Cho E tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy tan một phần, còn lại chất rắn G2. Nêu hiện tượng xảy ra và viết phương trình phản ứng khi cho: Câu 2 2,0 điểm.. Viết phương trình phản ứng của
Trang 1SỞ GD&ĐT NINH BÌNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT
Kỳ thi thứ hai - Năm học 2012 – 2013
MÔN: HÓA HỌC
Ngày thi 18/12/2012
(Thời gian làm bài 180 phút không kể thời gian giao đề)
Đề thi gồm 06 câu, trong 02 trang
Câu 1 (3,5 điểm )
1 Cho các hạt vi mô: Na, Na+, Mg, Mg2+, Al, Al3+, F-, O2- Hãy sắp xếp (có giải thích) các hạt theo thứ tự giảm dần bán kính hạt?
2 Hoà tan hỗn hợp A gồm BaO, Fe3O4 và Al2O3 vào H2O dư được dung dịch D và phần
chất rắn E Cho E tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy tan một phần, còn lại chất rắn G
3 Nêu hiện tượng xảy ra và viết phương trình phản ứng khi cho:
Câu 2 (2,0 điểm).
1 Viết phương trình phản ứng của axit sunfuric và canxi photphat để điều chế
2 Tính pH của dung dịch khi trộn lẫn 250ml dung dịch AlCl3 1M vào 150ml dung dịch NaOH 0,75M (khi đã lọc bỏ kết tủa)
Câu 3 (3,5 điểm)
2M thu được 2,688 lít khí hiđro Sau khi kết thúc phản ứng cho tiếp 740 ml dung dịch HCl 1M và đun nóng đến khi hỗn hợp khí B ngừng thoát ra Lọc và tách cặn rắn C Cho B hấp thụ
nhiệt phân muối khan đến khối lượng không đổi được m gam sản phẩm rắn Tính khối lượng của từng chất trong hỗn hợp A và giá trị m? (Biết rằng các thể tích khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn)
Câu 4 (3,0 điểm).
1 Nhận biết các dung dịch sau bằng phương pháp hoá học: CH2=CH-CHO, HCHO,
2 Hoàn thành chuỗi chuyển hóa sau:
1
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
H2O/H + , t 0
AgNO3/NH3
AgNO3/NH3
NaOH
NaOH
1 : 2
C5H6O3
Trang 2Câu 5 (4,0 điểm)
1 Đốt cháy hoàn toàn 0,12 mol chất hữu cơ A mạch hở cần dùng vừa đủ 50,4 lít không
thoát ra khỏi bình có thể tích 41,664 lít Xác định công thức phân tử chất A? (Các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các thể tích khí đo ở đktc)
2 A, B, C, D, E, F là các đồng phân có công thức phân tử C4H8 A, B, C, D, E đều làm mất màu dung dịch brom còn F thì không D và E là cặp đồng phân hình học Hỗn hợp chứa
phản ứng?
3 Từ một hiđrocacbon thích hợp và các chất vô cơ không có cacbon, điều chế axeton và
axit succinic Hãy viết phương trình phản ứng điều chế?
Câu 6 (4,0 điểm).
Đốt cháy hoàn toàn 2,54 gam este E (không chứa chức khác) mạch hở, được tạo ra từ
Với 0,1 mol E tác dụng vừa đủ với 200ml NaOH 1,5M tạo ra muối và ancol Đốt cháy toàn
1 Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của E?
2 A là axit cacboxylic tạo ra E Một hỗn hợp X gồm A và 3 đồng phân cấu tạo của nó
đều phản ứng được với dung dịch NaOH (vừa đủ), cô cạn dung dịch sau phản ứng được chất
Ag Nung B với NaOH rắn và CaO rắn, dư trong điều kiện không có không khí được hỗn hợp hơi F Đưa F về nhiệt độ thường thì có một chất ngưng tụ G còn lại hỗn hợp khí N G tác
khí P Sau phản ứng thể tích hỗn hợp khí giảm 1,12 lít (đktc) và tỉ khối so với hiđro là 8 Tính khối lượng chất A và khối lượng chất rắn B? Biết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn
Cho biết: H= 1; N= 14; C= 12; O=16; Na = 23; P =31; S = 32; Ag =108; Cu =64; Fe
=56; Al =27; Ca =40; Ba =137.
-HẾT -Họ và tên thí sinh : Số báo danh
Họ và tên, chữ ký: Giám thị 1:
Họ và tên, chữ ký: Giám thị 2:
2
Trang 3SỞ GD&ĐT NINH BÌNH HDC ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT
Kỳ thi thứ hai - Năm học 2012 – 2013
MÔN: HÓA HỌC
Ngày thi 18/12/2012
(Hướng dẫn chấm gồm 05 trang)
1 ( 1,25 điểm)
Câu 1
(3,5
điểm)
Cấu hình electron:
11Na: 1s 22s22p63s1→ Na+: 1s22s22p6
12Mg: 1s 22s22p63s2→ Mg2+: 1s22s22p6
13Al: 1s 22s22p63s22p1→Al3+: 1s22s22p6
8O 2-: 1s22s22p6 và 9F-: 1s22s22p6
0,25
0,25 0,25 0,25 0,25
- Đi từ trái sang phải trong một chu kì bán kính nguyên tử giảm dần nên R: Na>Mg>Al
- Vì các ion Na+, Mg2+, F-, O2- đều có cấu hình electron của Ne, nên bán kính của chúng
giảm dần khi điện tích hạt nhân tăng
- Các nguyên tố Na, Mg, Al còn thêm một lớp electron nên bán kính phải phải lớn hơn
bán kính của các ion
- Do đó thứ tự giảm bán kính hạt như sau:
R: 11Na>12Mg>13Al>8O 2- >9F->11Na+>12Mg2+>13Al3+
2 (1,25 điểm)
- Hòa tan A vào nước chỉ có các phản ứng:
BaO + H2O → Ba(OH)2
Al2O3 +Ba(OH)2→ Ba(AlO2)2 + H2O 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25
- Phần không tan B gồm: Fe3O4, Al2O3 dư (do E tan một phần trong dung dịch NaOH) nên
dung dịch D chỉ có Ba(AlO2)2 Sục khí CO2 dư vào D:
Ba(AlO2)2 + 2CO2 + 4H2O → 2Al(OH)3↓ + Ba(HCO3)2
- Cho khí CO dư qua B nung nóng có phản ứng:
Fe3O4 + 4CO →t0 3Fe + 4CO2
- Chất rắn E gồm: Fe, Al2O3 Cho E tác dụng với dung dịch NaOH dư:
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
- Chất rắn G là Fe Cho G tác dụng với H2SO4 dư, KMnO4:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3+2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
3 (1,0 điểm)
a) Màu vàng của dung dịch FeCl3 nhạt dần tạo kết tủa đỏ nâu và có khí bay lên:
3Na2CO3 + 2FeCl3 +3H2O →2Fe(OH)3↓ + 3CO2 + 6NaCl 0,25
0,25 0,25
0,25
b) Màu vàng của dung dịch FeCl3 nhạt dần xuất hiện kết tủa trắng đục của S mới sinh :
H2S + 2FeCl3 →2FeCl2 + S↓ + 2HCl
c) Màu vàng của dung dịch FeCl3 nhạt dần, khi cho tinh bột vào màu của dung dịch
chuyển thành màu xanh
2KI + 2FeCl3 → 2FeCl2 +I2 +2KCl
d) NaHSO4 + Na2CO3 ¾¾®1:1 Na2SO4 + NaHCO3
Khi đun nóng có khí bay lên: 2NaHCO3 →t 0 Na2CO3 + CO2↑+H2O
1 (1,0 điểm)
0,25 3
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 đặc, t0→ Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4
→ Supephotphat đơn chứa Ca(H2PO4)2 và CaSO4 có tỷ lệ mol là 1:2
→ Có 234 gam Ca(H2PO4)2 (1 mol) sẽ có 272 gam CaSO4 (2 mol)
Trang 4→ 100 kg supephotphat đơn chứa mP O2 5= 100
506
142
= 28,06 (kg)
0,25 0,25 0,25
2 (1,0 điểm)
AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl
Có: 0,25 0,1125 mol
→ AlCl3 dư = 0,2125 (mol) →[Al3+ ] = 0, 2125
0,25
0,25 0,25
Al3+ + 2H2O € AlOH2+ + H3O+ K= 1,4.10-5 Ban đầu: 0,53125 0 0 (M)
Cân bằng: 0,53125-x x x (M)
Áp dụng công thức : K =
2 x (0,53125 - x)= 1,4.10
-5
Ta có: x2 + 1,4.10-5x – 7,4375.10-6 = 0 →
-3
-3
x = 2,72.10 M
x = - 2,73.10 M
→pH = -lg(2,72.10-3) = 2,5654
Câu 3
(3,5
điểm)
Al + NaOH + H2O → NaAlO2 +
2
3 H2 ↑
0,08 0,08 0,12 (mol)
→ NaOH dư 0,04 mol; nAl = 0,08 mol → mAl = 2,16 (gam)
NaOH + HCl → NaCl + H2O
0,04 0,04 (mol)
NaAlO2 + 4HCl → NaCl + AlCl3 + 2H2O
0,08 0,32 (mol)
→ HCl dư 0,38 mol
C+ HNO3 được khí duy nhất → FeCO3 đã phản ứng hết khi phản ứng với dung dịch HCl
FeCO3 + 2HCl → FeCl2 + CO2 + H2O
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
3
CaCO
n = 0,1 mol; →
3
FeCO
m = 11,6 (gam)
→ HCl dư 0,18 mol
B là hỗn hợp khí có CO2 và H2 nên có phản ứng Fe và HCl
2HCl + Fe → FeCl2 + H2
− Trường hợp 1: Fe hết
Cu + 4HNO3 đặc →t 0 Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O
0,025 0,025 0,05 (mol)
→ mCu = 1,6 (gam).
mFe = 20 − mCu − mAl − mFeCO 3= 4,64 (gam)
- Với n Fe≈ 0,083 < 0,09 nên thỏa mãn.
2Cu(NO3)2 →t 0 2CuO + 4NO2 ↑+ O2↑
0,025 0,025 (mol)
→ m = mCuO = 2 gam
− Trường hợp 2: Fe dư
nFe phản ứng = ½ nHCl = 0,09 (mol) Gọi Fe dư: x mol; Cu: y mol (với x, y > 0)
4
(Loại) (T/mãn)
Trang 5mFe dư + mCu = 20 − mFe phản ứng − mAl − mFeCO3= 1,2 (gam)
Cu + 4HNO3 đặc →t 0 Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O
Fe + 6HNO3 đặc →t 0 Fe(NO3)3 + 3NO2 ↑ + 3H2O
56x + 64y = 1,2 (*)
→ nNO2 = 3x + 2y = 0,05 (mol) (2*)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25 0,25 0,25
0,25
0,25 0,25 0,25 0,25
0,25
Giải hệ phương trình (*) & (2*) được x = 0,01; y = 0,01 mol
→ mCu = 0,64 gam; mFe (dư) = 0,56 gam
→ mFe = mFe (p/ứng) + mFe (dư) = 5,6 gam
5
Trang 6Cu(NO3)2 →t CuO + 2NO2 ↑+ ½ O2↑
2Fe(NO3)3 →t 0 Fe2O3 + 6NO2 ↑+
2
3 O2↑
m = mCuO + mFe O2 3 = 1,6 gam.
Câu 4
(3,0
điểm)
1 (1,25 điểm)
Dùng dung dịch AgNO3/NH3 dư phân biệt được 2 nhóm:
Nhóm 1: Có kết tủa Ag: CH2=CH-CHO, HCHO
Nhóm 2: Không có hiện tượng gì: CH2=CH-CH2-OH, CH2=CH-COOH, CH3CH2OH
0,25
0,25
0,25 0,25
0,25
CH2=CH-CHO+2AgNO3+3NH3+H2O→t 0 CH2=CH-COONH4+2Ag↓+ 2NH4NO3
HCHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O →t 0 (NH4)2CO3 +4Ag↓+ 4NH4NO3
Hoặc: HCHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O →t 0 NH4HCO3 +2Ag↓+ 2NH4NO3
*Nhóm 1: Cho tác dụng với dung dịch Br 2 /CCl 4 chất nào làm mất màu nâu đỏ của dung dịch brom → CH2=CH-CHO
CH2=CH-CHO + Br2 CCl 4→ CH2Br-CHBr-CHO
Chất không làm mất màu dung dịch Br2/CCl4 là HCHO
*Nhóm 2: - Dùng quỳ tím n/biết được dung dịch CH2=CH-COOH làm quỳ tím chuyển màu đỏ D/dịch không làm đổi màu quỳ tím là: CH2=CH-CH2-OH, CH3CH2OH
- Dùng dung dịch brom để nhận biết:
Chất làm mất màu dung dịch brom trong CCl4 là: CH2=CH-CH2-OH
CH2=CH-CH2-OH + Br2 → CH2Br-CHBr-CH2OH
Chất không làm mất màu dung dịch brom là: CH3CH2OH
Chú ý: Nhận biết được một chất được 0,25 điểm.
2 (1,75 điểm)
C5H6O3 có công thức cấu tạo là: CH2=CH-OOC-CH2-CHO
Phương trình phản ứng:
CH2=CH-OOC-CH2-CHO + H2O →H , t + 0 CH3CHO + HOOC-CH2-CHO
CH3CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O →t o CH3COONH4 +2Ag↓+ 2NH4NO3
CH3COONH4 + NaOH →t o CH3COONa + NH3↑ + H2O
CH3COONa + NaOH→CaO,t o CH4 + Na2CO3
|
2
|
COOH
CH
CHO
+2AgNO3+4NH3+H2O→t o H4NOOC-CH2-COONH4+2Ag↓+2NH4NO3
H4NOOC-CH2-COONH4 + 2NaOH→NaOOC-CH2-COONa + 2NH3 + 2H2O
NaOOC-CH2-COONa + 2NaOH→CaO,t o CH4 + 2Na2CO3
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
0,25 0,25
1 (0,75 điểm)
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O
2
CO
3 BaCO
n = 0,36 (mol);
2 CO
2
H O
m = 23,4 gam →nH O 2 = 0,42 (mol) Trong 50,4 lít không khí: nO 2= 0,45 (mol); n N 2= 1,8 (mol)
Khí thoát ra là N2: nN2 = 1,86 (mol) >
2
N
n ( không khí ) → P/ứng cháy sinh ra 0,06 mol N2 Gọi A là CxHyOzNt (x, y, z nguyên dương)
CxHyOzNt + (x+ -y z
4 2)O2 → xCO2 + y
2 H2O + t
2 N2 0,12 0,45 0,36 0,42 0,06 (mol)
0,25
0,25 0,25
→ x = 3; y = 7; z = 2; t = 1
Vậy A là C3H7O2N
6
Trang 72 (1,5 điểm)
− B làm mất màu dung dịch Br2 nhưng không mất màu dung dịch KMnO4 → B là metylxiclopropan
0,25 0,5
0,25 0,25
− F không làm mất màu dung dịch Br2 → F là xiclobutan
− A, D, E phản ứng với H2 chỉ thu được một sản phẩm → A, D, E có cùng mạch cacbon (anken không nhánh)
C4H8 + H2 Ni, t0→ CH3-CH2-CH2-CH3
− Sản phẩm từ D, E là cặp đồng phân hình học Nhiệt độ sôi của E cao hơn → E là
cis-but-2-en; D là trans-but-2-en
→ A phải là but-1-en
− C phải là 2-metylpropen
3 (1,75 điểm)
* Điều chế axit succinic
CH2=CH−CH=CH2 + Br2 dd 40 C0 → Br-CH2-CH=CH-CH2-Br
Br-CH2-CH=CH-CH2-Br + 2NaOH loãng → HOCH2CH=CHCH2OH+ 2NaBr
HOCH2CH=CHCH2OH + H2 Ni, t0→HOCH2CH2CH2CH2OH
HOCH2CH2CH2CH2OH + 2CuO→t o OHC-CH2-CH2-CHO+2Cu+2H2O
OHC-CH2-CH2-CHO + O2 xt, t o→HOOC−CH2−CH2−COOH
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
0,25
* Điều chế axeton
CH2=CH−CH=CH2 + 2H2 Ni, t0→CH3CH2CH2CH3
CH3CH2CH2CH3 →t o CH2=CH-CH3 + CH4
CH2=CH-CH3 + H2O xt, t o→ CH - CH- CH3 | 3
OH
CH - CH- CH
OH + CuO→t o CH - C- CH3 || 3
1 (1,5 điểm)
Đặt CTTQ E: CxHyOz (x, y, z nguyên dương)
nCO2= 0,12mol; nH O2 = 0,07 mol⇒ mC = 1,44 gam; mH = 0,14 gam; mO= 0,96 gam
Ta có tỷ lệ: x: y: z = 6:7:3 ⇒ CTPT của E: (C6H7O3)n
Ta có: nE : nNaOH = 1: 3 Vậy E có 3 chức este, Suy ra E có 6 nguyên tử oxi (n = 2)
Vậy CTPT E: C 12 H 14 O 6 ( M= 254 g/mol)
Vậy E: (RCOO)3R'
(RCOO)3R’+ 3NaOH →3RCOONa + R’(OH)3 (1)
Có: nR(OH)3 = n(RCOO) R'3 = 0,1 (mol)
nCO2 = 0,3mol
Do tỷ lệ 3
2
R(OH)
CO
n = 0,3 3 = Vậy Rcó 3 nguyên tử C
Vậy CTCT ancol: CH 2 OH-CHOH-CH 2 OH ( Glixerol)
Ta có: mRCOONa = 254.0,1 +12 - 0,1.92 = 28,2gam
Từ (1): MRCOONa = 28,2/0,3 = 94 → R = 27 ( C 2 H 3 -)
7
Trang 8Câu 6
(4,0
điểm)
0,25 0,25 0,25
Vậy CTCT E:
2
|
CH = CH- COO- CH
CH = CH- COO- CH
CH = CH- COO- CH
2 (2,5 điểm)
CTCT A: CH2=CH-COOH (x mol), 3 đồng phân đơn chức là este : HCOOCH=CH2 (y
mol); este vòngCH - CH- C = O3 \ /
O và
2
2
CH - C = O
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25 0,25 0,25 0,25
CH2=CH-COOH + NaOH→ CH2=CH-COONa + H2O (2)
HCOOCH=CH2 + NaOH
0
t
→ HCOONa + CH3CHO (3) | 2 |
2
CH - C = O
CH - O + NaOH
0
t
→ HOCH2-CH2-COONa (4)
CH - CH- C = O3 \ /
0
t
→ CH3-CH(OH)-COONa (4’)
Hỗn hợp hơi (D): CH3CHO, H2O(h)
CH3CHO+2AgNO3+3NH3+H2O→CH3COONH4+2Ag+2NH4NO3 (5)
Chất rắn (B):
CH2=CH-COONa; HCOONa; HOCH2-CH2-COONa và CH3-CH(OH)-COONa
CH2=CH-COONa + NaOH (r)
0
t
→ CH2=CH2 + Na2CO3 (6) HCOONa + NaOH (r)
0
CaO,t
→ H2 + Na2CO3 (7) HOCH2-CH2-COONa + NaOH
0
CaO,t
→CH3-CH2-OH + Na2CO3 (8) CH3-CH(OH)-COONa + NaOH
0
CaO,t
→CH3-CH2-OH + Na2CO3 (8’)
Hỗn hợp hơi (F): C2H4; H2, C2H5OH (G)
Hỗn hợp (N) : C2H4 + H2
0
Ni,t
→C2H6 (9)
(G) : 2C2H5OH + 2Na →2C2H5ONa + H2 (10)
Từ (3,5): y = 0,1(mol)
Từ (3,7): nH2 = 0,1(mol)
Từ (9) Độ giảm số mol của N = 0,05 mol = nH2 (pứ)
MP = 8.2 = 16 ( do mP = mN ) nên P gồm: H2 dư và C2H6 (p/ứng hoàn toàn)
Ta có: nP = n N - 0,05 = x + 0,1 - 0,05 = (x + 0,05) mol;
mN = (28x + 0,2)gam
Suy ra: MP=28x+ 0.2
Từ (4,8,10): có n = 0,05 mol H2 → z = 0,1 mol
Vậy: x = 0,05mol ⇒ m(CH2=CH-COOH) = 3,6 gam
y = 0,1mol và z = 0,1mol
⇒m rắn B = 94.x+68.y+112.z = 94.0,05+68.0,1+0,1.112=22,7 gam.
Chú ý: HS làm theo cách khác vẫn cho đủ điểm, điểm làm tròn đến 0,25.
8
Trang 9-Hết -9