b Dựa vào kết quả tính được ở câu a, cho nhận xét về các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng các sản phẩm của phản ứng halogen hóa ankan.. d Đề nghị phương pháp nhận biết các anion có trong d[r]
Trang 1SỞ GD & ĐT HÀ NỘI
TRƯỜNG THPT ĐA PHÚC
ĐỀ THI OLYMPIC MÔN HÓA HỌC 11
NĂM HỌC 2015 - 2016
(Thời gian: 90 phút)
Bài 1: (2,0 điểm).
Nêu hiện tượng xảy ra và viết phương trình phản ứng minh họa trong các trường hợp sau:
1) Nhỏ từ từ cho đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3
2) Nhỏ từ từ dung dịch AlCl3 vào dung dịch NaOH, sau đó thêm từ từ dung dịch HCl vào dung dịch thu được đến dư 3) Thêm dung dịch K2CO3 vào dung dịch Fe(NO3)3
Bài 2: (4,0 điểm).
1) Dựa vào số electron hoá trị các nguyên tử của các nguyên tố, hãy chứng minh các công thức chung của các dãy đồng đẳng: Ankan là CnH2n+2 và Ankin là CnH2n-2
2) (a) Tính tỉ lệ các sản phẩm monoclo hóa (tại nhiệt độ phòng) và monobrom hóa (tại 127oC) isobutan Biết tỉ lệ khả năng phản ứng tương đối của nguyên tử H trên cacbon bậc nhất, bậc hai và bậc ba trong phản ứng clo hóa là 1,0 : 3,8 : 5,0 và trong phản ứng brom hóa là 1 : 82 : 1600
(b) Dựa vào kết quả tính được ở câu (a), cho nhận xét về các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng các sản phẩm của phản ứng halogen hóa ankan
Bài 3: (5,5 điểm).
1) A là dung dịch Na2CO3 0,1M; B là dung dịch hỗn hợp Na2CO3 0,1M và KHCO3 0,1M và C là dung dịch KHCO3 0,1M
a) Tính thế tích khí CO2 (đktc) thoát ra khi cho từ từ từng giọt đến hết 200 ml dung dịch HCl 0,1M vào 100 ml dung dịch B
b) Xác định số mol các chất có trong dung dịch thu được khi thêm 100 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M vào 150 mL dung dịch C
c) Tính pH của các dung dịch A và C, biết axit cacbonic có pK1 = 6,35 và pK2 = 10,33
d) Đề nghị phương pháp nhận biết các anion có trong dung dịch B
2) Tính thể tích dung dịch Ba(OH)2 0,01M cần thêm vào 100 mL dung dịch Al2(SO4)3 0,1M để thu được 4,275 gam kết tủa
Bài 4: (4,0 điểm).
1) Chọn chất phù hợp, viết phương trình (ghi rõ điều kiện phản ứng) thực hiện biến đổi sau:
2) Dung dịch A gồm 0,4 mol HCl và 0,05 mol Cu(NO3)2 Cho m gam bột Fe vào dung dịch khuấy đều cho đến khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn X gồm hai kim loại, có khối lượng 0,8m gam Tính m Giả thiết sản phẩm khử HNO3 duy nhất chỉ có NO
Bài 3: (4,5 điểm).
Chia 3,584 lít (đktc) hỗn hợp gồm một ankan (A), một anken (B) và một ankin (C) thành 2 phần bằng nhau Phần 1 cho qua dung dịch AgNO3 dư trong NH3 thấy thể tích hỗn hợp giảm 12,5% và thu ðýợc 1,47g kết tủa Phần 2 cho qua dung dịch brom dư thấy khối lýợng bình brom tãng 2,22g và có 13,6g brom đã tham gia phản ứng Ðốt cháy hoàn toàn khí ra khỏi bình brom rồi hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dý thì thu ðýợc 2,955g kết tủa
1) Xác định công thức cấu tạo A, B và C
2) Từ A viết dãy chuyển hóa (ghi rõ điều kiện phản ứng) điều chế 1,1- đibrompropan và 2,2- đibrompropan
3) Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho C tác dụng với dung dịch KMnO4 trong:
- Môi trường trung tính ở nhiệt độ phòng
- Môi trường axit (H2SO4) có đun nóng
-000 -(Cho nguyên tử khối của các nguyên tố: H=1, C=12, N=14, =16, Na=23, Mg=24, Al=27, S=32, Cl=35.5, K=39,
Mn=55, Fe=56, Cu=64, Zn=65, Br=80, Ag=108, Ba=137)
Học sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn - Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.
Trang 2Trường THPT Đa Phúc ĐÁP ÁN ĐỀ THI OLYMPIC
- -Bài 1 2 điểm
(a) Thêm dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3 thấy xuất hiện kết tủa trắng keo, kết tủa
tăng dần đến cực đại sau đó tan lại: Al3+ + 3OH- Al(OH)3
Al(OH)3 + OH- AlO2- + 2H2O 0,50
(b) Thêm dd AlCl3 vào dd NaOH: thấy xuất hiện kết tủa, rồi kết tủa tan ngay
Al3+ + 3OH- Al(OH)3
Al(OH)3 + OH- AlO2- + 2H2O Thêm HCl vào dung dịch thu được lại thấy xuất hiện kết tủa trắng keo, kết tủa tăng dần đến
cực đại sau đó tan lại: AlO2- + H+ + H2O Al(OH)3
(b) Thêm dung dịch K2CO3 vào dung dịch Fe(NO3)3 thấy xuất hiện kết tủa đỏ nâu và sủi bọt
khí không màu: 2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O 2Fe(OH)3 + 3CO2 0,75 Bài 2 4 điểm
Trang 3Bài 3 5,5 điểm
1 (a) Cho từ từ từng giọt đến hết 200 ml dung dịch HCl 0,1M vào 100 m dung dịch B
CO32- + H+ HCO3 -0,01 0,01 0,01 HCO3- + H+ → H2O + CO2
0,02 0,01 0,01
VCO2 = 0,01 x 22,4 = 0,224 lít
1,00
(b) Thêm 100 m dung dịch Ba(OH)2 0,1M vào 150 ml dung dịch KHCO3 0,1M
HCO3- + OH- CO32- + H2O
1 Trong phân tử ankan:
- Số electron của n nguyên tử C là 4n
- Số electron hoá trị của C dùng đề liên kết các nguyên tử C với nhau là: 2(n-1)
- Số electron hoá trị của C dùng để liên kết với các nguyên tử H là:
4n – 2(n-1) = 2n+2
- Vì mỗi nguyên tử H có 1 electron hoá trị, nên số nguyên tử H trong phân tử là 2n+2
Trong phân tử ankin (tương tự)
- Số electron hoá trị của C dùng để liên kết các nguyên tử C với nhau là:2(n+1)
- Số electron hoá trị của C dùng để liên kết với các nguyên tử H là:
4n – 2(n+1) = 2n-2
0,75
0,75
2 (a) Tỉ lệ sản phẩm:
CH3 CH CH3 + Cl2
- HCl
CH3 CH CH2 Cl
CH3 C CH3 Cl
1-clo-2-metylpropan
2-clo-2-metylpropan
CH3
CH3
CH3
(9x1,0) (9x1,0) + (1x5,0)= 64,3%
(1x5,0) (9x1,0) + (1x5,0)= 35,7%
CH3 CH CH3 + Br2
- HCl
CH3 CH CH2 Br
CH3 C CH3 Br
1-brom-2-metylpropan
2-brom-2-metylpropan
CH3
CH3
CH3
(9x1,0) (9x1,0) + (1x1600)= 0,56%
(1x1600) (9x1,0) + (1x1600)= 99,44%
0,75
0,75
(b) Hàm lượng sản phẩm halogen hóa phụ thuộc ba yếu tố:
Khả năng tham gia phản ứng thế của ankan: Phản ứng halogen hóa ưu tiên thế hidro trên
nguyên tử cacbon bậc cao hơn
Trang 4Ba2+ + CO32- BaCO3
Dung dịch còn 0,005 mol KOH và 0,005 mol K2CO3
1,00
(c) Dung dịch A có các cân bằng:
CO32- + H2O ⇌ HCO3-+ OH- Kb1 = 10-3,67 HCO3- + H2O ⇌ H2O + CO2 + OH- Kb2 = 10-7,65
Vì Kb1 >> Kb2 >> KH2O nên cân bằng (1) là chủ yếu:
pH = 14 - 2
1 (pKb1 + pC) = 14 - 2
1 (3,67 + 1) = 11,67 Dung dịch C là dung dịch lưỡng tính nên:
pH = 2
1 (pK1 + pK2) =2
1 (6,35 + 10,33) = 8,34
1,00
(d) Trích mẫu thử, thêm BaCl2 dư vào mẫu thử thấy xuất hiện kết tủa trắng (tan trong axit),
như vậy mẫu thử có CO32-
Ba2+ + CO32- BaCO3
Lọc tách kết tủa, thêm HCl vào dung dịch nước lọc thấy sủi bọt khí không màu (làm đục
nước vôi trong), vậy dung dịch có HCO3
-HCO3- + H+ H2O + CO2
0,50
2 Theo giả thiết nAl3 0,02mol
và nSO2 0,03mol
Gọi x là số mol Ba(OH)2 cần thêm vào, như vậy nBa2 xmol
và nOH xmol
Ba2+ + SO42- BaSO4 (1)
no x (mol) 0,03 (mol)
Al3+ + 3OH- Al(OH)3 (2)
no 0,02 (mol) 2x (mol)
Al(OH)3 + OH- Al(OH)4- (3)
0,75
Xét trường hợp chỉ xảy ra phản ứng (1) và (2) Trong trường hợp này Al3+ tham gia phản
ứng vừa đủ hoặc dư : 3 0,02 x 0,03(mol)
x 2
, và như vậy Ba2+ phản ứng hết ở phản ứng (1)
Ta có : m(kết tủa) = 3 4,275 x 0,015(mol)
x 2 78 x
Vậy thể tích dung dịch Ba(OH)2 đã sử dụng là
L 5 , 1 L / mol 01 , 0
mol 015 , 0
0,75
Nếu xảy ra các phản ứng (1), (2) và (3) thì x 0,03(mol)
gam 275 , 4 gam 99 , 6 mol / gam 233 mol 03 , 0
(loại)
0,50
Bài 4 4 điểm
1 Các phương trình phản ứng :
(1) N2 + 3H2 500 , 300 atm
Fe
o
2NH3 (2) 4NH3 + 5O2 Pt,850900oC 4NO + 6H2O
(3) 2NO + O2 2NO2
2,00
(0,258)
Trang 5(4) 4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3
(5) 5Mg + 12 HNO3 5Mg(NO3)2 + N2 + 6H2O
(6) N2 + O2 2000 oC 2NO
(7) 2NO2 + 2KOH KNO2 + KNO3 + H2O
(8) 5KNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 5KNO3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
2 Trong dung dịch A :
Dung dịch A có 0,4 mol H+, 0,05 mol Cu2+, 0,4 mol Cl-, 0,1 mol NO3
-Khi cho Fe vào dung dịch A xảy ra các phản ứng :
(1) Fe + 4H+ + NO3- Fe3+ + NO + 2H2O
0,4 0,1
0,1 0,4 0,1 0,1
0 0 0,1
(2) Fe + 2Fe3+ 3Fe2+
0,05 0,1
(3) Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu
0,16 0,05 0,05
1,00
Số mol Fe đã tham gia các phản ứng từ (1) đến (3) là 0,1+ 0,05 + 0,05 = 0,2 (mol)
Hỗn hợp 2 kim loại sau phản ứng gồm Fe dư Cu, (m - 560,2) + 0,05 64 = 0,8 m
m = 40 (gam)
1,00
Bài 5 4,5 điểm
1 Trong một phần, ta có:
mol 08 , 0 4 , 22
584 , 3 2
1
nA,B,C
Dung dịch AgNO3/NH3 chỉ hấp thụ ankin, đặt công thức ankin là RC≡CH (giả sử không phải là C2H2)
RC≡CH + AgNO3 + NH3 RC≡CAg + NH4NO3 (1)
mol 01 , 0 08 , 0 100
5 , 12 n
(R + 132)0,01 = 1,47
R = 15 (CH3-), công thức của ankin là CH3C≡CH
Dung dịch brom hấp thụ anken (CnH2n) và ankin
CnH2n + Br2 CnH2nBr2 (2)
C3H4 + 2Br2 C3H4Br4 (3)
g 82 , 1 40 01 , 0 22 , 2 m
n
n H
, 160 0,01 2 0,065mol
6 , 13
nBr2(2)
1 82
,
1
n
14
n = 2, công thức của anken là CH2=CH2 Khí ra khỏi bình brom là ankan (CmH2m+2),
mol 005 , 0 065 , 0 01 , 0 08 , 0 n
2 2
n H
CmH2m+2 + 2 O2
1 n
nCO2 + (n+1)H2O (4)
CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (5)
015 , 0 197
955 , 2 n
n
3
Từ (4):
3 n 015 , 0
n 005 , 0
1
, công thức ankan là CH3CH2CH3
2 Điều chế:
0,75
1,00
0,75
1,00
Trang 6C3H8 C3H7Cl CH3CH=CH2 CH3CHBr-CH2Br
CH3 C CH
CH3CH2CHBr2
CH3CBr2CH3
KOH/ROH
Br2 HBr HBr peoxit
3 Phản ứng của C:
+ 2KMnO4
O O
+ 2MnO2 + KOH OK
5CH3C≡CH + 8KMnO4 + 12H2SO4 5CH3COOH + 5CO2
+ 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O
(0,502)
1,00
(0,502)