Đề thi chọn học sinh giỏi cấp - Môn: Hóa học 12 (Bảng A)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp - Môn: Hóa học 12 (Bảng A)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LONG AN LỚP 12 THPT NĂM 2011 (VÒNG 1) ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn: HÓA HỌC (BẢNG A) Thời gian: 180 phút (không kể giao đề) Ngày thi: 06/10/2011 Cho khối lượng mol (mol/gam): H =1, N = 14, O = 16, Cl = 35,5, Cu = 64, Ca = 40, Mg = 24, Al = 27, Fe = 56, C = 12, Na = 23, K = 39 Câu 1: (2 điểm) Tổng số hạt proton của nguyên tử nguyên tố (A)và nguyên tử nguyên tố (D) là 42, (A) và (D) có cùng số thứ tự nhóm và ở 2 chu kì kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn, phân tử hợp chất tạobởi (A) với (D) là muối. a.Xác định nguyên tố (A), (D); viết công thức hidroxit tương ứng với oxit cao nhất của (A), (D). b.Từ phân tử hợp chất quan trọng của (A) và phân tử hợp chất của (D) hãy viết một phương trình phản ứng điều chế đơn chất (A) trong phòng thí nghiệm. Câu 2: (2 điểm) 2.1. Cho một dung dịch chứa NH 4Cl 0,1M và NH3 0,1M biết hằng số axit Ka của + -10 NH4 : 5.10 , tính pH của dung dịch trên. 2.2. Thực nghiệm cho biết tốc độ của phản ứng: 2A k + Bk C k + Dk được tính theo biểu thức v= k.[A] 2.[B]; trong đó k là hằng số tốc độ phản ứng, [A], [B] lần lượt là nồng độ mol/lit của A, B.Tốc độ của phản ứng trên tăng hoặc giảm bao nhiêu lần khi: tăng nồng độ A cũng như B lên 2 lần; giảm áp suất của hệ 3 lần. Câu 3: (2điểm) 3.1. Viết phương trình phản ứng dạng ion thu gọn cho mỗi trường hợp sau: a. Dung dịch FeCl3 tác dụng với dung dịch Na2CO3. b. Dung dịch HNO3 tác dụng với FexOy tạo chất khí NO. 3.2. Cho 200ml dung dịch chứa đồng thời K2CO3 0,001M và KOH 0,018M vào 200ml dung dịch chứa đồng thời HCl, HNO 3, H2SO4 có cùng nồng độ 0,01M. Tìm pH của dung dịch thu được sau phản ứng. Câu 4: (2điểm) 4.1. Trộn lẫn 10,7g NH 4Cl với 40g CuO trong một bình kín sau đó nung nóng để các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Viết phương trình phản ứng xảy ra và tìm khối lượng của chất rắn khan sau phản ứng. 4.2. Không được dùng thêm hóa chất nào khác hãy trình bày cách nhận biết các chất rắn riêng biệt: NH4Cl, CaCO3, NaHCO3, NH4NO2, (NH4)3PO4, viết phương trình phản ứng hóa học đã dùng. Câu 5: (4điểm) 1
2. 5.1. Cho hỗn hợp (A) gồm các chất CaCO3, MgCO3, Na2CO3, K2CO3 trong đó Na2CO3 và K2CO3 lần lượt chiếm a% và b% theo khối lượng của (A), biết trong điều kiện của thí nghiệm khi nung (A) chỉ có phản ứng phân hủy của CaCO 3, MgCO3. Nung (A) một thời gian thu được chất rắn (B) có khối lượng bằng 80% khối lượng của (A) trước khi nung, để hòa tan vừa hết 10g (B) cần 150ml dung dịch HCl 2M. Nung (A) đến khối lượng không đổi thu được chất rắn (C). Viết toàn bộ các phản ứng đã xảy ra và lập biểu thức tính phần trăm khối lượng của (C) so với (A) theo a và b. 5.2. Hợp chất MX2 có trong tự nhiên. Hòa tan MX2 bằng dung dịch HNO3 dư một ít so với lượng cần tác dụng ta thu được dung dịch Y, khí NO 2 ; dung dịch Y tác dụng với BaCl2 tạo kết tủa trắng không tan trong HNO 3, dung dịch Y tác dụng với NH3 dư cho kết tủa màu nâu đỏ. Xác định công thức phân tử của MX 2 và viết các phương trình ion trong các thí nghiệm nói trên. Câu 6: (2điểm) 6.1. Sắp xếp các chất sau theo chiều tăng dần từ trái qua phải (không giải thích): a. Nhiệt độ sôi : H2O, H2S, CH3OH, C2H6, CH3F, O- O2NC6H4OH. b.Lực axit: CH2=CHCOOH,CHCCOOH, CH3CH2COOH, H2O, CH3CH2CH2OH, C6H5COOH. 6.2. Hai hợpchất hữu cơ (A), (B) có cùng công thức phân tử C 7H7Cl và đều không tác dụng với dung dịch brom; hãy xác định công thức cấu tạo thu gọn của (A), (B), viết phương trình phản ứng của (A), (B) với NaOH dư (ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có).Biết (A) phản ứng với NaOH cho muối hữu cơ, còn (B) tác dụng với NaOH cho sản phẩm hữu cơ (C) tác dụng được với Natri cho khí hidro. Câu 7: (2điểm) Nhiệt phân 1mol hidrocacbon (A) cho 3 mol hỗn hợp khí và hơi (B). Đốt cháy 10,8g (B) rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch chứa 0,3 mol Ca(OH) 2 và 0,35 mol NaOH sinh ra 20g kết tủa. Xác định công thức phân tử của (A), tỉ khối hơi của (B) so với hidro. Câu 8: (4điểm) 8.1.Viết phương trình phản ứng cho sơ đồ sau: 0 0 Trùng hợp NaOH,t CuO,t HCN H2SO4 CH3OH C5H10 02  A  B   C 0 D 0 E  D H3O 170 C H2SO4 ,t 8.2. Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ (X) đơn chức cho CO2 và H2O; cho 27,45g (X) tác dụng hoàn toàn vừa đủ với NaOH ở điều kiện thích hợp thu được hỗn hợp sản phẩm (Y). Đốt cháy hoàn toàn (Y) thu được 23,85g chất rắn (Z) nguyên chất cùng hỗn hợp khí và hơi (T). Hấp thụ toàn bộ (T) vào dung dịch chứa 75,85g Ca(OH) 2 sinh ra 70g kết tủa đồng thời khối lượng bình chứa tăng thêm75,6g so với ban đầu. Hãy xác định công thức cấu tạo của hợp chất hũu cơ (X). HẾT (Học sinh không được mang Bảng hệ thống tuần hoàn) Họ và tên thí sinh . Số báo danh: 2
3. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12-VÒNG 1 LONG AN Môn: HÓA HỌC (BẢNG A) Ngày thi : 06/10/2011 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC CÂU NỘI DUNG ĐIỂM 1 Tổng số hạt proton của nguyên tử nguyên tố (A)và nguyên tử nguyên tố (2đ) (D) là 42, (A) và (D) có cùng số thứ tự nhóm và ở 2 chu kì kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn, phân tử hợp chất tạobởi (A) với (D) là muối. a.Xác định nguyên tố (A), (D); viết công thức hidroxit tương ứng với oxit cao nhất của (A), (D). b.Từ phân tử hợp chất quan trọng của (A) và phân tử hợp chất của (D) hãy viết một phương trình phản ứng điều chế đơn chất (A) trong phòng thí nghiệm. / / a. Gọi Z, Z lần lượt là số proton của (A),(D) Z + Z = 42 0,25 Gỉa sử Z Z/ lýluận để có Z = 17; Z/ = 25 (A): Cl; D: Mn 2.0,25 Cấu hình electron (A): 1s22s22p63s2 3p5; (D): 1s22s22p63s2 3p63d5 4s2 2.0,25 Công thức hidroxit tương ứng oxit cao nhất: HClO4; HMnO4 2.0,25 b.16 HCl + 2 KMnO4 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O 0,25 2 2.1. Cho một dung dịch chứa NH 4Cl 0,1M và NH3 0,1M biết hằng số axit Ka của NH +: 5.10-10, tính pH của dung dịch trên. (2đ) 4 2.2. Thực nghiệm cho biết tốc độ của phản ứng: 2A k + Bk C k + Dk được tính theo biểu thức v= k.[A] 2.[B]; trong đó k là hằng số tốc độ phản ứng, [A], [B] lần lượt là nồng độ mol/lit của A, B.Tốc độ của phản ứng trên tăng hoặc giảm bao nhiêu lần khi: tăng nồng độ A cũng như B lên 2 lần; giảm áp suất của hệ 3 lần.  2.1. Viết cân bằng NH4 H2O NH3 H3O hoặc tương đương 0,5 Tìm được pH = 9,30 0,5 2 2.2. Tốc độ ban đầu v = k.[A] .[B] 0,5 Khi [A], [B] đều tăng 2 lần v/ = k.[2A]2.[2B] = 8k.[A]2.[B] = 8v Khi giảm áp suất xuống 3 lần có nghĩa là giảm [A] và cả [B] xuống 3 lần 2 1 1 1 v// = k A B = v 3 3 27 0,5 3 3.1. Viết phương trình phản ứng dạng ion thu gọn cho mỗi trường hợp sau: a. Dung dịch FeCl tác dụng với dung dịch Na CO . (2đ) 3 2 3 b. Dung dịch HNO3 tác dụng với FexOy tạo chất khí NO. 3.2. Cho 200ml dung dịch chứa đồng thời K2CO3 0,001M và KOH 3
4. 0,018M vào 200ml dung dịch chứa đồng thời HCl, HNO 3, H2SO4 có cùng nồng độ 0,01M. Tìm pH của dung dịch thu được sau phản ứng. 3.1. 0,5 2- 3+ 3CO3 + 3H2O + 2Fe 3CO2 + 2Fe(OH)3. + - 3+ 0,5 3FexOy+ (12x- 2y)H + (3x-2y) NO3 3xFe + (3x-2y)NO + (6x-y)H2O 3.2. 2.0,25 H OH  H O và H CO2  CO H O 2 3 2 2 0,25 Tìm được trong dung dịch sauphản ứng H = 0,01M 0,25 pH = 2 4 4.1. Trộn lẫn 10,7g NH 4Cl với 40g CuO trong một bình kín sau đó nung nóng để các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Viết phương trình phản ứng xảy ra (2đ) và tìm khối lượng của chất rắn khan sau phản ứng. 4.2. Không được dùng thêm hóa chất nào khác hãy trình bày cách nhận biết các chất rắn riêng biệt: NH4Cl, CaCO3, NaHCO3, NH4NO2, (NH4)3PO4, viết phương trình phản ứng hóa học đã dùng. 4.1. Viết các ptpư 0 NH Cl t NH HCl 4 3 0,25 t0 2NH3 3CuO  N2 3H2O 3Cu 2HCl CuO  CuCl2 H2O t0 2NH4Cl 4CuO  N2 4H2O 3Cu CuCl2 (hoặc có thể viết ptpư cuối thay cho 3 ptpư đầu). Khối lượng chất rắn sau phản ứng gồm tổng khối lượng của Cu, CuCl , 2 0,25 CuO dư: m = 8 + 13,5 + 19,2 = 40,7g . 4.2. Viết 5 ptpư nhiệt phân các muối kém bền nhiệt đã cho: NH4Cl NH3 + HCl (NH4)3PO4 3NH3 + H3PO4 (có thể thay H3PO4 bằng HPO3 hay P2O5) NH4NO2 N2 + 2H2O CaCO3 CaO + CO2 5.0,25 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2 Trình bày tóm tắt cách nhận biết dựa vào đặc điểm trạng thái của các sản phẩm sau 0,25 nung để nhận biết hợp lí 5 5.1. Cho hỗn hợp (A) gồm các chất CaCO3, MgCO3, Na2CO3, K2CO3 trong đó Na CO và K CO lần lượt chiếm a% và b% theo khối lượng của (4đ) 2 3 2 3 (A), biết trong điều kiện của thí nghiệm khi nung (A) chỉ có phản ứng phân hủy của CaCO 3, MgCO3. Nung (A) một thời gian thu được chất rắn (B) có khối lượng bằng 80% khối lượng của (A) trước khi nung, để hòa tan vừa hết 10g (B) cần 150ml dung dịch HCl 2M. Nung (A) đến khối lượng không đổi thu được chất rắn (C). Viết toàn bộ các phản ứng đã xảy ra và lập biểu thức tính phần trăm khối lượng của (C) so với (A) theo a và b. 5.2. Hợp chất MX2 có trong tự nhiên. Hòa tan MX2 bằng dung dịch 4
5. HNO3 dư một ít so với lượng cần tác dụng ta thu được dung dịch Y, khí NO2 ; dung dịch Y tác dụng với BaCl2 tạo kết tủa trắng không tan trong HNO3, dung dịch Y tác dụng với NH3 dư cho kết tủa màu nâu đỏ. Xác định công thức phân tử của MX2 và viết các phương trình ion trong các thí nghiệm nói trên 5.1. Viết các ptpư 8.0,25 CaCO3 CaO + CO2 MgCO3 MgO + CO2 CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + CO2 + H2O MgCO3 + 2 HCl MgCl2 + CO2 + H2O Na2CO3 + 2 HCl 2NaCl + CO2 + H2O K 2CO3 + 2 HCl 2KCl + CO2 + H2O CaO + 2HCl CaCl2 + H2O MgO + 2HCl MgCl2 + H2O Số mol HCl bài cho : 0,3 mol; chọn 100g (A) 80g (B) nHCl= 2,4 mol 0,25 Dùng định luật bảo toàn chất để thấy số mol HCl pư với (A) hay (B) hay (C) là như nhau; khối lượng CO2 là : a b 1,2 .44 0,25 106 138 a b 1,2 m 106 138 0,25 C 1 44 hoặc hệ thức tương đương mA 100 5.2. Xác định MX2 là FeS2 0,25 FeS 14H 15NO  Fe3 2SO2 7H O 15NO 2 3 4 2 2 4.0,25 2 2 Ba SO4  BaSO4 NH3 H  NH4 3NH 3H O Fe3  3NH Fe OH 3 2 4 3 6 6.1. Sắp xếp các chất sau theo chiều tăng dần từ trái qua phải (không giải thích): (2đ) a. Nhiệt độ sôi : H2O, H2S, CH3OH, C2H6, CH3F, O- O2NC6H4OH. b.Lực axit: CH2=CHCOOH,CHCCOOH, CH3CH2COOH, H2O, CH3CH2CH2OH, C6H5COOH. 6.2. Hai hợpchất hữu cơ (A), (B) có cùng công thức phân tử C 7H7Cl và đều không tác dụng với dung dịch brom; hãy xác định công thức cấu tạo thu gọn của (A), (B), viết phương trình phản ứng của (A), (B) với NaOH dư (ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có).Biết (A) phản ứng với NaOH cho muối hữu cơ, còn (B) tác dụng với NaOH cho sản phẩm hữu cơ (C) tác dụng được với Natri cho khí hidro. 6.1. 0,5 a. C2H6, CH3F, H2S, CH3OH, H2O, 0-O2NC6H4OH b. C3H7OH, H2O, C2H5COOH, CH2=CHCOOH, C6H5COOH, CHCCOOH. 0,5 6.2. Xác định được công thức cấu tạo của (A) là ClC6H4CH3 của (B) là C6H5CH2Cl Viết ptpư 2.0,25 5
6. 0 CH C H Cl 2NaOH t p CH C H ONa NaCl H O 3 6 4 3 6 4 2 t0 C6H5CH2Cl NaOH  C6H5CH2OH NaCl 2.0,25 7 Nhiệt phân 1mol hidrocacbon (A) cho 3 mol hỗn hợp khí và hơi (B). Đốt cháy 10,8g (B) rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch chứa 0,3 (2đ) mol Ca(OH)2 và 0,35 mol NaOH sinh ra 20g kết tủa. Xác định công thức phân tử của (A), tỉ khối hơi của (B) so với hidro. Số mol : CaCO3: 0,2 mol 2.0,25 OH- : 0,95 mol CO OH  HCO Viết 2 ptpư: 2 3 2 2.0,25 CO2 2OH  CO3 0,75 Tìm được tỉ lệ mol C:H = 5:12 công thức phân tử của (A): C5H12 Tìm tỉ khối gơi của (B) so với hidro: 12 0,25 8 8.1. Hoàn thành phản ứng dưới dạng CTCT thu gọn cho sơ đồ sau: 0 0 Trùng hợp NaOH,t CuO,t HCN H2SO4 CH3OH C5H10 02  A  B   C 0 D 0 E  D (4đ) H3O 170 C H2SO4 ,t 8.2. Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ (X) đơn chức cho CO 2 và H2O; cho 27,45g (X) tác dụng hoàn toàn vừa đủ với NaOH ở điều kiện thích hợp thu được hỗn hợp sản phẩm (Y). Đốt cháy hoàn toàn (Y) thu được 23,85g chất rắn (Z) nguyên chất cùng hỗn hợp khí và hơi (T). Hấp thụ toàn bộ (T) vào dung dịch chứa 75,85g Ca(OH) 2 sinh ra 70g kết tủa đồng thời khối lượng bình chứa tăng thêm75,6g so với ban đầu. Hãy xác định công thức cấu tạo của hợp chất hũu cơ (X). 8.1 Viết các ptpư ở dạng công thức cấu tạo thu gọn 0 CH COOCH CH NaOH t CH COONa HOCH CH 3 3 2 3 3 2 0 0,25 HOCH CH CuO t OCH CH Cu HO 3 2 3 2 2 0,25 HCN OCH CH3   HOOC OH C CH3 2 H3O 2 0,25 HOOC OH C CH H2SO4 CH C CH COOH H O 3 2 1700 c 2 3 2 0,25 H2SO4 0,25 CH2 C CH3 COOH CH3OH  CH2 C CH3 COOCH3 H2O t0 nCH =C(CH )COOCH t-xt [ CH -C(CH )] 2 3 3 2 3 n 0,25 0 COOCH3 Xt – t 8.2 Viết 3 ptpư - - - 2- 2- 2+ CO2 + HO HCO3 ; CO2 + 2HO CO3 ; CO3 + Ca CaCO3 3.0,25 Tìm được số mol của Na2CO3 là 0,225 mol NaOH là 0,45 mol; số mol 02,5 Ca(OH)2 là 1,025 mol 0,25 nC(X) = số mol C của Na2CO3 + số mol C của CO2 = 1,35 + 0,225 = 1,575 0,25 nH(X) = số mol H của H2O – số mol H của NaOH = 1,8 – 0,45 = 1,35 6
7. Từ kết quả trên tìm được nO(x) = 0,45 0,25 Lập tỉ lệ mol C:H:O = 7:6:2 (hoặc lý luận tương đương) 0,25 0,25 Lý luận tìm công thức phân tử: C7H6O2 Công thứccấu tạo: HCOOC6H5 . 0,25 Thí sinh có thể giải theo những phương pháp khác với hướng dẩn chấm – đúng vẫn tính trọn điểm. 7