Cho mét Ýt bét Cu vµo dung dÞch A , ®un nãng th× thÊy dung dÞch chuyÓn sang mµu xanh lam vµ kh«ng cã khÝ tho¸t ra... ë hai bµi to¸n häc sinh cã thÓ gi¶i theo c¸ch kh¸c.[r]
Trang 1Sở GD - ĐT Thanh hoá Đề thi chọn học giỏi lớp 12 THPT
Trờng THPT Cẩm thuỷ I Năm học 2008 - 2009
Môn thi : Hoá học
( Thời gian làm bài : 180 phút không kể thời gian phát đề )
Câu 1 :
1) Nhiệt phân hoàn toàn m gam Cu(NO3)2 đợc chất rắn A và hỗn hợp B
- Thổi H2 d qua A nung nóng tới hoàn toàn, đợc chất rắn E
- Cho hỗn hợp khí B hấp thụ hết trong nớc, đợc dung dịch D
- Chất rắn E tác dụng với dung dịch D thấy có m’ gam chất rắn không tan , phản ứng tạo ra NO Viết các phơng trình hoá học xảy ra của các phản ứng trên Tính m / m’
2) Cho một mẫu FeS vào dung dịch HNO3 ( vừa đủ ) và có lẫn một lợng axit sunfuric Sau khi phản ứng xảy xong ta thu đợc dung dịch A và khí NO duy nhất Cho một ít bột Cu vào dung dịch A , đun nóng thì thấy dung dịch chuyển sang màu xanh lam và không có khí thoát ra Giải thích và viết các PTHH dạng phân tử và ion rút gọn có thể xảy ra để mô tả các thí nghiệm trên
3) Để làm trong nớc đục, tại sao ngời ta lại dùng phèn chua: K2SO4 Al2(SO4)3.12H2O hoà tan vào
n-ớc đục Giải thích và viết các phơng trình hoá học để minh hoạ
Câu 2 :
1) Viết phơng trình phản ứng giữa 2- metylbuta -1,3 - đien với brom và HBr theo tỉ lệ số mol 1:1 2) Đun nóng etanol với H2SO4 đặc ở 1700c thu đợc phần hơi bay lên có 6 chất hữu cơ A, B, C, D, E,
F và 3 chất vô cơ là G, H, I Làm ngng tụ hết A, B, C, D, E Ba khí còn lại là I, F, G
Các chất A, B, C, D, E, F, G, H, I là những chất gì ? Biết rằng có 2 chất hữu cơ tác dụng đợc với Natri , hai chất khí tác dụng đợc với dung dịch kiềm
3) Bốn chất hữu cơ A, B, C, D có công thức phân tử C2H2On ( n 0 ) trong đó :
- A, B, C tác dụng đợc với dung dịch AgNO3/NH3
- C, D tác dụng đợc với dung dịch NaOH
- A tác tác dụng đợc với nớc
Xác định A, B, C, D và viết các phơng trình phản ứng
Câu 3:
Trong một bình kín dung tích 56 lít chứa N2 và H2 theo tỉ lệ thể tích 1 : 4 ở 00c, 200 atm và một ít chất xúc tác Nung nóng bình một thời gian sau đó đa nhiệt độ về 00c thấy áp xuất trong bình giảm 10% so với áp xuất ban đầu
1) Tính hiệu xuất phản ứng điều chế NH3
2) Nếu lấy 1
2 lợng NH3 tạo thành có thể điều chế đợc bao nhiêu lít dung dịch NH3 25%
( d = 0,907 g/ml)
3) Nếu lấy 1
2 lợng NH3 tạo thành có thể điều chế đợc bao nhiêu lít dung dịch HNO3 67%
( d = 1,40 g/ml ), biết hiệu xuất quá trình điều chế HNO3 là 80%
4) Lấy V ml dung dịch HNO3 ở trên pha loãng bằng nớc đợc dung dịch mới hoà tan vừa đủ 4,5 gam nhôm và giải phóng hỗn hợp khí NO và N2O có tỉ khối so với H2 là 16,75 Tính thể tích các khí và thể tích
V
Câu 4 :
Hỗn hợp A gồm một axit no đơn chức và 2 axit không no đơn chức chứa một liên kết đôi, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng Cho A tác dụng hoàn toàn với 150 ml dung dịch NaOH 2M Để trung hoà vừa
hế lợng NaOH d cần thêm vào 100 ml dung dịch axit HCl 1M , đợc dung dịch D Cô cạn cẩn thận D đợc 22,98 gam chất rắn khan Mặt khác đốt cháy hoàn toàn A rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ vào bình
đựng lớng d dung dịch NaOH đặc, khối lợng bình tăng thêm 26,72 gam
Xác định CTCT có thể có của từng axit và tính khối lợng của chúng trong hỗn hợp A
(Cho biết : N = 14 , H = 1 , O = 16 , Na = 23 , C = 12 , Cl = 35,5 , Al = 27, Cu = 64)
Giám thị coi thi không giải thích thêm gì
Đáp án và thang điểm chấm chọn học sinh giỏi khối 12 - môn hoá
2008 - 2009
1 Viết các PTHH khi nhiệt phân Cu(NO 3 ) 2 Tính m / m ’ 2,25đ
2 Cu(NO3)2 ⃗t0cao 2CuO + 4NO2 + O2 (1)
A : CuO , B là hỗn hợp khí NO2 và O2
0,25đ
2CuO + H2 ⃗t0cao Cu + H2O (2)
Trang 24NO2 + O2 + 2H2O ❑⃗ 4HNO3 (3)
Dung dịch D là dung dịch HNO3
0,25đ
3Cu + 8HNO3 ❑⃗ 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (4)
Chất rắn không tan sau phản ứng (4) là Cu d
0,25đ
nCu(NO3)2 = m
188 mol Theo PƯ (1) và (2) thì nCu =
m
Theo PƯ (4) : nCu = 3
8 nHNO3 =
3
8 2x =
3
nCu d = x - 3
4 x =
1
4 x => m’ = mCu d =
64
nCu đầu = m
188 mol = x => m = mCu = 188x =>
m'
16 x
188 x=
4
2 Giải thích và viết PTPƯ khi hoà tan FeS vào d 2 HNO 3 1,5đ
- Cho FeS vào dung dịch HNO3 với sự có mặt của H2SO4 tạo khí NO là do FeS bị axit HNO3
oxi hoá trong môi trờng axit H2SO4 tạo thành muối Fe3+ 0,25đ
- Khi cho bột Cu vào dung dịch A ta thấy dung dịch chuyển sang màu xanh và không có khí
thoát ra chứng tỏ Cu đã bị Fe3+ oxi hoá về muối Cu2+ ( màu xanh ) và trong d2 A không chứa
muối NO3
-0,25đ
2FeS + 6HNO3 + H2SO4 ❑⃗ Fe2(SO4)3 + 6NO + 4H2O 2FeS + 6NO3- + 8H+ ❑⃗ 2Fe3+ + 2SO42- + 6NO + 4H2O 0,5đ
Fe2(SO4)3 + Cu ❑⃗ 2FeSO4 + CuSO4 2Fe3+ + Cu ❑⃗ 2Fe2+ + Cu2+
0,5đ
-Phèn chua có công thức : K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O
- Khi tan trong nớc phèn chua phân li :
K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O ❑⃗ 2K+ + 2Al3+ + 4SO42- + 24H2O
0,5đ
- Al(OH)3 là chất không tan trong nớc , dạng keo nên trong nớc các chất bẩn bám vào
1 Viết PTPƯ giữa 2- metylbuta -1,3 - đien với brom , HBr theo tỉ lệ số mol 1:1 1,0đ
Tác dụng với Br2 :
CH2 = C - CH = CH2
CH3
+ Br2 CH2 = C - CHBr - CH2Br
CH3
CH2Br - CBr - CH = CH2
CH3
CH2Br - C = CH - CH2Br
CH3
0,5đ
CH2 = C - CH = CH2
CH3
+ HBr CH2 = C - CHBr - CH3
CH3
CH3 - CBr - CH = CH2
CH3
CH3 - C = CH - CH2Br
CH3
Tác dụng với HBr :
0,5đ
Khi đun nóng etanol với H2SO4 đặc ở 1800c sẽ xảy ra các phản ứng :
C2H5OH ⃗t0 C2H4 + H2O
0,5đ
Trang 32C2H5OH ⃗t0 C2H5 - O - C2H5 + H2O
C2H5OH + H2SO4 đ ⃗t0 CH3CHO + SO2 + 2H2O
C2H5OH + 2H2SO4 đ ⃗t0 CH3COOH + 2SO2 + 3H2O
C2H5OH + 6H2SO4 đ ⃗t0 2CO2 + 6SO2 + 9H2O
C2H5OH + CH3COOH H2SO4 đ, t0 CH3COOC2H5 + H2O
0,5đ
Theo giả thiết và các phản ứng :
- I , G lần lợt là : SO2 và CO2 vì 2 khí này là hợp chất vô cơ và đều tác dụng với nớc
- F là C2H4 ; H là H2O
0,5đ
Hai chất hữu cơ tác dụng đợc với Natri là : CH3COOH và C2H5OH (d)
Nh vậy : A, B, C, D, E là những chất C2H5OH , CH3COOH , CH3CHO , C2H5 - O - C2H5 ,
CH3COOC2H5
0,5đ
3 Các hợp chất A, B, C, D đều có công thức phân tử C2H2On ( n 0 )Xác định A, B, C, D và viết các phơng trình phản ứng 2,0đ
Nếu n = 0 thì có công thức C2H2 C2H2 tác dụng đợc với d2 AgNO3/NH3 và với H2O
=> C2H2 là hợp chất A
0,25đ
C2H2 + 2[Ag(NH3)2]OH ❑⃗ AgC CAg + 4NH3 + 2H2O
C2H2 + H2O H2SO4, Hg2+ ¿,t0
⃗
¿
CH3CHO
0,25đ
Nếu n = 2 thì có công thức C2H2O2 , tơng ứng với CTCT
CH=O
0,25đ
Anđehit oxalic có thể tham gia phản ứng tráng bạc
CH=O
=> B chính là anđhit oxlic
0,25đ
COOH CH=O Nếu n = 3 thì có công thức C2H2O3 , t ơng ứng với CTCT
Hợp chất này vừa tác dụng đợc với AgNO3/NH3 và NaOH => đây chính là hợp chất C
0,25đ
COOH
COONH4 COONH4
COOH
COONa
0,25đ
axit oxlic COOH
COOH Nếu n = 4 thì có công thức C2H2O4 , t ơng ứng với CTCT
Axit oxalic tác dụng đợc với NaOH => axit oxalic chính là hợp chất D
COOH
COOH
+ 2NaOH
COONa
COONa
+ 2H2O
0,25đ
Tổng số mol (n) của N2 và H2 1 n 22 , 4
200 56
Trong đó : nN2 = 500
5 = 100 mol và nH2 = 400 mol Gọi x là số mol N2 phản ứng, ta có tỉ lệ áp xuất và số mol trớc và sau phản ứng :
0,25đ
Trang 4N2 + 3H2 2NH3 Phản ứng điều chế amoniac :
Đầu phản ứng Trong phản ứng Sau phản ứng
0,5đ
Nh vậy ta có : 500
(100 − x)+(400 −3 x )+2 x=
100
=> nN2 = x = 25 mol ; nNH3 = 2 25 = 50 mol Vậy H% = 25 100
100 = 25% 0,25đ
Gọi V là thể tích của dung dịch NH3 25% , ta có : 1/2 số mol NH3 là 25 mol => mNH3 = 17 25 = 425 g 0,25đ
md2NH3 25% = 425 100
25 = 1700 g vậy V =
1700
0 ,907 = 1874,3 ml 0,25đ
Ta có các phản ứng : 4NH3 + 5O2 ⃗NO ,8500 4NO + 6 H2O
2NO + O2 ❑⃗ 2NO2
4NO2 + 2H2O + O2 ❑⃗ 4HNO3
0,5đ
Nếu đặt V’ là thể tích dung dịch HNO3 67% cần tìm Theo các phản ứng :
nHNO3 = nNH3 = 25 mol vì hiệu xuất p là 80% => nHNO3 = 25 80
100 = 20 mol
0,25đ
mHNO3 = 20 63 = 1260 g và V’d2 HNO3 = 1260 100
Gọi PTKTB của hỗn hợp khí là M , số mol các khí NO và N2O lần lợt là x , y
M = 16,75 2 = 30 x+44 y
x+ y = 33,5
30x + 44y = 33,5x + 33,5y => x : y = 3 : 1
0,5đ
Xem phản ứng là 2 QT riêng biệt, từ đó ta có :
Al + 4HNO3 Al(NO3)3 + NO + 2H2O 8Al + 30HNO3 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
(1) (2)
0,5đ
Theo tỉ lệ số mol của NO và N2O ta nhân PƯ (1) với 9 và cộng PƯ (1) và PƯ (2) với nhau, ta
có PTPƯ (3) :
17Al + 66HNO3 17Al(NO3)3 + 9NO + 3N2O + 33H2O (3)
0,25đ
Theo PƯ (3) : nNO = 9
17 nAl =
9
17 ì
4,5
27 22,4 = 1.9764 lít nN2O = 3
17 nAl =
3
17 ì
4,5
27 22,4 = 0,6588 lít
0,25đ
Theo PƯ (3) : Tổng số mol HNO3 = 66
17 ì
4,5
Gọi V là số ml dung dịch HNO3 đã pha ta có : V 1,4 67
100 63 = 0,647 => V = 43,45 ml 0,25đ
Đặt CT của axit no đơn chức : CnH2n + 1COOH
CnH2n + 1COOH + NaOH CnH2n + 1COONa + H2O (1)
CmH2m - 1 COOH + NaOH
+ NaOH
CmH2m - 1 COONa + H2O
(3)
(2)
0,5đ
Trang 5CnH2n + 1COOH
CmH2m - 1 COOH
3m + 1
+
(4)
Đặt x, y là số mol axit no đơn chức và 2 axit không no đơn chức
nHCl = 0,1 1 = 0,1 mol ; Theo (3) nNaCl = nNaOH = nHCl = 0,1 mol
nNaOH tham gia PƯ (1) , (2) : 0,15 2 - 0,1 = 0,2 mol 0,25đ
Theo PƯ (1) , (2) nNaOH = x + y = 0,2 mol
(14n + 68)x + (14m + 66)y + mNaCl = 22,89
nx + my = 3,84 - 2x
0,5đ
Khối lợng bình chứâ NaOH tăng lên chính là khối lợng của CO2 và H2O
Theo PƯ (4) , (5) :
nCO2 = (n + 1)x + (m + 1)y và nH2O = (n + 1) + my
44[(n + 1)x + (m + 1)y] + 18[(n + 1) + my] = 26,72
0,25đ
Biến đổi PT trên ta có : nx + my = 8,96 - 9x (II)
31
3,84 - 2x 14
31
0,25đ
31(3,84 - 2x) = 14(8,96 - 9x) => x = 6,4
64 =0,1 mol Vì x + y = 0,2 mol nên y = 0,2 - 0,1 = 0,1 mol
0,25đ
= 0,26 =>
3,84 - 2x 14
31 3,84 - 2 0,1
14
0,25đ
Vì trong hỗn hợp có 2 axit không no kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng nên :
- Một axit có gốc H - C chứa 2 nguyên tử Cacbon
- Một axit có gốc H - C chứa 3 nguyên tử Cacbon
0,25đ
Vậy CTCT của các axit trong hỗn hợp là :
H - COOH : Axit fomic ; CH2 = CH - COOH axit acrylic (axit Propenoic) 0,25đ
CH2 = CH - CH2 - COOH Axit But - 3 - enoic
Hoặc CH3 - CH = CH - COOH Axit But - 2 - enoic
CH2 = C - COOH
CH3
0,5đ
Tính khối lợng mỗi axit :
nHCOOH = 0,1 mol và n 2 axit không no = 0,1 mol
Nếu đặt số mol của mỗi axit không no là a và b ta có : a + b = 0,1 mol
Mặt khác ta lại có : 2 a+3 b
a+b =m = 2,6 => a : b = 2 : 3 => a =
2 b
3
0,5đ
Thay a vào PT : a + b = 0,1 => 2 b
3 + b = 0,1 mol Giải PT trên ta đợc b = 0,06 mol và a = 0,04 mol
0,25đ
mHCOOH = 46 0,1 = 4,6 gam
mC2H3COOH = 72 0,04 = 2,88 gam
mC3H5 COOH = 86 0,06 = 5,16 gam 0,25đ
Trang 6ở hai bài toán học sinh có thể giải theo cách khác Nếu đúng và phù hợp thì dựa vào thang điểm để chấm