (aq)sẽ chuyển dời theo chiều nào khi sục một lượng khí H2Sthích hợp vào dung dịch? ChoE 0,77V,E 1,36V

Cl 2 Cl 0 Fe

Fe 0

2 2

a) Hỏi bậc của phản ứng chuyển hoá?

b) Khoảng thời gian giữa 2 lần uống thuốc kế tiếp là bao lâu?

c) Khi bệnh nhân sốt đến 38,50C thì khoảng cách giữa 2 lần uống thuốc thay đổi như thế nào? Biết nănglượng hoạt hoá của phản ứng bằng93,322 kJ.mol1.

-HẾT

-Chú ý: Học sinh được sử dụng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học và máy tính cá nhân đơn giản theo quy

định của Bộ Giáo dục và Đào tạo Giám thị không giải thích gì thêm.

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

CÂU I (3 điểm)

1 Hãy so sánh và giải thích sự khác nhau về độ phân cực phân tử, nhiệt độ sôi và độ mạnh tính bazơ giữa NH3và

NF3

2 N2O4phân li 20,0% thành NO2ở 27oC và 1,00 atm Hãy xác định (a) giá trị Kp; (b) độ phân li của N2O4tại 27oC

và 0,10 atm; (c) độ phân li của 69g N2O4trong bình 20 L ở 27oC

3 Tính pH của dung dịch thu được khi thổi hết 224 mL khí CO2vào 200 mL dung dịch NaOH 0,05M, biết axitcacbonic có pK 1 6,35, pK 2 10,33

- NH3phân cực hơn NF3do trong NH3lưỡng cực liên kết và lưỡng cực electron tự do cùng

chiều, còn trong NF3lưỡng cực liên kết và lưỡng cực electron tự do ngược chiều

- Nhiệt độ sôi của NH3cao hơn do NH3tạo được liên kết H liên phân tử

- NH3là một bazơ còn NF3thì không, do trong NF3các nguyên tử F hút electron làm giảm

mật độ electron trên nguyên tử N

1





1

2

1

4PP

P

2

O N

2 NO O

N

2 NO P

4 2 2 4

)2,0(4P1

4

2 2

300082,0)1(75,0P

2

NO

17,0)1(9225,0

)845,1(K

224,0

1)pKpK(2

2 Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho NH4Cl tác dụng với CuO và với ZnO Cho biết ứng dụng thực tế của

NH4Cl tương ứng với các phản ứng này

3 Hòa tan 10,00 g hỗn hợp gồm Cu2S và CuS bằng 200,0 mL dung dịch MnO4-0,7500 M trong môi trường axit.Sau khi đun sôi để đuổi hết khí SO2sinh ra, lượng MnO4-còn dư trong dung dịch phản ứng vừa hết với 175,0

mL dung dịch Fe2+1,000 M

(a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra (dạng phương trình ion thu gọn)

(b) Tính phần trăm khối lượng CuS trong hỗn hợp ban đầu

1 Trong thực tế, NH4Cl được dùng để đánh sạch bề mặt kim loại trước khi hàn:

4CuO + 2NH4ClN2+ 3Cu + CuCl2+ 4H2O

ZnO + 2NH4ClZnCl2+ 2NH3+ H2O

2 (a) Phương trình phản ứng:

5Cu2S + 8MnO4-+ 44H+10Cu2++ 5SO2+ 8Mn2++ 22H2O (1)

5CuS + 6MnO4-+ 28H+5Cu2++ 5SO2+ 6Mn2++ 14H2O (2)

5Fe2++ MnO4-+ 8H+5Fe3++ Mn2++ 4H2O (3)

(b) Xác định %

(1) 0,175 1 0,035mol

5

1n

6x58

10y96x160

10

960625,0m

0,75

CÂU III (4 điểm)

1 Chỉ dùng chất chỉ thị phenolphtalein, hãy phân biệt các dung dịch NaHSO4, Na2CO3, AlCl3, Fe(NO3)3, NaCl,Ca(NO3)2 Các phản ứng minh họa viết dưới dạng ion thu gọn

2 Hòa tan hết 2,2 g hỗn hợp kim loại A gồm sắt và nhôm trong 150 mL dung dịch HNO32M thu được dung dịch

B và 448 mL (đktc) khí C gồm N2O và N2có tỉ khối so với không khí bằng 1,2414 Thêm 13,6 g NaOH nguyênchất vào dung dịch B thu được kết tủa D, lọc kết tủa D thu được dung dịch nước lọc E

(a) Tính phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A ban đầu

(b) Nung kết tủa D đến khối lượng không đổi thì thu được bao nhiêu gam chất rắn khan?

(c) Tính thể tích dung dịch HCl 0,5M cần thêm vào dung dịch E để thu được 2,34 g kết tủa

1 Trích mẫu thử cho mỗi lần thí nghiệm:

 Cho phenolphtalein vào mỗi mẫu thử Mẫu thử có màu hồng là dung dịch Na2CO3, các mẫu

thử còn lại không màu

CO32-+ H2O  HCO3-+ OH

- Dùng Na2CO3làm thuốc thử để cho vào các mẫu thử còn lại

Mẫu thử có sủi bọt khí không màu là NaHSO4

CO32-+ 2H+H2O + CO2↑Mẫu thử tạo kết tủa trắng keo và sủi bọt khí không màu là AlCl3

2Al3++ 3CO32-+ 3H2O2Al(OH)3↓+ 3CO2↑Mẫu thử tạo kết tủa đỏ nâu và sủi bọt khí không màu là Fe(NO3)3

2Fe3++ 3CO32-+ 3H2O2Fe(OH)3↓+ 3CO2↑Mẫu thử tạo kết tủa trắng là Ca(NO3)2

Ca2++ CO32-CaCO3↓Mẫu thử không tạo hiện tượng là NaCl

2 (a) Đặt số mol N2O và N2lần lượt bằng a và b, ta có:

1,50

(0,256)

02,04,22

448,0ba

02,0x18,0yx

2,2y27x56

2,2

5602,0m

mol34,040

6,13n

mol3,0nn

34,2n

3

) OH (

Trường hợp 1: Xảy ra (5), (6) và AlO2-dư

mol07,003,004,0n

nn

3

) OH ( Al OH

5,0

07,0

Trường hợp 2: Xảy ra (5), (6), (7)

mol01,003,004,0

nAl(OH (7)

mol11,003,004,004,0n

nn

11,0

C

CH3H

C2H5

C

HH

CH3

C

CH

CH3

C2H5

H

HC

CH3

H

CH3

CH

O

COH

andehit fomic andehit oxalic

a Xác định cấu tạo và gọi tên A.

b Dùng cơ chế giải thích các sản phẩm hình thành khi cộng Br2vào A theo tỉ lệ mol 1:1, gọi tên các sản phẩmnày

2 Hợp chất A có công thức phân tử C9H8 A làm mất màu Br2trong CCl4; hidro hóa A trong điều kiện êm dịu tạo

ra C9H10,còn trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao thì tạo ra C9H16; oxi hóa mãnh liệt A sinh ra axit phtalic[1,2-C6H4(COOH)2] Lập luận xác định cấu tạo của A

6x2xy

80yx12

, công thức phân tử C6H8 (3)

Từ sản phẩm ozon phân ta thu được cấu tạo của A: 0,50

CH2 CH CH CH CH CH2

H2C O O HC HC O O HC HC O O CH2

A (hexa-1,3,5-trien)(b) Cơ chế và sản phẩm:

Br

CH2 CH CH CH CH CH2Br

Br

Br

Br(X) 5,6-dibromhexa-1,3-dien; (Y) 3,6-dibromhexa-1,4-dien;

A làm mất màu Br2và cộng êm dịu 1 phân tử H2cho thấy A có 1 liên kết đôi

A cộng tối đa 4 phân tử H2và khi oxi hóa tạo axit phtalic cho thấy A có vòng benzen và ngoài ra

1 Xác định công thức cấu tạo A, B và C

2 Từ A viết dãy chuyển hóa (ghi rõ điều kiện phản ứng) điều chế 1,1-dibrompropan và 2,2-dibrompropan

3 Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho C tác dụng với dung dịch KMnO4trong (i) môi trường trung tính ởnhiệt độ phòng và (ii) môi trường axit (H2SO4) có đun nóng

ĐÁP ÁN ĐIỂM

1 Trong một phần, ta có: 0,08mol

4,22

584,32

5,12n

n ankin    (R + 132)0,01 = 1,47

 R = 15 (CH3-), công thức của ankin là CH3C≡CH

Dung dịch brom hấp thụ anken (CnH2n) và ankin

CnH2n+ Br2CnH2nBr2 (2)

C3H4+ 2Br2C3H4Br4 (3)

g82,14001,022,2m

nBr(2)

Từ

065,0

182

,

1

n

14

 n = 2, công thức của anken là CH2=CH2

Khí ra khỏi bình brom là ankan (CmH2m+2), n 0,08 0,01 0,065 0,005mol

2 2

955,2n

n005,0

5CH3C≡CH + 8KMnO4+ 12H2SO45CH3COOH + 5CO2

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

CÂU I (4 điểm)

1 Nêu hiện tượng xảy ra và viết phương trình phản ứng minh họa trong các trường hợp sau:

(a) Hòa tan từ từ cho đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, sau đó thêm HCl vào dung dịch thu đượcđến dư

(b) Thêm dung dịch K2CO3vào dung dịch Fe(NO3)3

2 A là dung dịch Na2CO30,1M; B là dung dịch hỗn hợp Na2CO30,1M và KHCO30,1M và C là dung dịch KHCO30,1M

(a) Tính thế tích khí CO2(đktc) thoát ra khi cho từ từ từng giọt đến hết 50 mL dung dịch HCl 0,1M vào 100 mLdung dịch A và khi cho hết 100 mL dung dịch B vào 200 mL dung dịch HCl 0,1M

(b) Xác định số mol các chất có trong dung dịch thu được khi thêm 100 mL dung dịch Ba(OH)20,1M vào 150

mL dung dịch C

(c) Tính pH của các dung dịch A và C, biết axit cacbonic có pK1= 6,35 và pK2= 10,33

(d) Đề nghị phương pháp nhận biết các anion có trong dung dịch B

1 (a) Thêm dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3thấy xuất hiện kết tủa trắng keo, sau đó tan lại:

Al3++ 3OH-Al(OH)3Al(OH)3+ OH-Al(OH)4-Thêm HCl vào dung dịch thu được lại thấy xuất hiện kết tủa trắng keo, sau đó tanlại:

Al(OH)4-+ H+Al(OH)3+ H2OAl(OH)3+ 3H+Al3++ 3H2O

0,50

(b) Thêm dung dịch K2CO3vào dung dịch Fe(NO3)3thấy xuất hiện kết tủa đỏ nâu và sủi bọt khí

không màu: 2Fe3++ 3CO32-+ 3H2O2Fe(OH)3+ 3CO2

0,25

2 (a) Cho từ từ từng giọt đến hết 50 mL dung dịch HCl 0,1M vào 100 mL dung dịch Na2CO30,1M

CO32- + H+HCO30,01 0,0050,005 0,005

Do CO32-dư nên không có giai đoạn tạo CO2, V 0

2

CO Cho hết 100 mL dung dịch Na2CO30,1M và KHCO30,1M vào 200 mL dung dịch HCl 0,1M:

CO32-+ 2H+H2O + CO2 (1)HCO3-+ H+H2O + CO2 (2)

L336,04,22015,0V

4,2201,0L224,0

0,015 0,015

Ba2+ + CO32-  BaCO30,01 0,015

Vì Kb1>> Kb2>> KNnên cân bằng (1) là chủ yếu:

0,75

pH = 14

-2

1(pKb1+ pC) = 14 -

2

1(3,67 + 1) = 11,67Dung dịch C là dung dịch lưỡng tính nên:

pH =2

1(pK1+ pK2) =

2

1(6,35 + 10,33) = 8,34

(d) Trích mẫu thử, thêm BaCl2dư vào mẫu thử thấy xuất hiện kết tủa trắng (tan trong axit),

như vậy mẫu thử có CO32-

Ba2++ CO32-BaCO3

Lọc tách kết tủa, thêm HCl vào dung dịch nước lọc thấy sủi bọt khí không màu (làm đục nước

vôi trong), vậy dung dịch có HCO3

2 Hòa tan 4,8 gam kim loại M bằng dung dịch HNO3đặc nóng dư, hay hòa tan 2,4 gam muối sunfua kim loại nàycũng trong dung dịch HNO3đặc nóng, thì đều cùng sinh ra khí NO2duy nhất có thể tích bằng nhau trong cùngđiều kiện

(a) Viết các phương trình phản ứng dưới dạng phương trình ion

(b) Xác định kim loại M, công thức phân tử muối sunfua

(c) Hấp thụ khí sinh ra ở cả hai phản ứng trên vào 300 mL dung dịch NaOH 1M, rồi thêm vào đó một ítphenolphtalein Hỏi dung dịch thu được có màu gì? Tại sao?

Phản ứng của chất lưỡng tính với axit: Al(NH2)3+ 3NH4ClAlCl3+ 6NH3

Phản ứng của chất lưỡng tính với bazơ: Al(NH2)3+ KNH2K[Al(NH2)4]

075

2 (a) Phương trình phản ứng:

M + 2mH++ mNO3-Mm++ mNO2+ mH2O

m2n

mn64M

CÂU III (4 điểm)

1 (a) Tính tỉ lệ các sản phẩm monoclo hóa (tại nhiệt độ phòng) và monobrom hóa (tại 127oC) isobutan Biết tỉ lệkhả năng phản ứng tương đối của nguyên tử H trên cacbon bậc nhất, bậc hai và bậc ba trong phản ứng clohóa là 1,0 : 3,8 : 5,0 và trong phản ứng brom hóa là 1 : 82 : 1600

(b) Dựa vào kết quả tính được ở câu (a), cho nhận xét về các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng các sản phẩmcủa phản ứng halogen hóa ankan

2 Dùng cơ chế phản ứng giải thích tại sao khi xử lý 2,7-đimetylocta-2,6-dien với axit photphoric thì thu được1,1-đimetyl-2-isopropenylxiclopentan

3 Hiđro hóa một hiđrocacbon A (C8H12) hoạt động quang học thu được hiđrocacbon B (C8H18) không hoạt độngquang học A không tác dụng với Ag(NH3)2 và khi tác dụng với H2trong sự có mặt của Pd/PbCO3tạo hợp chấtkhông hoạt động quang học C (C8H14)

4 Lập luận xác định cấu tạo (có lưu ý cấu hình) và gọi tên A, B, C

5 Oxi hóa mãnh liệt A bằng dung dịch KMnO4trong H2SO4.Viết phương trình hoá học

(1x5,0)(9x1,0) + (1x5,0)= 35,7%

(1x1600)(9x1,0) + (1x1600)= 99,44%

0,50

0,50

(b) Hàm lượng sản phẩm halogen hóa phụ thuộc ba yếu tố:

 Khả năng tham gia phản ứng thế của ankan: Phản ứng halogen hóa ưu tiên thế hidro trên

nguyên tử cacbon bậc cao hơn

 Khả năng phản ứng của halogen: Brom tham gia phản ứng yếu hơn so với clo, nhưng có

khả năng chọn lọc vị trí thế cao hơn so với clo

 Số nguyên tử hidro trên cacbon cùng bậc: Khi số hidro trên các nguyên tử cacbon càng



22

148.2



 Vì A cộng 3 phân tử hidro để tạo ra B nên A có các liên kết bội hoặc vòng ba cạnh.

 A cộng 1 phân tử H2tạo ra C và A không tác dụng với Ag(NH3)2+nên A có một liên kết ba

dạng -CC-R

 A cũng phải chứa một liên kết đôi dạng cis- (Z) ở vị trí đối xứng với liên kết ba, vì khi A cộng

1 phân tử H2 (xúc tác Pd làm cho phản ứng chạy theo kiểu cis-) tạo C không hoạt động

CÂU IV(4 điểm)

1 Limonen (C10H16) là tecpen có trong vỏ quả cam, chanh và bưởi Oxi hóa limonen bằng kalipemanganat tạochất A

(b) Viết công thức các sản phẩm chính hình thành khi hidrat hóa limonen

2 Để điều chế nitrobenzen trong phòng thí nghiệm và tính hiệu suất phản ứng, người ta tiến hành các bước sau:Cho 19,5 ml axit nitric vào một bình cầu đáy tròn cỡ 200 mL làm lạnh bình và lắc, sau đó thêm từ từ 15 mL

H2SO4đậm đặc, đồng thời lắc và làm lạnh đến nhiệt độ phòng Lắp ống sinh hàn hồi lưu (nước hay không khí),cho tiếp 13,5 mL benzen qua ống sinh hàn với tốc độ chậm và giữ nhiệt độ không quá 500C, đồng thời lắc liêntục (a)

Sau khi cho hết benzen, tiếp tục đun nóng bình phản ứng trên bếp cách thuỷ trong 30-45 phút và tiếp tục lắc.Sau đó làm lạnh hỗn hợp phản ứng và đổ qua phễu chiết Tách lấy lớp nitrobenzen ở trên Rửa nitrobenzenbằng nước rồi bằng dung dịch Na2CO3(b) Tách lấy nitrobenzen cho vào bình làm khô có chứa chất làm khô A

ở thể rắn (c) Chưng cất lấy nitrobenzen bằng bình Vuy-êc trên bếp cách thuỷ để thu lấy nitrobenzen sạch Cânlượng nitrobenzen thấy được 15 gam (d)

(a) Viết phương trình hoá học chính và các phương trình thể hiện cơ chế của phản ứng Cho biết vì sao cầnphải lắc bình liên tục và giữ nhiệt độ phản ứng ở 500C? Nếu không dùng H2SO4đậm đặc, phản ứng có xảy

H - O - NO2 + H2SO4H

(+)

H3O(+)+ HSO4(-) + NO2

(+)

0,75

 Hỗn hợp phản ứng ở hệ dị thể nên cần phải lắc đều hay khuấy mạnh liên tục để tạo thành

nhũ tương, bảo đảm sự tiếp xúc tốt giữa các tác nhân

 Phải giữ ở 500C vì nếu ở nhiệt độ cao hơn sẽ tăng lượng sản phẩm đinitrobenzen

 Nếu không dùng H2SO4, phản ứng vẫn xảy ra do vẫn có sự hình thành NO2 theo phương

trình sau:

HO-NO2+ HNO3⇄ H2O+-NO2+ NO3

-H2O+-NO2+ HNO3⇄ H3O++ NO3-+ NO2 (1)Tuy nhiên khi không có H2SO4phản ứng xảy ra chậm vì hiệu suất tạo NO2 sinh ra trong (1)

rất thấp Khi có mặt H2SO4đậm đặc, cân bằng chuyển dời về phía thuận nên phản ứng xảy

ra nhanh hơn

0,75

(c) Cần phải rửa bằng nước để loại axit, sau đó rửa bằng dung dịch Na2CO3để loại hết axit dư

và dễ kiểm tra kết quả do phản ứng giữa axit và Na2CO3sinh khí

0,25

(b) A là chất hút nước ở dạng rắn, nên A có thể là CaCl2, khan 0,25

(d) Hiệu suất phản ứng:

gam512,9123

7815

mC H (1)

6

mL/g,0mL5,13

g512,9

1 Xác định công thức cấu tạo và gọi tên A

2 Người ta có thể điều chế A từ phản ứng giữa benzen và anken tương ứng trong axit sunfuric Dùng cơ chếphản ứng để giải thích phản ứng này

3 Mononitro hóa A bằng cách cho phản ứng với axit nitric (có mặt axit sunfuric đặc) thì sản phẩm chính thuđược là gì? Tại sao?

1 Dung dịch Ca(OH)2hấp thụ hết sản phẩm cháy của A chứa CO2và H2O

CO2+ Ca(OH)2CaCO3+ H2O (1)

2CO2+ Ca(OH)2Ca(HCO3)2 (2)

Ca(HCO3)2+ Ba(OH)2CaCO3+ BaCO3+ 2H2O (3) 0,50

Đặt số mol CO2tham gia các phản ứng (1) và (2) lần lượt là x và y, ta có:

mol1,0yx85,242

y1972

yx100

15,02

yx

g32,11m

m

2 2



Đặt công thức tổng quát của A là CxHy:

CxHy+ (x+y/4)O2xCO2+ y/2H2O

14,0.2

y2,0

x02,0

Công thức phân tử của A là C10H14 4

0,50

Vì A không làm mất màu dung dịch brom (cấu trúc thơm), không tác dụng với dung dịch

KMnO4/H2SO4 (chỉ có một nhóm thế) và monoclo hóa (ánh sáng) chỉ tạo một sản phẩm duy

nhất (nhóm thế có cấu trúc đối xứng cao) nên cấu tạo của A là:

3 Nhóm ankyl nói chung định hướng thế vào các vị trí ortho- và para- Tuy nhiên, do nhóm t-butyl

có kích thước lớn gây án ngữ không gian nên sản phẩm chính là sản phẩm para-:

ĐỀ SỐ 5

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

ĐỀ CHÍNH THỨC

Đề này có hai (2) trang

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ

NĂM HỌC 2006 - 2007 MÔN: HÓA HỌC LỚP 11

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

(a) Viết các phương trình phản ứng dạng ion thu gọn và xác định các giá trị a, b, n

(b) Tại sao các phèn khi tan trong nước đều tạo môi trường axit ?

L125,0

L.mol200,0L050,0C

1 o

Cl

L125,0

L.mol100,0L075,0C

1 o

4

x06,0

x)x02,0(]NH[

]OH][

06,010.8,1

x 5  5

 pH14[lg(5,4.105)]9,73

0,50

x x/5

10,25

Ta có : ax0,01037L0,100mol.L11,037.103mol

mol10.037,1L.mol010,0L02074,05

gam5,0

3



 n = 12

Công thức của phèn sắt – amoni là NH4Fe(SO4)2.12H2O

(b) Phèn tan trong nước tạo môi trường axit vì các ion NH4, Al3+, Fe3+và Cr3+đều những ion

axit (các ion K+có tính trung tính, còn SO42-có tính bazơ rất yếu)

NH4 + H2O⇄ NH3+ H3O+

M3++ H2O⇄ M(OH)2++ H+

H OH

H NH

H

Tính bazơ :

NH3có tính bazơ mạnh hơn PH3, do liên kết N-H phân cực mạnh hơn liên kết P-H, làm cho

nguyên tử N trong phân tử NH3giàu electron hơn, dễ dàng nhận proton hơn (một nguyên

nhân nữa giải thích cho điều này là ion NH4+bền hơn PH4+)

kJ908)kJ46(4[)]

kJ242(6[)kJ904(

H        



(b) Vì phản ứng là tỏa nhiệt, nên để tăng hiệu suất cần giảm nhiệt độ Tuy nhiên nếu hạ

nhiệt độ quá thấp sẽ làm giảm tốc độ phản ứng, nên thực tế phản ứng này được tiến hành ở

850-900oC và có xúc tác Pt Vì phản ứng thuận là chiều làm tăng số phân tử khí, nên để tăng

hiệu suất phản ứng cần giảm áp suất Tuy nhiên, điều kiện áp suất gây tăng giá thành công

nghệ sản xuất, nên ta chỉ dùng áp suất thường (1 atm)

CÂU III (4 điểm)

1 Dùng hình vẽ, mô tả thí nghiệm được tiến hành trong phòng thí nghiệm để xác định sự có mặt của các nguyên

4

2 SO , t H

3 Dùng sơ đồ xen phủ obitan nguyên tử để mô tả các phân tử CH3-CH=C=CH-CH3 (phân tử A) và CH3CH=C=C=CH-CH3(phân tử B) Cho biết A, B có đồng phân hình học hay không ? Tại sao ?

(X) (Y)

Sản phẩm chính hình thành theo hướng tạo cacbocation trung gian bền vững hơn Dễ

thấy rằng cacbocation (X) bền hơn (Y) (do điện tích được giải tỏa nhiều hơn, với 6Hα),

nên sản phẩm chính là isopropyl clorua

0,50

(b) Phản ứng :

CH3 CH2 H2SO4

(s¶n phÈm chÝnh)

CH CH3OH

Sản phẩm chính được hình thành theo hướng tạo sản phẩm bền hơn Ở đây, (X) bền hơn

(Y) do có số nguyên tử Hαtham gia liên hợp, làm bền hóa liên kết π nhiều hơn 0,50

Phản ứng dịnh hướng thế vào vị trí meta-, do mật độ electron ở vị trí này trong phân tử

toluen giàu hơn các vị trí ortho-, para- Đồng thời phản ứng thế vào vị trí này tạo sự giải

CH3

Trong truờng hợp này, các nhóm thế không đồng phẳng, nên phân tử không xuất hiện hiện

(a) Xác định thành phần định tính và định lượng các chất trong A

(b) Đề nghị phương pháp tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp A

2 Oxi hóa m gam hợp chất hữu cơ A bằng CuO rồi cho sản phẩm sinh ra gồm CO2và hơi H2O lần lượt đi qua bình

1 đựng Mg(ClO4)2và bình 2 đựng 2 lít Ca(OH)20,0 2 M thì thu được 2 gam kết tủa Khối lượng bình 1 tăng1,08 gam và khối lượng CuO giảm 3,2 gam, MA< 100 Oxi hóa mãnh liệt A, thu được hai hợp chất hữu cơ là

CH3COOH và CH3COCOOH

(a) Xác định công thức cấu tạo và gọi tên A

(b) Viết các dạng đồng phân hình học tương ứng của A

(c) Khi cho A tác dụng với Br2theo tỉ lệ mol 1:1, thì tạo được những sản phẩm nào ? Giải thích

gam4,3)ankin

(

n   và n 2 n(ankin) 0,04mol

2

Điều này trái giả thiết, vì số mol Br2chỉ bằng0,2L0,15mol/L0,03mol

Vậy ankin phải là C2H2và như vậy ankan là C2H6, anken là C2H4

 n(C2H6) = 0,01mol0,01mol

mol/L4,22

L672,0

0,01 mol

(b) Thổi hỗn hợp qua binh chứa dung dịch AgNO3/NH3dư Lọc tách kết tủa, hòa tan kết tủa

trong dung dịch HCl dư thu được khí C2H2

C2H2+ 2AgNO3+ 2NH3C2Ag2+ 2NH4NO3

C2Ag2+ 2HClC2H2+ 2AgCl

Khí ra khỏi bình chứa dung dịch AgNO3/NH3, thổi tiếp qua dung dịch nước brom dư Chiết lấy

sản phẩm và đun nóng với bột Zn (trong CH3COOH) thu được C2H4:

3

CaCO  n(CO2) bằng 0,02 mol hoặc 0,07 mol

n(O) tham gia phản ứng bằng 0,2mol

mol/gam16

gam2,

Vậy số mol O trong A bằng :

n(O) = 0,02mol 2 + 0,06 mol – 0,2 mol < 0 (loại)

n(O) = 0,07mol 2 + 0,06 mol – 0,2 mol = 0 mol

A là hidrocacbon có công thức đơn giản C7H12

Vì MA< 100, nên công thức phân tử của A chính là C7H12(2)

Cấu tạo của A phù hợp với giả thiết là:

C C

CH3

C CH

CH3H

CH3H

CH3

HC

1 Trình bày phương pháp phân biệt mỗi cặp chất dưới đây (mỗi trường hợp chỉ dùng một thuốc thử đơn giản,

có viết phản ứng minh họa) :

(a) m-bromtoluen và benzylbromua

3 Hidrocacbon X có phân tử khối bằng 128, không làm nhạt màu dung dịch Br2 X tác dụng với H2(xúc tác Ni, t)

tạo các sản phẩm Y và Z Oxi hóa mãnh liệt Y tạo sản phẩm là axit o-phtalic, o-C6H4(COOH)2

(a) Xác định cấu tạo và gọi tên X, Y, Z

(b) Viết phản ứng tạo ra sản phẩm chính, khi cho X lần lượt tác dụng với dung dịch HNO3đặc (H2SO4đặc xúctác) và Br2(xúc tác bột sắt) Biết ở mỗi phản ứng, tỉ lệ mol các chất tham gia phản ứng là 1:1

1 Phân biệt các chất :

(a) Dùng AgNO3, benzyl bromua cho kết tủa vàng :

C6H5CH2Br + AgNO3+ H2OC6H5CH2OH + AgBr + HNO3

(b) Dùng dung dịch AgNO3/NH3, phenylaxetilen cho kết tủa vàng xám :

NO2

Cl(a)

Cl

+ HONO2

H2SO4

+ Cl2Fe

+ Br2Fe

+CH3Cl AlCl3

0,25

0,50

0,25

0,50

3 (a) X (CxHy), có 12x + y = 128 (y  2x + 2) có hai nghiệm thích hợp là C10H8và C9H20 Tuy nhiên, vì

X tác dụng được với hidro, nên công thức đúng là C10H8(7)

Vì X không làm nhạt màu nước brom nên cấu tạo thích hợp của X là naphtalen và phù hợp với

giả thiết thì Y là tetralin và Z là decalin :

Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)

Câu I (3 điểm)

1. Tỉ lệ triti so với tổng số nguyên tử hidro trong một mẫu nước sông là 8.10-18 Triti phân hủy phóng xạ với chu kìbán hủy 12,3 năm Có bao nhiêu nguyên tử triti trong 10gam mẫu nước sông trên sau 40 năm

2. (a) Gọi tên và viết đồng phân cho các hợp chất phức [Pt(NH3)4Cl2]2+và [Co(en)2Cl2].H2O

(b) Giải thích sự hình thành liên kết trong [CoF6]3-(chất thuận từ) và [Co(CN)6]3-(chất nghịch từ) theo thuyếtliên kết hóa trị VB

3. Viết phương trình phản ứng minh họa quá trình điều chế các chất sau đây từ các đơn chất halogen tươngứng: (a) HClO4, (b) I2O5, (c) Cl2O, (d) OF2, (e) BrO3

1. Số nguyên tử 31T trong 10g mẫu = 23 18

10.810.02,6218

o



2 / 1t

693,0

k 

 số nguyên tử 31T còn lại sau 40 năm:

40 3 , 12 693 , 0 6e10.35,5n







 = 5,8.105nguyên tử 31T

2. (a) Tên gọi và đồng phân:

[Pt(NH3)4Cl2]2+: ion diclorotatraaminplatin (IV)

[Co(en)2Cl2].H2O: diclorobis(etilendiamin)coban(II) monohidrat

H3N

NH3Cl

Cl

H3N

NH3Cl

NH3

Cl

ClCl

cis-enen

enen

enen

cis-(b) Phức [CoF6]3-thuận từ cho thấy các ion F-phối trí vào các obitan lai hóa ngoài sp3d2còn

NaCl + 3NaClO4NaClO4+ H2SO4NaHSO4+ HClO4(chưng cất)

(b) 3I2+ 6OH-5I-+ ClO3-+ 3H2O

IO3-+ H+HIO3

2HIO3  t

I2O5+ H2O(c) 2Cl2+ HgOCl2O + HgCl2

nhau bằng cầu muối Nối các điện cực với nhau qua một Vol kế Giả thiết rằng H2SO4điện li hoàn toàn và thểtích dung dịch trong mỗi cốc bằng nhau Cho Eo 0,771V

Fe /

Mn / H , nO

(a) Tính thế mỗi điện cực trước khi phản ứng xảy ra Viết sơ đồ pin và tính hiệu thế pin

(b) Tính hằng số cân bằng và thế mỗi điện cực tại cân bằng

3. Cho 1L dung dịch HClO40,003M chứa 2,0.10-4mol mỗi ion Mn2+và Cu2+ Bão hòa dung dịch này bằng H2S, giảthiết nồng độ H2S luôn bằng 0,1M không phụ thuộc sự có mặt của các chất khác

(a) Hãy cho biết có thể tách riêng hai ion Mn2+và Cu2+không? Biết H2S có pK1= 7 và pK2= 14 TMnS= 2,5.10-10

]NH[lgpKpH

]NH[lg)76,414(5,9

]NH[4

Từ phản ứng NH4++ OH-NH3+ H2O ta thấy rằng số mol NaOH cần dùng bằng số mol NH3và

tổng lượng muối amoni cần ban đầu là 0,05mol + 0,09mol = 0,14mol

)L.mol0,3(

)mol09,0(V

1 ddNaOH    , mNHCl (0,14mol) (53, g/mol) 7,49g

15,0

003,0lg059,0771,0]Fe[

]Fe[lg059,0E

3 o

Fe / Fe

V52,1005,0

)1)(

02,0(lg5

059,051,1]Mn[

]H[MnO[lg5

059,0E

E

8

2

8 4 o

Mn / nO M

, 0 ) 771 , 0 51 , 1 (

5 059 , 0 E n

1010

10



