DE VA DA AN HSG HOA 12 QUANG NGAI 2015

Chưng cất dung dịch sau phản ứng, thu được 12,3 gam muối khan Y của một axit hữu cơ và hỗn hợp Z gồm 2 ancol số nguyên tử C trong mỗi phân tử ancol không vượt quá 3.. Xác định công thức [r]

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

QUẢNG NGÃI

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 CẤP TỈNH Ngày thi: 24/12/2014

Môn thi: HÓA HỌC

Thời gian làm bài: 180 phút

Câu 1: (2,5 điểm)

1 Hãy giải thích vì sao:

a Khi bón phân đạm ure cho đồng ruộng không nên trộn chung với vôi

b Sục khí clo qua dung dịch kali iotua một thời gian dài, sau đó người ta cho hồ tinh

bột vào thì không thấy xuất hiện màu xanh

2 Cho m gam hỗn hợp 2 kim loại Ba, Na (tỉ lệ số mol 1:1) vào nước được 3,36 lít H2

và dung dịch X Dẫn 5,6 lít khí CO2 vào dung dịch X Tính khối lượng kết tủa thu được Các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn

Câu 2: (3,0 điểm)

1 Viết công thức cấu tạo các đồng phân (chứa vòng benzen) có công thức phân tử

C8H10O thỏa mãn điều kiện:

a Không tác dụng được với dung dịch NaOH nhưng tác dụng với Na

b Không tác dụng được cả Na và dung dịch NaOH

2 Từ mùn cưa chứa 50% xenlulozơ người ta sản xuất ancol etylic với hiệu suất 70%

Đem lượng ancol thu được sản xuất cao su buna với hiệu suất 75% Viết các phương trình hóa học xảy ra và tính khối lượng mùn cưa dùng để sản xuất 1 tấn cao su buna

Câu 3: (3,0 điểm)

1 Hòa tan Fe3O4 bằng dung dịch H2SO4 loãng, dư thu được dung dịch X Cho lần lượt các chất sau đây vào dung dịch X: NaNO3, Cu, KMnO4, Ag Viết các phương trình hóa học xảy ra (nếu có)

2 Dung dịch X chứa các ion: Ca2+, Na+, HCO3 và Cltrong đó số mol của ion Cllà 0,1 Chia dung dịch X thành 2 phần bằng nhau:

- Phần 1: cho phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được 2 gam kết tủa

- Phần 2: cho phản ứng với dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 3 gam kết tủa

Nếu đun sôi đến cạn dung dịch X thì thu được m gam chất rắn khan Tính m

Câu 4: (4,5 điểm)

1 Xác định các chất và viết các phương trình phản ứng thực hiện sơ đồ chuyển hóa (kèm theo điều kiện phản ứng nếu có):

X

(1)

(8)

+ C6H5COOH

Biết: X, Y đều có công thức phân tử C8H8O2 và chứa vòng benzen trong phân tử E

là hiđrocacbon đơn giản nhất

2 Sắp xếp các chất sau theo chiều tính axit tăng dần: HCOOH, CH3COOH, C2H5OH,

C6H5OH (phenol), H2CO3

3 Hỗn hợp M gồm peptit X và peptit Y, mỗi peptit được cấu tạo từ cùng một loại

-amino axit Tổng số nhóm -CO-NH- trong hai peptit là 5 và tỉ lệ số mol X : số mol Y =

1 : 2 Thủy phân hoàn toàn m gam M thu được 12 gam glyxin và 5,34 gam alanin Xác định cấu tạo của X, Y và tính giá trị m

Câu 5: (4,0 điểm)

1 Cho 3,12 gam kim loại M tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư thu được 0,728 lít khí N2O (đktc) Cho dung dịch sau phản ứng bay hơi nước chậm thu được 28,6 gam muối Xác định kim loại M và thành phần của muối thu được

2 Có 1500 ml dung dịch X chứa hỗn hợp HCl và Cu(NO3)2 Chia X thành 2 phần (phần 2 có khối lượng gấp đôi phần 1)

a Đem điện phân phần 1 (với điện cực trơ) bằng dòng điện 1 chiều có cường độ

2,5A sau thời gian t giây, thu được 3,136 lít (đktc) một chất khí duy nhất ở anot Dung dịch sau điện phân phản ứng vừa đủ với 110 ml dung dịch NaOH 4M thấy xuất hiện 1,96 gam kết tủa Tính nồng độ mol các chất trong dung dịch X và thời gian t

b Cho m gam bột kim loại Fe tác dụng với phần 2 đến khi phản ứng hoàn toàn Kết

thúc phản ứng thu được hỗn hợp kim loại có khối lượng 0,75m gam và V lít (đktc) khí

không màu hóa nâu trong không khí Tìm giá trị của m và V

Câu 6: (3,0 điểm)

Thủy phân hoàn toàn hỗn hợp X gồm 2 este no, mạch hở (trong phân tử mỗi chất chỉ chứa nhóm chức este) bằng dung dịch NaOH vừa đủ Chưng cất dung dịch sau phản ứng, thu được 12,3 gam muối khan Y của một axit hữu cơ và hỗn hợp Z gồm 2 ancol (số nguyên tử C trong mỗi phân tử ancol không vượt quá 3) Đốt cháy hoàn toàn muối

Y trên thu được 7,95 gam Na2CO3 Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Z trên, thu được 3,36 lít CO2 (đktc) và 4,32 gam H2O Xác định công thức cấu tạo của 2 este

Cho: H=1; C=12; N=14; O=16; Na=23; Mg=24; Cl=35,5; Ca=40; Fe=56; Cu=64; Ba=137

-HẾT -

(Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

QUẢNG NGÃI

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 CẤP TỈNH Ngày thi: 24/12/2014

Môn thi: HÓA HỌC

Thời gian: 180 phút

ĐÁP ÁN ĐỀ CHÍNH THỨC

Cho: H=1; C=12; N=14; O=16; Na=23; Mg=24; Cl=35,5; Ca=40; Fe=56; Cu=64; Ba=137

Câu 1: (2,5 điểm)

1 (1,0 đ)Hãy giải thích vì sao:

a Khi bón phân đạm ure cho đồng ruộng không nên trộn chung với vôi

b Sục khí clo qua dung dịch kali iotua một thời gian dài, sau đó người ta cho hồ tinh

bột vào thì không thấy xuất hiện màu xanh

a - Khi trộn ure với vôi:

(NH2)2CO + 2H2O → (NH4)2CO3 (1)

Ca(OH)2 + (NH4)2CO3 → CaCO3 ↓ + 2NH3↑ + 2H2O (2)

- Phản ứng làm mất đi lượng đạm (do thoát ra NH3) và làm đất rắn

lại (do tạo CaCO3)

0,25

0,25

b 2KI + Cl2  I2 + 2KCl

Sau một thời gian có xảy ra phản ứng:

I2 + 5Cl2 + 6H2O  2HIO3 + 10HCl Sau phản ứng không có I2 tự do nên hồ tinh bột không chuyển sang

màu xanh

0,25

0,25

2 (1,5 đ) Cho m gam hỗn hợp 2 kim loại Ba, Na (tỉ lệ số mol 1:1) vào nước được 3,36

lít H2 và dung dịch X Dẫn 5,6 lít khí CO2 vào dung dịch X Tính khối lượng kết tủa thu được Các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn

Ba + 2H2O  Ba(OH)2 + H2

a a

Na + H2O  NaOH + 1/2H2

a 0,5a

0,25

2

2

OH = 2.0,15 = 0,3 mol

2

0,3 1,2 0,25

OH

CO

n

n



  tạo ra 2 muối

0,25

2

2



0,5

O

O

0,05.197 9,85

BaC

0,25

Câu 2:(3,0 điểm)

1 (1,25 đ) Viết công thức cấu tạo các đồng phân (chứa vòng benzen) có công thức

phân tử C8H10O thỏa mãn điều kiện:

a Không tác dụng được với dung dịch NaOH nhưng tác dụng với Na

b Không tác dụng được cả Na và dung dịch NaOH

a Có 5 đồng phân

CH2CH2OH

CH3 OH

CH2OH

CH3 (octo, meta, para)

5x0,125= 0,625

b Có 5 đồng phân

O

OCH3

CH3 (octo, meta, para)

5x0,125= 0,625

2 (1,75 đ) Từ mùn cưa chứa 50% xenlulozơ người ta sản xuất ancol etylic với hiệu

suất 70% Đem lượng ancol thu được sản xuất cao su buna với hiệu suất 75% Viết các phương trình hóa học xảy ra và tính khối lượng mùn cưa dùng để sản xuất 1 tấn cao su buna

(C6 H10O5)n + nH2O t o,H n C6H12O6

C6H12O6 t o,xt 2C2H5OH + 2CO2

2C2H5OH  Al O 3 450 o C CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2

nCH2=CH-CH=CH2 t o ,xt

(-CH2-CH=CH-CH2-)n 0,25x4=1,0 – Khối lượng ancol etylic cần để sản xuất 1 tấn cao su buna (hiệu

suất 75%):

2271 , 6kg

75 54

100 92 1000

– Khối lượng mùn cưa cần dùng:

50 70

100 100 92

162 6 , 2271

=11428,5 kg

0,25

0,5

Câu 3: (3,0 điểm)

1 (1,25 đ) Hòa tan Fe3O4 bằng dung dịch H2SO4 loãng, dư thu được dung dịch X Cho lần lượt các chất sau đây vào dung dịch X: NaNO3, Cu, KMnO4, Ag Viết các phương trình hóa học xảy ra (nếu có)

Fe3O4 + 8H+   Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O

Dung dịch X gồm: Fe2+; Fe3+; H+;

2-4

SO

NO + 1/2O2  NO2

- Cu + 2Fe3+  2Fe2+ + Cu2+

Chú ý: Nếu HS viết phản ứng của dd X với Ag thì -0,25đ

0,25x5=1,25

2 (1,75 đ) Dung dịch X chứa các ion: Ca2+, Na+, HCO3 và Cl , trong đó số mol của ion Cllà 0,1 Chia dung dịch X thành 2 phần bằng nhau:

- Phần 1: cho phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được 2 gam kết tủa

- Phần 2: cho phản ứng với dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 3 gam kết tủa

Nếu đun sôi đến cạn dung dịch X thì thu được m gam chất rắn khan Tính m

2

O (2)

- Phần 2: Vì dd Ca(OH)2 dư nên 2

3

3 CaCO 0,03 3 0,03

- Phần 1: từ (1) có n CO2  0,03 và

3

O 0,02

CaC

Từ (2) suy ra n Ca2   0,02

0,25

Trong dd X, áp dụng bảo toàn điện tích:

0,25

Khi cô cạn dd X:

2HCO3  t0 CO 

3 + CO2 + H2O 0,06 0,03

0,25

Áp dụng bảo toàn khối lượng :

Na

0,25

Câu 4: (4,5 điểm)

1 (2,5 đ) Xác định các chất và viết các phương trình phản ứng thực hiện sơ đồ chuyển

hóa (kèm theo điều kiện phản ứng nếu có):

X

(1)

(8)

+ C6H5COOH

Biết: X, Y đều có công thức phân tử C8H8O2 và chứa vòng benzen trong phân tử E là

hiđrocacbon đơn giản nhất

- X là CH3COOC6H5, A là CH3COONa, B là C6H5ONa, C là CH3COOH, D

là (CH3CO)2O, E là CH4, F là HCHO, G là CH3OH, Y là C6H5COOCH3, M là

C6H5OH, N là C6H2(NO2)3OH

- Các phương trình phản ứng:

(1) CH3COOC6H5 + 2NaOH CH3COONa + C6H5ONa + H2O

(2) 2CH3COONa + H2SO4 → 2CH3COOH + Na2SO4

(3) 2CH3COOH (CH3CO)2O + H2O

(4) C6H5OH + (CH3CO)2O CH3COOC6H5 + CH3COOH

(5) CH3COONa + NaOH CH4↑ + Na2CO3

(6) CH4 + O2 HCHO + H2O

(7) HCHO + H2 CH3OH

(8) C6H5COOH + HOCH3 C6H5COOCH3 + H2O

(9) C6H5ONa + CO2 + H2O → C6H5OH + NaHCO3

(10)

OH

+ 3 HNO3 đặ c H2SO4 đặc

to

OH

NO2

NO2

NO2

+ 3 H2O

0,25x10

=2,5

2 (0,5 đ) Sắp xếp các chất sau theo chiều tính axit tăng dần: HCOOH, CH3COOH,

C2H5OH, C6H5OH (phenol), H2CO3

C2H5OH < C6H5OH < H2CO3 < CH3COOH < HCOOH

Chú ý: nếu HS sắp xếp sai vị trí 1 chất thì khơng được điểm câu

này

0,5

3 (1,5 đ) Hỗn hợp M gồm peptit X và peptit Y, mỗi peptit được cấu tạo từ cùng một

loại -amino axit Tổng số nhĩm -CO-NH- trong hai peptit là 5 và tỉ lệ số mol X : số mol Y = 1: 2 Thủy phân hồn tồn m gam M thu được 12 gam glyxin và 5,34 gam alanin Xác định cấu tạo của X, Y và tính giá trị m

Ta cĩ 5,34 : 89 3 3.1

ala gly

n

Mà nX : nY = 1 : 2 và tổng số nhĩm –CO-NH- trong X và Y bằng

5 ; X và Y chỉ cấu tạo từ 1 loại amino axit nên suy ra:

X là tripeptit Ala-Ala-Ala và Y là tetrapeptit Gly-Gly-Gly-Gly 1,0

 nX = nAla : 3 = (5,34 :89) :3 = 0,02; nY = 0,02 2= 0,04 mol

 mM = 0,02.(89.3 – 18.2) + 0,04.(75.4-18.3) = 14,46 gam 0,5

Câu 5: (4,0 điểm)

1 (1,5 đ) Cho 3,12 gam kim loại M tác dụng với dung dịch HNO3 lỗng, dư thu được 0,728 lít khí N2O (đktc) Cho dung dịch sau phản ứng bay hơi nước chậm thu được 28,6 gam muối Xác định kim loại M và thành phần của muối thu được

Sản phẩm khử cĩ NH4NO3: x mol

t o

P2O5, t o

H + , t o CaO, t o oxit nitơ, to

Ni, t o

H + , t o

8e 8x x





ne = 0,26 + 8x

 khối lượng muối = 3,12 + 62(0,26 + 8x) + 80x = 28,6

 x = 0,01625  ne = 0,39 mol  M = 3,12n/0,39 = 8n

 không có kim loại phù hợp

Như vậy sản phẩm khử không có NH4NO3

0,25

0,25

0,25

ne = 0,26 mol  M = 3,12n/0,26 = 12n  M là Mg

Muối ngậm nước có công thức: Mg(NO3)2.nH2O

Mmuối = 28,6/0,13 = 220  Mg(NO3)2.4H2O

0,25 0,25 0,25

2 (2,5 đ) Có 1500 ml dung dịch X chứa hỗn hợp HCl và Cu(NO3)2 Chia X thành 2 phần (phần 2 có khối lượng gấp đôi phần 1)

a Đem điện phân phần 1 (với điện cực trơ) bằng dòng điện 1 chiều có cường độ

2,5A sau thời gian t giây, thu được 3,136 lít (đktc) một chất khí duy nhất ở anot Dung dịch sau điện phân phản ứng vừa đủ với 110 ml dung dịch NaOH 4M thấy xuất hiện 1,96 gam kết tủa Tính nồng độ mol các chất trong dung dịch X và thời gian t

b Cho m gam bột kim loại Fe tác dụng với phần 2 đến khi phản ứng hoàn toàn Kết

thúc phản ứng thu được hỗn hợp kim loại có khối lượng 0,75m gam và V lít (đktc) khí

không màu hóa nâu trong không khí Tìm giá trị của m và V

- Phần 1:

2

3,136

0,14mol 22,4

Cl

2 Cu(OH)

1,96

98

nNaOH=0,11.4=0,44 mol

Vì dung dịch sau điện phân tác dụng với dd NaOH tạo kết tủa do

2+

Cu



2

Dd thu được: Cu2+dư , H+ (x mol), Cl- dư, NO3

H+ + OH-  H2O

x x

Cu2+ + 2OH-  Cu(OH)2

0,02 0,04 0,02

OH

1,5 lít n Cu(NO ) 3 2 (0,14 0,02) 2(0,14 0,02) 0,48

dd X

0,4 0,4.2 1,2

HCl

mol





a

3 2 M,Cu(NO )

M,HCl

0,48

1,5 1,2

Cl

I t

0,25

m gam Fe + phần 2

2

3

0,4.2 0,8

0,64

Cu

H

NO

Cl



















2+

2

2e



0,75m = mCu + mFe dư

0,75m = 0,32.64 + m – 0,62.56  m = 56,96 gam 0,25

b

Câu 6: (3,0 điểm)

Thủy phân hoàn toàn hỗn hợp X gồm 2 este no, mạch hở (trong phân tử mỗi chất chỉ chứa nhóm chức este) bằng dung dịch NaOH vừa đủ Chưng cất dung dịch sau phản ứng, thu được 12,3 gam muối khan Y của một axit hữu cơ và hỗn hợp Z gồm 2 ancol (số nguyên tử C trong mỗi phân tử ancol không vượt quá 3) Đốt cháy hoàn toàn muối Y trên thu được 7,95 gam Na2CO3 Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Z trên, thu được 3,36 lít CO2 (đktc) và 4,32 gam H2O Xác định công thức cấu tạo của 2 este

Tìm Y:

2 3

Na CO

7, 95

BTNT (Na) 

2 3

Na/ Y NaOH Na CO

Vì hỗn hợp hỗn hợp X gồm 2 este no, mạch hở

 Z gồm các ancol no, mạch hở  gọi CTTB của hỗn hợp Z là

n 2 n +2 m

o t

n 2n +2 m

3n +1- m

2

0, 24n = 0,15 n +1 n =

3

2 hhZ CO

5 n

Vì n NaOH  n hh Z, hỗn hợp X mạch hở, chỉ chứa nhóm chức este

 Hỗn hợp Z có ít nhất 1 ancol đa chức

Gọi Y là RCOONa

RCOONa Na/ Y

RCOONa

12, 3

0,15





 R = 15  R là CH3 và muối Y là CH3COONa 0,25

Tìm các chất trong hỗn hợp Z

Vì n = 5

3

số nguyên tử C trong mỗi ancol không vượt quá 3

 CT của 1 ancol là CH3OH

 ancol còn lại là ancol đa chức có CT là C2H4(OH)2 hoặc C3H8Oz (z=2

TH1: Nếu 2 ancol là CH3OH và C2H4(OH)2

Gọi x và y là số mol của 2 ancol tương ứng

x + y = 0, 09 x = 0, 03



 nNaOH = x + 2y = 0,15 (thỏa mãn)

 CTCT của 2 este là CH3COOCH3 và (CH3COO)2C2H4

0,5

TH2: Nếu 2 ancol là CH3OH và C3H8-z(OH)z

Gọi a và b là số mol của 2 ancol tương ứng

a + b = 0, 09

a = 0, 06 5

b = 0, 03

3 =

3







 nNaOH = a + zb = 0,06 + 0,03z = 0,15  z = 3

 CTCT của 2 este là CH3COOCH3 và (CH3COO)3C3H5. 0,5

HS có thể giải bài toán bằng cách khác, nếu đúng vẫn được điểm tối đa

-HẾT -