Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 11 - Môn Hóa học

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 11 - Môn Hóa học

1. SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 NĂM HỌC 2011-2012 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC ĐỀ CHÍNH THỨC (Dành cho học sinh THPT) (Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề) Bài 1 (1,5 điểm ). Thổi 672 ml (đktc) hỗn hợp khí A gồm một ankan, một anken và một ankin (đều có số nguyên tử cacbon trong phân tử bằng nhau) qua lượng dư dung dịch AgNO 3/NH3, thì thấy có 3,4 gam AgNO3 đã tham gia phản ứng. Cũng lượng hỗn hợp khí A như trên làm mất màu vừa hết 200 ml dung dịch Br2 0,15 M. 1) Xác định công thức cấu tạo và tính khối lượng mỗi chất trong A. 2) Đề nghị phương pháp tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp A. Bài 2. (1,5 điểm). Hòa tan hoàn toàn 26,4 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu trong dung dịch HNO3, thu được 7,84 lít NO (đktc) và 800 ml dung dịch X. Cho từ từ dung dịch HCl vào X đến khi không còn khí thoát ra, thì thu được thêm 1,12 lít NO (đktc). 1) Xác định % khối lượng của mỗi kim loại trong A. 2) Tính số mol HNO3 đã tham gia phản ứng. 3) Tính CM của các chất trong X. Bài 3 (1,5 điểm). Thủy phân hoàn toàn 2,475 gam halogenua của photpho người ta thu được hỗn hợp 2 axit (axit của photpho với số oxi hóa tương ứng và axit không chứa oxi của halogen). Để trung hòa hoàn toàn hỗn hợp này cần dùng 45 ml dung dịch NaOH 2M. Xác định công thức của halogenua đó. Bài 4 (2,0 điểm). 1.Chỉ dùng chất chỉ thị phenolphtalein, hãy phân biệt các dung dịch riêng biệt NaHSO4, Na2CO3, AlCl3, Fe(NO3)3, NaCl, Ca(NO3)2. Viết các phản ứng minh họa dưới dạng ion thu gọn. 2. Cho các sơ đồ phản ứng sau: a) X + O2  + H2O b) X + CuO  N2 + + c) X + H2S  d) X + CO2  + H2O e) X + H2O + CO2  Tìm công thức của khí X và hoàn thành các phương trình hoá học trên. Bài 5 (1,5 điểm). Hòa tan 4,8 gam kim loại M hoặc hòa tan 2,4 gam muối sunfua của kim loại này, bằng dung dịch HNO 3 đặc nóng dư, thì đều thu được lượng khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất) như nhau. 1) Viết các phương trình phản ứng xẩy ra. 2) Xác định kim loại M, công thức phân tử muối sunfua. 3) Hấp thụ khí sinh ra ở cả hai phản ứng trên vào 300 ml dung dịch NaOH 1M, rồi thêm vào đó một ít phenolphtalein. Hỏi dung dịch thu được có màu gì? Tại sao? Bài 6. (1,0 điểm). Hỗn hợp A gồm 2 ankan là đồng đẳng kế tiếp và 1 anken, trong đó có 2 chất có cùng số nguyên tử cacbon. Đốt cháy một lượng A thu được 6,72 lít CO 2 (đktc) và 8,1 gam H2O. Xác định công thức phân tử của 3 hiđrocacbon trong A. Bài 7 (1,0 điểm). Tìm các chất thích hợp ứng với các ký hiệu A1, A2, A3, A4, A5 trong sơ đồ sau và hoàn thành các phương trình phản ứng dưới dạng công thức cấu tạo? + +O2,xt +Benzen/H A3 Crackinh (3) C H A (2) A (C H O) n 2n+2 (1) 2 5 3 6 A1(khí) (4) A +O /xt + 4 (5) 2 +H2O/H Hết Họ và tên thí sinh Số báo danh (Giám thị coi thi không giải thích gì thêm)
2. SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 NĂM HỌC 2011-2012 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT ) Bài 1 (1) Nếu ankin có dạng RCCH : 1,5 đ RCCH + AgNO3 + NH3 RCCAg + NH4NO3 3,4gam n(ankin) 0,02mol và n 2 n(ankin) 0,04mol 170gam / mol Br2 Điều này trái giả thiết, vì số mol Br2 chỉ bằng 0,2L 0,15mol / L 0,03mol Vậy ankin phải là C H và như vậy ankan là C H , anken là C H . 2 2 2 6 2 4 0,5 Từ phản ứng : C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 C2Ag2 + 2NH4NO3 n(C2H2) = 1/2n(AgNO3) = 0,01 mol Từ các phản ứng : C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 C2H4 + Br2 C2H4Br2 n(C2H4) = 0,01 mol 0,672L 0,5 n(C2H6) = 0,01mol 0,01mol 0,01 mol. 22,4L / mol Khối lượng của: C2H2: 0,26gam; C2H4: 0,28 gam; C2H6: 0,3 gam. (2)Thổi hỗn hợp qua binh chứa dung dịch AgNO3/NH3 dư. Lọc tách kết tủa, hòa tan kết tủa trong dung dịch HCl dư thu được khí C2H2. 0,25 C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 C2Ag2 ↓ + 2NH4NO3 C2Ag2 + 2HCl C2H2  + 2AgCl ↓ Khí ra khỏi bình chứa dung dịch AgNO 3/NH3, thổi tiếp qua dung dịch nước brom dư. Chiết lấy sản phẩm và đun nóng với bột Zn (trong CH3COOH) thu được C2H4 : C H + Br C H Br 2 4 2 2 4 2 0,25 C2H4Br2 + Zn C2H4  + ZnBr2 Khí ra khỏi bình chứa dung dịch brom là khí C2H6 Bài 2. 1) X + HCl  NO 1,5đ => trong X còn muối Fe(NO3)2 7,84 1,12 0,25 n 0,35(mol) ; n 0,05(mol) NO(1) 22,4 NO(2) 22,4 Sau khi cho HCl vào X thì thu được dung dịch trong đó chứa: Cu2+ và Fe3+ Gọi x, y lần lượt là số mol của Fe và Cu Ta có: 56x+64y=26,4 x 0,3 3x+2y= 3(0,35+0,05) y 0,15 0,3.56 0,5 => %Fe= .100% 63,64% ; %Cu = 100% - %Fe = 36,36% 26,4 0,25 2) Số mol HNO3 than gia phản ứng = 4nNO(1) = 0,35.4 = 1,4(mol) 3) Gọi a , b lần lượt là số mol Fe(NO3)2 và Fe(NO3)3 trong X => a + b = 0,3 2a + 3b + 2. 0,15 = 3.0,35 => a = 0,15 (mol); b = 0,15 (mol) => trong X có : 0,15 mol Fe(NO3)2; 0,15 (mol) Fe(NO3)3 và 0,15 mol Cu(NO3)2 0,15 => CM các chất đều bằng nhau và bằng: 0,1875M 0,5 0,8
3. Bài 3 Halogenua của photpho có thể có công thức PX3 hoặc PX5. 1,5đ *Xét trường hợp PX3: PTHH PX3 + 3H2O → H3PO3 + 3HX H3PO3 + 2NaOH → Na2HPO3 + 2H2O ( axit H3PO3 là axit hai lần axit) HX + NaOH → NaX + H2O 0,5 số mol NaOH = 2. 0,045 = 0,09 mol Để trung hòa hoàn toàn sản phẩm thủy phân 1 mol PX3 cần 5 mol NaOH; số mol PX3 = 1/5 số mol NaOH = 0,09/5 = 0,018 mol Khối lượng mol phân tử PX3 = 2,475/0,018 = 137,5 Khối lượng mol cuả X = (137,5 – 31): 3 = 35,5 X là Cl . Công thức PCl3 0,5 *Xét trường hợp PX5: PX5 + 4H2O → H3PO4 + 5HX H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O HX + NaOH → NaX + H2O số mol NaOH = 2. 0,045 = 0,09 mol 0,25 Để trung hòa hoàn toàn sản phẩm thủy phân 1 mol PX5 cần 8 mol NaOH; số mol PX5 = 1/8 số mol NaOH = 0,09/8 = 0,01125 mol Khối lượng mol phân tử PX5 = 2,475/0,01125 = 220 Khối lượng mol cuả X = (220 – 31): 5 = 37,8 không ứng với halogen nào. 0,25 Bài 4 1. Trích mẫu thử cho mỗi lần thí nghiệm: 2,0đ  Cho phenolphtalein vào mỗi mẫu thử. Mẫu thử có màu hồng là dung dịch Na 2CO3, các mẫu thử còn lại không màu. 0,25 2- - - CO3 + H2O  HCO3 + OH  Dùng Na CO làm thuốc thử để cho vào các mẫu thử còn lại. 2 3 0,25 Mẫu thử có sủi bọt khí không màu là NaHSO4 2- + CO3 + 2H H2O + CO2↑ Mẫu thử tạo kết tủa trắng keo và sủi bọt khí không màu là AlCl3 3+ 2- 0,25 2Al + 3CO3 + 3H2O 2Al(OH)3↓+ 3CO2↑ Mẫu thử tạo kết tủa đỏ nâu và sủi bọt khí không màu là Fe(NO3)3 3+ 2- 2Fe + 3CO3 + 3H2O 2Fe(OH)3↓+ 3CO2↑ Mẫu thử tạo kết tủa trắng là Ca(NO3)2 0,25 2+ 2- Ca + CO3 CaCO3↓ Mẫu thử không tạo hiện tượng là NaCl. 2. Qua sơ đồ a), b) X có chứa N và H, có thể có O. Vì X là chất khí nên chỉ có thể là NH3. 0,25 a) 4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O hoặc 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O ( có xúc tác Pt) b) 2NH3 + 3CuO N2 + 3Cu + 3H2O 0,25 c) 2NH3 + H2S (NH4)2S hoặc NH3 + H2S NH4HS 0,25 d) 2NH3 + CO2 (NH2)2CO + H2O e) NH3 + H2O + CO2 NH4HCO3 0,25 Bài 5 (1) Phương trình phản ứng: + - m+ 1,5đ M + 2mH + mNO3 M + mNO2 + mH2O (1) + - m+ 2- M2Sn + 4(m+n)H + (2m+6n)NO3 2M + nSO4 + (2m+6n)NO2 + 2(m+n)H2O (2) 0,5 (2) Vì số mol NO2 ở hai trường hợp là bằng nhau nên ta có: 4,8 2,4 m (2m 6n) M 2M 32n 64mn M 6n 2m , nghiệm thích hợp là n = 1, m = 2 và M = 64. n,m 1,2,3 Vậy M là Cu và công thức muối là Cu2S. 0,5 4,8 (3) n 0,075mol Cu 64
4. Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O n NO 2 2 0,075 0,3mol n NaOH 2 0,25 đã xảy ra vừa đủ phản ứng: 2NO2 + 2NaOH NaNO3 + NaNO2 + H2O - Dung dịch thu được có màu hồng do NO2 tạo môi trường bazơ: - - NO2 + H2O ⇌ HNO2 + OH 0,25 Bài 6. Gọi công thức của ankan là CnH2n+2 x (mol) và anken CmH2m y (mol) 1,0 đ Ta có : Số mol CO2 = 0,3 (mol) Số mol H2O = 0,45 (mol)  số mol ankan = 0,45 – 0,3 = 0,15 (mol) 0,25  0,15.n + ym = 0,3  n anken C2H4 0,25 Bài 7 * Các chất cần tìm: 1,0đ A1: CH3-CH2-CH2-CH3 A2: CH3- CH=CH2 A3: C6H5-CH(CH3)2 (Cumen) A4: CH3-CH(OH)-CH3 0,25 A5: CH3-CO-CH3 * Các phản ứng: Crackinh 1. CH3-CH2-CH2-CH3 CH3-CH=CH2 + CH4 (A ) (A1) 2 CH(CH3)2 H2SO4 2. CH3-CH=CH2 + (A3) 0,25 CH(CH3)2 OH 1.O2 2.H2SO4(l) 0,25 3. + CH3-CO-CH3 (A5) H+ 4. CH3-CH=CH2 + H2O CH3-CH(OH)-CH3 (A4) Cu,t0 CH -CO-CH + H2O 0,25 5. CH3-CH(OH)-CH3 + 1/2O2 3 3 (A5) Ghi chú: Khi chấm nếu học sinh giải theo các phương pháp khác, nếu đúng vẫn cho đủ số điểm. Trong một bài thí sinh làm đúng đến phần nào thì tính điểm đến phần đó theo thang điểm.