Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh lớp 12 THPT - Môn thi: Hoá Học

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh lớp 12 THPT - Môn thi: Hoá Học

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH BẮC GIANG LỚP 12 - THPT NĂM HỌC 2008 - 2009 MễN THI : HOÁ HỌC ĐỀ THI CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 180 phỳt Ngày thi: 05/04/2009 + 2 Cõu 1: (2,0 điểm) Một hợp chất tạo thành từ M và X 2 . Trong phõn tử M2X2 cú tổng số cỏc hạt proton, nơtron, electron bằng 164, trong đú số hạt mang điện nhiều hơn số hạt khụng mang điện là 52. Số khối của nguyờn tử M + 2 lớn hơn số khối của nguyờn tử X là 23. Tổng số hạt trong M lớn hơn trong X2 là 7. Xỏc định cụng thức M2X2. Cõu 2: (2,0 điểm) Cho 50 gam dung dịch muối MX (M là kim loại kiềm, X là halogen) 35,6% tỏc dụng với 10 gam dung dịch AgNO3 thu được một kết tủa. Lọc bỏ kết tủa thu được dung dịch nước lọc. Biết nồng độ MX trong dung dịch nước lọc bằng 5/6 lần nồng độ MX trong dung dịch ban đầu. Xỏc định cụng thức muối MX. -5 Cõu 3: (2,0 điểm) Cho dung dịch CH3COOH 0,1M (Ka = 1,75 . 10 ) 1. Tớnh pH, độ điện li α và nồng độ cỏc ion trong dung dịch. 2. Tớnh pH của dung dịch hỗn hợp CH3COOH 0,1M và CH3COONa 0,1M. Cõu 4: (2,0 điểm) Người ta mạ niken lờn mặt vật kim loại bằng phương phỏp mạ điện trong bể mạ chứa dung dịch NiSO4 (điện cực trơ), với cường độ dũng điện I = 9A. Cần mạ một mẫu vật kim loại hỡnh trụ cú bỏn kớnh 2,5cm, chiều cao 20cm sao cho phủ đều một lớp niken dày 0,4 mm trờn bề mặt. Hóy: a. Viết quỏ trỡnh cỏc phản ứng xảy ra trờn cỏc điện cực của bể mạ điện. b. Tớnh thời gian của quỏ trỡnh mạ điện trờn. Cho khối lượng riờng của Ni là 8,9 g/cm3. Cõu 5: (2,0 điểm) 1. Hoà tan 5,4 gam hỗn hợp K 2Cr2O7 và Na2Cr2O7 vào nước thành một lớt dung dịch A. Cho 50 ml dung dịch FeSO4 0,102M vào 25 ml dung dịch A. Để xỏc định lượng FeSO 4 dư cần dựng 16,8 ml dung dịch KMnO4 0,025M. Biết cỏc quỏ trỡnh trờn đều xảy ra trong mụi trường H2SO4. Viết phương trỡnh hoỏ học xảy ra và tớnh khối lượng mỗi muối đicromat núi trờn. 2. Cho cỏc dung dịch riờng biệt mất nhón sau: Na 2SO4, AlCl3, FeSO4, NaHSO4, FeCl3. Chỉ dựng dung dịch K 2S để nhận biết cỏc dung dịch trờn ngay ở lần thử đầu tiờn. Viết cỏc phương trỡnh hoỏ học minh hoạ. Cõu 6: (2,0 điểm) 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 thỳc thu được chất rắn X gồm hai kim loại, cú khối lượng 0,8m gam. Tớnh m. Giả thiết sản phẩm khử HNO3 duy nhất chỉ cú NO. Cõu 7: (2,0 điểm) 1. Một hiđrocacbon X cú chứa 88,235% cacbon về khối lượng. Xỏc định cụng thức phõn tử và cụng thức cấu tạo của X, biết X là hiđrocacbon no cú ba vũng, mỗi vũng đều cú 6 nguyờn tử cacbon. 2. Cho 5 kg glucozơ (chứa 20% tạp chất) lờn men. Hóy tớnh thể tớch của ancol etylic 40 0 thu được, biết rằng khối lượng ancol bị hao hụt 10% và khối lượng riờng của ancol etylic nguyờn chất là 0,8 g/ml. Cõu 8: (2,0 điểm) Hợp chất A là một α-amino axit. Cho 0,01 mol A tỏc dụng vừa đủ với 80 ml dung dịch HCl 0,125M, sau đú cụ cạn cẩn thận thu được 1,835 gam muối. Mặt khỏc, khi trung hoà 2,94 gam A bằng dung dịch NaOH vừa đủ thỡ được 3,82 gam muối. Hóy: a. Xỏc định cụng thức cấu tạo và gọi tờn A, biết A cú cấu tạo mạch khụng phõn nhỏnh. b. Viết phương trỡnh phản ứng của A với dung dịch NaNO2 với sự cú mặt của axit clohiđric. Cõu 9: (2,0 điểm) Chia 7,1 gam hỗn hợp X gồm hai andehit đơn chức thành hai phần bằng nhau: - Phần 1 đốt chỏy hoàn toàn thu được 7,7 gam CO2 và 2,25 gam H2O. - Phần 2 cho tỏc dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thu được 21,6 gam bạc. a. Xỏc định cụng thức phõn tử, viết cụng thức cấu tạo và gọi tờn hai andehit trờn? b. Bằng phương phỏp hoỏ học hóy phõn biệt mỗi andehit trờn? Cõu 10: (2,0 điểm) Cho m gam xenlulozơ tỏc dụng vừa đủ với 25,2 gam HNO 3 cú trong hỗn hợp HNO 3 đặc và H2SO4 đặc, tạo thành 66,6 gam hỗn hợp X gồm xenlulozơ mononitrat và xenlulozơ đinitrat. Tớnh m và % khối lượng cỏc chất trong hỗn hợp X. Hết (Cỏn bộ coi thi khụng giải thớch gỡ thờm, học sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn) Họ và tờn thớ sinh: Số bỏo danh:
2. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤPTỈNH BẮC GIANG LỚP 12 – THPT NĂM HỌC 2008 - 2009 MễN THI : HOÁ HỌC ĐỀ THI CHÍNH THỨC Ngày thi: 05/04/2009 Thang điểm 20/20 - Số trang 04 CÂU NỘI DUNG ĐIỂM Cõu 1: Gọi số proton, nơtron, electron trong nguyờn tử M và X lần lượt là ZM, NM, EM và ZX, (2 điểm) NX, EX. Từ cỏc dữ kiện bài toỏn ta lập được hệ 2(2ZM NM ) 2(2Z X N X ) 164 4ZM 2NM 4Z X 2N X 52 1,0 ZM NM Z X N X 23 2ZM NM 1 (4Z X 2N X 2) 7 Giải hệ thu được kết quả 0,5 Z = 19, N = 20; Z = 8, N = 8. M M X X 0,5 M là Kali, X là Oxi. Hợp chất đó cho là K2O2. Cõu 2: Khối lượng của muối MX là: m = 35,6 . 50 : 100 = 17,8 (gam) (2 điểm) Gọi x là số mol của muối MX : MX + AgNO3 → MNO3 + AgX. 0,25 x x x x Khối lượng kết tủa của AgX: m = (108 + X) . x (gam) Khối lượng MX tham gia phản ứng: m = (M + X) . x (gam) 0,25 Khối lượng MX cũn lại là: m = 17,8 - (M + X) . x (gam) Suy ra nồng độ MX trong dung dịch sau phản ứng là [17,8 - (M+X).x].100 35,6 5 0,5 . [50+10 - (108 +X).x] 100 6 Biến đổi ta được 120 . (M + X) = 35,6 (108 + X) 0,5 Lập bảng : M Li(7) Na(23) K(39) 0,5 X Cl(35,5) 12,58 4634,44 Vậy MX là muối LiCl. - + Cõu 3: 1. CH3COOH ƒ CH3COO + H (2 điểm) Bắt đầu 0,1 Điện li x x x Cũn dư: 0,1 – x 2 0,5 CH3COO H x K 1,75.10 5 CH3COOH CH3COOH  0,1 x vỡ x rất bộ so với 0,1 → x 1,75.10 6 1,32.10 3 3 CH3COO H x 1,32.10 M ; pH = 2,879 x 0,132 0,5 .100 1,32% 0,1 0,1 - + 2. CH3COONa → CH3COO + H 0,1 0,1 0,1 - + 0,25 CH3COOH ƒ CH3COO + H Bắt đầu 0,1 0,1 Điện li x x x Cõn bằng : 0,1 – x 0,1+x x 0,25
3. CH COO H 3 (0,1 x).x 5 Ka 1,75.10 0,5 CH3COOH  0,1 x Suy ra x = 1,75 . 10-5 pH = 4,757. Cõu 4: a. Phương trỡnh cỏc phản ứng xảy ra trờn bề mặt cỏc điện cực của bể mạ: + (2 điểm) Anot (cực +): 2 H2O O2 + 4H + 4e 0,25 Catot (cực -): Ni2+ + 2 e 2Ni Phương trỡnh của phản ứng điện phõn là: 2+ đpdd + 0,25 2 Ni + 2H2O  2Ni + O2 + 4H b. Lớp phủ niken ở mẫu vật cú bề dày 0,4 mm nờn ở mẫu vật này bỏn kớnh tăng tới 2,5 + 0,25 0,04 = 2,54 (cm); chiều cao tăng tới 20,0 + 0,04 2= 20,08 (cm). Vậy thể tớch Ni cần mạ trờn mẫu vật là: ΔV = V ' - V = [3,14. (2,54)2. 20,08] - [3,14 (2,5)2 20] = 14,281(cm3) 0,5 Khối lượng Ni cần dựng : m = V.D =14,281.8,9 = 127,101 (gam) 0,25 Từ biểu thức của định luật Farađay: AIt m.96500.n 127,101.96500.2 m t 46196,785giây = 12,832 giờ 96500.n AI 59.9 0,5 2- 2+ + 3+ 3+ Cõu 5: 1. Cr2O7 + 6Fe + 14H →2Cr + 6Fe + 7H2O. 0,25 - 2+ + 2+ 3+ (2 điểm) MnO4 + 5 Fe + 8 H → Mn + 5 Fe + 4H2O. Gọi x, y là số mol K2Cr2O7 và Na2Cr2O7 trong 5,4 gam hỗn hợp. 1 x y (0,05.0,102 0,0168.0,025.5).40 0,02 6 0,25 294x 262y 5,4 giải hệ thu được x = 0,005 mol; y = 0,015 mol 294.0,005.100 %K Cr O 27,22% %Na Cr O 100% 27,22% 72,78% 0,5 2 2 7 5,4 2 2 7 2. Khi cho dung dịch K2S lần lượt vào mẫu thử của cỏc dung dịch trờn thỡ: - Mẫu thử khụng cú hiện tượng chứa dung dịch Na2SO4 - Mẫu thử xuất hiện kết tủa trắng keo và cú hiện tượng sủi bọt khớ chứa AlCl3 : 0,25 2AlCl3 + 3 K2S + 3H2O 6KCl + 2Al(OH)3 + 3H2S 0,25 - Mẫu thử cú hiện ttượng sủi bọt khớ chứa dung dịch NaHSO4 2 NaHSO4 + K2S 2K2SO4 + H2S 0,25 - Mẫu thử xuất hiện kết tủa đen chứa FeCl2: K2S + FeCl2 FeS + 2NaCl - Mẫu thử xuất hiện kết tủa đen và vàng cú chứa FeCl3 2FeCl + 3K S 6KCl + S + 2FeS 3 2 0,25 + 2+ - - Cõu 6: Dung dịch A cú 0,4 mol H , 0,05 mol Cu , 0,4 mol Cl , 0,1 mol NO3 0,25 (2 điểm) Khi cho Fe vào dung dịch A xảy ra cỏc phản ứng : + - 3+ Fe + 4H + NO3 Fe + NO + 2H2O (1) 0,4 0,1 0,1 0,4 0,1 0,1 0 0 0,1 Fe + 2Fe3+ 3Fe2+ (2) 0,05 0,1 Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu (3) 0,75 0,05 0,05 0,05 Số mol Fe đó tham gia cỏc phản ứng từ (1) đến (3) là 0,1+ 0,05 + 0,05 = 0,2 (mol) 0,25 Hỗn hợp 2 kim loại sau phản ứng gồm Fe dư, Cu. (m - 56 0,2) + 0,05 64 = 0,8 m m = 40 (gam) 0,75
4. Cõu 7: 1. Xỏc định cụng thức phõn tử (2 điểm) Đặt CxHy là cụng thức phõn tử của X 88,235 11,765 0,25 x : y : 7,353:11,765 5 :8 12 1 10n 2 8n X cú dạng C5nH8n. X cú độ bất bóo hũa n 1 2 Do cú 3 vũng nờn n + 1 = 3, suy ra n = 2 , cụng thức phõn tử của X là C H 10 16 0,5 X cú 3 vũng 6C nờn cụng thức cấu tạo của nú là: hay 0,25 2. m = 5000 . 80% = 4000 gam 0,25 C H O lên men 2C H OH 2CO 6 12 6 320 C 2 5 2 180 gam 92 gam 4000 gam x gam 4000.92 1840 m .90% 1840(gam) V 2300(ml) 0,5 C2H5OH 180 C2H5OH nguyên chất 0,8 2300.100 V 0 5750(ml) hay 5,750 lit dd C2H5OH 40 40 0,25 Cõu 8: a. Đặt CT của A là (NH2)nR(COOH)m (n, m 1, nguyờn) (2 điểm) * Phản ứng với HCl : nHCl = 0,08.0,125= 0,01 mol (NH2)nR(COOH)m + nHCl (Cl H3N)nR(COOH)m (1) 0,01 mol 0,01 mol n=1 0,25 * Theo (1) : số mol muối = số mol A =0,01 mol; mà khối lượng muối = 1,835gam 1,835 M = 183,5 MA = Mmuối - MHCl = 183,5 – 36,5 = 147 muối 0,01 0,25 * nA phản ứng với NaOH =2,94 : 147 = 0,02 mol * Phản ứng của A với NaOH : H2N-R(COOH)m + mNaOH H2N-R(COONa)m + mH2O (1) Cứ 1 mol  1 mol  mtăng thờm= 22m gam vậy 0,02 mol  0,02 mol  mtăng thờm= 3,82-2,94=0,88 gam 0,02 . 22m = 0,88 m = 2 0,25 A cú dạng tổng quỏt là : H2N-R(COOH)2 mà MA = 147 0,25 MR = 147 – 16 – 45 . 2 = 41, vậy R là C3H5 Vỡ A cú mạch cacbon khụng phõn nhỏnh, là α-amino axit nờn CTCT của A là : 0,5 H O O C C H 2 C H 2 C H (N H 2 ) C O O H axit 2-aminopentanđioic (hay axit glutamic) b. Phản ứng của A với NaNO2 và HCl : HOOC CH CH CH(NH )COOH + NaNO + HCl HOOC CH CH CH(OH)COOH + N + H O 2 2 2 2 2 2 2 2 0,5 Cõu 9: a. (2 điểm) 7,1 * Khối lượng mỗi phần là : 3,55 gam 2 * Đốt chỏy phần 1 : 7,7 2,25 n 0,175mol; n 0,125mol CO2 44 H2O 18 Áp dụng định luật bảo toàn nguyờn tố: mphần 1 = mC + mH + mO=3,55 gam m 3,55 12.n 2.n 3,55 12.0,175 2.0,125 1,2 gam O CO2 H2O
5. 1,2 n n 0,075mol 2andehit trongmỗiphần O 16 0,25 21,6 nAg 0,2 8 * Phần 2 : nAg 0,2mol 2 0,25 108 n2andehit trongmỗiphần 0,075 3 phải cú một andehit là HCHO andehit fomic (metanal) 0,25 Đặt CT của andehit cũn lại là : Cn HmCHO Gọi trong mỗi phần gồm: x mol HCHO và y mol Cn HmCHO Ta cú : AgNO3 / NH3 AgNO3 / NH3 HCHO  4Ag ; Cm H2m 1 2kCHO  2Ag x mol 4x mol y mol 2y mol x y 0,075 x 0,025 4x 2y 0,2 y 0,05 Bảo toàn nguyờn tố C và H ta cú : n n (n 1)n 0,175 C HCHO Cn HmCHO 0,025 0,05(n 1) 0,175 n 2 0,25 n 2n (m 1)n 2.0,125 0,025.2 0,05(m 1) 0,25 m 3 H HCHO Cn HmCHO CTCT của andehit cũn lại là : CH2=CH-CHO andehit acrylic (propenal) 0,25 b. Dựng Br2 trong CCl4 để phõn biệt hai andehit : - CH2=CH-CHO làm mất màu Br2 trong CCl4 : CH2=CH-CHO + Br2 CH2Br-CHBr-CHO - HCHO khụng làm mất màu Br2 trong CCl4. 0,5 Cõu 10: Cỏc phương trỡnh phản ứng: (2 điểm) [C6H7O2(OH)3]n + nHONO2 [C6H7O2(OH)2(ONO2)]n + nH2O (1) a mol na mol 207na gam 0,5 [C6H7O2(OH)3]n + 2nHONO2 [C6H7O2(OH)(ONO2)2]n + 2nH2O (2) b mol 2nb mol 252nb gam Đặt số mol xenlulozơ trong hai phản ứng (1), (2) lần lượt là a và b. 25,2 nHNO na 2nb 0,4 na 0,2 0,5 Theo giả thiết ta cú : 3 63 nb 0,1 mX 207na 252nb 66,6 Khối lượng xenlulozơ ban đầu : m = 162n(a +b) = 162(na + nb) = 162 0,3 = 48,6 gam 0,5 Phần trăm khối lượng cỏc chất trong X : 207na 100% %mxenlulozomononitrat = = 62,2%; %mxenlulozodinitrat = 37,8% 66,6 0,5 Chỳ ý: * Đối với phương trỡnh phản ứng húa học nào mà cõn bằng hệ số sai hoặc thiếu cõn bằng (khụng ảnh hưởng đến giải toỏn) hoặc thiếu điều kiện thỡ trừ đi nửa số điểm giành cho nú. Trong một phương trỡnh phản ứng húa học, nếu cú từ một cụng thức trở lờn viết sai thỡ phương trỡnh đú khụng được tớnh điểm. * Nếu thớ sinh làm bài khụng theo cỏch nờu trong đỏp ỏn mà vẫn đỳng thỡ cho đủ điểm như hướng dẫn quy định. * Trong khi tớnh toỏn nếu nhầm lẫn một cõu hỏi nào đú dẫn đến kết quả sai nhưng phương phỏp giải đỳng thỡ trừ đi nửa số điểm giành cho phần hoặc cõu đú. Nếu tiếp tục dựng kết quả sai để giải cỏc vấn đề tiếp theo thỡ khụng tớnh điểm cho cỏc phần sau. * Việc chi tiết húa thang điểm (nếu cú) so với thang điểm trong hướng dẫn chấm phải đảm bảo khụng sai lệch với hướng dẫn chấm và được thống nhất thực hiện trong tổ chấm thi.