Đun nóng hỗn hợp gồm axit axetic và etanol có H2SO4 đặc làm xúc tác ở toC trong bình kín dung tích không đổi đến khi phản ứng đạt đến trạng cân bằng thì hằng số cân bằng KC = 42. a Khi đ[r]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BẮC GIANG
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2011-2012 MÔN THI: HÓA HỌC LỚP 12 THPT
Ngày thi: 01/4/2012
Thời gian làm bài:180 phút (Không kể thời gian giao đề)
Câu 1 (4,0 điểm).
1 Cho A, B, C, D, E là các muối vô cơ có gốc axit khác nhau Xác định các chất A, B, C, D, E và viết phương
trình hoá học để hoàn thành các phản ứng sau:
A + B + H 2 O có kết tủa và có khí thoát ra; C + B + H 2 O có kết tủa trắng keo.
D + B + H 2 O có kết tủa và khí; A + E có kết tủa.
2 Hỗn hợp X gồm hiđrocacbon A và H2 Đun nóng X với xúc tác Ni thu được khí Y duy nhất Tỉ khối hơi của Y so với
H 2 gấp 3 lần tỉ khối hơi của X so với H 2 Đốt cháy hoàn toàn một lượng khác của Y thu được 22 gam CO 2 và 13,5 gam H 2 O
a) Xác định công thức cấu tạo của A.
b) Từ chất A, các chất vô cơ cần thiết và điều kiện có đủ, hãy viết phương trình hóa học của các phản ứng điều
chế axit lactic (axit 2-hiđroxipropanoic).
Câu 2 (4,0 điểm)
1 Cho tế bào đơn vị (ô mạng cơ sở) lập phương tâm diện của tinh thể kim loại X (hình
bên), có cạnh a = 3,62.10 -8 cm và khối lượng riêng của X bằng 8920 kg/m 3
a) Tính thể tích của các nguyên tử trong một tế bào đơn vị và phần trăm thể tích của tế bào
bị chiếm bởi các nguyên tử Giả thiết trong tinh thể các nguyên tử X có hình cầu.
b) Xác định tên nguyên tố X
2 Cho 3,9 gam hỗn hợp M gồm hai kim loại X, Y có hoá trị không đổi lần lượt là II và III vào dung dịch H2 SO 4
loãng (dư), sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch A và 4,48 lít khí H 2 (đktc).
a) Tính khối lượng muối trong A.
b) Cho 3,9 gam hỗn hợp M tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch HNO3 1M, sau phản ứng thu được 0,84 lít khí
B duy nhất (đktc) và dung dịch C Cô cạn cẩn thận dung dịch C được 29,7 gam muối khan Tìm công thức phân tử của B và tính giá trị của V?
Câu 3 (4,0 điểm)
1 Cho 3,64 gam hỗn hợp A gồm oxit, hiđroxit và muối cacbonat trung hòa của một kim loại M có hóa trị II tác
dụng vừa đủ với 117,6 gam dung dịch H 2 SO 4 10% Sau phản ứng thu được 448 ml khí CO 2 (đktc) và dung dịch X chứa một muối duy nhất Dung dịch X có có nồng độ phần trăm và nồng độ mol lần lượt là 10,876% và 0,545M Khối lượng riêng của dung dịch X là 1,093 g/ml.
a) Xác định tên kim loại M.
b) Tính % khối lượng của các chất có trong hỗn hợp A.
2 Chỉ dùng chất chỉ thị phenolphtalein, hãy phân biệt các dung dịch đựng trong các lọ riêng biệt bị mất nhãn:
NaHSO 4 , Na 2 CO 3 , AlCl 3 , Fe(NO 3 ) 3 , NaCl, Ca(NO 3 ) 2 Viết các phương trình hoá học minh họa dưới dạng ion thu gọn.
Câu 4 (4,0 điểm)
Cho 2,76 gam chất hữu cơ A (chỉ chứa C, H, O và có công thức phân tử trùng với với công thức đơn giản nhất) tác dụng với dung dịch NaOH (vừa đủ), sản phẩm thu được đem làm bay hết hơi nước, phần chất rắn khan còn lại là hai muối của natri có khối lượng 4,44 gam Nung nóng hai muối này trong oxi (dư), sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,18 gam Na 2 CO 3 ; 2,464 lít khí CO 2 (đktc) và 0,9 gam H 2 O
a) Tìm công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của A thỏa mãn các tính chất trên
b) Chất B là một đồng phân của A, khi cho B tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH hoặc với lượng dư dung
dịch NaHCO 3 tạo ra sản phẩm khác nhau lần lượt là C 7 H 4 Na 2 O 3 và C 7 H 5 NaO 3 Viết công thức cấu tạo của B và phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.
Câu 5 (4,0 điểm).
1 Thêm dung dịch NH3 tới dư vào dung dịch chứa 0,5 mol AgNO 3 ta được dung dịch M Sục từ từ 3 gam khí X (X là hợp chất hữu cơ) vào dung dịch M tới phản ứng hoàn toàn, được dung dịch N và 43,2 gam kết tủa Q Thêm từ từ dung dịch HI tới dư
vào dung dịch N thu được 23,5 gam kết tủa màu vàng và V lít khí Y (đktc) Tìm công thức của X và tính giá trị của V?
2 Đun nóng hỗn hợp gồm axit axetic và etanol có H2 SO 4 đặc làm xúc tác ở t o C (trong bình kín dung tích không đổi) đến khi phản ứng đạt đến trạng cân bằng thì hằng số cân bằng K C = 4.
a) Khi đun nóng hỗn hợp gồm 1 mol axit axetic, 1 mol etanol và 1 mol metanol, ở điều kiện như trên đến trạng
thái cân bằng thì thu được 0,86 mol H 2 O Tính số mol của mỗi chất trong hỗn hợp ở trạng thái cân bằng.
b) Nếu đun nóng hỗn hợp gồm 1 mol axit axetic và a mol metanol cũng ở điều kiện như trên đến trạng thái cân bằng
thì thu được 0,8 mol metyl axetat Tính giá trị của a?
- Hết -
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm, học sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn
Họ và tên thí sinh: Số báo danh:
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 2Giám thị 1 (Họ tên và ký) Giám thị 2 (Họ tên và ký)
…………
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BẮC GIANG BÀI THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH HƯỚNG DẪN CHẤM
NĂM HỌC 2011-2012 NGÀY THI 01/4/2012 MÔN THI: HÓA HỌC
Bản hướng dẫn chấm có trang
Câu1
(4 điểm)
1 Có thể chọn
Na2CO3 Al2 (SO4)3 NaAlO2 Na2S BaCl2
Phương trình
3Na2CO3 + Al2(SO4)3 + 3H2O 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 + 3CO2
6NaAlO2 + Al2(SO4)3 + 12H2O 3Na2SO4 + 8Al(OH)3
3Na2S + Al2(SO4)3 + 3H2O 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 + 3H2S
Na2CO3 + BaCl2 2NaCl + BaCO3
3BaCl2 + Al2(SO4)3 2AlCl3 + 3BaSO4
Na2S + Cu(NO3)2 2NaNO3 + CuS
2
a)
2
2
CO
H O
22
n = = 0,5(mol)
44 13,5
n = = 0,75(mol)
18 Đốt hiđrocacbon Y cho n H O2 n CO2
=> Y là hiđrocacbon no 2
2
0, 75
1,5 0,5
H O CO
n
=> Y là C2H6
Vậy A có thể là C2H2 (x = y = 2) hoặc C2H4 (x = 2, y = 4)
* Khi A là C2H2
C2H2 + 2H2 C2H6
2
2
26 2.2
3 3 (thoả mãn)
* Khi A là C2H4
C2H4 + H2 C2H6
2
2
28 2
(không thoả mãn) Loại Vậy công thức của A là C2H2.
b) Điều chế axit lactic (axit 2-hiđroxipropanoic) từ A:
C2H2 + H2O 80o 4
HgSO C
CH3CHO
HDC ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 3CH3 CHO HCN CH3 CH OH
| CN
Câu 2
(4 điểm) 1 a) Trong 1 tế bào đơn vị của tinh thể X (mạng lập phương tâm diện) có 4 đơn vị cấu trúc,
do đó thể tích bị chiếm bởi 4 nguyên tử X là: Vnt = 4
4
3πr3 (1)
Mặt khác, trong tế bào lập phương tâm diện, bán kính r của nguyên tử X liên quan với độ
dài a của cạnh tế bào bằng hệ thức: 4r = a 2 hay r =
a 2
4 (2)
Thay (2) vào (1) và áp dụng số, tính được: Vnt = 3,5127.10-23 cm3
Thể tích của tế bào: Vtb = a3 = (3,62.10-8)3 = 4,7438.10-23 cm3
Như vậy, phần trăm thể tích của tế bào bị chiếm bởi các nguyên tử là:
(Vnt:Vtb) × 100% = (3,5127.10-23 : 4,7438.10-23) × 100% = 74,05%
b) Từ: d =
nM
NV M = d.
NV
n = 8,92.6,02.1023
23
4,7438.10 4
= 63,7 (g/mol) Nguyên tố X là đồng (Cu)
2.
a PTHH
X + 2H+
X2+ + H2 (1) 2Y + 6H+ 2Y3+ + 3H2 (2)
Ta có
4,48
22,4 2
2 3,9 0, 2.96 23,1
SO
b Theo (1) và (2):
2 3+
ne cho=2.0,2=0,4 mol
2
Ngoài muối NO3- của hai kim loại còn có muối NH4NO3
4 3
29,7 28,7
0,0125 80
NH NO
Gọi công thức khí B là NxOy:
0,84
0, 0375
22, 4
B
x NO3- + (6x – 2y)H+ + (5x –2y)e NxOy +(3x-2y)H2O 0,0375
NO3- + 10 H+ + 8e NH4+ + 3 H2O 0,0125
Ta có ne nhận= (5x –2y) 0,0375 + 8 0,0125 =(5x –2y) 0,0375 + 0,1 mol
ĐLBT electron: (5x –2y) 0,0375 + 0,1=0,4
5x –2y = 8
x 2
y 1
B lµ : N O
Trang 4
3 6x – 2y 0,0375 1 0 0,0125 0,5 mol
Vậy:
0,5 V= 0,5 lit
1
Câu 3
(4 điểm) 1 a Xác định kim loại MĐặt số mol của MO, M(OH)2, MCO3 tương ứng là x, y, z
Nếu tạo muối trung hòa ta có các phản ứng
MO + H2SO4 MSO4 + H2O (1) M(OH)2 + H2SO4 MSO4 + 2H2O (2)
MCO3 + H2SO4 MSO4 + H2O + CO2 (3)
Nếu tạo muối axít ta có các phản ứng
MO + 2H2SO4 M(HSO4)2 + H2O (4)
M(OH)2 + 2H2SO4 M(HSO4)2 + 2H2O (5)
MCO3 + 2H2SO4 M(HSO4)2 + H2O + CO2 (6)
Ta có : ôi M
d.C%.10 1,093.10,876.10
218
Mu
-TH1: Nếu muối là MSO4 => M +96 = 218 => M=122 (loại)
-TH2: Nếu là muối M(HSO4)2 => M + 97.2 = 218 => M = 24 (Mg)
Vậy xảy ra các phản ứng (4, 5, 6) tạo muối Mg(HSO4)2
b.Theo (4), (5), (6) => Số mol CO2 = 0,448/22,4 = 0,02 mol => z = 0,02 (I)
Số mol H2SO4 =
117,6.10%
0,12
98 mol => 2x + 2y + 2z = 0,12 (II) Mặt khác 40x + 58y + 84z = 3,64 (III)
Giải hệ (I), (II), (III) được: x = 0,02; y = 0,02; z = 0,02
%MgO = 40.0,02/ 3,64 = 21,98%
%Mg(OH)2 = 58.0,02/3,64 = 31,87% %MgCO3 = 84.0,02/3,64 = 46,15%
2.Trích mẫu thử cho mỗi lần thí nghiệm:
- Cho phenolphtalein vào mỗi mẫu thử Mẫu thử có màu hồng là dung dịch Na2CO3, các mẫu thử còn lại không màu
CO32- + H2O HCO3- + OH
Dùng Na2CO3 làm thuốc thử để cho vào các mẫu thử còn lại
Mẫu thử có sủi bọt khí không màu là NaHSO4
CO32- + 2H+ H2O + CO2↑ Mẫu thử tạo kết tủa trắng keo và sủi bọt khí không màu là AlCl3
2Al3+ + 3CO32- + 3H2O 2Al(OH)3↓+ 3CO2↑ Mẫu thử tạo kết tủa đỏ nâu và sủi bọt khí không màu là Fe(NO3)3
2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O 2Fe(OH)3↓+ 3CO2↑ Mẫu thử tạo kết tủa trắng là Ca(NO3)2
Ca2+ + CO32- CaCO3↓ Mẫu thử không tạo hiện tượng là NaCl
Câu 4
(4 điểm)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:
2 3
NaOH
3,18
106
m 0,06.40 2,4g
Số gam H2O (1) là: mH O( ) 2 mA mNaOH mmuối
= 2,76 + 2,4 – 4,44 = 0,72g
Trang 52 2 3
2
O(A)
2, 464 3,18
22, 4 106 0,72 0,9
18
m 2,76 1,68 0,12 0,96g
1,68 0,12 0,96
CTPT là công thức đơn giản CTPT C7H6O3
Số mol A phản ứng
2,76
0,02mol 138
nA : nNaOH = 1 : 3, mà A chỉ có 3 nguyên tử oxi và sau phản ứng ta được 2 muối
OH
ONa ONa
+ 2H2 O
- B là đồng phân của A:
COOH OH
COONa OH
COOH OH
COONa ONa
Câu 5
(2điểm)
5.1
Cho NH3 dư vào dd AgNO3 có phản ứng
AgNO3 + dd NH3dư [Ag(NH3)2]NO3 (dd M) (1)
0,5 0,5 (mol)
Cho X + dd(M) dd (N) + 43,2 gam kết tủa Q
Cho dd HI dư + dd(N) 23,5 gam kết tủa vàng
=> Trong dd(N) còn dư [Ag(NH3)2]NO3 , kết tủa vàng là AgI
Phản ứng: [Ag(NH3)2]NO3 + 2HI AgI + NH4NO3 + NH4I (2) (2) => Số mol [Ag(NH3)2]NO3 dư = Số mol AgI = 23,5/235 = 0,1mol
=> Số mol [Ag(NH3)2]NO3 pư = 0,5 - 0,1 = 0,4 mol
=> Trong Q chứa 0,4.108 = 43,2 gam Ag = mQ Vậy trong Q chỉ chứa Ag
O
OH
CTCT A:
Trang 6Vậy X là anđêhít, X là chất khí nên X chỉ có thể là HCHO hoặc CH3CHO
+ Nếu là CH3CHO 2Ag => nAg = 2nCH CHO3 = 2.344 0,136 < 0,4 Loại
+ Nếu là HCHO: Số mol = 3/30 = 0,1mol
HCHO + 4[Ag(NH3)2]NO3 + H2O (NH4)2CO3 + 4Ag + 4NH4NO3 + 2NH3 (3) 0,1 0,4 0,1 0,4 (mol)
=> n Ag 4n HCHO 4.0,1 0, 4
mol Phù hợp với đề bài.Vậy X là HCHO -Xác định V: Cho HI dư vào dd(N) có pư
[Ag(NH3)2]NO3 + 2HI AgI + NH4NO3 + NH4I (4) (NH4)2CO3 + 2HI 2NH4I + CO2 + H2O (5) Theo (5) => Thể tích CO2 = V = 0,1.22,4 = 2,24 lít1
5.2
Ở toC và bình kín dung tích không đổi là V lít
CH3COOH + C2H5OH
0
,
xt t
4
C
CH COOC H H O K
CH COOH C H OH
a)PTHH
CH3COOH + C2H5OH
0
,
xt t
CH3COOH + CH3OH
0
,
xt t
CH3COOCH3 + H2O (2) Trong hỗn hợp ở trạng thái cân bằng: n H O
2 = 0,86 mol; nCH COOC H 3 2 5=x mol
;
CH COOCH3 3
;
naxit axetic = 1 – 0,86 = 0,14 mol;
2 5
3
C H OH
CH OH
n =1-x mol
n =1 – 0,86 – x = 0,14 + x mol Theo (1):
0,86
4 0,14 1
C
x
K
x
CH COOH C H OH
28
x 0,3944 mol 71
Hỗn hợp lúc cân bằng gồm:
CH3COOC2H5: 0,3944 mol; CH3COOCH3: 0,4656 mol; H2O: 0,86 mol
CH3COOH: 0,14 mol; C2H5OH: 0,6056 mol; CH3OH: 0,5344 mol
b) Theo kết quả phần trên ta có:
2
0, 4656.0,86
5,352 0,14.0,5344
CH COOCH H O K
CH COOH CH OH
CH3COOH + CH3OH
0
,
xt t
CH3COOCH3 + H2O Mol ban đầu: 1 a
Mol cân bằng: 0,2 a-0,8 0,8 0,8
Trang 7
2
0,8.0,8
5,352
1,398
CH COOCH H O
K
a