ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 VÒNG TỈNH MÔN HÓA HỌC NĂM 2010 - 2011

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 VÒNG TỈNH MÔN HÓA HỌC NĂM 2010 - 2011

Họ và tên thí sinh:……… ………… Chữ ký giám thị 1:

SỞ GDĐT BẠC LIÊU KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 VÒNG TỈNH NĂM HỌC 2010 - 2011

* Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)

ĐỀ

Câu 1: (4 điểm)

1 a) Trong quá trình điện phân hỗn hợp Al2O3/Na3AlF6 nóng chảy ở

1000oC, các điện cực than chì có tham gia vào các quá trình điện cực và phương

trình tổng quát được biểu diễn như sau:

2Al2O3 (trong Na3AlF6) + 3 C (grafit)⎯⎯→ dp 4Al (l) + 3CO2 (k)

G

Δ đối với một mol Al ở 1000oC?

b) Khi tái chế nhôm từ nhôm phế thải chỉ cần 26kJ/mol để đun nóng chảy nhôm Hãy so sánh năng lượng cần thiết để sản xuất ra một mol nhôm từ phương pháp tái chế với phương pháp điện phân ở trên

2 Cân bằng các phương trình phản ứng sau bằng phương pháp thăng bằng

electron:

a) K2Cr2O7 + CH3-CH2-OH + HCl→ KCl + CrCl3 + CH3COOH + H2O

b) KMnO4 + C6H12O6 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O

Câu 2: (4 điểm)

1 Dung dịch A có pH = 5, dung dịch B có pH = 9

Hỏi phải trộn dung dịch A và dung dịch B với tỉ lệ về thể tích thế nào để được dung dịch C có pH = 8?

2 Người ta cho khí CO2 lội qua dung dịch gồm Ba(OH)2 0,1M và Sr(OH)2

0,1M

b) Khi muối thứ hai bắt đầu kết tủa thì tỉ lệ % muối thứ nhất còn lại trong dung dịch là bao nhiêu? Có thể tách Sr2+ và Ba2+ ra khỏi dung dịch bằng cách kết tủa phân đoạn được không?

Biết tích số tan T BaCO3 = 8,1.10-9 và T SrCO3= 9,4.10-10

(Gồm 02 trang)

CHÍNH THỨC

Câu 3: (4 điểm)

Cho 7,02 (g) hỗn hợp bột X gồm: Al, Fe, Cu vào bình A chứa dung dịch HCl dư, sau phản ứng còn lại chất rắn B Lượng khí thoát ra được dẫn qua ống chứa CuO dư, nung nóng, thấy khối lượng của ống giảm 2,72 (g)

Thêm vào bình A lượng dư muối natri, đun nóng nhẹ thu được 0,896 (l) khí không màu, hóa nâu đỏ trong không khí (đo ở đktc)

a) Xác định muối natri đã dùng

b) Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp

c) Tính lượng muối natri tối thiểu để hòa tan hết chất rắn B trong bình A

Câu 4: (4 điểm)

Cho các phản ứng sau: But–2–in ⎯⎯⎯→LiAlH4 A (1); But–2–in 2

3 /

H

Pd PbCO

⎯⎯⎯⎯→ B (2) Trong đó A, B là 2 đồng phân hình học Khi chế hóa riêng biệt A và B bằng axit mạnh thì chúng đều chịu sự chuyển hóa sau: đồng phân hóa vị trí, đồng phân hóa không gian

a) Xác định công thức cấu tạo của A, B

b) Viết cơ chế cho quá trình chuyển hóa đã nêu ở trên

Câu 5: (4 điểm)

1 Axit cacboxylic A(C5H8O2) tồn tại ở hai dạng đồng phân lập thể A1 và A2 Ozon phân A thu được axetandehit và axit 2-oxopropanoic (CH3-CO-COOH) Khi hidro hóa A1 và A2 (xúc tác Ni) đều cho hỗn hợp axit B1 và B2 là một biến thể raxemic

a) Xác định cấu trúc của A1, A2 và gọi tên của chúng

b) Viết công thức chiếu Fisơ của B1, B2 và chỉ rõ cấu hình (R, S) của B1, B2

2 Hợp chất A mạch hở chứa C, H, O có khối lượng phân tử 74đvC Biết rằng A không phản ứng với Na và khi phản ứng với dung dịch NaOH chỉ thu được một chất hữu cơ Xác định công thức cấu tạo của A, biết từ A thực hiện được sơ đồ sau đây:

CH3MgCl⎯⎯→ + A B + H 2O

⎯⎯⎯⎯⎯→D + H 2O

⎯⎯⎯→ancol sec-butylic Viết các phương trình phản ứng xảy ra ở dạng công thức cấu tạo thu gọn

…HẾT…

Thí sinh được sử dụng Bảng hệ thống tuần hoàn do Nhà xuất bản Giáo dục phát hành

SỞ GDĐT BẠC LIÊU KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 VÒNG TỈNH NĂM HỌC 2010 - 2011

* Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)

HƯỚNG DẪN CHẤM Câu 1 (4 điểm):

o

2272kJ 0,6354kJ/ K

G 365,8kJ/ mol

Δ =

0,5 đ

0,5 đ b)

=365,826kJ kJ

= 0,071 ≈ 7,1%

0,5 đ

0,5 đ

2

K C r O CH CH OH HCl KCl CrCl CH COOH H O

2 2Cr 6e 2Cr

3 C C 4e

− +

+ →

→ +

2K2Cr2O7 + 3CH3-CH2-OH + 16HCl→ 4KCl + 4CrCl3 + 3CH3COOH

+ 11H2O

0,25 đ 0,25 đ

0,25 đ 0,25 đ

K M nO C H O H SO K SO M nSO CO H O

24 Mn 5e Mn

5 6C 6C 24e

+

+ →

→ +

24KMnO4 + 5C6H12O6 + 36H2SO4 →12 K2SO4 +24 MnSO4 + 30CO2

+ 66H2O

0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ

Câu 2 (4 điểm):

1 Gọi x = VA và y = VB

Ta có: pHA = 5 ⇒ [H+]A = 10-5M ⇒ n H+( )A = 10-5.x (mol)

pHB = 9 ⇒ [H+]B = 10-9M ⇒ [OH-]B = 10-5 M

(Gồm 05 trang)

CHÍNH THỨC

năng lượng tiêu thụ để tái chế 1 mol nhôm năng lượng tiêu thụ để sản xuất 1 mol nhôm bằng điện phân

⇒ n OH−( )C = 10-6(x+y) 0,5đ

Ta có: 10-5y – 10-5x = 10-6(x+y)

2 a) Khi cho khí CO2 lội qua dung dịch gồm Ba(OH)2 và Sr(OH)2 sẽ tạo thành kết tủa

Gọi M(OH)2 là kí hiệu chung cho Ba(OH)2 và Sr(OH)2

Kết tủa SrCO3 được tạo thành khi:

[Sr2+].[CO32-] > 9,4.10-10 hay [CO32-] > 9, 4.10 10

0,1

−

= 9,4.10-9(M) Kết tủa BaCO3 được tạo thành khi:

[Ba2+].[CO32-] > 8,1.10-9 hay [CO32-] > 8,1.10 9

0,1

−

= 8,1.10-8(M)

b) Khi BaCO3 bắt đầu kết tủa thì [CO32-] > 8,1.10-8(M)

⇒ [Sr2+] còn lại trong dung dịch là: [Sr2+] = 9, 4.10 108

8,1.10

−

− = 1,16.10-2(M)

Tỉ lệ muối SrCO3 còn lại trong dung dịch là: 1,16.10 2

0,1

−

= 0,116 = 11,6%

Tỉ lệ Sr2+ còn lại trong dung dịch khá lớn nên không thể dùng phương pháp kết tủa phân đoạn để tách các ion Sr2+và Ba2+ ra khỏi dung dịch 1,0đ

Câu 3 (4 điểm):

a) Gọi x, y, z lần lượt là số mol của Al, Fe, Cu trong hỗn hợp X

Ta có: 27x + 56y + 64z = 7,02 (I)

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

x x 1,5x (mol)

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

y y y

Khí H2 thoát ra khử CuO, khối lượng ống giảm chính là khối lượng của oxi

đã tách ra khỏi ống

CuO + H2 ⎯⎯→t o Cu + H2O (*)

Từ (*) ta có: 1,5x + y =

16

72 , 2

= 0,17 (II) Trong bình A có: AlCl3, FeCl2, HCl còn dư và Cu

Theo bài, muối cho vào chỉ có thể là NaNO3, khí thoát ra là khí NO 2,0đ

b) 3Cu + 2NO3- + 8H+ ⎯⎯→t o 3Cu2+ + 2NO + 4H2O (1)

z

3

2z

3

2z (mol)

3Fe2+ + NO3- + 4H+ → 3Fe3+ + NO + 2H2O (2)

y

3

y

3

y(mol) =>n NO =

3

2z+

3

y = 0,04

=> y + 2z = 0,12 (III)

Giải hệ (I), (II) và (III) ta được:

x = 0,1; y = 0,02; z = 0,05

%Al = 38,46%

%Fe = 15,95%

c) n NaNO3tối thiểu =

3(1)

NO

3

2z=

3

1 ,

0 (mol)

Câu 4 (4 điểm):

a) Do phản ứng cộng LiAlH4 là phản ứng cộng trans nên A là trans-But-2-en

0,5 đ

Do phản ứng cộng H2 có xúc tác Pd/PbCO3 là phản ứng cộng cis nên B là

0,75đ

0,75đ

- Đồng phân hóa không gian: Hai cation trung gian hình thành khi proton

1,0 đ

Câu 5 (4 điểm):

1.a) Khi ozon phân A tạo ra CH3CHO và CH3COCOOH nên A có công thức cấu tạo là

CH3 CH C

CH3

COOH

0,5 đ

A1 và A2 là hai đồng phân hình học

CH3

CH3

COOH

H

CH3

CH3

axit (2Z)-2-metylbut-2-enoic axit (2E)-2-metylbut-2-enoic 0,5 đ b) Phản ứng cộng

CH3 CH C

CH3

CH3

COOH + H2 Ni, t

0

(B) 0,5 đ + Công thức Fisơ và cấu hình của B1 và B2

COOH COOH

H CH3 CH3 H

C2H5 C2H5

axit R- 2-metylbutanoic axit S- 2-metylbutanoic 0,5 đ

2 Gọi công thức phân tử A là CxHyOz Theo giả thiết ta có:

12x + y + 16z = 74

Có thể chọn được: z = 1 ⇒C4H10O

z = 2⇒C3H6O2

z = 3⇒C2H2O3

Vì A không tác dụng với Na và khi phản ứng với dung dịch NaOH chỉ tạo được 1 chất hữu cơ do đó A không phải axit, rượu hoặc este Kết hợp với sơ đồ điều chế

⇒A thỏa mãn công thức C2H2O3 và có công thức cấu tạo như sau:

O

O

anhydrit fomic 1,0 đ Các phương trình phản ứng xảy ra:

CH O C H

O OMgCl

CH3

O OMgCl

CH3

CH3MgCl + (HCO)2O⎯⎯→t

+ H2O ⎯⎯ →CH3CHO + HCOOH +MgOHCl

C2H5MgCl + CH3CHO ⎯⎯→t0 CH3CH2 – CH(CH3) – OMgCl

CH3CH2 – CH(CH3) – OMgCl + H2O → CH3CH2 – CH(CH3) OH +MgOHCl

1,0 đ .HẾT