Ion XYn3- có tổng số hạt nơtron, proton, electron là 145, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 49.. Cho dòng khí H2S sục từ từ vào A cho đến dư thì thu được một
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 VÒNG 1 LONG AN Môn thi: HÓA HỌC (bảng A)
Ngày thi: 07/10/2016
ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian: 180 phút (không kể phát đề)
(Đề thi có 04 trang)
Cho nguyên tử khối của các nguyên tố:
H =1; Li=7; Be = 9; C=12; N=14; O=16; F=19; Na=23; Mg=24; Al=27; Si=28; P=31; S=32; Cl=35,5; K=39; Ca=40; Cr = 52; Mn=55; Fe=56; Cu=64; Zn = 65; Br=80; Ag=108; Rb=85,5; I=127; Ba=137; Pb=207.
Thí sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.
Câu 1 (2,0 điểm).
1.1 (1,0 điểm) Ion XYn3- có tổng số hạt nơtron, proton, electron là 145, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 49 Số hạt mang điện trong nguyên tử X nhiều hơn số hạt mang điện trong nguyên tử Y là 14 Trong ion Y2- có tổng số hạt là 26, trong đó số hạt mang điện dương bằng số hạt không mang điện Xác định XYn3-
1.2 (1,0 điểm) Hãy cho biết công thức cấu tạo, trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và
dạng hình học phân tử của: H2O; SO3; CH4; CO2 Biết H (Z=1); O (Z=8); S (Z=16); C (Z=6)
Câu 2 (2,0 điểm).
2.1 (1,0 điểm) Cho các thí nghiệm như các hình vẽ sau:
Hãy so sánh hiện tượng quan sát được ở hai thí nghiệm Viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra
2.2 (1,0 điểm) Bình kín X có thể tích 5 lít Cho vào bình X 0,1 mol CO và 0,1 mol H2O, rồi
đun đến 5000C, đến khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng thu được 0,02 mol CO2 Mặt khác, nếu cho vào bình X 0,5 mol CO và 0,2 mol H2O rồi đun đến 5000C, đến khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng thu được x mol CO2 Biết CO(k) + H2O(k) CO2(k) + H2(k)
Tính giá trị của x (lấy ba chữ số thập phân)
Câu 3 (2,0 điểm).
3.1 (1,0 điểm) Cho 100 ml dung dịch HCl 0,01M vào 400 ml dung dịch CH3COONa 0,01M
thu được dung dịch X Tính pH của dung dịch X, biết Ka = 1,8.10-5 (lấy ba chữ số thập phân).
Trang 23.2 (1,0 điểm) Cho V lít dung dịch NaOH 0,5M vào bình chứa 100 ml dung dịch AlCl3
0,1M Sau đó, người ta cho tiếp vào bình trên 500 ml dung dịch HCl 0,1M, thấy có 0,585 gam kết tủa Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn Tính giá trị của V
Câu 4 (2,0 điểm).
Cho hỗn hợp X gồm: a mol MgCl2, b mol FeCl3, c mol CuCl2 Hoà tan hỗn hợp này vào nước được dung dịch A Cho dòng khí H2S sục từ từ vào A cho đến dư thì thu được một lượng kết tủa (sau khi rửa sạch kết tủa và sấy khô) nhỏ hơn 6,90625 lần lượng kết tủa thu được khi cho
A tác dụng với một lượng dư dung dịch Na2S
Cho hỗn hợp Y gồm: a mol MgCl2, b mol FeCl2, c mol CuCl2 Hoà tan hỗn hợp này vào nước được dung dịch B Cho dòng khí H2S sục từ từ vào B cho đến dư thì thu được một lượng kết tủa nhỏ hơn 8,875 lần lượng kết tủa thu được khi cho B tác dụng với một lượng dư dung dịch Na2S
Xác định thành phần % về khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp X
Câu 5 (2,0 điểm).
5.1 (1,0 điểm) Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào 100 ml dung dịch A chứa hỗn hợp các chất tan
NaOH 0,8M và Na2CO3 0,6M Thấy lượng khí CO2 thoát ra theo đồ thị sau:
Tính giá trị của y
5.2 (1,0 điểm) Hòa tan hoàn toàn 12,8 gam chất rắn X gồm Fe, FeS, FeS2 và S bằng
dung dịch HNO3 dư, thấy thoát ra 6,72 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch Y Thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thì thu được m gam kết tủa Tính giá trị của m
Câu 6 (2,0 điểm).
6.1 (1,0 điểm) Hòa tan hết 10,24 gam Cu bằng 200 ml dung dịch HNO3 3M được dung dịch
A (không có NH4NO3) Thêm 400 ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch A Lọc bỏ kết tủa, cô cạn dung dịch rồi nung chất rắn đến khối lượng không đổi thu được 26,44 gam chất rắn
Tính số mol HNO3 đã phản ứng với Cu
6.2 (1,0 điểm) Đốt cháy Fe trong 0,1 mol O2 thu hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 Hòa tan
hỗn hợp X bằng dung dịch HNO3 thu 0,2 mol NO là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch Y Cho 2 mol HCl (lấy dư so với lượng phản ứng) vào dung dịch Y thu x mol NO là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch Z Dung dịch Z phản ứng vừa đủ với 2,9 mol NaOH Tính giá trị của x Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn
Trang 3Câu 7 (2,0 điểm).
7.1 (1,0 điểm) A, B, C, D, E, F là các đồng phân có công thức phân tử C4H8 A, B, C, D, E
đều làm mất màu dung dịch brom còn F thì không D và E là cặp đồng phân hình học Hỗn hợp chứa A, D, E phản ứng với H2/Ni, t0 chỉ thu được một sản phẩm B không làm mất màu dung dịch KMnO4 Nhiệt độ sôi của E cao hơn D Xác định các chất A, B, C, D, E, F
7.2 (1,0 điểm) Nicotin là một chất tìm thấy trong các cây họ Cà
(Solanaceae), chủ yếu trong cây thuốc lá, và với số lượng nhỏ trong cà
chua, khoai tây, cà tím và ớt Nicotin cũng được tìm thấy trong lá của cây
coca Nicotin chiếm 0,6 đến 3% trọng lượng cây thuốc lá khô, và có từ
2–7 pg/kg trong nhiều loài thực vật ăn được Nicotin được tổng hợp sinh
học thực hiện từ gốc và tích luỹ trên lá Nó là một chất độc thần kinh rất mạnh với ảnh hưởng rõ rệt đến các loài côn trùng; do vậy trong quá khứ nicotin được sử dụng rộng rãi như là một loại thuốc trừ sâu Hình bên cho thấy công thức cấu tạo phân bố trong không gian của nicotin
Tính thành phần % về khối lượng của N trong nicotin
Câu 8 (2,0 điểm).
Đốt cháy hoàn toàn 10,4 gam một hiđrocacbon X rồi dẫn sản phẩm cháy qua bình 1 chứa H2SO4 đặc và bình 2 chứa 600 ml dung dịch Ba(OH)2 1M Sau phản ứng, khối lượng bình 1 tăng 5,4 gam, bình 2 tăng 37 gam đồng thời xuất hiện 78,8 gam kết tủa
a) Xác định công thức phân tử của X Biết khi làm bay hơi 10,4 gam X thu được thể tích
khí bằng thể tích của 3 gam C2H6 ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất
b) X có một đồng phân X1, biết rằng khi cho 3,12 gam X1 phản ứng vừa đủ với 96 gam dung
dịch Br2 5% trong bóng tối Nhưng 3,12 gam X tác dụng tối đa với 2,688 lít H2 (đktc) khi đun nóng có xúc tác Ni Viết công thức cấu tạo và gọi tên X1
Câu 9 (2,0 điểm)
9.1 (1,0 điểm) Xác định công thức cấu tạo của A, B, C và D trong sơ đồ sau:
A
CH2=CH-CH3 1) O2
2) H + B 1) NaOH C D (aspirin)
2) CO2 3) H+
(CH3CO)2O
H+
9.2 (1,0 điểm) Làm thí nghiệm như hình vẽ:
Trang 4Sau khi kết thúc thí nghiệm ta thu được 11,04 gam hỗn hợp rắn B ở bình 2 Tính hiệu suất của phản ứng cộng nước ở bình 1
Câu 10 (2,0 điểm)
Đun nóng m gam hỗn hợp X gồm các chất có cùng một loại nhóm chức với 600 ml dung dịch NaOH 1,15M, thu được dung dịch Y chứa muối của một axit cacboxylic đơn chức và 15,4 gam hơi Z gồm các ancol Cho toàn bộ Z tác dụng với Na dư, thu được 5,04 lít khí H2 (đktc) Cô cạn dung dịch Y, nung nóng chất rắn thu được với CaO cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 7,2 gam một chất khí Tính giá trị của m
-HẾT -Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Chữ kí giám thị 1: Chữ kí giám thị 2:
Giám thị coi thi không giải thích gì thêm.
Trang 5SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 VÒNG 1
LONG AN Môn thi: HÓA HỌC (bảng A)
ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian: 180 phút (không kể phát đề)
HƯỚNG DẪN CHẤM THI
Hướng dẫn chấm 1.1.
(2Z1 + N1) + (2Z2 + N2)n + 3 = 145 (1)
(2Z1 + 2nZ2) – (N1 + nN2) + 3 = 49 (2)
2Z1 – 2Z2 = 14 (3)
2Z2 + N2 + 2 = 26 (4)
Z2 = N2 (5)
(3), (4), (5) Z2 = N2 = 8, Z1 = 15 (6)
(1), (2) 2Z1 + 2nZ2 = 94 (7)
và N1 + nN2 = 48 (8)
(6), (7), (8) n = 4 và N1 = 16
Ion PO4
3-0,25 0,25 0,25
0,25 1.2.
SO3 O
O=S O
CH4
C
H H H
H
2.1
- Cả hai thí nghiệm đều xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt
- Ở thí nghiệm 2 xuất hiện kết tủa vàng nhạt nhanh hơn ở thí nghiệm 1
Na2S2O3 + H2SO4 loãng Na2SO4 + S↓ + SO2 + H2O
2.2
CO(k) + H2O(k) CO2(k) + H2(k)
0,02 0,02
Trang 60,02-a 0,02-a a a
a = 0,02
5 =4.10-3 K = 0,0625
CO(k) + H2O(k) CO2(k) + H2(k)
0,1 0,04
b b b b
0,1-b 0,04-b b b
2
0,065 (0,1 )(0,04 )
b
b = 0,013
x = 0,013*5=0,065
0,25
0,25 0,25 0,25 3.1
nHCl = 1.10-3
nCH3COONa = 4.10-3
CH3COONa + HCl CH3COOH + NaCl
1.10-3 1.10-3
CH3COOH CH3COO- + H+
2.10-3 6.10-3
x x x
2.10-3 – x 6.10-3 + x x
3
5 3
( 6.10 )
1,8.10 2.10
x x
x
x = 6.10-6
pH = 5,222
0,25
0,25 0,25
0,25 3.2
nNaOH = 0,5V (mol)
nAlCl3 = 0,01 mol
nHCl = 0,05 mol
nAl(OH)3 = 7,5.10-3 mol
Dung dịch sau khi phản ứng kết thúc chứa:
0,5V mol Na+; 0,08 mol Cl-; 2,5.10-3 mol Al3+
V = 0,145
hoặc
0,5V mol Na+; 0,08 mol Cl-; 2,5.10-3 mol AlO2
- V = 0,165
0,25 0,25
0,25 0,25
Đối với trường hợp dung dịch A, ta có:
58a + 104b + 96c = 6,90625.(16b + 96c) (1)
Đối với trường hợp dung dịch B ta có phương trình:
58a + 88b + 96c =8,875 × 96c (2)
Trang 7Chọn a = 1.
Từ (1) và (2) tính được b= 0,2 và c = 0,1
Cuối cùng tính ra MgCl2: 67,38%; FeCl3: 23,05%; CuCl2 : 9,57%
5.1
2
x n n 0,08 0,06 0,14
y 1, 2x x 0,168 0,14 0,028
5.2
Giả sử hỗn hợp X chỉ chứa Fe và S
Gọi x, y là số mol của Fe, S
3x + 6y = 0,3*3 (1)
56x + 32y = 12,8 (2)
(1), (2) x = 0,2; y = 0,05
mBaSO4 = 0,05*233 = 11,65 gam
mFe(OH)3 = 0,2*107 = 21,4 gam
m = 11,65 + 21,4 = 33,05 gam
0,25 0,25 0,25
0,25 6.1
Khối lượng rắn là 26,44 gam gồm a mol NaOH và b mol NaNO2
40a + 69b = 26,44 (1)
a + b = 0,4 (2)
(1), (2) a = 0,04; b = 0,36
Dung dịch A chứa 0,16 mol Cu(NO3)2 và x mol HNO3 dư
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố nitơ
x + 0,16*2 = 0,36
x = 0,04
nHNO3 phản ứng = 0,6 – 0,04 = 0,56 mol
0,25 0,25
0,25 0,25 6.2
Dung dịch sau phản ứng chứa 2,9 mol Na+; 2 mol Cl- và a mol NO3
- a = 0,9
Số mol HNO3 ban đầu: 0,2*4 + 0,1*4 = 1,2
nHNO3 ban đầu = nNO +
nNO3-1,2 = 0,2 + x + 0,9
x = 0,1
0,25 0,50
0,25 7.1.
B làm mất màu dung dịch Br2 nhưng không mất màu dung dịch
KMnO4 B là metylxiclopropan
xiclo-C3H5 -CH3+ Br2 CH3-CHBr-CH2-CH2Br
F không làm mất màu dung dịch Br2 F là xiclobutan
A, D, E phản ứng với H2 chỉ thu được một sản phẩm A, D, E có
cùng mạch cacbon (anken không nhánh)
C4H8 + H2 Ni, t 0
CH3-CH2-CH2-CH3
Sản phẩm từ D, E là cặp đồng phân hình học Nhiệt độ sôi của E cao
Trang 8 A phải là but-1-en.
C phải là 2-metylpropen
7.2 Nicotin: C10H14N2
14 2 100%
12 10 14 14 2
Theo đề: V X V C H2 6 n X n C H2 6 0,1mol
Bình 1 : chứa H2SO4 đặc hấp thụ nước
Bình 2 : Chứa dung dịch Ba(OH)2 hấp thụ CO2 và có thể cả nước chưa
bị hấp thụ bởi H2SO4
Theo bài ra ta có: m CO2 m H O2 5, 4 37 42, 4 g(I)
Xét bình 2: Các phản ứng có thể
Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O (1)
Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2 (2)
a) Trường hợp 1: Nếu Ba(OH)2 dư khi đó chỉ xảy ra phản ứng (1)
78,8
0,04 197
n n mol Thay vào (I) ta tìm được
2
42, 4 0, 4.44
1,378 18
H O
Đặt công thức của X là CxHy
y = 2 2 2.1,378
27,56 0,1
H O
X
n
n → vô lí (loại vì y phải nguyên)
Trường hợp 2: Nếu phản ứng tạo hỗn hợp hai muối
Theo (1) và (2) ta có : n CO2 0,8mol
→ 2 42, 4 0,8.44 0, 4
18
H O
Ta có:
8 0,1
CO
A
n
x
n
, y =2 2 2.0, 4
8 0,1
H O X
n
Vậy công thức phân tử của X là: C8H8
b) Ta có: 2 0,03
1 0,03
Br X
n
n 2 0,12
4 0,03
H X
n
1 mol A + 1mol dung dịch Br2 => A có 1 liên kết pi kém bền ( dạng
anken)
1 mol A + 4 mol H2 => A có 4 liên kết pi, hoặc vòng kém bền
=> A có 3 liên kết pi, hoặc vòng bền với dung dịch Br2
A là hợp chất có trong chương trình phổ thông => A có cấu trúc vòng
benzen
Vậy công thức cấu tạo của A là: Stiren
CH=CH2
Trang 9OH
COOH OCOCH3
9.2 Khí A là: CH3CHO và C2H2 dư
Ta có hệ phương trình: 44x 26y 2,02
2 108x 240y 11,04
x 0,04
y 0,01
0,04 100%
0,05
X phản ứng với NaOH cho ancol X là este
(RCOO)nR’ + nNaOH nRCOONa + R’(OH)n
0,45 0,45 0,45/n
R’(OH)n n/2H2
0,45/n 0,225
RCOONa + NaOH CaO t, 0
RH + Na2CO3 0,45 0,24 0,24
MRH = 7,2/0,24 = 30 R là C2H5
m + mNaOH phản ứng = mRCOONa + mR’(OH)n
m + 0,45*40 = 0,45*96 + 15,4
m = 40,6 gam
0,25 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,50 Lưu ý dành cho các giám khảo:
Học sinh làm theo cách khác đúng vẫn cho trọn điểm