Nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 32g hỗn hợp các oxit kim loại.. Hai chÊt A, B cßn cã ph¶n øng víi Na; F và G tham gia phản ứng tráng gương.[r]
Trang 1Sở Gd & đt tháI nguyên
Trường thpt bắc sơn
Đề thi học sinh giỏi cấp trường
Năm học 2010-2011 Môn: Hóa học 12
Thời gian làm bài 180 phút (Không kể thời gian giao đề)
Câu 1(1,5điểm):
Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau( ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có):
A ( 1 ) B ( 2 ) C2H5OH ( 4 ) C (3) (7) (5) (8)
(6)
D (9) E
Câu 2(1,5điểm): Có 6 dung dịch riêng biệt đựng trong các bình mất nhãn:
BaCl2, KHCO3, KNO3, Na2SO4, MgSO4, ZnCl2 Dùng một thuốc thử duy
nhất để nhận biết các dung dịch trên
Câu 3(1,5điểm): Cho m(g) bột sắt vào dung dịch A gồm AgNO3 và
Cu(NO3)2 sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu NO chất rắn B và dung
36,8g kết tủa của 2 hiđroxit kim loại Nung kết tủa trong không khí đến khối
m?
Câu 4(1,5điểm): Cho các chất A, B, D, E, F, G là đồng phân cấu tạo của
nhau, trong phân tử đều có %C=54,54%; %H=9,1%; %O=36,35% và đều
phản ứng với NaOH theo tỉ lệ 1:1 Hai chất A, B còn có phản ứng với Na; F
và G tham gia phản ứng tráng
dụng với NaOH, E cho
thức cấu tạo của chúng Viết các
Câu 5(2điểm): Đốt cháy hoàn toàn 0,12mol chất hữu cơ A mạch hở cần
dùng 50,4 lít không khí(đktc) Sau phản ứng cho toàn bộ sản phẩm cháy gồm
CO2, H2O, N2 hấp thụ hoàn toàn vào bình đựng dung dịch Ba(OH)26N thấy
khối
có thể tích 41,664lít(đktc) Biết rằng A vừa tác dụng với dung dịch HCl vừa
tác dụng với dung dịch NaOH Xác định công thức cấu tạo của A(Không khí
gồm có 20%O2 và 80%N2 theo thể tích, coi 2 không bị
Câu 6(2điểm): Cho 2,76g chất hữu cơ A chứa C, H, O tác dụng với dung
dịch NaOH vừa đủ, sau đó
chất rắn khan còn lại chứa hai muối của Na chiếm khối
nóng hai muối này trong oxi 6N> sau khi phản ứng hoàn toàn, ta thu NO
3,18g Na2CO3, 2,464 lít khí CO2(đktc) và 0,9g H2O Biết công thức đơn giản
cũng là công thức phân tử Xác định công thức cấu tạo thu gọn của A
Biết C(M=12); H(M=1); O(M=16); N(M=14); Na(M=23); Ba(M=137);
Ag(M=108); Cu(M=64); Fe(M=56)
Trang 2Sở Gd & đt tháI nguyên
Trường thpt bắc sơn
Đề thi học sinh giỏi giải toán bằng máy tính cầm tay
Năm học 2010-2011 Môn: Hóa học 12
Thời gian làm bài 150 phút (Không kể thời gian giao đề)
Câu 1(2,5điểm):
cho A qua ống đựng 10,4g CuO nung nóng thu NO 2 chất hữu cơ và 8,48g chất rắn Mặt khác, cho hỗn hợp hai chất hữu cơ trên tác dụng với dung dịch AgNO3 6N trong NH3 tạo ra hỗn hợp hai muối và 38,88gAg Cho hỗn hợp hai muối đó tác dụng với NaOH thu NO khí E
a, Tính khối
b, Tính thể tích khí E ở 250C và 1atm
Câu 2(2điểm):
Một hợp chất ion cấu tạo từ ion M2+ và ion X- Trong phân tử MX2 có tổng số hạt(p, n, e) là 186 hạt, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 54 hạt Số khối của ion M2+ lớn hơn số khối của ion X- là 21 Tổng số hạt trong ion M2+ nhiều hơn trong ion X- là 27
a, Viết cấu hình electron và sự phân bố electron trên các obitan của nguyên
tử M và X Suy ra cấu hình electron của ion M2+ và ion X-
b, Xác định vị trí của M và X trong bảng tuần hoàn
Câu 3(2,5điểm):
Cho 18,5g hỗn hợp Z gồm Fe và Fe3O4 tác dụng với 200ml dung dịch HNO3 loãng đun nóng, khuấy đều Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu NO 2,24lit NO(đktc) duy nhất, dung dịch Z1 và còn lại 1,46g kim loại
a, Viết các
b, Tính nồng độ mol dung dịch HNO3
Câu 4(3điểm):
Dùng 16,8lít không khí ở điều kiện tiêu chuẩn(oxi chiếm 20% và nitơ chiếm 80% về thể tích) để đốt cháy hoàn toàn 3,21g hỗn hợp A gồm 2 amino axit
kế tiếp có công thức tổng quát CnH2n+1O2N Hỗn hợp thu NO sau phản ứng
đem làm khô NO hỗn hợp khí B Cho B qua dung dịch Ca(OH)2 6N thu NO 9,5g kết tủa
a, Tìm công thức cấu tạo và khối
b, Nếu cho khí B vào bình dung tích 16,8lít, nhiệt độ 136,50C thì áp suất trong bình là bao nhiêu? Cho biết amino axit khi đốt cháy tạo khí nitơ
Biết C(M=12); H(M=1); O(M=16); N(M=14); Ag(M=108); Cu(M=64);
Fe(M=56)
Trang 3Sở Gd & đt tháI nguyên
Trường thpt bắc sơn
Đáp án Đề thi học sinh giỏi cấp trường
Năm học 2010-2011 Môn: Hóa học 12
Thời gian làm bài 180 phút (Không kể thời gian giao đề)
1 (1): C2H6 + Cl2 as C2H5Cl+ HCl
(2): C2H5Cl+ NaOH t0 C2H5OH + NaCl
(3): C2H5OH + HCl C2H5Cl + H2O
(4): C2H5OH + CuO t0 CH3CHO + Cu + H2O
(5): CH3CHO + H2 0 C2H5OH
,t
Ni
(6): C2H5OH + O2 xt CH3COOH + H2O
H2 SO 4(đặc) , t 0
(7); (9): C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5+ H2O
(8): CH3CHO + 1/2O2 xt CH3COOH
1,5
2 - Cho dung dịch NaOH từ từ vào dung dịch các mẫu thử:
+ Mẫu chỉ tạo ra kết tủa trắng là MgSO4
MgSO4 + 2NaOH Mg(OH)2(trắng) + Na2SO4
+ Mẫu tạo ra kết tủa trắng, sau đó lại tan là ZnCl2
ZnCl2 + 2NaOH Zn(OH)2+ 2NaCl
Zn(OH)2+ 2NaOH Na2ZnO2 + 2H2O
+ Các mẫu còn lại không có hiện 2, KHCO3,
KNO3, Na2SO4)
- Cho dung dịch MgSO4 vào các mẫu còn lại:
+ Mẫu tạo ra kết tủa trắng là BaCl2
BaCl2 + MgSO4 BaSO4(trắng) + MgCl2
+ Mẫu khi đun nóng tạo ra kết tủa trắng và có khí bay ra là
KHCO3
2KHCO3+ MgSO4MgCO3(trắng) + CO2 +H2O+
K2SO4
+ Các mẫu còn lại không có hiện 3, Na2SO4)
- Cho dung dịch BaCl2 vào 2 mẫu còn lại:
+ Mẫu tạo ra kết tủa trắng là Na2SO4
Na2SO4 + BaCl2 BaSO4(trắng) + 2NaCl
+ Mẫu không có hiện 3
1,5
3
2oxit khác nhau Vậy 2oxit : CuO và Fe2O3
t0 ,O2
2hiđroxit: Fe(OH)2; Cu(OH)2
- Dung dịch C: Fe(NO3)2; Cu(NO3)26N AgNO3hết;
Cu(NO3)2 có thể đã phản ứng một phần
- Gọi số mol AgNO3: x; Cu(NO3)2:y(đã phản ứng với Fe);
z: n(Cu(NO3)2) còn 6N sau phản ứng với Fe
1,5
Trang 4Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2+ 2Ag
x/2 x x/2 x
Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2+ Cu
y y y y
- Dung dịch C: (x/2+y)mol Fe(NO3)2; z mol Cu(NO3)26NE
Fe(NO3)2+ 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaNO3
x/2+y x/2+y
Cu(NO3)2+ 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaNO3
z z
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
x/2+y x/2+y
2Fe(OH)3 t0 Fe2O3 + 2H2O
x/2+y x/4+y/2
Cu(OH)2 t0 CuO + H2O
z z
Ta có: 90(x/2 + y) + 98z = 36,8
160(x/4 + y/2) + 80z = 32
x/2 + y + z =0,4
x = 0,1mol; x/2 + y =0,3mol m = 56(x/2 + y) = 16,8g
4 - CTPT của các chất A, B, D, E, F, G là: CxHyOz
+ x:y:z= (mC/12):(mH/1):(mO/16)=
(54,54/12):9,1:(36,35/16)=2:4:1
CTPT của các chất A, B, D, E, F, G là: (C2H4O)n
Các chất + NaOH 1 : 1 chúng thuộc loại axit hoặc este đơn
chức
Vậy CTPT của các chất A, B, D, E, F, G là: C4H8O2
- 2 chất A và B + Na CTCT của A và B là axit:
CH3-CH2-CH2-COOH; (CH3)2CHCOOH
- F và G tham gia phản ứng tráng
fomic:
HCOOCH2-CH2-CH3; HCOOCH(CH3)2
- E và D + NaOH (nE=nD) muối của E ít hơn của D
CTCT của E:CH3COOC2H5; CTCT của D: C2H5COOCH3
- Các
CH3-CH2-CH2-COOH+NaOHCH3-CH2-CH2-COONa
+H2O
(CH3)2CHCOOH + NaOH (CH3)2CHCOONa + H2O
CH3-CH2-CH2-COOH + NaCH3-CH2-CH2
-COONa+1/2H2
(CH3)2CHCOOH + Na (CH3)2CHCOONa + 1/2H2
HCOOCH2-CH2-CH3+NaOHHCOONa
+CH3-CH2-CH2-OH
HCOOCH(CH3)2 + NaOH HCOONa + (CH3)2CH-OH
1,5
Trang 5CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH
C2H5COOCH3 + NaOH C2H5COONa + CH3OH
HCOOCH2CH2CH3+2AgNO3+4NH3+2H2O(NH4)2CO3
+2Ag+ C3H7OH
HCOOCH(CH3)2+2AgNO3+4NH3+2H2O(NH4)2CO3+2Ag
+ (CH3)2CHOH
5 n(không khí)=50,4/22,4=2,25mol; n(O2)=0,45mol;
n(N2)=1,8mol
Cho sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)26N+
n(BaCO3)=70,92/197=0,36mol;
CO2 + Ba(OH)2 BaCO3(trắng) + H2O
0,36mol 0,36mol
m(CO2)= 0,36.44=15,84g; m(bình tăng)= m(CO2) +m(H2O)
=23,4
m(H2O)=7,56g; n(H2O)=7,56/18=0,42mol;
n(N2)=41,664/22,4=1,86mol > n(N2)(không khí) A chứa
Nitơ
n(N2) trong A=0,06mol; CTPT của A: CxHyOzNt
CxHyOzNt + (x+y/4-z/2)O2 xCO2 + y/2H2O+ t/2N2
0,12 (x+y/4-z/2).0,12 0,12x 0,06y 0,06t
Ta có: (x+y/4-z/2).0,12 =0,45; 0,12x =0,36; 0,06y =0,42;
0,06t =0,06
Vậy x=3; y=7; z=2; t=1 CTPT của A: C3H7O2N
- Do A tác dụng NO cả dung dịch HCl và dung dịch
NaOH nên CTCT của A là một trong các chất sau:
H2N-CH2-CH2-COOH; H2N-CH2-COOCH3;
H2N-CH(CH3)-COOH; CH3-NH-CH2-COOH;
HCOOH3N-CH=CH2; CH2=CH-COONH4
2
6 + n(NaOH)=2n(Na2CO3)=2.3,18/106=0,06mol;
m(NaOH)=0,06.40=2,4g
+ m(H2O)=mA+m(NaOH)-m(muối)=2,76+2,4-4,44=0,72g
+ mC(A)=mC(CO2)+mC(Na2CO3)
=(2,464.12/22,4)+(3,18.12/106)=1,68g
+ mH(A)=mH(H2O)-mH(NaOH)=(0,72+0,9).2/18-0,06=0,12g
+ mO(A)=mA-mC-mH=0,96g Đặt CTPT của A là: CxHyOz
- Ta có: x:y:z=(1,68/12):0,12:(0,96/16)=7:6:3 Vậy công
thức đơn giản và công thức phân tử của A là C7H6O3
nA(phản ứng với NaOH)=2,76/138=0,02mol;
n(NaOH)=0,06mol; nA: n(NaOH)=1:3 Trong phân tử A chỉ
có 3 nguyên tử oxi
+, A có thể có 3 nhóm(-OH)(loại)
+, A có 1 nhóm OH(phenol) và 1 nhóm este của phenol
Vì sau phản ứng tạo 2 muối nên
( thoả mãn)
- CTCT của A: HCOO-C6H4-OH(có 3 CTCT)
2
Trang 6Sở Gd & đt tháI nguyên
Trường thpt bắc sơn
đáp án Đề thi hsg giải toán bằng máy tính cầm tay
Năm học 2010-2011 Môn: Hóa học 12
Thời gian làm bài 150 phút (Không kể thời gian giao đề)
1 - Tìm A: CTPT của A là CxHyOz; 16z/(12x+y)=50/50
12x+y=16z
+ Thay z=1 12x+y=16 x=1; y=4(CTPT của A: CH4O)
+ Thay z=2 12x+y=32 x=2; y=8(CTPT của A: C2H8O2)
- Vậy A chỉ có thể là: CH4O hay CH3OH
CH3OH + CuO t0 HCHO + Cu + H2O (1)
xmol xmol xmol xmol
CH3OH + 2CuO t0 HCOOH + 2Cu + H2O (2)
ymol 2ymol ymol 2ymol
+ mCuO 6N+mCu=8,48g
10,4-80(x+2y)+64(x+2y)=8,48 x+2y=0,12(I)
- B và C là HCHO và HCOOH
xmol xmol 4xmol 4xmol
HCOOH+2AgNO 3 +4NH 3 +H 2 O(NH 4 ) 2 CO 3 +2Ag+2NH 4 NO 3 (4)
ymol ymol 2ymol 2ymol
- Từ (3); (4) ta có: nAg=4x+2y=38,38/108=0,36(II)
- Từ (I); (II) ta có: x+2y=0,12; 4x+2y=0,36 x=0,08;
y=0,02
+ n(CH3OH)=x+y=0,08+0,02=0,1
m((CH3OH)=0,1.32=3,2g
+ n(NH4)2CO3)= x+y=0,08+0,02=0,1
n(NH4NO3)=4x+2y=4.0,08+2.0,02=0,36
(NH4)2CO3 + 2NaOH 2NH3 + H2O + Na2CO3(5)
0,1mol 0,2mol
NH4NO3 + NaOH NH3 + H2O + NaNO3(6)
0,36mol 0,36mol
- Từ (5); (6) n(NH3)=0,2+0,36=0,56(mol)
V(NH3)(E) =n.R.T/P=0,56.0,082.(273+25)/1=13,68416(lit)
2,5
2 Trong phân tử MX2 có 1 nguyên tử M và 2 nguyên tử X,
phân tử trung hoà về điện
Gọi số hạt proton và số hạt nơtron của nguyên tử:
- M lần NO là: P1 và N1 AM= P1 + N1
- X lần NO là: P2 và N2 AX= P2 + N2
2
Trang 7- Tổng số hạt cơ bản trong MX2 không thay đổi so với tổng
số hạt cơ bản trong 1 nguyên tử M và 2 nguyên tử X, ta có:
(2P1+N1)+ 2(2P2+ N2)=186(1)
- Trong MX2 số hạt mang điện nhiều hơn không mang điện
là 54: 2P1+ 4P2- N1 – 2N2 =54(2)
- Số khối của của ion M2+ lớn hơn số khối của ion X- là 21:
P1 + N1- (P2 + N2)= 21(3)
- Tổng số hạt cơ bản trong ion M2+ nhiều hơn trong ion X- là
27: (2P1+N1-2) - (2P2+ N2+1)=27(4)
- Nhóm (1) và (2): 2P1+ 4P2+N1+ 2N2=186
2P1+ 4P2- (N1+ 2N2)=54
2(2P1+ 4P2)=240 P1+ 2P2=240/4=60
- Thay vào (1) ta có: P1+ 2P2=60; N1+ 2N2=186-2.60=66
P1+ N1+ 2(P2 + N2)=126(5)
P1 + N1- (P2 + N2)= 21(3)
- Lấy (5)-(3) 3(P2 + N2)=105 P2 + N2=105/3=35(6)
P1 + N1= 21+35=56(7)
- Thay các giá trị của (6); (7) vào (1) và (4), ta có:
+, 56+P1+2(35+P2)=186P1+ 2P2= 186-56-70=60(8)
+, P1+56-2-(P2+35+1)=27 P1- P2= 27-56+2+35+1=9(9)
- Giải hệ
3P2=51; P1- P2=9 P2=17(Cl); P1=26(Fe)
- Cấu hình electron và sự phân bố electron trên các obitan
của nguyên tử M và X:
+ M(Z1=26): 1s 22s22p63s23p63d64 s2
(Thuộc chu kì 4, nhóm VIIIB)
+ X(Z2= 17): 1s 22s22p63s23p5
(Thuộc chu kì 3, nhóm VIIA)
- Cấu hình electron của ion M2+ và ion X-:
M2+: 1s22s22p63s23p63d6
X-: 1s22s22p63s23p6
3 - Đặt số mol của Fe3O4 làx; số mol của Fe phản ứng với
HNO3 là y
3Fe3O4 + 28HNO3 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (1)
xmol 28x/3mol 3xmol x/3mol
Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (2)
ymol 4ymol ymol ymol
Fe + 2Fe(NO3)33Fe(NO3)2 (3)
(3x+y)/2 3x+y 3(3x+y)/2
- Vì kim loai Fe còn 6N 1,46g nên Fe(NO3)3 hết và dung
dịch Z1chỉ chứa Fe(NO3)2
+, m(Fe3O4 và Fe)=18,5-1,46=17,04g +, nNO=2,24/22,4=0,1mol;
- Từ (1) và (2) nNO=x/3+y=0,1 x+3y=0,3(I)
- Theo (3): n(Fe(NO ) )= x+3y; n (phản ứng với muối)=
2,5
Trang 8(3x+y)/2; m(Fe3O4 vµ Fe)= 232x+56[y+(3x+y)/2]=17,04
232x+84x+84y=17,04 316x+84y=17,04(II)
- Tõ (I) vµ (II) x=0,03; y=0,09
- Tõ (1); (2) n(HNO3)=28x/3+4y=28.0,03/3+4.0,09
=0,64(mol)
CM(HNO3)=0,64/0,2=3,2(mol/lit)
- Trong dung dÞch Z1:
n(Fe(NO3)2)= 3(3x+y)/2= 3(3.0,03+0,09)/2=0,27(mol)
m(Fe(NO3)2)= 0,27.(56+2.62)=48,6g
4 - TÝnh sè mol cña N2 vµ O2 trong 16,8lit kh«ng khÝ:
n(O2)=16,8.20/22,4.100=0,15(mol);
n(N2)=16,8.80/22,4.100=0,6(mol)
- Gäi n: sè nguyªn tö cacbon trung b×nh trong 2 ph©n tö
amino axit, CTPT chung lµ CnH2n+1O2N ( cã sè mol lµ x)
CnH2n+1O2N+(6n-3)/4O2nCO2+(2n+1+)/2H2O+1/2N2(1)
xmol nxmol
- Hçn hîp khÝ B gåm CO2 vµ N2 Cho B qua dung dÞch
Ca(OH)2 6N+ CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O(2)
n(CO2)=n(CaCO3)=9,5/100=0,095mol
Ta cã hÖ
x=0,04; n=2,375 CTPT cña 2amino axit: C2H5O2N;
C3H7O2N
+ CTCT cña C2H5O2N: H2N-CH2-COOH
+ CTCT cña C3H7O2N: H2N-CH2-CH2-COOH;
H2N-CH(CH3)-COOH
- Gäi sè mol cña C2H5O2N lµ a; sè mol cña C3H7O2N lµ b
- Ta cã: a + b = 0,04; 75a + 89b = 3,21 a=0,025; b=0,015
+ m(C2H5O2N)=0,025.75=1,875g;
m(C3H7O2N)=0,015.89=1.335g
- Hçn hîp B sau ph¶n øng gåm O26N> N2, CO2:
n(O2
n(N2)=0,6+x/2=0,62mol; n(CO2)= 0,095mol
nB=0,0375+0,62+0,095=0,7525mol
- VËy ¸p suÊt trong b×nh:
P= 0,7525.(273+136,5).22,4/(273.16,8)=1,505(atm)
3