Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh - Môn thi: Hóa Học 11

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh - Môn thi: Hóa Học 11

1. SỞ GDĐT TRÀ VINH KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 11 THPT NĂM HỌC 2017 - 2018 Đề thi chính thức MƠN THI: HĨA HỌC Thời gian làm bài:180 phút (khơng kể thời gian giao đề) Đề thi gồm cĩ 02 trang Chú ý: Thí sinh khơng được sử dụng bảng HTTH các nguyên tố hĩa học Cho biết: H = 1; C = 12; O = 16; P = 31; S = 32; F = 19; Cl = 35,5; Br = 80; I = 127; Mg = 24; Ca = 40; Ba = 137; Al = 27; Zn = 65; Fe = 56; Cu = 64; Ag = 108 Thí sinh làm tất cả các câu hỏi sau đây: Câu 1: (3,0 điểm) 1. Một chất cĩ tính oxi hĩa gặp một chất cĩ tính khử nhất thiết phải xảy ra phản ứng oxi hĩa – khử. Điều khẳng định trên cĩ đúng khơng? Giải thích và lấy ví dụ minh họa. 2. X, Y là hai phi kim. Trong nguyên tử X, Y cĩ số hạt mang điện nhiều hơn số hạt khơng mang điện lần lượt là 14 và 16. Hợp chất A cĩ cơng thức XY n, cĩ đặc điểm: X chiếm 15,049% về khối lượng; Tổng số proton là 100; Tổng số nơtron là 106. a) Xác định số khối và tên nguyên tố X, Y. Cho biết bộ bốn số lượng tử của e cuối cùng trên X, Y. b) Biết X, Y tạo với nhau hai hợp chất là A, B. Viết cấu trúc hình học và cho biết trạng thái lai hố của nguyên tử trung tâm của A, B. c) Viết các phương trình phản ứng giữa A với P 2O5 và với H 2O; giữa B với O2 và với H2O Câu 2: (3,0 điểm) Cho dung dịch A chứa hai axit CH 3COOH 0,002M và C2H5COOH xM. Cho biết: K 1,8.10 5; K 1,3.10 5. a (CH3COOH) a (C2H5COOH) 1. Hãy xác định giá trị x để trong dung dịch A cĩ độ điện li của axit axetic là 0,08. 2. Hãy xác địch giá trị x để dung dịch A cĩ giá trị pH = 3,280 (nồng độ CH3COOH vẫn là 0,002M). Câu 3: (3,0 điểm) Chất X ở dạng tinh thể màu trắng cĩ các tính chất sau: - Đốt X ở nhiệt độ cao cho ngọn lửa màu vàng. - Hịa tan X vào nước được dung dịch A, cho khí SO 2 đi từ từ qua dung dịch A thấy xuất hiện màu nâu. Nếu tiếp tục cho SO 2 qua thì màu nâu biến mất thu được dung dịch B; thêm một ít dung dịch HNO 3 vào dung dịch B, sau đĩ thêm dư dung dịch AgNO3 thấy tạo thành kết tủa màu vàng. - Hịa tan X vào nước, thêm KI và một ít dung dịch H2SO4 lỗng vào dung dịch X, thấy xuất hiện màu tím và màu tím bị biến mất khi thêm Na2S2O3. 1. Viết các phương trình phản ứng hĩa học xảy ra dạng ion thu gọn. 2. Để xác định cơng thức phân tử của X người ta hịa tan hồn tồn 0,100 gam X vào nước thêm dư KI và vài ml H2SO4 lỗng, lúc đĩ đã cĩ màu tím, chuẩn độ bằng Na2S2O3 0,100M đến khi mất màu tím thì cần hết 37,400ml dung dịch Na2S2O3. Tìm cơng thức phân tử của X.
2. Câu 4: (4,0 điểm) 1. Cĩ 4 chất khí bị mất nhãn đựng trong 4 lọ riêng biệt gồm: CO 2, CH4, C2H2, SO2. Bằng phương pháp hĩa học, hãy nêu cách nhận biết từng chất khí trên. Viết phương trình phản ứng hĩa học minh họa. 2. Hồ tan 22,000 gam hỗn hợp A gồm Fe, FeCO 3, Fe3O4 vào 0,896 lít dung dịch HNO3 1M thu được dung dịch B và hỗn hợp khí C (gồm CO2 và NO). Lượng HNO3 dư trong B phản ứng vừa đủ với 5,516 gam BaCO 3. Nạp hỗn hợp khí C vào một bình kín dung tích 8,960 lít chứa khơng khí (chỉ gồm N 2 và O2 theo tỉ lệ thể tích là 4:1) cĩ áp suất 0,375 atm, giữ nhiệt độ ở 0 0C thì trong bình khơng cịn O2 và áp suất trong bình cuối cùng là 0,600 atm. a) Viết các phương trình phản ứng hĩa học đã xảy ra và tính thành phần phần trăm theo khối lượng các chất trong hỗn hợp A. b) Tính %V hỗn hợp khí C Câu 5: (3,0 điểm) Hỗn hợp A gồm ba hidrocacbon X, Y, Z (Y và Z là đồng đẳng kế tiếp nhau). Đốt cháy hồn tồn 672,000ml A, rồi dẫn sản phẩm cháy lần lượt qua bình I chứa dung dịch H 2SO4 đặc, bình II chứa 437,500ml dung dịch Ba(OH) 2 0,080M. Kết thúc thí nghiệm thấy khối lượng ở bình I tăng 0,990 gam, bình II xuất hiện 4,925 gam kết tủa. Mặt khác, khi dẫn 1209,600ml A đi chậm qua bình đựng dung dịch brom, thấy sau phản ứng dung dịch này bị nhạt màu đồng thời khối lượng dung dịch tăng 0,468 gam và cĩ 806,400ml khí thốt ra khỏi bình. Biết rằng các phản ứng xảy ra hồn tồn, các khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn. 1. Viết các phương trình phản ứng hĩa học đã xảy ra và xác định cơng thức phân tử của X, Y, Z. 2. Tính thành phần phần trăm thể tích các khí trong A. Bài 6: (4,0 điểm) 1. Hãy hồn thành các phương trình phản ứng hĩa học sau (ghi rõ điều kiện phản ứng nếu cĩ): +HCHO H O X 2 X (3) 1 (4) 2 +Mg/ete +CH3COCH3 H2O Etilen Etyl bromua M Y Y (1) (2) (5) 1 (6) 2 +CO2 H2O (7) Z1 (8) Z2 2. Hỗn hợp A gồm một axit no đơn chức và hai axit khơng no đơn chức chứa một liên kết đơi, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Cho A tác dụng hồn tồn với 150,000 ml dung dịch NaOH 2,000M. Để trung hịa hết lượng NaOH dư cần thêm vào 100,000 ml dung dịch HCl 1,000M, được dung dịch D. Cơ cạn cẩn thận D được 22,890 gam chất rắn khan. Mặt khác, đốt cháy hồn tồn A rồi cho tồn bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào bình đựng lượng dư dung dịch NaOH đặc, khối lượng bình tăng thêm 26,720 gam. a) Viết các phương trình phản ứng hĩa học đã xảy ra. b) Xác định cơng thức cấu tạo cĩ thể cĩ của từng axit và tính khối lượng của chúng trong A. HẾT
3. SỞ GD&ĐT TRÀ VINH HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 11 - NĂM HỌC 2017 - 2018 Đề thi chính thức MƠN THI: HĨA HỌC Câu Đáp án Thang điểm 1. (1,0 điểm) Điều khẳng định trên khơng phải lúc nào cũng đúng vì: - Muốn cĩ phản ứng xảy ra giữa 1 chất oxi hĩa A và 1 chất khử B thì chất khử tạo thành phải yếu hơn B và chất oxi hĩa sinh ra phải yếu hơn A Ví dụ: Cu + 2Ag+  Cu2+ + 2Ag 0,25 điểm Trong đĩ: + Chất oxi hĩa Cu2+ yếu hơn chất oxi hĩa ban đầu là Ag+ + Chất khử sinh ra là Ag yếu hơn chất khử ban đầu là Cu - Ngược lại, phản ứng khơng xảy ra khi: 2Ag + Cu2+  Cu + 2Ag+ (Khử yếu) (OXH yếu) (khử mạnh) (OXH mạnh) - Ngồi ra phản ứng oxi hĩa – khử cịn phụ thuộc nồng độ, 0,25 điểm nhiệt độ, chất xúc tác, mơi trường, 2. (2,0 điểm) a) Gọi PX, NX lần lượt là số proton và nơtron của X PY, NY lần lượt là số proton và nơtron của Y Ta cĩ: P + nP = 100 (1) Câu 1 X Y N + nN = 106 (2) (3,0 điểm) X Y Từ (1) v à (2): (PX+NX) + n(PY+NY) = 206 AX+nAY = 206 (3) 0,25 điểm Ax 15,049 Mặt khác: (4) Ax nNy 100 Từ (3), (4): AX = PX+NX = 31 (5) 0,25 điểm Trong X cĩ: 2PX - NX = 14 (6) T ừ (5), (6): PX = 15; NX = 16 AX = 31 2 2 6 2 3 0,25 điểm X là photpho 15P cĩ cấu hình e là : 1s 2s 2p 3s 3p nên e cuối cùng cĩ bộ bốn số lượng tử là: n =3, l=1, m = +1, s = +1/2 0,25 điểm Thay PX = 15; NX = 16 vào (1), (2) ta cĩ nPY = 85; nNY = 90 nên: 18PY – 17NY = 0 (7) Mặt khác trong Y cĩ: 2PY – NY = 16 (8) Từ (7), (8): PY = 17; NY = 18 AY = 35 và n = 5 2 2 6 2 5 0,25 điểm Vậy: Y là Clo 17Cl cĩ cấu hình e là 1s 2s 2p 3s 3p , nên e cuối cùng cĩ bộ bốn số lượng tử là: n = 3; l =1; m = 0, s = -1/2 0,25 điểm 0,25 điểm b) A: PCl5; B: PCl3
4. - Cấu tạo của A: Cl Cl Cl P Cl Cl - PCl5 cĩ cấu trúc lưỡng tháp tam giác - Nguyên tử P ở trạng thái lai hố sp3d Cấu tạo của B: P 0,25 điểm Cl Cl Cl - PCl3 cĩ cấu trúc tháp tam giác - Nguyên tử P ở trạng thái lai hố sp3 c) 3PCl5 + P2O5  5POCl3 PCl5 + 4H2O  H3PO4 + 5HCl 0,25 điểm 2PCl3 + O2  2POCl3 PCl3 + 3H2O  H3PO3 + 3HCl 0,25 điểm 1. (1,5 điểm) -3 -2 -5 Số mol CH3COOH bị phân li: 2 10 10 . 8=16.10 mol 0,25 điểm - + CH3COOH ‡A AA†A CH3COO + H 0,25 điểm 16.10-5 16.10-5 16.10-5 - + C2H5COOH ‡A AA†A C2H5COO + H 0,25 điểm 2x 2x 2x Gọi là độ điện ly của C2H5COOH (16.10 5 x)(16.10 5 ) Ta cĩ: 1,8.10 5 (1) 0,25 điểm (2.10 3 16.10 5 ) 5 (16.10 x)( x) 5 1,3.10 (2) Câu 2 (x x) 0,25 điểm (3,0 điểm) x = 4,7.10-5 -5 -4 Thay vào (2) x = 79,5.10 = 8.10 M 0,25 điểm 2. (1,5 điểm) -3,28 0,25 điểm pH = 3,28 H = 10 = 0,000525M Gọi là độ điện ly của C2H5COOH; ’là độ điện ly của CH3COOH. - + CH3COOH ‡A AA†A CH3COO + H 2.10-3 mol 2.10-3 mol 2.10-3 mol - + C2H5COOH‡A AA†A C2H5COO + H x mol x mol x mol
5. 52,5.10 5 2 ,.10 3 1,8.10 5 0,25 điểm (2.10 3 2 ,.10 3 ) 52,5.10 5 x 5 1,3.10 (4) 0,25 điểm (x x) 2 ’.10-3 + x = 52,5.10-5 (5) 0,25 điểm ’= 0,03315 0,033 ; = 0,024 0,25 điểm x = 52,5.10-5 – 0,066.10-3 = 45,9.10-5 x = 19.10-3M 0,25 điểm 1. (2,0 điểm) X cháy cho ngọn lửa màu vàng thành phần nguyên tố của X cĩ natri. 0,25 điểm Dung dịch X tác dụng với SO 2 đến dư thu được dung dịch B tạo kết tủa vàng với AgNO3 thành phần nguyên tố của X cĩ iot. 0,25 điểm Phản ứng của X với SO2 chứng minh X cĩ tính oxi hĩa. + Từ lập luận trên X cĩ cation Na và anion IO x Đặt cơng thức của X là NaIO . x 0,25 điểm Phản ứng dạng ion: 2- + 2IOx +(2x-1)SO2+2(x-1)H2O (2x-1)SO4 +I2+ (4x-4)H (1) 0,25 điểm 2- I2 + 2H2O + SO2 2I + SO4 + 4H (2) 0,25 điểm Ag + I AgI (3) 0,25 điểm Câu 3 IOx +(2x-1)I +2xH xI 2 + xH2O (4) 0,25 điểm (3,0 điểm) I2 + 2Na2S2O3 2NaI + Na2S4O6 (5) 0,25 điểm 1,87.10-3  3,74.10-3 2. (1,0 điểm) n 0,1.0,0374 3,74.10 3 (mol) 0,25 điểm Na2S2O3 -3 Theo (5) Số mol I2 = ½(Số mol Na2S2O3) = 1,87.10 1 1 -3 Theo (4) Số mol IOx = (số mol I2) = .1,87.10 x x 0,1 1 3 1,87.10 0,25 điểm 23 127 16x x 0,1.x 1,87.10 3 150 16x 0,1x = 0,2805 + 0,02992x 0,25 điểm x = 4 Vậy cơng thức phân tử của X là NaIO4 0,25 điểm 1. (1,5 điểm) Trích một ít các chất khí cho mỗi lần thí nghiệm. Câu 4 - Dẫn lần lượt các khí trên trên đi qua dung dịch AgNO3/NH3, 0,25 điểm (4,0 điểm) đun nhẹ chỉ cĩ một khí tạo kết tủa màu vàng nhạt đĩ là C2H2. t0 0,25 điểm 2CHCH + 2AgNO3 + 2NH3  AgCCAg + 2NH4NO3
6. - Tiếp tục dẫn ba khí cịn lại qua bình đựng dung dịch nước vơi trong nhận thấy: + Cĩ hai chất khí tạo kết tủa trắng là CO2 và SO2 CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O 0,25 điểm SO2 + Ca(OH)2  CaSO3 + H2O + Khí khơng hiện tượng là CH4 - Để nhận biết CO 2 và SO2 ta tiếp tục cho đi qua dung dịch Br 2 0,25 điểm nhận thấy: + Khí nào làm mất màu dung dịch Br2 là khí SO2 0,25 điểm SO2 + Br2 + 2H2O  H2SO4 + 2HBr + Khí cịn lại là CO2 0,25 điểm 2. (2,5 điểm) a) Gọi số mol Fe, FeCO 3, Fe3O4 trong hỗn hợp A là x, y, z mol. Ta cĩ các phương trình phản ứng: Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1) 0,25 điểm 3FeCO3 + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O + 3CO2 (2) 3Fe3O4 + 28HNO3 9HNO3 + NO + 14H2O (3) BaCO3 + 2HNO3 Ba(NO3)2 + H2O (4) 0,25 điểm Theo các phương trình phản ứng (1), (2), (3) ta cĩ: Số mol NO: a = x + y/3 + z/3 mol Số mol CO2: y mol Từ (1), (2), (3), (4) ta cĩ: Số mol HNO3: 4x + 10y/3 + 28z/3 + 5,516/197 = 0,896.1 = 0,896 (mol) 12x + 10y + 28z = 2,52 (I) 0,25 điểm Khối lượng hỗn hợp rắn ban đầu: 56x + 116y + 232z = 22 gam (II) 0,25 điểm Số mol khí cĩ sẵn trong bình: n = PV/RT = 0,15 (mol) Trong đĩ N2 cĩ 0,12 mol, O2 cĩ 0,03 mol. Khi nạp NO và CO2 0,25 điểm vào cĩ phản ứng: 2 NO + O2 2 NO2 (5) Theo bài ra ta thấy hết O2 nên NO cĩ thể dư, và theo phương trình phản ứng (5) thì số mol NO 2 bằng hai lần số mol O 2, mặt khác tổng số mol NO và NO 2 vẫn bằng số mol NO ban đầu. Do đĩ: PV n 0,24(mol) hh RT 4y z n n n n a y 0,12 x 0,12 0,24 hh NO CO2 N2 3 3 3x + 4y + z = 0,36 mol (III) 0,25 điểm Giải hệ phương trình: (I), (II), (III) được: x = 0,02 mol; y = 0,06 mol; z = 0,06 mol; 0,25 điểm
7. 56x.100% 56.0,02.100% 0,25 điểm %m 5,091% Fe 22 22 116y.100% 116.0,06.100% %m 31,636% FeCO3 22 22 232z.100% 232.0,06.100% %mFe O 63,273% 3 4 22 22 b) y z Số mol NO sinh ra: a = x + + = 0,06 mol 3 3 Số mol NO2 sinh ra: b 2nO 0,06 (mol) 2 Trong hỗn hợp cuối cùng khơng cịn NO, chỉ cịn: n NO 0,06(mol) 2 n 0,12(mol) 0,25 điểm N2 n 0,06(mol) CO2 Tổng số mol hỗn hợp: 0,24 mol. % số mol bằng % thể tích hỗn hợp: 0,06.100% %V 25% NO2 0,24 0,25 điểm 0,12.100% %V 50%% N2 0,24 0,06.100% V 25% CO2 0,24 1. (2,5 điểm) Khối lượng bình 1 tăng 0,99 gam chính là khối lượng của H2O 0,99 n 0,055(mol) H2O 18 0,25 điểm n = 0,08 . 437,5.10-3 = 0,035 mol Ba(OH) 2 4,925 n 0,025(mol) 0,25 điểm BaCO3 197 - Trường hợp 1: Ba(OH)2 phản ứng dư Ba(OH)2 + CO2  BaCO3 + H2O Câu 5 0,035  0,025  0,025 (mol) (3,0 điểm) n 0,025(mol) CO2 0,25 điểm - Trường hợp 2: Ba(OH)2 phản ứng hết: Ba(OH)2 + CO2  BaCO3 + H2O 0,035 (mol) 0,035 0,035 BaCO3 + CO2 + H2O  Ba(HCO3)2 0,01 (mol) 0,01 n 0,045(mol) 0,25 điểm CO2 Cả hai trường hợp đều cho số mol CO2 nhỏ hơn số mol của H2O. Do đĩ hỗn hợp X phải cĩ ankan và hidrocacbon khơng no.
8. 806,4.672 0,25 điểm n 0,02(mol) Ankan (672ml) 1209,6.22400 672 n 0,02 0,01(mol) - 0,02 = 0,01 mol 0,25 điểm 2 hidrocacbon (672ml) 22400 Khối lượng tăng sau phản ứng với brom là khối lượng của hidrocacbon khơng no 0,468.672 m 0,26 (gam) 0,25 điểm hidrocacbon không no(672ml) 1209,6 Gọi CTC của 2 hidrocacbon khơng no là: CnH2n+ 2-2a (với n 2 và a 1) Ta cĩ: 14n + 2 - 2a = 0,26: 0,01 7n - a = 12 Chỉ cĩ: n = 2 và a = 2 là thỏa mãn. Vậy CTPT của hidrocacbon khơng no là: C2H2 (A) 0,25 điểm Gọi CTC của 2 hidrocacbon no là: Cm H2m + 2 (với m> 1) 0,02m 0,045 0,01.2 Số mol CO2 của nĩ khi đốt cháy là: 0,02m 0,025 0,01.2 m 1,25 0,25 điểm m 0,25 (loại) Vậy CTPT 2 ankan B và C là: CH4 và C2H6. 0,25 điểm 2. Gọi x, y lần lượt là số mol của CH4 và C2H6. Ta cĩ: x 2y 0,045 0,01.2 x 0,015mol 0,25 điểm 4x 6y 0,055.2 0,01.2 y 0,005mol %V của C2H2: 33,33% %V của CH4: 50% 0,25 điểm %V của C2H6: 16,67% 1. (2,0 điểm) (1) CH2=CH2+ HBr  CH3CH2Br 0,25 điểm ete (2) CH3CH2Br + Mg  CH3CH2MgBr 0,25 điểm   (3) CH3 CH2MgBr H C H CH3 CH2 CH2 OMgBr 0,25 điểm O (4) 0,25 điểm Câu 6 CH3 CH2 CH2 OMgBr + H2O CH3 CH2 CH2 OH + Mg(OH)Br (4,0 điểm) CH3   0,25 điểm (5)CH3 CH2MgBr + CH3 C CH3 CH3 CH2 C CH3 O OMgBr CH3 CH3 (6) 0,25 điểm CH3 CH2 C CH3 + H2O CH3 CH2 C CH3 + Mg(OH)Br OMgBr OH
9. O   (7) CH3 CH2MgBr C CH3 CH2 C OMgBr 0,25 điểm O O (8) CH3 CH2 C OMgBr + H2O CH3 CH2 C OH + Mg(OH)Br 0,25 điểm O O 2. (2,0 điểm) a) Gọi cơng thức của axit no là: CnH2n+1COOH, cơng thức chung của 2 axit khơng no là: C m H2m 1COOH với số mol tương ứng là x và y 0,25 điểm CnH2n+1COOH + NaOH CnH2n+1COONa + H2O x x x 0,25 điểm C m H2m 1COOH + NaOH C m H2m 1COONa + H2O y y y 0,25 điểm 3n 1 CnH2n+1COOH + O2 (n+1)CO2 + (n+1)H2O 2 x (n+1)x (n+1)x 3m 0,25 điểm C H COOH + O2 (m + 1)CO2 + m H2O m 2m 1 2 y (m + 1)y m y b) Phản ứng trung hồ NaOH dư: NaOH dư + HCl NaCl + H2O 0,1 0,1 0,1 Theo phương trình: NaOH phản ứng với các axit hữu cơ = 0,3 – 0,1 = 0,2 mol lượng muối của các axit hữu cơ = 22,89 - 0,1.58,5 = 17,04 gam Độ tăng khối lượng bình NaOH là tổng khối lượng CO2 và H2O Cĩ hệ phương trình: x y 0,2 (14n 68)x (14m 66)y 17,04 [(n 1)x (m 1)y]44 [(n 1)x my]18 26,72 (x y) 0,2 14(nx my) 66(x y) 2x 17,04 0,25 điểm 62(nx my) 44(x y) 18x 26,72 Giải hệ phương trình trên, ta được: x = 0,1 ; y = 0,1 ; 0,25 điểm nx + m y = 0,26 n + m = 2,6. Với m 2 nên n = 0 và m =2,6 0,25 điểm Cơng thức của 3 axit là: HCOOH ; C2H3COOH và C3H5COOH 0,25 điểm * Chú ý: Học sinh làm bài cách khác nếu đúng kết quả, hợp lí vẫn cho điểm tối đa.