KHANH HOA - HOA 11

Khi cho CO2 hấp thụ vào dung dịch NaOH, tùy tỷ mà có thể tạo muối axit, muối trung hòa hay cả hai muối... Vì hỗn hợp A cho phản ứng H2SO4 chỉ tạo muối nên đó có thể là muối axit hay muối

Số mật mã :

BÀI I:

ĐỀ 1:

a Cho a mol CO2 hấp thụ (sục từ từ) vào dung dịch chứa b mol NaOH Hỏi thu được chất gì, bao nhiêu mol?

b Có 2 dung dịch: Dung dịch A chứa 0,2 mol Na2CO3 và 0,3 mol NaHCO3

dung dịch B chứa 0,5 mol Hcl Người ta tiến hành thử nghiệm

TN1: Rót từ từ dung dịch B vào dung dịch A

TN2: Rót từ từ dung dịch A vào dung dịch B

TN3: Trộn nhanh hai dung dịch với nhau

Tính thể tích khí bay ra ở mỗi thí nghiệm.(đktc)

c Hỗ hợp A gồm: oxit, hidroxit, muối cacbonat của kim loại hóa trị II Cho 3,64g A tác dụng hết 117,6g H2SO4 sau phản ứng thoát ra 448 ml một chất khí (đktc) và dung dịch muối duy nhất nồng độ 10,867%; khối lượng riêng là 1,095g/cm3, khi quy đổi ra nồng độ mol/l có giá trị 0,545M

* Viết phương trình phản ứng xảy ra

* Xác định kim loại

Kỳ thi Olympic 30/4/2006

Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn -Khánh Hòa

Đề và đáp án môn Hóa , Khối 11

Số mật mã :

Giải bài toán 1:

[1.1] Khi cho CO2 hấp thụ vào dung dịch NaOH, tùy tỷ

mà có thể tạo muối axit, muối trung hòa hay cả hai muối

* Trường hợp tức ≤ 1

a

b

hay b ≤ a; phản ứng chỉ tạo muối axit

NaOH + CO2 = NaHCO3

b(mol)

Vậy thu được b(mol) NaHCO3

a

b

hay b ≥ a; phản ứng chỉ tạo muối trung hòa

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

a(mol)

- a(mol) Vậy thu được a mol Na2CO3

NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

x mol → x mol ( với x, y là số mol NaOH tạo Na2CO3 và NaHCO3)

2 NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

y mol → y mol

2

nNaOH = x + y = b mol (1)

2

CO

n = x + 0,5 y = a mol (2)

Ta có: (1) – (2) = 0,5 y = b – a

⇒ y = 2b – 2a (mol) ⇒ n Na2CO3 = ( )

y = −

Thế vào (1) ⇒ x = b – y = b – (2b – 2a) = 2a – b (mol)

số mol NaOH số mol CO2

số mol NaOH số mol CO2

≤1

số mol NaOH

số mol NaOH số mol CO2 <2 1<

⇒ n Na2CO3 = 2a – b (mol)

Vậy thu b – a(mol) Na2CO3 và 2a – b (mol) NaHCO3

[1.2]

* Thí nghiệm 1: Rót từ từ B và A, đầu tiên tạo muối axit trước.

Na2CO3 + Hcl = Nacl + NaHCO3

0,2 mol 0,5mol 0,3mol

-

NaHCO3 + Hcl = Nacl + H2O + CO2↑

0,5mol 0,3mol

0,2mol 0,3mol

⇒ Thể tích CO2: V CO2 = n CO2 22,4 = 0,3 22,4 = 6,72 (l)

* Thí nghiệm 2: Rót từ từ A vào B: cả 2 muối cùng phản ứng

⇒ Gọi x (%) là số % mol Na2CO3 và NaHCO3 phản ứng

Na2CO3 + 2Hcl = 2 Nacl + H2O + CO2↑

mol

x

100

2

,

0

100

4 , 0 NaHCO3 + Hcl = Nacl + H2O + CO2↑

mol

x

100

3

,

0

100

3 , 0

100

7 , 0 100

3 , 0 4 , 0

=

= +

7 500

⇒ Số mol CO2: = n Na2Co3 + n Na2HCo3

14

5 100

3 , 0 100

2 , 0

mol x

Thể tích CO2: V CO2 (đktc) = n CO2 22,4 = 22 , 4 8 ( )

14

5

l

=

Thí nghiệm 3: Trộn nhanh 2 dung dịch

* Giả sử NaHCO3 phản ứng trước: NaHCO3 + Hcl = Nacl + H2O + CO2↑

0,3mol 0,5mol

- 0,2 mol 0,3mol

Na2CO3 + 2Hcl = 2 Nacl + H2O + CO2↑

0,2mol 0,2mol 0,3mol

0,1mol - 0,3mol

⇒ Thể tích V CO2 (đktc) = n CO2.22,4 = 0,4.22,4 = 8,96 (l)

* Giả sử Na2CO3 phản ứng trước: Na2CO3 + 2Hcl = 2 Nacl + H2O + CO2↑

0,2mol 0,5mol

- 0,1 mol 0,2mol NaHCO3 + Hcl = Nacl + H2O + CO2↑

0,3mol 0,1mol 0,2mol 0,3mol Thể tích V CO2 (đktc) = n CO2.22,4 = 0,3.22,4 = 6,72(l)

Vì cả 2 muối cùng phản ứng nên: 6,72(l) < V CO2 (đktc) < 8,96(l)

a Vì hỗn hợp A cho phản ứng H2SO4 chỉ tạo muối nên đó có thể là muối axit hay muối trung hòa ⇒ phương trình xảy ra

+ Tạo muối axit

MO + 2H2SO4 = M(HSO4) + H2O

M(OH)2 + 2H2SO4 = M(HSO4) + 2H2O

MCO3 + 2H2SO4 = M(HSO4)2 + H2O = CO2↑

+ Tạo muối trung hòa

MO + H2SO4 = MSO4 + H2O

M(OH)2 + H2SO4 = MSO4 + 2H2O

MCO3 + H2SO4 = MSO4 + CO2↑

b Khối lượng mol phân tử của muối tạo thành là

C

dC M M

dC

M

/ 218 545

, 0

867 , 10 095 , 1 10

% 10

%

Nếu đó là muối axit: M( H2SO4)2

⇒ M + 97 2 = 218

⇒ M = 24 (g/mol)

M hóa trị 2 Nếu đó là muối trung hòa MSO4

⇒ M + 96 = 218

⇒ M = 122 (vô nghiệm) Vậy M là magiê, công thức axit, hiđroxit, muối cacbonat: MgO, Mg(OH)2; MgCO3

Số mật mã:

Bài số 2

Đề : Nung 45.6 gam hỗn hợp hai muối hidrocacbonat của kim loại R và R’ tới hoàn toàn được hỗn hợp chất rắn A và hỗn hợp khí B Cho B hấp thụ hết trong 2l dung dịch Ba(OH)2 0.3M ( d = 1,2g/ml ) thu được 102,44 gam kết tủa.

- Sau phản ứng khối lượng dung dịch còn 2325,48 gam và dung dịch vẫn còn tính bazơ Hòa tan hết chất rắn A cần 500 ml dung dịch HCl 3,65% và thu được hai muối clorua của R và R’.

- Nếu đem điện phân nóng chảy muối clorua của R’ trong A thì cần t ( giây ) với cường độ I = 10A Trong khi đó, cũng với thời gian và

cường độ như trên nếu đem điện phân nóng chảy lượng muối clorua của R trong A thì được 11,04g R hãy xác định :

a/ Kim loại R và R’

b/ D của dung dịch Hcl đã dùng

Ma là Magiê (Mg)

Ky thi Olympic 30/4/2006

Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa

Đề và đáp án môn Hóa , khối 11

Số mật mã :

Bài giải số 2

a/ Do sự nhiệt phân muối M(HCO3)n có thể xảy ra khác nhau :

 Hoặc :

to 2M ( HCO3)n M2( CO3)n + nH2O + CO2 ( I )

to

VD : 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2

 Hoặc :

to M(HCO3)n M2On + nH2O + 2nCO2

( II )

VD : M(HCO3)n M2On + nH2O + 2nCO2

 Hoặc :

2M(HCO3)n 2M + nH2O + 2nCO2 + 2n O2

(III)

Do đó khi xét sự nhiệt phân muối M(HCO3)n của kim loại M bất kỳ phải xét các trường hợp kể trên.

- theo đề bài : hai muối R(HCO3)n và R’(HCO3)n khi nhiẹt phân được hỗn hợp khí B, hỗn hợp này bị bại hấp thụ hết trong dung dịch Ba(OH)2 và

không có khí thoát ra, điều đó chứng tỏ rằng hỗn hợp không có khí O2 suy ra không có muối nào nhiệt phân theo kiểu (III) Vậy trong hỗn hợp khí B có CO2 và H2O.

- Khi cho hỗn hợp khí B vào dung dịch Ba(OH)2 , dung dịch vẫn còn tính bazơ, chứng tỏ rằng Ba(OH)2 còn dư Do đó phản ứng của CO2 là :

CO2 + Ba(OH)2 = BaCo3 + H2O nCo2 = n BaCo3 = 102, 44197 = 0,52 ( mol) Dung dịch còn lại ( sau khi hấp thụ hỗn hợp B) nặng 2325,48 (g).

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng :

2325,48 = mdd Ba(OH)2 lúc đầu + mCO2 + mH2O – m BaCO3 => mH2O = 2325,48 + 102,44 – 44 X 0,52 – 2000 X 1,2 = 5,04 ( g ) => mH2O = 5,04 : 18 = 0,28 ( mol)

- Ta thấy tỷ lệ nH O nCO22 = 0,520, 28 = 1,857 mà 1 < 1,857 < 2 tỷ lệ này cho ta thấy 2 muối đem nhiệt phân là khác nhau về hướng tạo thành sản phẩm.

- Giả sử : 2R (HCO3)n R2(HCO3)n + n H2O + nCO2 ( 1 )

x ( mol ) 2x ( mol ) 2R’( HCO3)m R2’Om + mH2O + 2mCO2 ( 2 )

Y ( mol ) 2y ( mol )

- Chất rắn A là :

- R2(CO3)n : 2x ( mol )

- R2’Om : 2y ( mol )

- Các phản ứng với Hcl :

R2(CO3)n + 2n HCl 2Rcln + nH2O + nCO2 ( 3 )

2x ( mol ) nx (mol) x ( mol)

R2’(CO3)m + 2m HCl 2Rclm + mH2O + nH2O ( 4 )

2y ( mol ) my(mol) y (mol)

R’Cln dpnc→ R’ + m2 Cl2 ( 5 )

RClm dpnc→ R + 2nCl2 ( 6 )

x (mol) x (mol)

Đặt x,y lần lượt là số mol của R(HCO3)n và R’(HCO3)m

- Theo phương trình (2) , (4), (5) => nR’ = nR’(HCO3)m = y (mol).

- Khi điện phân mR’ = y R’ = F1 R I t m' .  I.t = m.y.F

- Mặt khác 11,04 = R I t nF .  R = 11,04 .I t.n F

=> R = 11,04 .m y F .n F =11,04my n (a)

- Theo đầu bài ta lại có : nH2O = o,28 => 0,28 = nx my2 + 2 (b)

nCO2 = 0,52 = nx2 +my (c) và (R + 61n)x + (R’ + 61m)y = 45.6 (d)

- Từ (a), (b), (c), (d) => R = 23n và R’ = 20m ta chọn nghiệm m,n = 1,2,3

 R = 23 khi n= 1 và R’ = 40 khi m = 2

 R là Na và R’ là Ca

Từ đó suy ra x = 0,08 và y = 0,24

- Vậy hai muối là NaHCO3 và Ca(HCO3)2

b/ nHcl cần = nx + my = 0,08 + 0,24.2 = 0,56 (mol)

( khối lượng dung dịch HCl)

D = 0,56.3,65.100 1,12 /

3,65.500

m

g ml

Kỳ thi Olympic 30/4/2006

Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa

Đề và đáp án : môn Hóa Khối 11

Số mật mã :

Số mật mã :

Đề số 3

1/ Nhiệt độï sôi của C2H5Cl, C2H5OH, CH3COOH, CH3COOC2H5 lần lượt tương ứng là : 12,5oC; 78,3oC; 118oC; 77,1oC

Hãy giải thích vì sao khối lượng phân tử của C2H5OH ( H = 60) và CH3COOH ( H = 60) nhỏ hơn khối lượng phân tử của C2H5Cl ( H = 64,5) và CH3COOC2H5 ( H =

88 ) nhưng nhiệt độ sôi lại cao hơn và vì sao nhiệt độ sôi của CH3COOH lại cao hơn C2H5OH?

2/ X; Y là các hợp chất hữu cơ đồng chức chứa các nguyên tố C; H; O Khi tác dụng với AgNO3/ NH3 thì 01 mol X hoặc Y tạo 4 mol Ag Còn khi đốt cháy X;Y thì tỷ lệ mol O2 tham gia đốt , CO2; H2O tạo thành như sau :

 Với X : nO2 : n CO2 : n H2O = 1 : 1 : 1

 Với Y : nO2 : nCO2 : nH2O = 1,5 : 2 : 1

a/ Tìm công thức phân tử và công thức cấu tạo của X;Y

b/ Từ X;Y có thể điều chế được hai đồng phân cùng chức Z và Z’ có công thức đơn giản nhất ( C2H3O2)n Viết phản ứng tạo Z và Z’

Giải bài số 3

1/ Nhiệt độ sôi của C2H5OH và CH3COOH cao hơn nhiệt độ sôi của C2H5Cl và CH3COOC2H5 mặc dù khối lượng phân tử của nó nhỏ hơn vì C2H5OH và

CH3COOH tạo được liên kết hidro

O…H – O

P Ι

P

+ CH3COOH có hai liên kết hidro đối với 01 phân tử trong khi đó C2H5OH chỉ có 01liên kết hidro đối với 01 phân tửnên liên kết hidro của CH3COOH bền hơn liên kết hidro của C2H5OH => nhiệt độ sôi của CH3COOH cao hơn

C2H5OH

2/ Tác dụng AgNO3 /NH3 1 mol X ( Y) tạo 4 mol Ag

 X; Y chứa : - 02 nhóm chức andehyt

- X; Y là H – C O R ( với R là – H hoặc gốc hidrocacbon)

P O + Xét X : CxHyOz

CxHyOz + ( x + )

4 2

y−z O2 → nCO2 +

2

y

H2O

4 2

y− z : x :

2

y

= 1 : 1 : 1

 x +

x

− = =

 x : y : z = 1 : 2 : 1

 Công thức đơn giản nhất ( CH2O)n

=> - n = 1 => H – C – H

- n = 2 => C2H4O2 độ bất bão hòa bằng 1 => không thể có hai chức –CHO ( loại)

Vậy X là H – C – H

P

O

+ Xét Y : Cx’Hy’Oz’

Cx’Hy’Oz’ + ( x’ + ' ')

y −z O2 → x’CO2 + '

2

y

H2O Theo đề ( x’ + ' ')

y −z : x’ : '

2

y

= 1,5 : 2 : 1 Rút ra x’ = y’ = z’

(CHO)n => n = 2 là phù hợp

Y là CHO

CHO

Phương trình phản ứng :

X : 2H2O + H – C – H + 4 AgNo3 + 6NH3 → (NH4)2CO3 + 4Ag + 4NH4NO3

Y : CHO + 4 AgNO3 + 6 NH3 + 2H2O → COONH4 + 4Ag + 4 NH4NO3

Ι Ι

b/ Z và Z’ theo yêu cầu đề => phù hợp n = 2

 Z và Z’ : C4H6O4 độ bất hòa = 2

Z và Z’ là 2 đồng phân cùng chức

Z’ là : COO CH3

COO CH3

Phản ứng điều chế Z : xt

P P

O O

CHO Ni CH2OH

+ H2

CHO CH2OH

+ 2 HCOOH

Phương trình phản ứng điều chế Z’

CHO xt COOH

+ O2

Ni

P

O

2CH3OH +

Số mật mã:

Đề số 4

a/ Một số hidrocacbon có công thức C10H16 có các tính chất sau :

+ Tác dụng với H2 ( dư )/ Ni ở 120oC → C10H22

+ Tác dụng với Br2(CCl4) → C10H16Br6

+ Tác dụng với O3 ( Ozon) rồi thủy phân – khử (Z) hoặc thủy phân oxy hóa ( H2O2) đều cho 2 mol của 01 sản phẩm duy nhất có CTPT C5H8O

+ Không thể tách hidroccabon ban đầu ( C10H16) hay sản phẩm Ozon phân ( C5H8O) thành các đối quang được

Dựa vào các điều kiện trên tìm CTPT của các hidrocacbon đó? Và viết các phương trình kiểm chứng

Kỳ thi Olympic 30/4/2006

Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn – Khánh Hòa

Đề và đáp án môn Hóa Khối 11

Số mật mã :

b/ Từ các rượu no không quá 3 nguyên tử C qua không quá 6 giai đoạn , điều chế fomil xiclohexan

Bài giải đề số 4 :

a/ Hidrocacbon A có công thức C6H10 có độ bất bão hòa ∆ = 3 A chỉ tác dụng với

01 mol O3 cho sản phẩm => phân tử A đối xứng có 01 nối đôi , hai vòng

A + H ( dư )/ Ni → C10H22 (∆ = 0) => A có vòng 3 hay 4 cạnh

CCl4

A + Br2 C10H16Br6 ( ∆ = 0 ) => A chỉ có vòng 3 cạnh

Vậy A chỉ có 01 liên kết C = C và 2 vòng 3 cạnh

C10H16 không tách được ra các đối quang và sản phẩm cũng vậy => Phân tử không có C bất đối hay là hợp chất meso

- Cho A tác dụng với O3 rồi thủy phân – khử hay thủy phân oxy hóa đều cho cùng 01 sản phẩm => trong A nguyên tử C ở liên kết C=C không có nguyên tử H

- Vậy CTCT A có thể có :

- Phương trình kiểm chứng(chọn một chất)

+Br2 

(ôzôn phân)2 b/ Dạng sơ đồ : Cl

O2; Cu; toC (1) Cl2; 1:1 (2) KOH (3)

CH3 – CH2 – CH2OH CH3CH2CHO CH3CHCHO

Số mật mã :

Đề số 5

1/ 6 hợp chất hữu cơ A; B; C; D; E; F có khối lượng phân tử là 74 chỉ chức C, H, O biết

- A; C; E; F tác dụng với Na

- C; D; F tác dụng với NaOH

- E; F tác dụng với thuốc thou tollen ( Ag2O trong NH3 )

a/ xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo các chất trên

b/ Điều chế F từ C

2/ So sánh tính chất bazơ và ghi Pka bên cạnh

a/ NH3; CH3NH2; (CH3)NH; ( CH3)N

( Pka không theo thứ tự : 10,64; 9,74; 9;25; 10;72 )

b/ Anilin; p - nitro anilin; p - metl anilin; p - brom anilin; p – metoxi aniline

( Pka không theo thứ tự : 1,02; 3,91; 4,58; 5,12; 5,29 )

3/ Gọi tên theo danh pháp IUPAC

a/ CH3CH2CH (CH3)CH2OH

b/ CH3-CH = (CH3) COOH

Kỳ thi Olympic 30/4/2006

Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn – Khánh Hòa

Đề và đáp án môn Hóa - Khối 11

Số mật mã :

c/ CH3CHBrC(CH3) (OH)COOCH3

Gọi công thức hợp chất là CxHyOz

1- Cho z = 1 ta có : 12x + y + 16 = 74 => 12x + y = 58 => x = 4 ; y = 10

a/ nếu là rượu (hay ete) ta có C4H9OH

=> công thức có thể có của A là :

CH3CH2CH2CH2OH; CH3CH(CH3) - CH2(OH); CH3CH2 – (CH3)CHOH; (CH3)3COH

 Công thức cấu tạo của B là :

CH3CH2CH2OCH3; CH3CH(CH3)OCH3 ; (CH3CH2)O b/ Nếu là anđehit ( hay ceton) ta có ta có C3H9-CHO ( loại vì không có gốc C3H9 - )

Cho z = 2 => 12x + y = 42 => x= 3; y = 6 => công thức phân tử là C3H6O

a/ nếu là axit , công thức cấu tạo của C là : C2H5COOH Nếu D là este, công thức cấu tạo của D là : CH3COOCH3

b/ Nếu là rượu ta có ( C3H4)(OH)2 ( loại vì C3H4 = không no ) c/ Nếu một nhóm – OH ; 01 nhóm – CHO ta có E : C2H4(OH)(CHO)

Công thức cấu tạo là :

HO – CH2 – CH2 – CHO

CH3 – CH – CHO

OH Đặc biệt có cấu tạo rượu – xeton thỏa mãn A : HO – CH2 – C –

CH3

O Cho z = 3, ta có 12x + y = 26 => x = 2 ; y = 2 Công thức phân tử : C2H2O3

Đây là chất F : O

C – H

C = O OH 2- Điều chế F từ C :

C2H5COOH + NaOH → C2H5COONa + H2O

to

C2H5COONa + NaOH → C2H6 + Na2CO3

CaO

- H2 + Br2 + 2NaOH

C2H6 CH2 = CH2 CH2 - CH2 CH2 – CH2

Br Br OH OH CuO; to O2 thiếu; Mn2+

OHC – CHO O= C – C = O ( F )

H OH 5.2/ So sánh :

a/ NH3 < (CH3)3N < CH3NH2 < ( CH3)2NH

pka 9,25 9,74 10,64 10,72

b/ p – nitro anilin < pbrom anilin < Anilin < p metyl anilin < p metoxi aniline

pka 1,02 3,91 4,58 5,12 5,29

5.3/ Gọi tên

a/ 2metyl – 1 – butanol

b/ axit 2 metyl- butenoic

c/ metyl – 2 hydroxi – 2metyl – 3brom butanoat