Chỉ được dùng thêm phenolphtalein (các điều kiện và dụng cụ thí nghiệm có đủ), hãy trình bày phương pháp hóa học nhận biết 5 hóa chất trên và viết các phương trình phản ứng xảy ra (nếu[r]
Trang 1TRƯỜNG THPT NAM ĐÀN
ĐỀ CHÍNH THỨC
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHỐI 11
NĂM HỌC 2018 – 2019 MÔN THI : HÓA HỌC – LỚP 11
Thời gian làm bài: 180 phút (10 câu tự luận )
Câu 1(2 điểm):
1 Có 5 lọ hóa chất khác nhau, mỗi lọ chứa một dung dịch của một trong các hóa chất sau: NaOH, HCl,
H2SO4, BaCl2, Na2SO4 Chỉ được dùng thêm phenolphtalein (các điều kiện và dụng cụ thí nghiệm có đủ), hãy trình bày phương pháp hóa học nhận biết 5 hóa chất trên và viết các phương trình phản ứng xảy ra (nếu có)?
2 Cho 1 mol Ca3(PO4)2 tác dụng với 2,75 mol HCl khi phương trình phản ứng cân bằng có tổng các hệ
số nguyên tối giản bằng k.Tính k?
Câu 2(2 điểm):
1 Đun nóng hỗn hợp gồm 2 mol SO2 và 1 mol O2 trong bình kín có thể tích 4 lít ở nhiệt độ t0 C có xúc
tác V2O5, sau một thời gian hệ đạt đến trạng thái cân bằng Biết áp suất hỗn hợp đầu và áp suất hỗn hợp
sau phản ứng ở nhiệt độ t0C là P và P’ Xác định giới hạn
P
P'
?
2 Hoàn thành các phương trình phản ứng sau
a Ba(H2PO3)2 + NaOH C + D + E
b Al + NO3- + OH- + H2O F + G
c FeCl3 + K2CO3 + H2O H + I + K
d CuO + NH4Cl t C0 M + N + L + H2O
Câu 3(2 điểm):
1 Lượng 0,18 gam một đơn chất R tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được khí A Thu toàn bộ khí A vào dung dịch nước vôi trong dư thì thu được 5,1 gam kết tủa
Xác định đơn chất R ?
2 Một dung dịch X chứa 0,1 mol Na+; 0,2 mol Ba2+; x mol HCO3 và y mol Cl Cô cạn dung dịch X rồi lấy chất rắn đem nung đến khối lượng không đổi thu được 43,6 gam chất rắn Tính Giá trị của x và y ?
Câu 4(2 điểm): Hợp chất M tạo bởi anion Y
và cation X+, cả hai ion đều do 5 nguyên tử của hai nguyên
tố tạo nên A là một nguyên tố trong X+ có hóa trị âm là –a ; B là một nguyên tố trong Y3- Trong hợp chất A và B đều có hóa trị dương cao nhất là a+2 Khối lượng phân tử của M bằng 149 Trong đó :
X
Y 3
M
M
> 5 Hãy xác lập công thức phân tử của M ?
Câu 5(2 điểm): Cho m gam hỗn hợp H gồm FexOy, Fe, Cu tác dụng hết với 200 gam dung dịch chứa HCl 32,85% và HNO3 9,45%, sau phản ứng thu được 5,824 lít khí NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất
và dung dịch X chứa (m + 60,24) gam chất tan Cho a gam Mg vào dung dịch X, khi kết thúc phản ứng thấy thoát ra khí Y gồm 2 khí, trong đó có khí hóa nâu trong không khí; tỉ khối của Y đối với He bằng 4,7
và (m - 6,04) gam chất rắn T Giá trị của a là
Trang 2Câu 6(2 điểm):
1 Hỗn hợp X gồm but-1-en và butan có tỉ lệ số mol tương ứng là 1 : 3 Dẫn X qua ống đựng xúc tác thích
hợp, nung nóng thu được hỗn hợp Y gồm các chất mạch hở CH4, C2H6 C2H4, C3H6, C4H6, C4H8, C4H10,
H2 Tỷ khối của Y so với X là 0,5 Nếu dẫn 1 mol Y qua dung dịch brom dư thì khối lượng brom phản ứng là m gam Tính giá trị của m?
2 Xăng là nguyên liệu hoá thạch được hình thành từ những vật chất hữu cơ tự nhiên như: xác động, thực
vật do tác dụng của vi khuẩn yếm khí trong lòng đất qua hàng triệu năm Dù là nguồn khoáng sản dồi dào nhưng trữ lượng xăng (dầu) trên thế giới là có hạn Xuất hiện đầu tiên ở Hoa Kì, xăng sinh học (xăng pha etanol) được coi là giải pháp thay thế cho xăng truyền thống Xăng pha etanol là xăng được pha 1 lượng
etanol theo tỉ lệ đã nghiên cứu như: xăng E5 (pha 5% etanol), E10(10% etanol),….E85 (85% etanol)
a Hãy cho biết tại sao xăng pha etanol được gọi là xăng sinh học? Viết các phương trình hóa học để
chứng minh
b Trường hợp nào tiêu tốn nhiều oxi hơn khi đốt cháy: 1 kg xăng hay 1 kg etanol? Biết khi đốt cháy 1 kg
xăng thì cần 14,6 kg không khí (không khí chứa 20% O2 và 80%N2 về thể tích)
c Từ kết quả câu b, em đánh giá gì về việc pha thêm etanol vào xăng để thay thế xăng truyền thống?
Câu 7(2 điểm): Nung nóng hỗn hợp chất rắn A gồm a mol Mg và 0,25 mol Cu(NO3)2, sau một thời gian
thu được chất rắn X và 0,45 mol hỗn hợp khí NO2 và O2 X tan hoàn toàn trong dung dịch chứa vừa đủ 1,3 mol HCl, thu được dung dịch Y chứa m gam hỗn hợp muối clorua và thoát ra 0,05 mol hỗn hợp khí Z gồm N2 và H2, tỉ khối của Z so với H2 là 11,4 Tính giá trị m ?
Câu 8(2 điểm):
1 Tại 4000C, P = 10atm phản ứng N2(k) + 3H2(k) 2NH3 (k) có Kp = 1,64 10 4
Tìm % thể tích NH3 ở trạng thái cân bằng, giả thiết lúc đầu N2(k) và H2(k) có tỉ lệ số mol theo đúng hệ số của phương trình ?
2 Viết tất cả các đồng phân cis- và trans- của các chất có công thức phân tử là C3H4BrCl ?
Câu 9(2 điểm): Hòa tan 10,92 gam hỗn hợp X chứa Al, Al2O3 và Al(NO3)3 vào dung dịch chứa NaHSO4
và 0,09 mol HNO3, khuấy đều cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y chứa các chất
tan có khối lượng 127,88 gam và 0,08 mol hỗn hợp khí Z gồm 3 khí không màu, không hóa nâu ngoài
không khí Tỉ khối hơi của Z so với He bằng 5 Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch Y, phản ứng được biểu diễn theo đồ thị sau:
Tính phần trăm khối lượng của khí có khối lượng phân tử lớn nhất trong hỗn hợp Z ?
Câu 10 (2 điểm):
1 Trong phòng thí nghiệm bộ dụng cụ vẽ dưới đây có thể dùng để điều chế những chất khí nào trong số
Trang 3các khí sau: Cl2, NO, NH3, SO2, CO2, H2, C2H4, giải thích Mỗi khí điều chế được hãy chọn một cặp chất
A và B thích hợp và viết phản ứng điều chế chất khí đó?
2 Cho các dung dịch riêng biệt mất nhãn sau : Na2SO4, AlCl3, FeSO4, NaHSO4,FeCl3 Chỉ dùng dung dịch K2S hãy nhận biết các dung dịch trên ngay ở lần thử đầu tiên Viết các phương trình hoá học minh hoạ ?
ĐÁP ÁN Câu 1(2 điểm):
1 Có 5 lọ hóa chất khác nhau, mỗi lọ chứa một dung dịch của một trong các hóa chất sau: NaOH, HCl,
H2SO4, BaCl2, Na2SO4 Chỉ được dùng thêm phenolphtalein (các điều kiện và dụng cụ thí nghiệm có đủ), hãy trình bày phương pháp hóa học nhận biết 5 hóa chất trên và viết các phương trình phản ứng xảy ra (nếu có)?
2 Cho 1 mol Ca3(PO4)2 tác dụng với 2,75 mol HCl khi phương trình phản ứng cân bằng có tổng các hệ
số nguyên tối giản bằng k.Tính k?
ĐA:
1 Lấy một lượng vừa đủ mỗi mẫu hóa chất cho vào các ống nghiệm riêng biệt rồi đánh số thứ tự
Nhỏ từ từ dung dịch phenolphtalein vào các ống nghiệm chứa các hóa chất nói trên,
+ Nếu ống nghiệm nào hóa chất làm phenolphtalein từ không màu chuyển màu hồng là NaOH
+ Ống nghiệm còn lại không có hiện tượng gì là HCl, H2SO4, BaCl2 và Na2SO4
Nhỏ từ từ và lần lượt vài giọt dung dịch có màu hồng ở trên vào 4 ống nghiệm còn lại
+ Ống nghiệm nào làm mất màu hồng là các dung dịch axit HCl và H2SO4.(Nhóm I)
+ Ống nghiệm nào không làm mất màu hồng là dung dịch muối BaCl2 và Na2SO4
(Nhóm II)
PTHH: NaOH + HCl NaCl + H2O
2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O
Nhỏ một vài giọt dung dịch của một dung dịch ở nhóm I vào hai ống nghiệm chứa dung dịch nhóm II
+ Nếu không có hiện tượng gì thì hóa chất đó là HCl Chất còn lại của nhóm I là H2SO4
Nhỏ dung dịch H2SO4 vào hai ống nghiệm chứa hóa chất nhóm II
- Nếu thấy ống nghiệm nào kết tủa trắng thì ống nghiệm đó chứa dung dịch BaCl2
- Ống nghiệm còn lại không có hiện tượng gì đó là hóa chất Na2SO4
+ Nếu thấy ống nghiệm nào có kết tủa ngay thì dung dịch ở nhóm I là hóa chất H2SO4, ống nghiệm gây kết tủa BaCl2, ống nghiệm còn lại không gây kết tủa chứa hóa chất Na2SO4
Hóa chất còn lại ở nhóm I là HCl
Trang 4PTHH:
H2SO4 + BaCl2 BaSO4 ( kết tủa trắng) + 2HCl
2 54
Câu 2 (2 điểm):
1 Đun nóng hỗn hợp gồm 2 mol SO2 và 1 mol O2 trong bình kín có thể tích 4 lít ở nhiệt độ t0 C có xúc
tác V2O5, sau một thời gian hệ đạt đến trạng thái cân bằng Biết áp suất hỗn hợp đầu và áp suất hỗn hợp
sau phản ứng ở nhiệt độ t0C là P và P’ Xác định giới hạn
P
P'
?
2 Hoàn thành các phương trình phản ứng sau
a Ba(H2PO3)2 + NaOH C + D + E
b Al + NO3- + OH- + H2O F + G
c FeCl3 + K2CO3 + H2O H + I + K
d CuO + NH4Cl t C0 M + N + L + H2O
ĐA:
PS
PT
=
nS
nT
P
P'
= 3
2 /
3 x
vì 2 > x > 0
P
P'
3
2
< 1
2 Hoàn thành các ptpư
a Ba(H2PO3)2 + 2NaOH BaHPO3 + Na2HPO3 + 2H2O
b 8Al + 3NO3- + 5OH- + 2H2O 3NH3 ↑ + 8AlO2-
c 2FeCl3 + 3K2CO3 + 3H2O 2Fe(OH)3 ↓+ 6KCl + 3CO2 ↑
d 4CuO +2 NH4Cl t C0 3Cu + CuCl2 + N2↑+4H2O
Câu 3(2 điểm):
1 Lượng 0,18 gam một đơn chất R tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được khí A Thu toàn bộ khí A vào dung dịch nước vôi trong dư thì thu được 5,1 gam kết tủa
Xác định đơn chất R ?
ĐA:
* Xét R là kim loại hoặc phi kim không phải cacbon hay lưu hùynh:
R Rx + xe- (1)
2SO2(K) + O2(K) ↔ 2SO3(K) ΔH< 0
Ban đầu 2mol 1mol 0 mol
Phản ứng xmol
2
x
Cân bằng (2 - x) mol (1 -
2
x
) mol x mol
Số mol trước phản ứng: nT = 2+1 = 3mol
Số mol sau phản ứng: nS = 2 - x + 1 -
2
x
+ x = (3
-2
x
) mol
Trang 5S + 2e- S (2)
0,085 0,0425
SO2 + Ca(OH)2CaSO3 + H2O (3)
0,0425
Bảo toàn số electron: x = 0,085 R = 2,112x Loại
* Xét R là S: Sự oxi hóa: S + 2H2SO4 3SO2 + 2H2O (4)
0,005625 0,016875
Khối lượng kết tủa: 0,016875.120 = 2,025 g < 5,1 g Loại
* Xét R là cacbon:
C + 2H2SO4 CO2 + 2SO2 + 2H2O (5)
0,015 0,015 0,030
SO2 + Ca(OH)2CaSO3 + H2O (6)
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (7)
Khối lượng kết tủa: 0,015.100 + 0,03.120 = 5,1 gam
Phù hợp với đề ra.Vậy R là cacbon
2 Một dung dịch X chứa 0,1 mol Na+; 0,2 mol Ba2+; x mol HCO3 và y mol Cl Cô cạn dung dịch X rồi lấy chất rắn đem nung đến khối lượng không đổi thu được 43,6 gam chất rắn Tính Giá trị của x và y ?
HCO3 Ba
n 2n thì khi cô cạn dung dịch X và nung đến khối lượng không đổi sẽ thu được hỗn hợp gồm BaO, NaCl hoặc BaO, NaCl và BaCl2 Như vậy, ion HCO3 đã được thay bằng ion O2 Theo giả thiết
và bảo toàn điện tích, ta có :
2 HCO3 Cl Na Ba
y 0,1 0,2 x
2 HCO3 O
0,5x x
HCO3 Ba
HCO3 Ba
rắn sẽ gồm Na2CO3, BaO và NaCl Theo giả thiết và bảo toàn điện tích, ta có :
R
18
,
0
R
18 ,
0
6
0425 , 0 120
1 ,
R
18 , 0
Trang 6
2 HCO3 Cl Na Ba
x
Câu 4(2 điểm): Hợp chất M tạo bởi anion Y
và cation X+, cả hai ion đều do 5 nguyên tử của hai nguyên
tố tạo nên A là một nguyên tố trong X+ có hóa trị âm là –a ; B là một nguyên tố trong Y3- Trong hợp
chất A và B đều có hóa trị dương cao nhất là a+2 Khối lượng phân tử của M bằng 149 Trong đó :
X
Y 3
M
M
> 5 Hãy xác lập công thức phân tử của M ?
ĐA:
+ A vừa có hóa trị hóa trị âm, vùa có hóa rị dương A là phi kim
+ A, B có hóa trị dương cao nhất là (a+2) vậy hai nguyên tố cùng nhóm (a + 2)
+ Tổng hóa trị âm và dương về trị tuyệt đối bao giờ cũng bằng 8
+ M có công thức X3Y vì tạo bởi và (phân tử trung hòa vể điện)
a + a + 2 = 8 a = 3
A, B thuộc nhóm V
X
Y M M
M Y3 5M X
8
149 8
x
M M
M
Theo đầu bài : do 5 nguyên tử tạo nên
5
6 ,
MA < 18,6 – 4 = 14,6 Chỉ có Nitơ có KLNT bằng 14, nhóm V có hóa trị -3
3
Y
KLNT trung bình =
5
95
Vậy công thức của M là (NH4)3PO4
X
X
Trang 7Câu 5(2 điểm): Cho m gam hỗn hợp H gồm FexOy, Fe, Cu tác dụng hết với 200 gam dung dịch chứa HCl 32,85% và HNO3 9,45%, sau phản ứng thu được 5,824 lít khí NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch X chứa (m + 60,24) gam chất tan Cho a gam Mg vào dung dịch X, khi kết thúc phản ứng thấy thoát ra khí Y gồm 2 khí, trong đó có khí hóa nâu trong không khí; tỉ khối của Y đối với He bằng 4,7 và (m - 6,04) gam chất rắn T Giá trị của a là
A 21,48 B 21,84 C 21,60 D 21,96
Hướng dẫn giải:
(m 60,24) g 3
2 2
a gam 3
2
2
T : Cu, Fe, Mg (m 6, 04) g Fe
Mg Cu
NH y H
Fe
NO 3x
H O
NO 0, 26
2
BTKL
H O
1,8.36,5 0,3.63 60, 24 0, 26.30
18
3 2 BTNT
3
Fe Cu
NO 0, 04
=> m(Cu + Fe) = (m – 6,4) gam < mT Vậy trong T có thêm Mg dư = 0,36
g
BTNT ( N,H,O)
2
BTDT
Mg
1,8 0, 01
2
Câu 6(2 điểm):
1 Hỗn hợp X gồm but-1-en và butan có tỉ lệ số mol tương ứng là 1 : 3 Dẫn X qua ống đựng xúc tác
thích hợp, nung nóng thu được hỗn hợp Y gồm các chất mạch hở CH4, C2H6 C2H4, C3H6, C4H6, C4H8,
C4H10, H2 Tỷ khối của Y so với X là 0,5 Nếu dẫn 1 mol Y qua dung dịch brom dư thì khối lượng brom phản ứng là m gam Tính giá trị của m?
2 Xăng là nguyên liệu hoá thạch được hình thành từ những vật chất hữu cơ tự nhiên như: xác động,
thực vật do tác dụng của vi khuẩn yếm khí trong lòng đất qua hàng triệu năm Dù là nguồn khoáng sản
dồi dào nhưng trữ lượng xăng (dầu) trên thế giới là có hạn Xuất hiện đầu tiên ở Hoa Kì, xăng sinh học
Trang 8(xăng pha etanol) được coi là giải pháp thay thế cho xăng truyền thống Xăng pha etanol là xăng được
pha 1 lượng etanol theo tỉ lệ đã nghiên cứu như: xăng E5 (pha 5% etanol), E10(10% etanol),….E85 (85% etanol)
a Hãy cho biết tại sao xăng pha etanol được gọi là xăng sinh học? Viết các phương trình hĩa học để
chứng minh
b Trường hợp nào tiêu tốn nhiều oxi hơn khi đốt cháy: 1 kg xăng hay 1 kg etanol? Biết khi đốt cháy 1 kg
xăng thì cần 14,6 kg khơng khí (khơng khí chứa 20% O2 và 80%N2 về thể tích)
c Từ kết quả câu b, em đánh giá gì về việc pha thêm etanol vào xăng để thay thế xăng truyền thống?
ĐA:
o
o
4 10
4 8
t , xt
t , xt
X
Y X
X Y
Phương trình phản ứng:
Trong 8 mol Y c
2
Br pư với0,1 mol Y
Br pư với0,1 mol Y
ó1 4 5 mol liên kết Trong 1 mol Y có0,625 mol liên kết m 100 gam
2
Nội dung
a Xăng pha etanol được gọi là xăng sinh học vì lượng etanol trong xăng cĩ nguồn
gốc từ thực vật( nhờ phản ứng lên men để sản xuất số lượng lớn).Loại thực vật
thường được trồng để sản xuất etanol là: ngơ, lúa mì, đậu tương, củ cải đường,…
Ptpư: (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6
C6H12O6
→ 2C2H5OH + 2CO2
b.C2H5OH + 3O2
→ 2CO2 + 3H2O
mO2 = gam→ nO2 = mol → nKK =
→ mKK = * = 9,4.103gam = 9,4kg
→ mO2(khi đốt etanol) < mO2 (khi đốt xăng).Như vậy khi đơt cháy 1kg xăng thì tiêu
tốn nhiều oxi hơn khi đơt cháy 1kg etanol
c.Đốt cháy etanol tiêu tốn ít oxi hơn đồng nghĩa với lượng khí thải thải ra ít hơn, hạn
chế việc ơ nhiễm mơi trường Hơn nữa, nguồn etanol dễ dàng sản xuất quy mơ lớn
khơng bị hạn chế về trữ lượng như xăng dầu truyền thống.Do vậy, dùng xăng sinh
học là một giải pháp cần được nhân rộng trong đời sống và sản xuất
Câu 7(2 điểm): Nung nĩng hỗn hợp chất rắn A gồm a mol Mg và 0,25 mol Cu(NO3)2, sau một thời gian
thu được chất rắn X và 0,45 mol hỗn hợp khí NO2 và O2 X tan hồn tồn trong dung dịch chứa vừa đủ
Trang 91,3 mol HCl, thu được dung dịch Y chứa m gam hỗn hợp muối clorua và thoát ra 0,05 mol hỗn hợp khí Z gồm N2 và H2, tỉ khối của Z so với H2 là 11,4 Tính giá trị m ?
Hướng dẫn giải:
o
2 2
2 4
1,3 mol HCl t
2
2 2
1
H O
X
C
[ , ] 2a + b = 0,8
O
H O
[ ]
4
H NH
1,3 0, 6.2 0, 01.2
4
[ ]
2
,
Mg
1,3 0, 25.2 0, 02
2
[ ]
Câu 8(2 điểm):
1 Tại 4000C, P = 10atm phản ứng N2(k) + 3H2(k) 2NH3 (k) có Kp = 1,64 10 4
Tìm % thể tích NH3 ở trạng thái cân bằng, giả thiết lúc đầu N2(k) và H2(k) có tỉ lệ số mol theo
đúng hệ số của phương trình ?
2 Viết tất cả các đồng phân cis- và trans- của các chất có công thức phân tử là C3H4BrCl
ĐS:
1 N2(k) + 3H2(k) 2NH3 (k)
N N
H H
3
2
N + P
2
H = 10
P
3
2
N = 10 (1)
2 NH
3
N H
2 NH3
3
N2 N2
(P )(3P ) = 1,64 104 3
2
NH 2 N
P
6,65102
Thay vào (1) được: 6,65 102(P
2
N )2 + 4P
2
N 10 = 0 P
2
N = 2,404 và P
2
N = 62,55 < 0 Vậy, P
2
N = 2,404 P
3
NH = 10 4P
2
N = 0,384 atm chiếm 3,84%
2 Có 12 CTCT thỏa mãn công thức C3H4BrCl,
Trang 10CH3 Cl CH3 Br
C = C C = C
H Br H Cl
CH3 H CH3 Br
C = C C = C
Cl Br Cl H
CH3 Cl CH3 H
C = C C = C
Br H Br Cl
CH2Br H CH3Br Cl
C = C C = C
H Cl H H
CH2Cl H CH3Cl Br
C = C C = C
H Br H H
Br Br Cl
Cl
Câu 9(2 điểm): Hòa tan 10,92 gam hỗn hợp X chứa Al, Al2O3 và Al(NO3)3 vào dung dịch chứa NaHSO4
và 0,09 mol HNO3, khuấy đều cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y chứa các chất
tan có khối lượng 127,88 gam và 0,08 mol hỗn hợp khí Z gồm 3 khí không màu, không hóa nâu ngoài
không khí Tỉ khối hơi của Z so với He bằng 5 Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch Y, phản ứng được biểu diễn theo đồ thị sau:
Tính phần trăm khối lượng của khí có khối lượng phân tử lớn nhất trong hỗn hợp Z ?
A 41,25% B 68,75% C 55,00% D 82,50%
Hướng dẫn giải: