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

348 trang hoaithuong97 8880

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 12 THPT - Môn thi: Hóa Học", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

de_thi_chon_hoc_sinh_gioi_tinh_lop_12_thpt_mon_thi_hoa_hoc.docx

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

SỞ GD & ĐT QUẢNG BÌNH KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2013-2014 Khóa ngày 28 – 3 – 2014 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: Hóa LỚP 12 THPT Họ và tên: Thời gian 180 phút (không kể thời gian giao đề) Số báo danh: Đề gồm có 01 trang Câu 1 (2,0 điểm) 1. Hoàn thành phương trình hóa học của các phản ứng sau: to a) Cu2O + H2SO4 (loãng)  b) Pb + H2SO4 (đặc)  c) Na[Cr(OH)4] + Br2 + NaOH  d) FeCl3 + dung dịch CH3NH2  e) NaNO2 + PbO2 + H2SO4 (loãng)  f) Au + KCN + H2O2  g) FeCl3 + dung dịch Na2S  h) K2Cr2O7 + dung dịch KOH  2. Viết phương trình hóa học xảy ra trong các trường hợp sau: a) Glucozơ tác dụng với dung dịch bạc nitrat trong amoniac (đun nóng). b) Trùng hợp metyl metacrylat. c) Natri aminoaxetat tác dụng với dung dịch HCl dư. d) Buta-1,3-đien tác dụng với dung dịch KMnO4 ở nhiệt độ thường. e) Axit axetyl salixylic tác dụng với dung dịch NaOH dư (đun nóng). f) Anlyl clorua tác dụng với dung dịch nước clo. Câu 2 (1,75 điểm) 1. Hoàn thành phương trình hóa học của phản ứng theo các sơ đồ sau: Br2 NaOH CuO O2 NaOH NaOH a) C3H6  B 0  C 0 D 0 E  F 0 CH4 CCl4 t t xt, t CaO, t H2SO4 ®Æc H2O H2SO4 ®Æc b) But-1-en  A  B 170o C C 2. Thủy phân hoàn toàn 0,1 mol tripeptit Glu-Ala-Gly trong dung dịch KOH dư (đun nóng). Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra và tính khối lượng của mỗi muối thu được sau phản ứng. Câu 3 (2,0 điểm) www.thuvienhoclieu.com Trang 273
1. Có 200 ml dung dịch A chứa hỗn hợp bari nitrat và sắt (III) nitrat. Cho dung dịch natri cacbonat dư vào dung dịch A, thu được 3,04 gam kết tủa. Lấy toàn bộ lượng kết tủa ở trên cho tác dụng với dung dịch HCl dư thấy thoát ra 0,224 lít khí (đktc). Xác định nồng độ mol của các chất trong dung dịch A. 2. Người ta mạ niken lên mẫu vật kim loại bằng phương pháp mạ điện trong bể mạ chứa dung dịch NiSO 4, với cường độ dòng điện I = 9A. Cần mạ một mẫu vật kim loại hình trụ, có bán kính 2,5 cm, cao 20 cm, người ta phủ lên mẫu vật một lớp niken dày 0,4 mm trên. Hãy: a) Viết quá trình xảy ra trên các điện cực của bể mạ điện. b) Tính thời gian của quá trình mạ điện trên. Cho khối lượng riêng của Ni là 8,9 g/cm3. Câu 4 (2,25 điểm) 1. Cho 33,5 gam hỗn hợp X gồm Fe, Cr, Sn tác dụng với dung dịch HCl dư (đun nóng), sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 11,2 lít khí (đktc). Mặt khác, nếu cho 33,5 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được 17,92 lít khí SO 2 (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. b) Tính % về khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu. 2. Oxi hóa 0,8 mol một ancol đơn chức, thu được hỗn hợp X gồm một axit cacboxylic, một anđehit, ancol dư và nước. Ngưng tụ toàn bộ X rồi chia làm hai phần bằng nhau. Phần một cho tác dụng hết với Na dư, thu được 5,04 lít khí H2 (đktc). Phần hai cho phản ứng tráng bạc hoàn toàn thu được 97,2 gam Ag. Tính thành phần % theo khối lượng các chất có trong X. Câu 5 (2,0 điểm) 1. Tính độ tan của PbI2: a) Trong nước nguyên chất; b) Trong dung dịch KI 0,1M. Biết T 10 7,86. PbI2 -3 -3 2. Trộn 10 ml dung dịch NaOH 10 M với 10 ml dung dịch CH 3COOH 1,01.10 M, pha loãng thành 1 lít -4,76 dung dịch A. Tính pH của dung dịch A. Biết Ka (CH3COOH) = 10 . Cho: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; K = 39; Cr = 52; Fe = 56; Ni = 59; Ag = 108; Sn = 119; Ba = 137. HẾT HƯỚNG DẪN VÀ ĐÁP ÁN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2013-2014 Môn: HÓA Khóa ngày 28-3-2014 Câu 1 (2,0 điểm) www.thuvienhoclieu.com Trang 274
1. (1,0 điểm) a) Cu2O + H2SO4  CuSO4 + Cu + H2O to b) Pb + 3H2SO4 (đặc)  Pb(HSO4)2 + SO2 + 2H2O (0,25 điểm) c) 2Na[Cr(OH)4] + 3Br2 + 8NaOH  2Na2CrO4 + 6NaBr + 8H2O d) FeCl3 + 3NH3 + 3H2O  Fe(OH)3↓ + 3NH4Cl (0,25 điểm) e) NaNO2 + PbO2 + H2SO4  PbSO4 + NaNO3 + H2O f) 2Au + 4KCN + H2O2  2K[Au(CN)2] + 2KOH (0,25 điểm) g) 2FeCl3 + 3Na2S  2FeS + S + 6NaCl h) K2Cr2O7 + 2KOH  2K2CrO4 + H2O (0,25 điểm) 2. (1,0 điểm) t0 a) CH2OH[CHOH]4CHO + 2[Ag(NH3)2]OH  CH2OH[CHOH]4COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O CH3 xt, to, p b) n CH2=C(CH3)COOCH3 CH2-C n COOCH 3 (0,25 điểm) c) H2NCH2COONa + 2HCl  ClH3NCH2COOH + NaCl d) 3CH2=CH-CH=CH2 + 4KMnO4 + 8H2O → 3CH2OH-CHOH-CHOH-CH2OH + 4MnO2 + 4KOH (0,25 điểm) t0 e) o-HOOCC6H4OOCCH3 + 3NaOH  o-NaOOCC6H4ONa + CH3COONa + 2H2O (0,25 điểm) f) CH2=CH-CH2Cl + Cl2 + H2O  CH2Cl-CHOH-CH2Cl + HCl (0,25 điểm) Câu 2 (1,75 điểm) 1. (1,25 điểm) a) CCl4 + Br2 BrCH2CH2CH2Br t0 BrCH2CH2CH2Br + 2NaOH  HOCH2CH2CH2OH + 2NaBr (0,25 điểm) t0 HOCH2CH2CH2OH + 2CuO  CH2(CHO)2 + 2Cu + 2H2O 2 CH (CHO) + O Mn CH (COOH) (0,25 điểm) 2 2 2 t 0 2 2 CH2(COOH)2 + 2NaOH  CH2(COONa)2 + 2H2O www.thuvienhoclieu.com Trang 275
CH (COONa) (r) + 2NaOH (r) CaO CH + 2Na CO (0,25 điểm) 2 2 t0 4 2 3 b) CH3-CH2-CH=CH2 + H2SO4 (đặc)  CH3CH2CH(OSO3H)CH3 (0,25 điểm) CH3CH2CH(OSO3H)CH3 + H2O  CH3CH2CH(OH)CH3 + H2SO4 H2SO4 ®Æc CH3CH2CH(OH)CH3 170o C CH3-CH=CH-CH3 + H2O (0,25 điểm) 2. (0,5 điểm) t0 HOOC[CH2]2CH(NH2)CONHCH(CH3)CONHCH2COOH + 4KOH  0,1 mol KOOC[CH2]2CH(NH2)COOK + H2NCH(CH3)COOK + H2NCH2COOK + 2H2O (0,25 điểm) 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol m = 0,1.223 = 22,3 gam KOOC[CH2 ]2CH(NH2 )COOK m = 0,1.127 = 12,7 gam CH3CH(NH2 )COOK m = 0,1.113 = 11,3 gam (0,25 điểm) H2NCH2COOK Câu 3 (2,0 điểm) 1. (1,0 điểm) Gọi số mol Ba(NO3)2 và Fe(NO3)3 trong 200 ml dung dịch A lần lượt là a, b. Phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra: Ba(NO3)2 + Na2CO3 BaCO3 + 2NaNO3 a a 2Fe(NO3)3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Fe(OH)3 + 3CO2 + 6NaNO3 (0,25 điểm) b b BaCO3 + 2HCl BaCl2 + CO2 + H2O a a Fe(OH)3 + 3HCl FeCl3 + 3H2O (0,25 điểm) Theo bài ra ta có: n = a = 0,01 mol CO2 Mặt khác: 197a + 107b = 3,04 b = 0,01 mol (0,25 điểm) Vậy nồng độ các chất trong B là: 0,01 0,01 C = = 0,05M; C = = 0,05M (0,25 điểm) Ba(NO3 )2 0,2 Fe(NO3 )3 0,2 www.thuvienhoclieu.com Trang 276
2. (1,0 điểm) a) Quá trình xảy ra trên các điện cực của bể mạ điện: Anot: Ni Ni2+ + 2e Catot: Ni2+ + 2e  Ni (0,25 điểm) b) Thể tích của mẫu vật kim loại hình trụ là: V = πr2h = 3,14 (2,5)2 20 = 392,5 cm3. Lớp phủ niken ở mẫu vật có bề dày 0,4 mm nên ở mẫu vật này bán kính tăng tới 2,5 + 0,04 = 2,54 cm; chiều cao tăng tới 20,0 + 0,04.2 = 20,08 cm. Vậy thể tích Ni cần mạ trên mẫu vật là: ΔV = V ' - V = [3,14. (2,54)2. 20,08] – 392,5 = 14,281 cm3 (0,25 điểm) Khối lượng Ni cần dùng: m = V.D =14,281.8,9 = 127,101 gam (0,25 điểm) Từ biểu thức của định luật Farađay, ta có: m.n.F 127,101.2.96500 t = = = 46196,785 (s) (0,25 điểm) A.I 59.9 Câu 4 (2,25 điểm) 1. (1,0 điểm) a) Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Fe, Cr, Sn trong 33,5 gam hỗn hợp X. Các phản ứng hóa học xảy ra : Fe + 2 HCl FeCl2 + H2 a a Cr + 2HCl CrCl2 + H2 b b Sn + 2HCl SnCl2 + H2 (0,25 điểm) c c t0 2Fe + 6H2SO4 đặc  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O a 1,5a t0 2Cr + 6H2SO4 đặc  Cr2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O b 1,5b t0 Sn + 4H2SO4 đặc  Sn(SO4)2 + 2SO2 + 4H2O (0,25 điểm) c 2c www.thuvienhoclieu.com Trang 277
11,2 17,92 b) n = = 0,5 mol ; n = = 0,8 mol H2 22,4 SO2 22,4 Theo bài ra ta có các phương trình: 56a + 52b + 119c = 33,5 (1) a + b + c = 0,5 (2) 1,5a + 1,5b + 2c = 0,8 (3) (0,25 điểm) Giải hệ 3 phương trình (1), (2), (3) trên ta được: a = 0,2 mol; b = 0,2 mol; c = 0,1 mol. % Fe = 0,2.56/33,5 = 33,43 %. % Cr = 0,2.52/33,5 = 31,05 % % Sn = 0,1.119/33,5 = 35,52 % (0,25 điểm) 2. (1,25 điểm) 5,04 97,2 n = = 0,225 mol ; n = = 0,9 mol H2 22,4 Ag 108 Vì oxi hóa ancol đơn chức thu được anđehit nên ancol có dạng: RCH2OH. Gọi số mol của axit cacboxylic, anđehit trong 1/2 hỗn hợp X lần lượt là a, b. Các phản ứng xảy ra: RCH2OH + [O] RCHO + H2O b b b RCH2OH + 2[O] RCOOH + H2O (0,25 điểm) a a a số mol ancol dư trong 1/2 hỗn hợp X là 0,4 – (a + b). 2RCOOH + 2Na 2RCOONa + H2 a 0,5a 2RCH2OH + 2Na 2RCH2ONa + H2 (0,4 – a – b) 0,5(0,4 – a – b) 2H2O + 2Na 2NaOH + H2 (0,25 điểm) (a + b) 0,5(a + b) Vì b 2b nên RCHO là HCHO. t0 HCHO + 4[Ag(NH3)2]OH  (NH4)2CO3 + 4Ag + 6NH3 + 2H2O b 4b t0 HCOOH + 2[Ag(NH3)2]OH  (NH4)2CO3 + 2Ag + 2NH3 + H2O (0,25 điểm) www.thuvienhoclieu.com Trang 278
a 2a Theo bài ra ta có : 0,5a + 0,5(0,4 – a – b) + 0,5( a + b) = 0,225 a = 0,05 mol Mặt khác: 4b + 2a = 0,9 b = 0,2 mol (0,25 điểm) Khối lượng của 1/2 hỗn hợp X là: 0,05.46 + 0,2.30 + (0,4 – 0,05 – 0,2)32 + (0,05 + 0,2)18 = 17,6 gam Vậy, thành phần % khối lượng các chất trong X là: % HCOOH = 0,05.46/17,6 = 13,07% ; % HCHO = 0,2.30/17,6 = 34,09% ; % CH3OH = 0,15.32/17,6 = 27,27% ; % H2O = 0,25.18/17,6 = 25,57%. (0,25 điểm) Câu 5 (2,0 điểm) 1. (1,0 điểm)  2+ - a) PbI2↓  Pb + 2I [] S 2S T = [Pb2+][I-]2 = (S)(2S)2 = 4S3 (0,25 điểm) 10 7,86 S 3 1,51.10 3 M (0,25 điểm) 4  2+ - b) PbI2↓  Pb + 2I [] S 2S + 0,1 T = [Pb2+][I-]2 = (S)(2S + 0,1)2 (0,25 điểm) Giả sử S << 0,05 10 7,86 S 10 5,86 0,05 (0,1)2 Vậy S = 1,38.10-6M (0,25 điểm) 2. (1,0 điểm) 1,01.10 3.10 C 1,01.10 5 M CH3COOH 103 10 3.10 C 10 5 M NaOH 103 www.thuvienhoclieu.com Trang 279
- - CH3COOH + OH  CH3COO + H2O (0,25 điểm) 10-5M 10-5M 10-5M -7 - -5 Thành phần giới hạn: CH3COOH 10 M; CH3COO 10 M.  - + -4,76 CH3COOH  CH3COO + H Ka = 10  + - -14 H2O  H + OH KW = 10 Vì C rất bé nên không thể bỏ qua cân bằng phân li của nước. CH3COOH + - - [H ] = [OH ] + [CH3COO ] C - (0,25 điểm) CH3COO 10-14 10 4,76[CH COOH] [H+ ] = + 3 10-5 [H+ ] [H + ] + 2 -5 + -14 -4,76 [H ] + 10 [H ] (10 + 10 [CH3COOH]) = 0 Chấp nhận [CH COOH] = C = 10-7M , ta có: 3 CH3COOH [H+ ]2 + 10-5[H+ ] (10-14 + 10-4,76.10-5 ) = 0 [H+] = 1,72.10-7M (0,25 điểm) -7 1,72.10 -7 Tính lại: [CH3COOH] = (CCH COOH + C - ). -4,76 -7 10 M 3 CH3COO 10 + 1,72.10 Kết quả lặp lại. Vậy [H+] = 1,72.10-7 = 10-6,76 pH = 6,76. (0,25 điểm) Lưu ý: - Thí sinh có thể giải nhiều cách, nếu đúng vẫn được điểm tối đa. - Nếu bài toán giải hợp lí mà thiếu phương trình hóa học thì thí sinh vẫn được tính kết quả chỉ mất điểm viết phương trình - Điểm chiết phải được tổ thống nhất; điểm toàn bài chính xác đến 0,25 điểm. www.thuvienhoclieu.com Trang 280
H , to a) CH3-CH=CH2 + H2O  H , to a) CH3-CH=CH2 + H2O  CH3CH(OH)CH3 Ni b) Stiren + H2 (dư) 125oC, 110 atm Ni b) C6H5-CH=CH2 + 4H2 125oC, 110 atm C6H11-CH2CH3 c) p-HOCH2C6H4OH + dung dịch NaOH  c) p-HOCH2C6H4OH + NaOH  p-HOCH2C6H4ONa + H2O d) CH2=CH-CH2Cl + Cl2 + H2O  d) CH2=CH-CH2Cl + Cl2 + H2O  CH2Cl-CHOH-CH2Cl + HCl t0 c) Stiren + dung dịch KMnO4  t0 c) 3C6H5-CH=CH2 + 10KMnO4  3C6H5COOK + 10MnO2 + 3K2CO3 + KOH + 4H2O d) Buta-1,3-đien + dung dịch KMnO4  d) 3CH2=CH-CH=CH2 + 4KMnO4 + 4H2O  3CH2OH-CHOH-CHOH-CH2OH + 4MnO2 + 4KOH e) But-1-en + HBr (khí) O2 O2 e) CH3CH2CH=CH2 + HBr (khí)  CH3CH2CH2CH2Br g) CH2=CH-CH2Cl + Cl2 + H2O  g) CH2=CH-CH2Cl + Cl2 + H2O  CH2Cl-CHOH-CH2Cl + HCl www.thuvienhoclieu.com Trang 281
h) p-HOCH2C6H4OH + dung dịch NaOH  h) p-HOCH2C6H4OH + NaOH  p-HOCH2C6H4ONa + H2O i) Phenol + HNO3 (loãng)  C6H5OH + HNO3 (loãng)  o-O2NC6H4OH + H2O C6H5OH + HNO3 (loãng)  p-O2NC6H4OH + H2O H2SO4 ®Æc k) Etilen glicol 170o C H2SO4 ®Æc k) CH2OH-CH2OH 170o C CH3CHO + H2O t0 l) Cumen + dung dịch KMnO4  t0 3C6H5CH(CH3)2 + 18KMnO4  3C6H5COOK + 18MnO2 + 6K2CO3 + 3KOH + 9H2O 0 m) 1,4-đibrombutan + Zn t to m) BrCH2CH2CH2CH2Br + Zn + ZnBr2 n) Benzyl bromua + KOH ancol ancol n) C6H5CH2Br + KOH  C6H5CH2OH + KBr o) Etyl xiclohexen + K2Cr2O7 + H2SO4 (loãng)  o) + K2Cr2O7 + 4H2SO4 CH3CH2CO[CH2]4COOH + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4H2O p) 3-anlyl xiclohexen + K2Cr2O7 + H2SO4 (loãng)  d) + 3K2Cr2O7 + 12H2SO4 CH2-CH=CH2 CO2 + HOOC[CH2]3CH(COOH)CH2COOH + 3Cr2(SO4)3 + 3K2SO4 + 13H2O Trong các trường hợp a, b, g chỉ viết sản phẩm chính. b) CH3-CH2-C≡CH + HCl (dư)  b) CH3-CH2-C≡CH + HCl (dư)  CH3CH2CCl2CH3 www.thuvienhoclieu.com Trang 282
d) CaOCl2 + H2O2  CaCl2 + O2 + H2O i) 5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4  5S + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O k) H3PO3 + dung dịch NaOH (dư)  k) H3PO3 + 2KOH  K2HPO3 + 2H2O l) H3PO2 + dung dịch NaOH (dư)  l) H3PO2 + KOH  KH2PO2 + H2O SỞ GDĐT QUẢNG BÌNH KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT ĐỀ CHÍNH THỨC NĂM HỌC 2014 - 2015 Môn thi: Hóa học (Khóa ngày 17 tháng 3 năm 2015) Số BD: Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1. (2 điểm) 1. Hoàn thành phương trình hóa học của các phản ứng sau: a. Fe2O3 + dung dịch HI b. PbS + O3 c. Au + NaCN + O2 + H2O d. Ba(OH)2 + K2Cr2O7 e. HClO + FeSO4 + H2SO4 loãng f. NO2 + dung dịch Ba(OH)2 g. SO2 + Fe2(SO4)3 + H2O h. CrO3 + dung dịch H2SO4 đặc,nóng 2. Tinh thể muối X nguyên chất, màu trắng, tan trong nước tạo thành dung dịch Y. Dung dịch Y không phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng mà phản ứng được với dung dịch HCl sinh ra kết tủa trắng, kết tủa này lại tan trong dung dịch NH3 dư tạo thành dung dịch Z. Khi axit hoá dung dịch Z bằng dung dịch HNO 3 dư lại xuất hiện kết tủa trắng. Cho thanh đồng vào dung dịch Y, sau đó thêm dung dịch H 2SO4 loãng và đun nóng thì có khí không màu, hoá nâu trong không khí thoát ra, đồng thời có kết tủa màu xám đen xuất hiện bám lên thanh đồng. Xác định công thức của X và viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra. Câu 2. (3 điểm) 1. Viết các công thức cấu tạo có đồng phân hình học của C4H7Cl. 2. Hãy sắp xếp các chất sau theo thứ tự tăng dần tính bazơ. Giải thích. CH3-CH(NH2)-COOH, CH2=CH-CH2-NH2, CH3-CH2-CH2-NH2, CHC-CH2-NH2 www.thuvienhoclieu.com Trang 283
3. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra khi thuỷ phân hoàn toàn các chất sau bằng dung dịch NaOH dư: OCO CHCl2 O O O a. b. NH 4. Ba hợp chất M, N, P có cùng công thức phân tử C6H8Cl2O4 đều mạch hở và thỏa mãn : + dd NaOH d, t0 C6H8Cl2O4  Muối X + CH3CHO + NaCl + H2O Xác định công thức cấu tạo của M, N, P và viết phương trình hóa học của các phản ứng. Câu 3. (2,5 điểm) 1. Oxi hóa 4,6 gam ancol đơn chức A bằng oxi (có xúc tác và đun nóng) thu được 6,2 gam hỗn hợp gồm anđehit, ancol và nước. Xác định công thức cấu tạo của ancol A. 2. X có công thức phân tử là C3H12N2O3. Khi đun nóng X với dung dịch NaOH loãng, dư sinh ra 2 chất khí đều làm giấy quỳ tím ẩm hóa xanh. Xác định công thức cấu tạo có thể có của X và viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. 3. Hợp chất A có công thức phân tử là C9H8. A có khả năng kết tủa với dung dịch AgNO3 trong NH3 và phản ứng với brom trong CCl4 theo tỷ lệ mol 1:2. Đun nóng A với dung dịch KMnO4 dư cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thêm tiếp một lượng dư dung dịch HCl đặc, thấy sản phẩm sinh ra có axit benzoic, đồng thời giải phóng khí CO2 và khí Cl2. Xác định công thức cấu tạo của A và viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. Câu 4. (2,5 điểm) 1. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X có khối lượng 48,8 gam gồm Cu và một oxit sắt bằng lượng dư dung dịch HNO3 thu được dung dịch A và 6,72 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở điều kiện tiêu chuẩn). Cô cạn dung dịch A thu được 147,8 gam chất rắn khan. a. Xác định công thức của oxit sắt. b. Cho hỗn hợp X phản ứng hoàn toàn với 400 ml dung dịch HCl 2M, thu được dung dịch B và chất rắn C. Chia dung dịch B thành 2 phần bằng nhau: Phần 1: Cho phản ứng với lượng dư dung dịch AgNO 3 tạo ra m gam kết tủa. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra và tính m. Phần 2: Tiến hành điện phân với điện cực anot bằng Cu (có khối lượng lớn), cường độ dòng điện không đổi 10A. Sau thời gian điện phân là 193 phút, khối lượng kim loại sinh ra ở catot là p gam. Tính p. -7 2. Tính pH của dung dịch NH4HCO3 0,1M. Biết rằng H2CO3 có hằng số phân li axit K1 = 4,5.10 ; -11 -4,76 K2 = 4,7.10 và NH3 có Kb = 10 . (Cho Cu=64; Fe=56; Ag=108; C=12; O=16; N=14; H=1; C=12; Cl=35,5) Hết HƯỚNG DẪN VÀ ĐÁP ÁN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2014-2015 Môn: HÓA Khóa ngày 17-3-2015 Câu 1 (2,0 điểm) 1. (1,0 điểm) a. Fe2O3 + 6HI 2FeI2 + I2 + 3H2O b. PbS + 4O3 PbSO4 + 4O2 (0,25đ) c. 4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH d. 2Ba(OH)2 + K2Cr2O7 2BaCrO4  + 2KOH+ H2O (0,25đ) e. 6HClO + 12FeSO4 + 3H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 2FeCl3 + 6H2O f. 4NO2 + 2Ba(OH)2 Ba(NO3)2 + Ba(NO2)2 + 2H2O (0,25đ) g. SO2 + Fe2(SO4)3 + 2H2O 2FeSO4 + 2H2SO4 h. 4CrO3 + 6H2SO4 đặc,nóng 2Cr2(SO4)3 + 3O2 + 6H2O (0,25đ) (HS viết đúng phương trình phân tử hay ion rút gọn đều được điểm tối đa) 2. (1,0 điểm) www.thuvienhoclieu.com Trang 284
Từ dữ kiện bài tập, ta xác định được X là AgNO3 (0,25đ) PTHH: AgNO3 + HCl AgCl + HNO3 AgCl + 2NH3 [Ag(NH3)2]Cl (0,25đ) NH3 + HNO3 NH4NO3 [Ag(NH3)2]Cl + 2HNO3 AgCl + 2NH4NO3 (0,25đ + - 2+ 3Cu + 8H + 2NO3 3Cu + 2NO + 4H2O Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag (0,25đ) Câu 2. (3 điểm) 1. (1 điểm) Các CTCT có đồng phân hình học của C4H7Cl: CH3-CCl=CH-CH3 (0,25đ CH2Cl-CH=CH-CH3 (0,25đ) CHCl=CH-CH2CH3 (0,25đ) CH3 Cl (0,25đ) 2.(0,5 điểm) Thứ tự tăng dần tính bazơ: . CH3-CH-COOH C 2 > C s p s p sp3 ion lưỡng cực Vì vậy, lực hút e các nhóm: CHC-CH 2- > CH2=CH-CH2-> CH3-CH2-CH2- làm cho mật độ e trên N của nhóm NH2 tăng theo thứ tự trên, do đó tính bazơ tăng theo dãy trên. (0,25đ) 3. (0,75 điểm) Viết các phương trình phản ứng xảy ra khi thuỷ phân hoàn toàn các chất sau đây bằng dung dịch NaOH dư: ONa + 4NaOH + NaOOC-CHO + 2NaCl + 2H2O a. (0,25đ) + 2NaOH NH2-CH2-COONa +HO-CH2-COONa b. (0,5đ) 4. (0,75 điểm) Công thức cấu tạo của M, N, P + M: CH3- CHCl – OOC – COO – CHCl – CH3 t0 CH3-CHCl–OOC–COO–CHCl–CH3 + 4NaOH  2CH3CHO + NaOOC–COONa +2NaCl + 2H2O (0,25đ) + N: ClCH2-COO-CH2-COO – CHCl – CH3 t0 ClCH2-COO-CH2-COO–CHCl – CH3 + 4NaOH  CH3CHO + 2HO-CH2–COONa + 2NaCl + H2O (0,25đ) + P: CH2Cl – COO- CH(CH3) – OOC- CH2Cl t0 CH2Cl – COO- CH(CH3) – OOC- CH2Cl + 4NaOH  CH3CHO + 2HO-CH2 – COONa + 2NaCl + H2O (0,25đ) Câu 3. (2,5 điểm) 1. (0,5 điểm) www.thuvienhoclieu.com Trang 285
Đặt công thức của ancol: RCH2OH (vì bị oxi hóa tạo anđehit) Ta có: RCH2OH + 1/2O2 RCHO + H2O Bảo toàn khối lượng ta có: m hỗn hợp sản phẩm – mancol = moxi phản ứng = 6,2- 4,6 = 1,6 gam (0,25đ) n n O2ph¶n øng = 0,05 mol ancol ph¶n øng = 0,1 mol nancol ban ®Çu > 0,1mol Mancol A có liên kết ba đầu mạch. (-CCH) KMnO4 s¶n HCl A Axit benzoic 0 phÈm t A có chứa vòng benzen với 1 nhánh R A + Br2/CCl4 theo tỉ lệ 1:2 => A có 2 liên kết ở nhánh CTCT của A: CH2C CH (0,25đ) Các phương trình phản ứng: C6H5CH2CCH + [Ag(NH3)2]OH C6H5CH2CCAg + 2NH3 + H2O C6H5CH2CCH + 2Br2 C6H5CH2CBr2CHBr2 (0,25đ) 3C6H5CH2CCH + 14KMnO4 3C6H5COOK + 5K2CO3 + KHCO3 + 14MnO2 + 4H2O C6H5COOK + HCl C6H5COOH + KCl (0,25đ) KHCO3 + HCl KCl + CO2 + H2O K2CO3 + 2HCl 2KCl + CO2 + H2O (0,25đ) 2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 +5Cl2 + 8H2O MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O (0,25đ) Câu 4. (2,5 điểm) 1. (1,5 điểm) a. Đặt số mol của Cu là a mol, số mol oxit FexOy là b mol PTHH: 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 3FexOy + (12x-2y)HNO3 3xFe(NO3)3 + (3x-2y) NO + (6x-y)H2O Cô cạn dung dịch A thu được 2 muối Cu(NO3)2 và Fe(NO3)3 Ta có hệ phương trình: 64a+(56x+16y).b =48,8 2a + (3x-2y).b = 3.6,72/22,4=0,9 a.188 + 242.xb = 147,8 Giải hệ phương trình, ta có: a = 0,4 ; xb= 0,3 ; yb = 0,4 www.thuvienhoclieu.com Trang 286
x/y = 3/4 Công thức oxit sắt là: Fe 3O4 (0,25đ) b = 0,1 b. nHCl = 0,8 mol Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 0,1 0,8 0,1 0,2 Cu + 2FeCl3 CuCl2 + 2FeCl2 (0,25đ) 0,1 0,2 0,1 0,2 Dung dịch B gồm: FeCl 2 :0,3 mol và CuCl2: 0,1 mol * 1/2 dung dịch B tác dụng với AgNO3: FeCl2 + 3AgNO3 Fe(NO3)3 + 2AgCl + Ag 0,15 0,3 0,15 CuCl2 + 2AgNO3 2AgCl + Cu(NO3)2 (0,25đ) 0,05 0,1 m = 0,15.108 + 0,4.(108+35,5) = 73,6 gam (0,25đ) * Điện phân 1/2 dung dịch B 1/2 dung dịch B gồm: FeCl2: 0,15 mol và CuCl2: 0,05 mol I.t 10.193.60 Số mol e trao đổi = = =1,2 m ol F 96500 Tại anot: Cu Cu2+ + 2e (dương cực tan) Tại catot: Cu2+ + 2e Cu (0,25đ) 1,2 0,6 Khối lượng kim loại sinh ra tại catot p= 0,6.64=38,4 gam (0,25đ) 2. (1 điểm) Ta có các quá trình sau: + - + + NH4HCO3 NH4 + HCO3 ; NH4 € NH3 + H Ka - + -1 - + 2- HCO3 + H € H2CO3 K1 ; HCO3 € H + CO3 K2 -14 + - -14 10 -9,24 H2O € H + OH Kw = 10 . Trong đó Ka = =10 . (0,25đ Kb Áp dụng điều kiện Proton ta có: + 2- - H  = NH3 + CO3  + OH  - H2CO3 + - Ka . NH4 K2 HCO3 K H+ = + + w -K-1. H+ . HCO- + + + 1 3 H H H 2 + 2 K . NH+ +K HCO- +K -K-1. H+ . HCO- H  = a 4 2 3 w 1 3 + - K . NH+ +K HCO- +K Ka . NH4 +K2 HCO3 +Kw a 4 2 3 w H+2 = H+ = (*) 1+K-1. HCO- 1+K-1. HCO- 1 3 1 3 (0,25đ) + - Vì các hằng số điện li rất bé nên có thể coi NH4  HCO3  C + = C - = 0,1M NH4 HCO3 + - Thay các giá trị gần đúng NH4  = HCO3  = C + = C - = 0,1M vào (*) NH4 HCO3 H + = 1,6737.10-8M pH = 7,78 (0,25đ) Kiểm tra lại kết quả tính gần đúng ở trên: với [H+] = 1,6737.10-8M , ta có: www.thuvienhoclieu.com Trang 287
C 0,1 [NH +]= = =0,097 M 4 k 10-9,24 1+ a 1+ [H+ ] 1,6737.10-8 - C 0,1 [HCO3 ]=+ = -11 -8 =0,096 M K2 [H ] 4,7.10 1,6737.10 1+ + + 1+ -8 + -7 [H ] K1 1,6737.10 4,5.10 + - Thay các giá trị [NH4 ]=0,097 và và [HCO3 ]=0,096 vào (*) , ta có: [H+] = 1,682 .10-8 pH = 7,77 7,78 (0,25đ) Kết luận: sai số không đáng kể, có thể tính gần đúng bằng cách trên với giá trị pH 7,78 Lưu ý: - Thí sinh có thể giải nhiều cách, nếu đúng vẫn được điểm tối đa. - Nếu bài toán giải hợp lí mà thiếu phương trình hóa học thì thí sinh vẫn được tính kết quả chỉ mất điểm viết phương trình - Điểm chiết phải được tổ thống nhất; điểm toàn bài chính xác đến 0,25 điểm. SỞ GD & ĐT QUẢNG BÌNH KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2015-2016 Khóa ngày 23 – 3 – 2016 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: Hóa LỚP 12 THPT Họ và tên: Thời gian 180 phút (không kể thời gian giao đề) Số báo danh: Đề gồm có 02 trang Câu 1 (2,0 điểm) 1. Hoàn thành phương trình hóa học của các phản ứng sau: to a) CuSO4 + NaI b) Sn + H2SO4 (đặc)  1 : 1 c) CrCl3 + Cl2 + NaOH  d) NaHCO3 + Ca(OH)2  e) Fe(OH)3 + HI  f) CrCl3 + Zn(dư)  g) Na2O2 + CO2  h) Al4C3 + KOH + H2O  2. Viết phương trình hóa học xảy ra trong các trường hợp sau: to a) H2NCH2COONa + HCl(dư)  b) anilin + NaNO2 + HCl  c) Axit glutamic + NaOH(dư)  d) Glucozơ + nước brom  o t O2 e) CH3COOCHCl-CH3 + NaOH(dư)  f) CH3-CH=CH2 + HBr(khí)  to g) Vinyl fomat + Cu(OH)2 + NaOH(dư)  www.thuvienhoclieu.com Trang 288
Câu 2 (2,5 điểm) 1. Cho sơ đồ phản ứng sau: o o + dd NaOH + dd NH3 + dd HNO3 lo·ng t + NH3, t + dd HCl + O2 A A A A A A7 A8 1 (1) 2 (3) 4 (5) 1 (6) 6 (7) (8) o (2) + dd H2S (4) + A1, t A A 3 5 Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra theo sơ đồ chuyển hóa trên. Biết các chất từ A 1 đến A8 là đồng và các hợp chất của đồng. 2. Giải thích tại sao chì không tan trong dung dịch axit sunfuric loãng nhưng tan trong dung dịch axit sunfuric đặc, nóng. 3. Axit salixilic (axit o-hiđroxibenzoic) tác dụng với metanol (có mặt H2SO4 đặc xúc tác) tạo thành metyl salixilat; axit salixilic tác dụng với anhiđrit axetic tạo thành axit axetyl salixilic. Cho metyl salixilat và axit axetyl salixilic lần lượt tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. Câu 3 (2,0 điểm) 1. Khi thực hiện phản ứng este hoá 1 mol CH 3COOH và 1 mol C2H5OH, lượng este lớn nhất thu được là 2/3 mol. Để đạt hiệu suất cực đại là 90% khi tiến hành este hoá 1 mol CH3COOH cần bao nhiêu mol C2H5OH? Biết các phản ứng este hoá thực hiện ở cùng nhiệt độ. 2. Hấp thụ hoàn toàn 112 ml khí SO2 (đktc) cần dùng vừa đủ V lít dung dịch KMnO4 0,002M, thu được dung dịch X. a) Viết phương trình hóa học ở dạng phân tử của phản ứng xảy ra và xác định giá trị của V. 2 b) Tính pH của dung dịch X. Biết k 2.10 . a(HSO4 ) Câu 4 (1,75 điểm) 1. Ðun nóng m gam hỗn hợp X gồm các chất có cùng một loại nhóm chức với 600 ml dung dịch NaOH 1,15M, thu được dung dịch Y chứa muối của một axit cacboxylic đơn chức và 15,4 gam hơi Z gồm các ancol. Cho toàn bộ Z tác dụng với Na dư, thu được 5,04 lít khí H2 (đktc). Cô cạn dung dịch Y, nung nóng chất rắn thu được với CaO cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 7,2 gam một chất khí. Xác định giá trị của m. 2. Muối KClO4 được điều chế bằng cách điện phân dung dịch KClO 3. Thực tế khi điện phân ở một điện cực, ngoài nửa phản ứng tạo ra sản phẩm chính là ClO4 còn đồng thời xảy ra nửa phản ứng phụ tạo thành một khí không màu. Ở điện cực thứ hai chỉ xảy ra nửa phản ứng tạo ra một khí duy nhất. Hiệu suất tạo thành sản phẩm chính chỉ đạt 60%. a) Viết các nửa phản ứng ở anot và catot. b) Tính thể tích khí thoát ra ở catot, anot (đo ở đktc) khi điều chế được 332,4 gam KClO4. Câu 5 (1,75 điểm) 1. Sắp xếp (có giải thích) trình tự tăng dần tính axit của các chất sau: + (CH3)3Si-CH2-COOH; (CH3)3C-CH2-COOH; (CH3)3N -CH2-COOH www.thuvienhoclieu.com Trang 289
2. Đun nóng vài giọt clorofom với lượng dư dung dịch NaOH, sau đó nhỏ thêm vài giọt dung dịch KMnO4 thấy hỗn hợp xuất hiện màu xanh. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. 3. Trộn 15 ml dung dịch CH3COONa 0,03M với 30 ml dung dịch HCOONa 0,15M. Tính pH của dung dịch thu được. Biết pKa (CH3COOH) = 4,76 và pKa (HCOOH) = 3,75. Cho: H = 1; C = 12; O = 16; Na = 23; Cl = 35,5; K = 39 HẾT SỞ GD & ĐT QUẢNG BÌNH HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2015-2016 Khóa ngày 23 – 3 – 2016 Môn: Hóa LỚP 12 THPT Câu 1 2,0 điểm 1. (1,0 điểm) Mỗi PTHH 0,125 điểm a) 2CuSO4 + 4NaI 2CuI + I2 + 2Na2SO4 to b) Sn + 4H2SO4 (đặc)  Sn(SO4)2 + 2SO2 + 4H2O c) 2CrCl3 + 3Cl2 + 16NaOH  2Na2CrO4 + 12NaCl + 8H2O 1 : 1 d) NaHCO3 + Ca(OH)2  CaCO3 + NaOH + H2O e) 2Fe(OH)3 + 6HI  2FeI2 + I2 + 6H2O f) 2CrCl3 + Zn(dư)  2CrCl2 + ZnCl2 g) 2Na2O2 + 2CO2  2Na2CO3 + O2 h) Al4C3 + 4KOH + 12H2O  4K[Al(OH)4] + 3CH4 2. (1,0 điểm) Mỗi PTHH 0,125 điểm a) H2NCH2COONa + 2HCl(dư)  ClH3NCH2COOH + NaCl www.thuvienhoclieu.com Trang 290
to b) C6H5NH2 + NaNO2 + HCl  C6H5OH + N2 + NaCl + H2O (anilin) c) HOOCCH2CH2CH(NH2)COOH + 2NaOH(dư)  NaOOCCH2CH2CH(NH2)COONa + 2H2O d) HOCH2[CHOH]4CHO + Br2 + H2O  HOCH2[CHOH]4COOH + 2HBr to e) CH3COOCHCl-CH3 + 2NaOH(dư)  CH3COONa + CH3CHO + NaCl + H2O O2 f) CH3-CH=CH2 + HBr(khí)  CH3CH2CH2Br to 0,25 điểm g) HCOOCH=CH2 + 4Cu(OH)2 + 3NaOH(dư)  Na2CO3 + CH3COONa + 2Cu2O + 6H2O Câu 2 2,5 điểm 1. (1,0 điểm) Mỗi PTHH 0,125 điểm 1) 3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 2) Cu(NO3)2 + H2S  CuS + 2HNO3 to 3) 2Cu(NO3)2  2CuO + 4NO2 + O2 to 4) CuO + Cu  Cu2O to 5) 3CuO + 2NH3  3Cu + N2 + 3H2O 6) 2Cu + O2 + 4HCl  CuCl2 + 2H2O 7) CuCl2 + 2NaOH  Cu(OH)2 + 2NaCl. 8) Cu(OH)2 + 4NH3  [Cu(NH3)4](OH)2 2. Chì không tan trong dung dịch axit sunfuric loãng vì tạo thành PbSO4 ít tan bám trên bề mặt ngăn cản 0,25 điểm sự tiếp xúc giữa chì và axit sunfuric. Chì tan trong dung dịch axit sunfuric đặc, nóng vì xảy ra phản ứng: 0,25 điểm to Pb + 3H2SO4 (đặc)  Pb(HSO4)2 + SO2 + 2H2O 3. (1,0 điểm) Mỗi PTHH 0,25 điểm H2SO4 ®Æc o-HOC6H4COOH + CH3OH  o-HOC6H4COOCH3 + H2O o-HOC6H4COOH + (CH3CO)2O  o-CH3COOC6H4COOH + CH3COOH to o-HOC6H4COOCH3 + 2NaOH  o-NaOC6H4COONa + CH3OH + H2O to o-CH3COOC6H4COOH + 3NaOH  o-NaOC6H4COONa + CH3COONa + 2H2O Câu 3 2,0 điểm www.thuvienhoclieu.com Trang 291
1. (1,0 điểm) 0,25 điểm CH3COOH + HOCH2CH3  CH3COOCH2CH3 + H2O Tại thời điểm cân bằng 1/3 1/3 2/3 2/3 (mol) (2 / 3)2 0,25 điểm KC = = 4. (1/ 3)2 Gọi số mol của ancol cần dùng là a (mol). Trường hợp 1: Số mol CH3COOH lớn hơn CH3CH2OH, hiệu suất phản ứng tính theo ancol. CH3COOH + HOCH2CH3  CH3COOCH2CH3 + H2O (1-0,9a) 0,1a 0,9a 0,9a (mol) (0,9a)2 KC = = 4 a = 0,342 (1 0,9a).0,1a 0,25 điểm Trường hợp 2: Số mol CH3COOH nhỏ hơn CH3CH2OH, hiệu suất phản ứng tính theo axit. CH3COOH + HOCH2CH3  CH3COOCH2CH3 + H2O 0,1 (a-0,9) 0,9 0,9 (mol) (0,9)2 KC = = 4 a = 2,925 (a 0,9).0,1 0,25 điểm 2. (1,0 điểm) n = 0,005 mol SO2 0,25 điểm 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O  K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 0,005 0,002 0,001 0,002 0,002 (mol) V = 0,002/0,002 = 1. 0,25 điểm 0 0 C 2- = 0,003 M ; C = 0,002 M SO4 H2SO4 + - H2SO4  H + HSO4 0,002 0,002 0,002 (M) -  + 2- HSO4  H + SO4 [] 0,002-x (0,002+x) (0,003+x) (M) Ta có : www.thuvienhoclieu.com Trang 292
(0,002+x)(0,003+x) -2 -3 KC = = 2.10 x 1,3.10 (0,002-x) 0,25 điểm [H+] = 2.10-3 + 1,3.10-3 = 3,3.10-3 (M) pH = 2,48 0,25 điểm Câu 4 1,75 điểm 1. (1,0 điểm) n = 0,69 mol ; n = 0,225 mol NaOH H2 Gọi công thức trung bình của các chất trong hỗn hợp Y là (RCOO)nR’. 0,25 điểm (RCOO)nR’ + nNaOH  nRCOONa + R’(OH)n (1) a an an a (mol) R’(OH)n + nNa  R’(ONa)n + n/2 H2 a an/2 Theo bài ra ta có: an/2 = 0,225 an = 0,45 0,25 điểm nNaOH (d) = 0,69 - 0,45 = 0,24 mol CaO, t0 RCOONa + NaOH  RH + Na2CO3 0,24  0,24 0,24 (mol) 0,25 điểm MRH = 7,2/0,24 = 30 MR = 29. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có: m + mNaOH phản ứng (1) = mRCOONa + mancol m = 0,45.96 + 15,4 – 0,45.40 = 40,6. 0,25 điểm (Nếu học sinh viết phản ứng của este đơn chức, nếu cho kết quả đúng chỉ được 0,25 điểm) 2. (0,75 điểm) - - + Phản ứng chính: anot: ClO3 + H2O → ClO4 + 2H + 2e - catot: 2H2O + 2e → H2 + 2OH + Phản ứng phụ: anot: 2H2O → 4H + O2 + 4e - catot: 2H2O + 2e → H2 + 2OH 0,25 điểm 332,4 100 n = = 2,4 mol q = 2,4.2.96500. = 772000 culong KClO4 138,5 60 www.thuvienhoclieu.com Trang 293
772000 0,25 điểm Khí ở catot là hyđro: n = = 4 mol V = 4.22,4 = 89,6 lít H2 2.96500 H2 772000.0,4 Khí ở anot là oxy: n = = 0,8 mol V = 0,8.22,4 = 17,92 lít O2 O2 4.96500 0,25 điểm Câu 5 1,75 điểm 1. (0,5 điểm) + Tính axit: (CH3)3Si-CH2-COOH < (CH3)3C-CH2-COOH < (CH3)3N -CH2-COOH 0,25 điểm + Giải thích: Nhóm thế (CH3)3N -CH2- gây hiệu ứng –I, nhóm thế (CH3)3C-CH2- và nhóm thế (CH3)3Si-CH2- gây 0,25 điểm hiệu ứng + I nhưng nhóm thế (CH3)3Si-CH2- gây hiệu ứng +I lớn hơn. 2. (0,5 điểm) CHCl3 + 3NaOH  HCOONa + 3NaCl + H2O 0,25 điểm HCOONa + 2KMnO4 + 3NaOH  2Na2MnO4 + K2CO3 + 2H2O 0,25 điểm 3. (0,75 điểm) 0,03.15 0,15.30 C - 0,01M ; C - 0,1M CH3COO 45 HCOO 45 Các cân bằng:  + - -14 H2O  H + OH Kw = 10 (1) -  - -14 -4,76 -9,24 CH3COO + H2O  CH3COOH + OH Kb = 10 /10 = 10 (2) HCOO- + H O  HCOOH + OH- K ’ = 10-14/10-3,75 = 10-10,25 (3) 2  b 0,25 điểm 11,24 ' 11,25 Do Kb .C - 10 Kb .C 10 cho nên không thể tính gần đúng theo một cân CH3COO HCOO bằng. + - Theo định luật bảo toàn proton, ta có: h = [H ] = [OH ] - [CH3COOH] - [HCOOH] K w h 1 - ' 1 - (4) 1 Ka [CH3COO ] (Ka ) [HCOO ] 0,25 điểm - - Chấp nhận [CH3COO ] = 0,01M; [HCOO ] = 0,1M và thay vào (4) để tính h: 10 14 h 2,96.10 9 pH = 8,53 1 104,76.10 2 103,75.10 1 0,25 điểm Lưu ý: - Thí sinh có thể giải nhiều cách, nếu đúng vẫn được điểm tối đa tùy theo điểm của từng câu. www.thuvienhoclieu.com Trang 294
- Nếu thí sinh giải đúng trọn kết quả của một ý theo yêu cầu đề ra thì cho điểm trọn ý mà không cần tính điểm từng bước nhỏ, nếu từng ý giải không hoàn chỉnh, có thể cho một phần của tổng điểm tối đa dành cho ý đó, điểm chiết phải được tổ thống nhất; Điểm toàn bài chính xác đến 0,25 điểm. SỞ GD & ĐT QUẢNG BÌNH KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2016-2017 Khóa ngày 22 - 3 – 2017 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: Hóa Học LỚP 12 THPT Họ và tên: Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Số báo danh: Đề gồm có 02 trang Câu 1.(2,25 điểm) 1. Cho sơ đồ phản ứng sau: 0 0 0 + dd NaOH + O2, Cu, t + dd AgNO3/NH3, t + H2SO4, t (1) A B C D E (2) (3) (4) (5) M + Cl2, as 1 : 1 (mol) (6) + dd NaOH + H SO , t0 xt, t0, p t0 cao X Y 2 4 Z Polistiren ? (7) - H2O (8) (9) (10) Cho biết công thức cấu tạo thu gọn của các chất ứng với các chữ cái M, A, B, X, Y trong sơ đồ phản ứng. Viết phương trình phản ứng (4), (5), (9), (10). 2. X, Y, Z là các đồng phân, công thức phân tử là C 4H6O2Cl2. Xác định công thức cấu tạo có thể có của X, Y, Z, biết rằng: X + NaOH dư → A + C2H4(OH)2 + NaCl Y + KOH dư → B + C2H5OH + KCl + H2O Z + KOH dư → Muối của một axit hữu cơ + KCl + H2O Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra. 3. Cho BaO tác dụng với dung dịch H 2SO4 thu được kết tủa A và dung dịch B. Cho B tác dụng với kim loại Al dư thu được dung dịch D và khí E. Thêm K2CO3 vào dung dịch D thấy tạo kết tủa F. Xác định các chất A, B, D, E, F và viết các phương trình phản ứng xảy ra. Câu 2.(2,0 điểm) www.thuvienhoclieu.com Trang 295
1. Hỗn hợp A gồm một peptit X và một peptit Y(mỗi chất được cấu tạo từ 1 loại aminoaxit khác nhau, tổng số nhóm –CO–NH– trong 2 loại phân tử là 5)với tỉ lệ số mol n X:nY= 2:1. Khi thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp A thu được 5,625 gam glyxin và 10,860 gam tyrosin. Tính giá trị m. 2. Dung dịch X chứa muối MHCO3. Cho dung dịch X tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 39,4 gam kết tủa. Mặt khác, làm khô dung dịch X thu được chất rắn khan Z. Nhiệt phân Z, thu được 21,4 gam hỗn hợp khí và hơi. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Xác định công thức phân tử và gọi tên muối trên. 3. Từ quả cây vanilla người ta tách được 4-hidroxi-3-metoxibenzandehit (vanilin) có công thức phân tử C8H8O3, dùng để làm chất thơm cho bánh kẹo. Từ quả cây hồi, người ta tách được 4-metoxibenzandehit có công thức phân tử C8H8O2. Từ quả cây hồi hoang, người ta tách được p-isopropylbenzandehit có công thức phân tử C10H12O. a. Hãy viết công thức cấu tạo của ba chất trên. b. Trong ba chất đó, chất nào có nhiệt độ sôi cao nhất? Giải thích? Câu 3.(1,75 điểm) 1. Hòa tan hoàn toàn 66,2 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4, Fe(NO3)2 và Al trong dung dịch chứa 3,1 mol KHSO4 (loãng). Sau phản ứng, thu được dung dịch Y chỉ chứa 466,6 gam muối sunfat trung hòa và 10,08 lít (đktc) khí Z gồm 2 khí trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí, tỉ khối của Z so với He là 23/18. Tính phần trăm khối lượng của Al trong hỗn hợp X. 2. Đun nóng hỗn hợp gồm axit axetic và etanol có H2SO4 đặc làm xúc tác (trong bình kín dung tích không đổi) đến khi phản ứng đạt đến trạng cân bằng thì hằng số cân bằng KC = 4. a. Nếu đun nóng hỗn hợp gồm 1,00 mol axit axetic, 1,00 mol etanol và 1,00 mol metanol, ở điều kiện như trên đến trạng thái cân bằng thì thu được 0,86 mol H2O. Tính số mol của mỗi chất trong hỗn hợp ở trạng thái cân bằng. b. Nếu đun nóng hỗn hợp gồm 1,00 mol axit axetic và a mol metanol cũng ở điều kiện như trên đến trạng thái cân bằng thì thu được 0,80 mol metylaxetat. Tính giá trị của a. Câu 4.(2,0 điểm) 1. So sánh và giải thích nhiệt độ sôi của các chất sau: ancol etylic, ancol propylic, axit axetic, đimetyl ete, etyl clorua. 2. Hợp chất hữu cơ A có 15,7303%N và 35,9551%O về khối lượng. A tác dụng với HCl chỉ tạo ra R(Oz)-NH3Cl (R là gốc hidrocacbon). Xác định công thức cấu tạo của A. Biết A có thể tham gia phản ứng trùng ngưng. 3. Chỉ dùng chất chỉ thị phenolphtalein, hãy phân biệt các dung dịch đựng trong các lọ riêng biệt bị mất nhãn: NaHSO4, Na2CO3, AlCl3, Fe(NO3)3, NaCl, Ca(NO3)2. Viết các phương trình hoá học minh họa dưới dạng ion thu gọn. Câu 5.(2,0 điểm) www.thuvienhoclieu.com Trang 296
1. Silic có cấu trúc tinh thể ở hình bên: Tính bán kính của nguyên tử silic. Cho khối lượng riêng của silic tinh thể bằng 2,33g/cm3; khối lượng mol nguyên tử của Si bằng 28,1g/mol. 2. Lấy 60ml NaOH 0,025M cho phản ứng với 25ml dung dịch H3AsO4 0,020M (cho H3AsO4 có pKa1= 2,13; pKa2 = 6,94 ; pKa3 = 11,50). Tính pH của dung dịch thu được. 0 3. Điện phân 500 ml dung dịch Y gồm: AgNO3 0,1M, Ni(NO3)2 0,5M, HNO3 0,1M ở 25 C. a. Cho biết thứ tự điện phân ở catot. b. Tính điện thế phù hợp cần đặt vào catot để quá trình điện phân có thể xảy ra. Cho: Eo(Cu2+/Cu) = 0,337 (V) Eo(Ag+/Ag) = 0,799 (V) Eo(Ni2+/Ni) = -0,233 (V) o + E (2H /H2) = 0,000 (V) 2,302 RT/F = 0,0592 F = 96500 C/mol (Cho Al=27;Cu=64; Fe=56; Ag=108; C=12; O=16; N=14; S=32; H=1; C=12; Cl=35,5) Hết Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HSG QUẢNG BÌNH MÔN: HÓA HỌC LỚP 12 NĂM HỌC 2016 -2017 Khóa ngày 22-3-2017 Câu 1 (2,25 điểm) 1. Cho sơ đồ phản ứng sau: 0 0 0 + dd NaOH + O2, Cu, t + dd AgNO3/NH3, t + H2SO4, t (1) A B C D E (2) (3) (4) (5) M + Cl2, as 1 : 1 (mol) (6) + dd NaOH + H SO , t0 xt, t0, p t0 cao X Y 2 4 Z Polistiren ? (7) - H2O (8) (9) (10) Cho biết công thức cấu tạo thu gọn của các chất ứng với các chữ cái M, A, B, X, Y trong sơ đồ trên. Viết phương trình phản ứng (4), (5), (9), (10)? www.thuvienhoclieu.com Trang 297
2. X, Y, Z là các đồng phân, công thức phân tử là C4H6O2Cl2. Xác định công thức cấu tạo có thể có của X, Y, Z, biết rằng: X + NaOH dư → A + C2H4(OH)2 + NaCl Y + KOH dư → B + C2H5OH + KCl + H2O Z + KOH dư → Muối của một axit hữu cơ + KCl + H2O Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra. 3. Cho BaO tác dụng với dung dịch H2SO4 thu được kết tủa A và dung dịch B. Cho B tác dụng với kim loại Al dư thu được dung dịch D và khí E. Thêm K2CO3 vào dung dịch D thấy tạo kết tủa F. Xác định các chất A, B, D, E, F và viết các phương trình phản ứng xảy ra. ĐÁP ÁN ĐIỂM Câu 1 2,25 1.(0,5 điểm) *Công thức cấu tạo thu gọn của các chất : M: C6H5CH2CH3; A: C6H5CH2CH2Cl; B: C6H5CH2CH2OH ; X: C6H5CHClCH3; Y: C6H5CHOHCH3 0,25 *Viết phương trình phản ứng: t0 (4) C6H5CH2CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2OC 6H5CH2COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3 t0 (5) 2C6H5CH2COONH4 + H2SO4  2C6H5CH2COOH + (NH4)2SO4 0, 25 0 t ,xt,p (9) n CH =CH-C H 2 6 5 CH 2-CH n C6H5 o (10) t cao CH2-CH n CH =CH-C H n 2 6 5 C6H5 2.(0,75 điểm) ClCH2COOCH2CH2Cl + 3NaOH → HOCH2COONa + HOCH2CH2OH + 2NaCl 0,25 CHCl2COOC2H5 + 3KOH → OHC-COOK + C2H5OH + 2KCl + H2O 0,25 CH3COOCCl2CH3 + 4KOH → 2CH3COOK + 2KCl + H2O 0,25 www.thuvienhoclieu.com Trang 298
3.(1,0 điểm) * Trường hợp 1: dung dịch B: Ba(OH)2 A: BaSO4 B: Ba(OH)2 D: Ba(AlO2)2 E: H2 F: BaCO3 Các phương trình phản ứng: 1. BaO + H2SO4 → BaSO4↓ + H2O 2. BaO + H2O → Ba(OH)2 0,5 3. 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2↑ 4. K2CO3 + Ba(AlO2)2 → BaCO3↓ + 2KAlO2 * Trường hợp 2: dung dịch B: H2SO4 A: BaSO4 B: H2SO4 D: Al2(SO4)3 E: H2 F: Al(OH)3 1. BaO + H2SO4 → BaSO4↓ + H2O 0, 5 2. 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑ 3. Al2(SO4)3 + 3K2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 3K2SO4 + 3CO2↑ Câu 2 (2,0 điểm) 1. Hỗn hợp A gồm một peptit X và một peptit Y (mỗi chất được cấu tạo từ 1 loại aminoaxit khác nhau, tổng số nhóm –CO–NH– trong 2 loại phân tử là 5) với tỉ lệ số mol n X:nY=2:1. Khi thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp A thu được 5,625 gam glyxin và 10,86 gam tyrosin. Tính giá trị m. 2. Dung dịch X chứa muối MHCO3. Cho dung dịch X tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 39,4 gam kết tủa. Mặt khác, làm khô dung dịch X thu được chất rắn khan Z. Nhiệt phân Z, thu được 21,4 gam hỗn hợp khí và hơi. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Xác định công thức phân tử và gọi tên muối trên. 3. Từ quả cây vanilla người ta tách được 4-hidroxi-3-metoxibenzandehit (vanilin) có công thức phân tử C8H8O3, dùng để làm chất thơm cho bánh kẹo. Từ quả cây hồi, người ta tách được 4-metoxibenzandehit có công thức phân tử C8H8O2. Từ quả cây hồi hoang, người ta tách được p-isopropylbenzandehit có công thức phân tử C10H12O. a. Hãy viết công thức cấu tạo của ba chất trên. b. Trong ba chất đó, chất nào có nhiệt độ sôi cao nhất? ĐÁP ÁN ĐIỂM Câu 2 2,0 www.thuvienhoclieu.com Trang 299
1.(1,0 điểm) ngly = 0,075 nTyr = 0,06 nX = 2a nY = a TH1: Hỗn hợp gồm: 2a mol X (phân tử có t nhóm -CONH- được tạo ra từ Gly) và a mol Y (phân tử có 5-t nhóm -CONH- được tạo ra từ Tyr) 2a.(t+1) = 0,075 a.(5-t+1)= 0,06 at = 0,0236 a = 0,0139 t=1,697 không nguyên loại 0,50 TH2: Hỗn hợp gồm: 2a mol X (phân tử có t nhóm -CONH- được tạo ra từ Tyr) và a mol Y (phân tử có 5-t nhóm -CONH- được tạo ra từ Gly) 2a.(t+1) = 0,06 a.(5-t+1) = 0,075 at = 0,015 a = 0,015 t = 1 thõa mãn 0,50 Hỗn hợp gồm 0,03 mol X (gồm 2 gốc Tyr) và 0,015 mol Y (gồm 5 gốc Gly) m=14,865 gam 2. (0,5 điểm) Phản ứng: - - 2- HCO3 + OH  CO3 + H2O 2- 2+ CO3 + Ba  BaCO3 - Suy ra số mol HCO3 = 0,2 mol 0,25 2MHCO3  M2CO3 + CO2 + H2O 0,2 0,1 0,1 Khối lượng hỗn hợp khí và hơi là: 0,1(44 + 18) = 6,2 gam <21,4 (loại) Trường hợp muối M không phải là ion kim loại thì khối lượng khí và hơi = khối lượng muối = 21,4. MHCO3 = 21,4/0,2 = 107 + + Suy ra M = 46, M là (CH3)2NH2 hoặc C2H5NH3 0,25 Nên muối là C2H5NH3HCO3 Tên: etyl amoni hidrocacbonat hoặc (CH3)2NH2HCO3 dimetyl amoni hidrocacbonat 3. (0,5 điểm) a. 0,25 www.thuvienhoclieu.com Trang 300
HO CHO H3C CH CHO H3CO CHO H3CO H3C 4-hiđroxi-3-metoxibenzandehit 4-metoxibenzanđehit p-isopropylbenzanđehit b. Chất 4-hiđroxi-3-metoxibenzandehit có nhiệt độ sôi cao nhất vì có liên kết hidro 0,25 liên phân tử Câu 3 (1,75 điểm) 1. Hòa tan hoàn toàn 66,2 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4, Fe(NO3)2 và Al trong dung dịch chứa 3,1 mol KHSO4 (loãng). Sau phản ứng, thu được dung dịch Y chỉ chứa 466,6 gam muối sunfat trung hòa và 10,08 lít (đktc) khí Z gồm 2 khí trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí, tỉ khối của Z so với He là 23/18. Tính phần trăm khối lượng của Al trong hỗn hợp X. 2. Đun nóng hỗn hợp gồm axit axetic và etanol có H2SO4 đặc làm xúc tác (trong bình kín dung tích không đổi) đến khi phản ứng đạt đến trạng cân bằng thì hằng số cân bằng KC = 4. a. Nếu đun nóng hỗn hợp gồm 1 mol axit axetic, 1 mol etanol và 1 mol metanol, ở điều kiện như trên đến trạng thái cân bằng thì thu được 0,86 mol H2O. Tính số mol của mỗi chất trong hỗn hợp ở trạng thái cân bằng. b. Nếu đun nóng hỗn hợp gồm 1 mol axit axetic và a mol metanol cũng ở điều kiện như trên đến trạng thái cân bằng thì thu được 0,8 mol metyl axetat. Tính giá trị của a. ĐÁP ÁN ĐIỂM Câu 3 1,75 1.(0,75 điểm) - Do MZ=46/9 → khí còn lại phải là H2 NO3 hết Gọi a, b lần lượt là số mol của H2 và NO, ta có hệ: a b 0,45 a 0,4mol 2a 30b 2,3 b 0,05mol 0,25 Muối sunfat trung hòa: FeSO4, Fe2(SO4)3, (NH4)2SO4, K2SO4, Al2(SO4)3 Theo ĐLBTKL: 66,2 + 3,1.136= 466,6 + 0,45.46/9 + m m = 18,9 gam H2O H2O n = 1,05 mol H2O BTNT Hiđro: 3,1= 4x + 2.1,05 + 2.0,4 x= 0,05 mol ( n + = x mol) NH4 Vậy n - = 0,05 + 0,05 = 0,1 mol nFe NO = 0,05 mol NO3 3 2 www.thuvienhoclieu.com Trang 301
BTNT Oxi: 4y + 0,05.6 = 1,05 + 0,05 y = 0,2 mol ( y = n ) 0,25 Fe3O4 mAl = 66,2 - 0,2.232 - 180.0,05 = 10,8 gam Vậy %(m)Al = (10,8. 100)/66,2 = 16,31% 0,25 2. (1,0 điểm) a) PTHH xt,t0 0,25 CH3COOH + C2H5OH  CH3COOC2H5 + H2O (1) xt,t0 CH3COOH + CH3OH  CH3COOCH3 + H2O (2) Trong hỗn hợp ở trạng thái cân bằng: nH O = 0,86 mol; n = x (mol) ; 2 CH3COOC2H5 n = 0,86 - x ( mol) ; CH COOCH 3 3 naxit axetic = 1 – 0,86 = 0,14 (mol); n = 1-x (mol) C H OH 0,25 2 5 n = 1 – 0,86 – x = 0,14 + x( mol) CH3OH Bình kín dung tích không đổi là V lít x 0,86 . CH3COOC2H5 H2O Theo (1): K = = V V =4 C CH COOH C H OH 0,14 1-x  3  2 5  . V V 28 Giải được: x = = 0,3944 71 0,25 Hỗn hợp lúc cân bằng gồm: CH3COOC2H5: 0,3944 mol; CH3COOCH3: 0,4656 mol; H2O: 0,86 mol; CH3COOH: 0,14 mol; C2H5OH: 0,6056 mol; CH3OH: 0,5344 mol b) Theo kết quả phần trên ta có: CH3COOCH3 H2O 0,4656.0,86 K2 = = =5,352 CH3COOHCH3OH 0,14.0,5344 www.thuvienhoclieu.com Trang 302
xt,t0 CH3COOH + CH3OH  CH3COOCH3 + H2O Mol ban đầu: 1 a 0,25 Mol cân bằng: 0,2 a-0,8 0,8 0,8 CH3COOCH3 H2O 0,8.0,8 K2 = = =5,352 CH3COOHCH3OH 0,2.(a-0,8) a = 1,398 Câu 4 (2,0 điểm) 1. So sánh và giải thích nhiệt độ sôi của các chất sau: ancol etylic, ancol propylic, axit axetic, đimetyl ete, etyl clorua. 2. Hợp chất hữu cơ A có 15,7303%N và 35,9551%O về khối lượng. A tác dụng với HCl chỉ tạo ra R(Oz)-NH3Cl (R là gốc hidrocacbon). Xác định công thức cấu tạo của A. Biết A tham gia phản ứng trùng ngưng. 3. Chỉ dùng chất chỉ thị phenolphtalein, hãy phân biệt các dung dịch đựng trong các lọ riêng biệt bị mất nhãn: NaHSO4, Na2CO3, AlCl3, Fe(NO3)3, NaCl, Ca(NO3)2. Viết các phương trình hoá học minh họa dưới dạng ion thu gọn. ĐÁP ÁN ĐIỂM Câu 4 2,0 1. (0,5 điểm) So sánh: Nhiệt độ sôi được sắp xếp theo thứ tự giảm dần như sau: Axit axetic > ancol propylic > ancol etylic > etyl clorua > đimetyl ete 0,25 Giải thích: Ba chất axit axetic, ancol propylic, ancol etylic đều có liên kết hiđro nên có nhiệt độ sôi cao hơn hai chất còn lại. Độ bền của liên kết hiđro trong axit axetic > ancol propylic > ancol etylic. Riêng giữa ancol propylic và ancol etylic thì ancol propylic có khối lượng lớn hơn ancol etylic nên có lực hút Van der Walls lớn hơn. 0,25 Hai chất là etyl clorua và đimetyl ete không tạo được liên kết hiđro nên phụ thuộc vào khối lượng phân tử của chúng. Chất có M lớn hơn là C2H5Cl (M = 64,5) có nhiệt độ sôi cao hơn (CH3)2O (M = 46). www.thuvienhoclieu.com Trang 303
2. (0,75 điểm) A + HCl R(Oz)-NH3Cl A có dạng: ROz-NH2 Đặt CTTQ của A là CxHyOzNH2 MA = 12x + y + 16z +16 14 %N = = 0,157303 12x + y + 16z 73 12 x y 16z 16 0,25 16z %O = = 0,359551 z 2 73 16 12x + y = 41 x = 3, y = 5 Vậy: CTPT của A là: C3H5O2NH2 0,25 Vì A cho phản ứng trùng ngưng nên A là aminoaxit: CH COOH 2 COOH H C CH CH NH 3 NH 2 2 2 0,25 3. (0,75 điểm) Cho phenolphtalein vào mỗi mẫu thử. Mẫu thử có màu hồng là dung dịch Na2CO3, 0,25 các mẫu thử còn lại không màu. 2- - - CO3 + H2O HCO3 + OH - Dùng Na2CO3 làm thuốc thử để cho vào các mẫu thử còn lại. 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 2Al3+ + 3CO 2- + 3H O 2Al(OH) ↓+ 3CO ↑ 3 2 3 2 0,5 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↑ www.thuvienhoclieu.com Trang 304
Mẫu thử tạo kết tủa trắng là Ca(NO3)2 2+ 2- Ca + CO3 CaCO3↓ Mẫu thử không tạo hiện tượng là NaCl. Câu 5 (2,0 điểm) 1. Silic có cấu trúc tinh thể ở hình bên: Tính bán kính của nguyên tử silic. Cho khối lượng riêng của silic tinh thể bằng 2,33g/cm3; khối lượng mol nguyên tử của Si bằng 28,1g/mol. 2. Lấy 60ml NaOH 0,025M cho phản ứng với 25ml dung dịch H 3AsO4 0,02M (cho H3AsO4 có pKa1= 2,13; pKa2 = 6,94 ; pKa3 = 11,50). Tính pH của dung dịch thu được. 0 3.Điện phân 500 ml dung dịch Y gồm: AgNO 3 0,1M, Ni(NO3)2 0,5M, HNO3 0,1M ở 25 C. a. Cho biết thứ tự điện phân ở catot. b. Tính điện thế phù hợp cần đặt vào catot để quá trình điện phân có thể xảy ra. Cho: Eo(Cu2+/Cu) = 0,337 (V) Eo(Ag+/Ag) = 0,799 (V) Eo(Ni2+/Ni) = -0,233 (V) o + E (2H /H2) = 0,000 (V) 2,302 RT/F = 0,0592 F = 96500 C/mol ĐÁP ÁN ĐIỂM Câu 5 2,0 1.(0,5 điểm) Mô hình 1 ô mạng cơ sở Silic như sau: Từ mô hình trên, ta thấy có 8 nguyên tử Si chiếm 8 đỉnh của hình lập phương, có 6 nguyên tử Si chiếm tâm 6 mặt của hình lập phương, có 4 nguyên tử Si nằm ở tâm của 4 hình lập phương con cạnh a/2. 1 1 Do đó, số nguyên tử Si trong một ô mạng cơ sở = 8 6 4 8 nguyên tử 8 2 Trong ô mạng tinh thể Silic, độ dài đường chéo hình lập phương d = 8r (r là bán kính nguyên tử Si) Mặt khác, d= a 3 www.thuvienhoclieu.com Trang 305
a3 =8r 8r a= 3 3 3 8r Thể tích 1 ô mạng cơ sở = a = 3 3 N 3 N 8r Thể tích 1 mol = ×a = × 8 8 3 Khối lượng 1 mol = M= 28,1 g Khối lượng riêng m M 28,1 28,1×8 3 0,25 D= = = 3 = 3 =2,33 (g/cm ) V V1mol N 8r 23 8r × 6,023×10 × 8 3 3 28,1×8× 33 r= 3 =1,18×10-8cm =0,118 nm 2,33×6,023×1023×83 0,25 2.(0,75 điểm) H3AsO4 + 3NaOH → Na3AsO4 + 3H2O Ban đầu 0,02.0,025 0,025.0,06 -4 -3 -4 Phản ứng 5.10 1,5.10 5.10 0,25 Sau phản ứng 5.10-4 -4 Sau phản ứng ta thu được 5.10 mol Na3AsO4 hay Na3AsO4 có nồng độ là: 5.10-4 /0,085 = 5,88.10-3M. 3- 2- - -2,5 AsO4 + H2O HAsO4 + OH Kb1 = 10 2- - - -7,06 HAsO4 + H2O H2AsO4 + OH Kb2 = 10 - - -11,81 0,25 H2AsO4 + H2O H3AsO4 + OH Kb3 = 10 www.thuvienhoclieu.com Trang 306
H O H+ + OH- K 2 H2O Vì K >> K >> K , C >>K nên trong dung dịch phản ứng sau là chủ yếu: b1 b2 b3 b H2O 3- 2- - -2,5 AsO4 + H2O HAsO4 + OH Kb1 = 10 C 5,88.10-3 [ ] 5,88.10-3 – x x x 0,25 2 -3 -2,5 Ta có: Kb1 = x / ( 5,88.10 - x) = 10 Giải phương trình ta được x = 3,01.10-3 → pOH = 2,52 hay pH = 11,48. 3. (0,75 điểm) Cực âm (catot): a. E(Ag+/Ag) = Eo(Ag+/Ag) + 0,0592lg [Ag+] = 0,799 + 0,0592 lg 0,1 = 0,7398 (V) 0,0592 0,0592 E(Ni2+/Ni) = Eo(Ni2+/Ni) + lg [Ni2+] = -0,233 + lg 0,5 = - 0,242 (V) 2 2 E(2H+/H ) = Eo(2H+/H ) + 0,0592lg [H+] = -0,0592 (V) 2 2 0,25 + + 2+ Nhận thấy: E(Ag /Ag)> E(2H /H2)> E(Ni /Ni) Vậy thứ tự điện phân ở catot: Ag+ + 1e Ag0 + 2H + 2e H2 Ni2+ + 2e Ni0 0,25 - 2H2O + 2e H2 + 2OH b. Điện thế phù hợp cần đặt vào catot để quá trình điện phân có thể xảy ra: + E < E(Ag /Ag) = 0,7398 (V) 0,25 Lưu ý: - Thí sinh có thể giải nhiều cách, nếu đúng vẫn được điểm tối đa. www.thuvienhoclieu.com Trang 307
- Nếu bài toán giải hợp lí mà thiếu phương trình hóa học thì thí sinh vẫn được tính kết quả chỉ mất điểm viết phương trình - Điểm chiết phải được tổ thống nhất; điểm toàn bài chính xác đến 0,25 điểm. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TÂY NINH KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT VÒNG TỈNH NĂM HỌC: 2014 - 2015 Ngày thi: 24 tháng 9 năm 2014 Môn thi: HÓA HỌC - Buổi thi thứ: Nhất Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) ĐỀ CHÍNH THỨC ( Đề thi gồm có 02 trang, thí sinh không phải chép đề vào giấy thi ) Câu 1: (5,0 điểm) 1.1. Hợp chất X được tạo thành từ hai ion M + và N2 . Ion M+ chứa một hạt nhân của một nguyên 1 tố, bốn số lượng tử của electron cuối cùng của M + có giá trị là: n=3; m=1; l=+1; s= . Ion N2 2 chứa bốn hạt nhân nguyên tử của hai nguyên tố thuộc cùng một nhóm A và ở hai chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn. Tổng số electron trong ion N2 là 42. Xác định công thức của X. 1.2. Các nhà hóa học dùng laze phát ra ánh sáng có năng lượng xác định để phá vỡ liên kết hóa học. a. Cho biết một photon phải có năng lượng tối thiểu và tần số là bao nhiêu để phân li một phân tử Cl2? b. Người ta cho rằng giai đoạn đầu tiên trong quá trình phá hủy tầng ozon trên tầng bình lưu do chất clorofloro cacbon (CCl2F2) công nghiệp gây ra là sự phân li liên kết C-Cl bởi ánh sáng. Hỏi photon phải có bước sóng dài nhất là bao nhiêu mét mới có thể gây ra sự phân li đó? Biết: Năng lượng phân li Cl – Cl là 243kJ/mol. www.thuvienhoclieu.com Trang 308
Năng lượng phân li C – Cl là 339 kJ/mol. Câu 2: (4,0 điểm) 2.1. Một tế bào của pin Ni-Cd thực hiện hai nửa phản ứng sau: 0 Cd(OH)2(r) + 2e Cd(r) + 2OH E1 = - 0,809V 0 2NiO(OH) (r) + 2H2O + 2e 2Ni(OH)2(r) + 2OH E2 = + 0,490V 0 0 0 (E1 , E2 là thế điện cực chuẩn ở 25 C) a. Hãy cho biết quá trình nào xảy ra ở catot và anot? Viết phương trình Nernst trên mỗi điện cực. b. Viết phản ứng chung của pin điện hóa này và tính suất điện động của pin điện hóa ở 250C. c. Tính khối lượng Cd chứa trong một chiếc điện thoại di động có sử dụng pin Ni-Cd. Biết công suất thông thường của pin là 700mA.h. 2.2. Cho: O2(k) Cl2(k) HCl(k) H2O(k) 0 S 298 (J/mol.K) 205,03 222,9 186,7 188,7 0 H 298 (kJ/mol) 0 0 -92,31 -241,83 a. Tính hằng số cân bằng của phản ứng sau ở 2980K 4HCl(k)+ O2(k) ⇄ 2Cl2(k )+ 2H2O(k) b. Giả thiết H và S không phụ thuộc vào nhiệt độ, tính hằng số cân bằng của phản ứng trên ở 6980K. Câu 3: (3,0 điểm) Để đánh giá sự nhiễm bẩn trong không khí ở một nhà máy, người ta làm như sau: điện phân dung dịch KI trong 2 phút bằng dòng điện 2 mA, sau đó cho 2 lít không khí lội từ từ qua dung dịch điện phân trên cho đến khi iot hoàn toàn mất màu. Thêm hồ tinh bột vào bình và tiếp tục điện phân trong 35 giây nữa với dòng điện trên thì thấy dung dịch bắt đầu xuất hiện màu xanh. Giải thích thí nghiệm và tính hàm lượng H2S trong không khí, từ đó cho biết sự nhiễm bẩn không khí ở nhà máy trên nằm dưới hay trên mức cho phép (cho biết mức cho phép của H 2S trong không khí là không quá 0,01 mg/l). Giả thiết hiệu suất điện phân là 100%. Câu 4: (3,0 điểm) Cho 39,84g hỗn hợp A gồm Fe3O4 và kim loại M vào dung dịch HNO3 đun nóng, khuấy đều hỗn hợp, sau phản ứng thu được 4,48 lít khí NO 2 (sản phẩm khử duy nhất, đktc), dung dịch X và 3,84 gam kim loại M. Cho 3,84 gam kim loại M vào dung dịch chứa 200ml gồm H 2SO4 0,5M và KNO3 0,5M khuấy đều thì thu được dung dịch E, khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Cho dung dịch NH 3 dư www.thuvienhoclieu.com Trang 309
vào dung dịch X thu được kết tủa B. Nung B trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 24 gam chất rắn R. 4.1. Tìm kim loại M. 4.2. Cô cạn dung dịch E thu được bao nhiêu gam muối khan? Câu 5: (3,0 điểm) Một dung dịch có ba chất HCl, BaCl2, FeCl3 cùng nồng độ 0,0150M. Sục khí CO2 vào dung dịch này cho đến bão hoà. Sau đó thêm từ từ NaOH vào dung dịch đến nồng độ 0,120M. -2 Cho biết: nồng độ CO2 trong dung dịch bão hoà là 3.10 M; thể tích của dung dịch không thay đổi khi cho CO2 và NaOH vào; các hằng số: pKa của H2CO3 là 6,35 và 10,33; pKs của Fe(OH)3 là 37,5 và của 3+ BaCO3 là 8,30; pKa của Fe là 2,17. Tính pH của dung dịch thu được. Câu 6: (2,0 điểm) 6.1. Cho các hóa chất: H2C2O4.2H2O (M=126,066 g/mol), nước cất. Các dụng cụ cần thiết có đủ. Hãy trình bày cách pha 250 ml dung dịch chuẩn axit oxalic (H2C2O4) 0,02500M. 6.2. Vẽ đường chuẩn độ trong trường hợp chuẩn độ 20 ml dung dịch CH 3COOH 0,1M bằng dung -4,75 dịch NaOH 0,1M. Biết CH3COOH có Ka = 10 . Cho biết nguyên tử khối của các nguyên tố: H = 1 C = 12 N = 14 O = 16 S = 32 Cl = 35,5 K = 39 Fe = 56 Ni = 59 Cu = 64 Cd = 112 I = 127 Ba = 137 Ghi chú: Thí sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn Hết Họ và tên thí sinh: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Số BD: . . . . . . . Chữ ký GT 1: . . . . . . ĐÁP ÁN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TÂY NINH KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT VÒNG TỈNH NĂM HỌC: 2014 – 2015 www.thuvienhoclieu.com Trang 310
Ngày thi: 24 tháng 9 năm 2014 HƯỚNG DẪN CHẤM THI MÔN: HÓA HỌC - BUỔI THI THỨ NHẤT (gồm 08 trang) I. Hướng dẫn chung: 1. Điểm toàn bài được làm tròn đến 0,25 điểm. Điểm tối đa toàn bài thi là 20 điểm. 2. Nếu học sinh làm bài không theo cách nêu trong đáp án nhưng đúng thì giám khảo thống nhất phân phối điểm từng ý một cách hợp lý. 3. Việc chi tiết hoá (nếu có) thang điểm trong hướng dẫn chấm phải đảm bảo không làm sai lệch hướng dẫn chấm và phải được thống nhất thực hiện trong toàn thể giám khảo. II. Đáp án và thang điểm: Câu Nội dung Điểm Câu 1: (5,0 điểm) 1.1. Hợp chất X được tạo thành từ hai ion M + và N2 . Ion M+ chứa một hạt nhân của một nguyên tố, bốn số lượng tử của electron cuối cùng của 1 M+ có giá trị là: n=3; m=1; l=+1; s= . Ion N2 chứa bốn hạt nhân 2 nguyên tử của hai nguyên tố thuộc cùng một nhóm A và ở hai chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn. Tổng số electron trong ion N2 là 42. Xác định công thức của X. Hướng dẫn chấm 1 M+ có 4 số lượng tử của e cuối cùng là: n=3; l= 1; m =+1; s= 2 Phân bố e của M+ vào obitan có phân mức năng lượng cao nhất (3p) là :    Vậy cấu hình e của M+ là: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 + M có 18e M có 19 e và ZM = 19 0,50 Vậy M là K 1 2 2 Gọi công thức N là: [AxBy ] và tổng số e của A, B lần lượt là ZA và ZB 0,25 Ta có: xZA + yZB + 2 = 42 xZA + yZB = 40 (1) www.thuvienhoclieu.com Trang 311
x + y = 4 (2) 0,25 Gọi Z là số proton trung bình của N2 xZ yZ 40 0,25 Ta có: Z A B 10 x y 4 Giả sử: ZA < ZB ZA < 10 < ZB A thuộc chu kì 2 Vì A, B thuộc cùng một nhóm A và ở 2 chu kì liên tiếp B thuộc chu kì 3 và ZB – ZA = 8 (3) www.thuvienhoclieu.com Trang 312
Giải hệ 3 phương trình ta được: ZB = 10 + 2x và ZB > 10 0,25 Ta biện luận: -Nếu x =1 ZB = 12 -Nếu x =2 ZB = 14 -Nếu x =3 ZB = 16 Vì A, B tạo ra anion nên ta chọn: x=3; ZB=16 y=1 và ZA=8 2 2 Vậy A là oxi và B là lưu huỳnh N là SO3 0,50 Công thức của X: K2SO3 1.2. Các nhà hóa học dùng laze phát ra ánh sáng có năng lượng xác định để phá vỡ liên kết hóa học. a. Cho biết một photon phải có năng lượng tối thiểu và tần số là bao nhiêu để phân li một phân tử Cl2? b. Người ta cho rằng giai đoạn đầu tiên trong quá trình phá hủy tầng ozon trên tầng bình lưu do chất clorofloro cacbon (CCl 2F2) công nghiệp gây ra là sự phân li liên kết C-Cl bởi ánh sáng. Hỏi photon phải có bước sóng dài 1 nhất là bao nhiêu mét mới có thể gây ra sự phân li đó ? Biết: Năng lượng phân li Cl – Cl là 243kJ/mol và năng lượng phân li C – Cl là 339 kJ/mol. Hướng dẫn chấm h Ta có: Cl – Cl (k)  Cl (k) + Cl (k) Hpl = 243 kJ/mol a. Năng lượng tối thiểu photon cần phải có để phá vỡ một liên kết Cl – Cl : H 243.103 J 0,50 E pl 4,04.10 19 J N 6,02.1023 - Tần số ứng với năng lượng trên của photon: E 4,04.10 19 J 1,00 E h  6,09.1014 s 1 h 6,63.10 34 J.s www.thuvienhoclieu.com Trang 313
h b. C – Cl (trong CCl2F2)  C + Cl Hpl = 339 kJ/mol Năng lượng tối thiểu photon cần có để phá hủy một liên kết C – Cl là: 3 H pl 339.10 J 19 E 23 5,63.10 J N 6,02.10 0,50 Bước sóng  của photon ứng với năng lượng trên là: hc hc (6,63.10 34 J.s).(3,00.108 m.s 1) E h  3,53.10 7 m  E 5,63.10 19 J 1,00 (Hay = 353 nm) Câu 2: (4,0 điểm) 2.1. Một tế bào của pin Ni-Cd thực hiện hai nửa phản ứng sau: 0 Cd(OH)2(r) + 2e Cd(r) + 2OH E1 = - 0,809V 0 2NiO(OH) (r) + 2H2O + 2e 2Ni(OH)2(r) + 2OH E2 = + 0,490V 0 0 0 (E1 , E2 là thế điện cực chuẩn ở 25 C) a. Hãy cho biết quá trình nào xảy ra ở catot và anot? Viết phương trình Nernst trên mỗi điện cực. b. Viết phản ứng chung của pin điện hóa này và tính suất điện động của pin điện hóa ở 250C. c. Tính khối lượng Cd chứa trong một chiếc điện thoại di động có sử dụng pin Ni-Cd. Biết công suất thông thường của pin là 700mA.h. Hướng dẫn chấm 2.1.a. Phản ứng ở điện cực (+) Catot: 2NiO(OH) (r) + 2H2O + 2e 2Ni(OH)2(r) + 2 OH 0,25 0 0,059 2 E NiO(OH) / Ni(OH) = E NiO(OH) / Ni(OH) + lg[OH ] 2 2 2 0,25 Phản ứng ở điện cực (-) Anot: Cd(r) + 2OH Cd(OH)2(r) + 2e 0,25 2 0 0,059 1 E = E + lg Cd (OH )2 / Cd Cd (OH )2 / Cd 2 [OH ]2 0,25 www.thuvienhoclieu.com Trang 314
2.1.b. Phản ứng chung của pin: Cd(r) + 2NiO(OH) + 2H2O ⇄ 2Ni(OH)2(r) + Cd(OH)2(r) 0,25 0 0 0 E pin = E( ) - E( ) = 0,49 - (- 0,809) = 1,299V 0,25 112.700.10 3.3600 2.1.c. mCd = 1,462(g) 2.96500 0,50 2.2. Cho: O2(k) Cl2(k) HCl(k) H2O(k) 0 S 298 205,03 222,9 186,7 188,7 (J/mol.K) 0 H 298 0 0 -92,31 -241,83 (kJ/mol) a. Tính hằng số cân bằng của phản ứng sau ở 2980K 4HCl(k)+ O2(k) ⇄ 2Cl2(k )+ 2H2O(k) b. Giả thiết H và S không phụ thuộc vào nhiệt độ, tính hằng số cân bằng của phản ứng trên ở 6980K. Hướng dẫn chấm 2.2.a. 4HCl + O2 ⇄ 2Cl2 + 2H2O 0 0 0 Có H Phản ứng = 2 H 4 H 114,42kJ 0,25 (H 2O) (HCl) 0 0 0 0 0 0,25 S Phản ứng = 2S 2S (4S S ) 128,63(J / K) (Cl2 ) (H2O) (HCl) (O2 ) G 0 H 0 T. S 0 = -114420 + 298.128,63 = -76088,26(J) 0,50 G Vậy : ln K K e30,71 2,1754.1013 p RT p 0,50 www.thuvienhoclieu.com Trang 315
2.2.b. K698 H 1 1 K698 1,8 0,50 ln ln 26,47 hay KP(698) = 10 K298 R 698 298 K298 Câu 3: (3,0 điểm) Để đánh giá sự nhiễm bẩn trong không khí ở một nhà máy, người ta làm như sau: điện phân dung dịch KI trong 2 phút bằng dòng điện 2 mA, sau đó cho 2 lít không khí lội từ từ qua dung dịch điện phân trên cho đến khi iot hoàn toàn mất màu. Thêm hồ tinh bột vào bình và tiếp tục điện phân trong 35 giây nữa với dòng điện trên thì thấy dung dịch bắt đầu xuất hiện màu xanh. Giải thích thí nghiệm và tính hàm lượng H2S trong không khí, từ đó cho biết sự nhiễm bẩn không khí ở nhà máy trên nằm dưới hay trên mức cho phép (cho biết mức cho phép của H 2S trong không khí là không quá 0,01 mg/l). Giả thiết hiệu suất điện phân là 100%. Hướng dẫn chấm Câu 3: (3,0 điểm) Điện phân dung dịch KI trong 120s: 0,25 dienphan 2KI + 2H2O  2KOH + I2 + H2 ↑ (1) Cho không khí vào dung dịch sau điện phân: 0,25 H2S (trong kk) + I2 → 2HI + S (2) 3 H2S còn dư lại trong dung dịch, (I2 hết) 0,25 Điện phân tiếp dung dịch có chứa HI, H2S, KI trong 35s: dienphan H2S  H2 + S (3) - Đến khi hết H2S, I sẽ bị điện phân tạo ra I 2 làm cho hồ tinh bột ngã màu xanh, đó là dấu hiệu để biết quá trình (3) đã hoàn thành. + Số mol I 2 được giải phóng khi điện phân dung dịch KI (với I=0,002A, 0,50 t=120s) AIt 127.It m = n .127 . 2 = . → n = 0,124.10-5 (mol) I2 I2 nF 1.96500 I2 www.thuvienhoclieu.com Trang 316
-5 Theo (2) , số mol H2S tác dụng với I2 bằng 0,124.10 (mol) 0,50 Điện phân dd chứa H2S trong 35s , theo (3) 35.0,002 -6 n = nS = mS/32 = = 0,36. 10 H 2S 2.96500 -6 -6 -6 Vậy trong 2 lít không khí có chứa 1,24.10 + 0,36. 10 = 1,6.10 mol H2S Hay 1,6.10-6 . 34 = 54,4 . 10-6 gam = 54,4 . 10-3 mg 0,50 Hàm lượng H2S trong không khí của nhà máy là: 54,4 . 10-3 : 2 = 27,2 . 10-3 mg/l hay 0,0272 mg/l 0,50 Kết luận: Mức độ ô nhiễm của nhà máy đã vượt mức cho phép ( 0,01 mg/l). 0,25 Câu 4: (3,0 điểm) Cho 39,84g hỗn hợp A gồm Fe3O4 và kim loại M vào dung dịch HNO3 đun nóng, khuấy đều hỗn hợp, sau phản ứng thu được 4,48 lít khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất, đktc), dung dịch X và 3,84 gam kim loại M. Cho 3,84 gam kim loại M vào dung dịch chứa 200ml gồm H 2SO4 0,5M và KNO3 0,5M khuấy đều thì thu được dung dịch E, khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Cho dung dịch NH 3 dư vào dung dịch X thu được kết tủa B. Nung B trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 24 gam chất rắn R. 4.1. Tìm kim loại M. 4.2. Cô cạn dung dịch E thu được bao nhiêu gam muối khan? Hướng dẫn chấm 4.1. Tìm kim loại M: Fe3O4 + 10 HNO3 3 Fe(NO3)3 + NO2 + 5 H2O (1) M + 2n HNO3 M(NO3)n + n NO2 + n H2O (2) M + n Fe(NO3)3 nFe(NO3)2 + M(NO3)n (3) + Nếu M(OH)n không tan trong dd NH3 thì chất rắn R gồm Fe2O3 và . M2On Ta có: 2 Fe3O4 3 Fe2O3 2 M M2On thì m > 36g nhưng m = 24g < 36g. Vậy M(OH) tan trong dung dịch R R n 0,50 NH3. www.thuvienhoclieu.com Trang 317
4,48 n 0,2 + NO2 mol. Khối lượng A tan trong HNO3 là 36 g. 4 22,4 Trường hợp 1: Không có phản ứng (3) Fe(NO3)3 + 3NH3 + 3H2O Fe(OH)3  +3NH4NO3 (4) t 0 2 Fe(OH)3  Fe2O3 + 3 H2O (5) 24 nFe O 0,15 mol. Theo (1), (4), (5) n 0,1 mol 2 3 160 Fe3O4 m 0,1.232 23,2g Fe3O4 0,25 mM tham gia phản ứng (2) là 36 - 23,2 = 12,8 g n NO2 do (2) sinh ra là 0,1 mol 0,25 M = 128n loại Trường hợp 2: có phản ứng (3) lúc đó không có (4) và (5) mà có phản ứng: Fe(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O Fe(OH)2 + 2NH4NO3 (6) t 0 4 Fe(OH)2 + O2  2 Fe2O3 + 4 H2O (7) 24 nFe O 0,15 mol. Theo (1), (3), (6), (7) n 0,1 mol; 2 3 160 Fe3O4 m 0,1.232 23,2g Fe3O4 Khối lượng M phản ứng với (2) (3) là 36 - 23,2 = 12,8 (g); 0,4 nM phản ứng với (2), (3) là mol n n 2 Suy ra M = 32n. Cặp nghiệm hóa học duy nhất là ; M là Cu M 64 0,50 4.2. Tính lượng muối khan thu được từ dung dịch E: www.thuvienhoclieu.com Trang 318
+ 2+ 3 Cu + 8 H + 2 NO3 3 Cu + 2 NO + 4 H2O 0,50 n = 0,2.0,5.2 = 0,2 (mol); nCu = 0,06 (mol) ; n = 0,5.0,2 = 0,1 (mol ) H NO3 Cu2 : 0,06 mol H : 0,04 mol dd sau phản ứng gồm K : 0,1 mol NO : 0,06 mol 3 0,50 2 SO4 : 0,1 mol Khi cô cạn 0,04 mol HNO3 phân hủy. mE m 2 m m m 2 Cu K NO3 SO4 0,50 = 0,06. 64 + 0,1.39 + 0,02.62 + 0,1.96 = 18,58 (g) 4 Câu 5: (3,0 điểm) Một dung dịch có ba chất HCl, BaCl 2, FeCl3 cùng nồng độ 0,0150M. Sục khí CO2 vào dung dịch này cho đến bão hoà. Sau đó thêm từ từ NaOH vào dung dịch đến nồng độ 0,120M. Cho biết: nồng độ -2 CO2 trong dung dịch bão hoà là 3.10 M; thể tích của dung dịch không thay đổi khi cho CO2 và NaOH vào; các hằng số: pKa của H2CO3 là 6,35 và 3+ 10,33; pKs của Fe(OH)3 là 37,5 và của BaCO3 là 8,30; pKa của Fe là 2,17. Tính pH của dung dịch thu được. Hướng dẫn chấm www.thuvienhoclieu.com Trang 319
+ 2+ 3+ Khi cho khí CO2 vào hỗn hợp gồm H 0,0150M; Ba 0,0150 M; Fe 0,0150 M có các quá trình: 5 + -6,35 CO2 + H2O ⇄ HCO3 + H Ka1 = 10 2 + -10,33 HCO3 ⇄ CO3 + H Ka2 = 10 HCl  H+ + Cl 0,50 3+ 2+ + -2,17 Fe + H2O ⇄ FeOH + H Ka = 10 3+ Dung dịch có môi trường axit mạnh (vì có HCl và Fe ), sự điện ly CO2 là 2 không đáng kể (vì nồng độ CO3 vô cùng bé) nên không có kết tủa BaCO3 tạo thành. Khi thêm NaOH xảy ra các phản ứng: + - Trung hòa HCl: H + OH H2O 0,015 0,120 - 0,105 3+ - kết tủa Fe(OH)3 : Fe + 3OH Fe(OH)3 0,015 0,105 - 0,06 0,015 - Phản ứng với CO2: 2 CO2 + 2OH CO3 + H2O 1,00 0,03 0,06 - - 0,030 - Kết tủa BaCO3: 2+ 2 Ba + CO3 BaCO3  0,015 0,030 - 0,015 0,015 Thành phần hỗn hợp kết tủa có: Fe(OH)3 BaCO3 0,0150 mol 0,0150 mol www.thuvienhoclieu.com Trang 320
Trong dung dịch có: 2 + CO3 0,015M; Cl ; Na ; H2O Các cân bằng xảy ra: + -14 H2O ⇄ H + OH K = 10 (1) 3+ -37,5 Fe(OH)3 ⇄ Fe + 3 OH Ks1 = 10 (2) 2+ 2 -8,30 BaCO3 ⇄ Ba + CO3 Ks2 = 10 (3) 1,00 2 -14 -10,33 -3,67 CO3 + H2O ⇄ HCO3 + OH Kb1 = 10 /10 = 10 (4) So sánh cho thấy cân bằng (4) là cân bằng quyết định pH của dung dịch (vì 2 OH do H2O điện ly và do Fe(OH)3 tan ra là rất bé), nồng độ CO3 do 2 BaCO3 tan ra không đáng kể (vì có dư CO3 từ dung dịch). Tính pH theo (4) 2 -3,67 CO + H2O ⇄ HCO + OH Kb1 = 10 3 3 0,50 C : 0,015 [ ]: (0,015 –x) x x x2/(0,015-x) = 10-3,67 x = [OH ] = 1,69.10-3M pH = 11,23 www.thuvienhoclieu.com Trang 321
Câu 6: (2,0 điểm) 6.1. Cho các hóa chất: H2C2O4.2H2O (M=126,066 g/mol), nước cất. Các dụng cụ cần thiết có đủ. Hãy trình bày cách pha 250 ml dung dịch chuẩn axit oxalic (H2C2O4) 0,02500M. 6.2. Vẽ đường chuẩn độ trong trường hợp chuẩn độ 20 ml dung dịch CH3COOH 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M. Biết CH 3COOH có Ka = 10-4,75. Hướng dẫn chấm 6.1 Khối lượng H 2C2O4.2H2O cần thiết để pha chế được 250 ml dung dịch H2C2O4 nồng độ 0,025M là: 0,50 m= 0,250x0,025x126,066 = 0,7879gam. Cân 0,7879 gam H2C2O4.2H2O trong cốc cân trên cân phân tích, chuyển chất rắn qua phễu vào bình định mức 250,0 ml. 0,25 Tráng cốc cân 3 lần bằng nước cất và cho vào bình định mức. Thêm 6 khoảng 150ml nước cất nữa và lắc kĩ cho tan hết sau đó thêm nước cất đến 0,25 vạch mức, lắc kĩ để trộn đều, ta có dung dịch chuẩn axit oxalic 0,02500M. 6.2 Đường chuẩn độ dd CH3COOH 0,1M bằng dd NaOH 0,1M pH + VNaOH %q [H ] pH (mL) 0,00 -100 1,33.10-3 2,9 9,7 8,7 Điểm tương đương 7,7 18,00 -10 1,98.10-6 5,7 1,00 19,80 -1 1,80.10-7 6.7 19,98 -0,1 1,78.10-8 7,7 V 20,00 0 1,88.10-9 8,7 ddNaOH 20,02 +0,1 2,0.10-10 9,7 20,20 +1 2,0.10-11 10,7 22,00 +10 2,0.10-12 11,7 40,00 +100 3,0.10-10 12,5 www.thuvienhoclieu.com Trang 322
Hết SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TÂY NINH KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT VÒNG TỈNH NĂM HỌC: 2014 - 2015 Ngày thi: 25 tháng 9 năm 2014 Môn thi: HÓA HỌC - Buổi thi thứ: Hai Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề ) ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi gồm có 02 trang, thí sinh không phải chép đề vào giấy thi ) Câu 1: (4,0 điểm) Từ một loại tinh dầu, người ta tách được chất A chứa 76,92% C; 12,82% H và 10,26% O về khối lượng và MA = 156 g/mol. Biết A được điều chế bằng cách hiđro hóa hoàn toàn (có xúc tác) chất B (2- isopropyl -5- metylphenol). 1.1. Xác định công thức cấu tạo của A. 1.2. Viết công thức các đồng phân cis-trans của A. 1.3. So sánh tính axit của A và B. 1.4. Đun nóng A với H2SO4 đặc thu được 2 chất có cùng công thức phân tử là C10H18. Viết công thức cấu tạo của 2 chất đó và viết cơ chế phản ứng. www.thuvienhoclieu.com Trang 323
Câu 2: (4,0 điểm) 2.1. Từ một loại cà độc dược, người ta tách được một loại alkaloid là atropin. Trong công nghiệp, người ta thường dùng atropin để điều chế axit tropoic (A) C 9H10O3. (A) bị oxi hoá bởi dung dịch KMnO4 nóng thành axit benzoic (B) và bị oxi hoá bởi oxi không khí khi có mặt Cu nung nóng tạo thành chất (C) C9H8O3 có chức andehit. Axit tropoic có thể chuyển hoá thành axit atropoic C 9H8O2 0 (D) nhờ H2SO4 đặc ở 170 C. Hidro hoá (D) bằng H2/Ni thu được axit hidratropoic (E) C9H10O2. Hãy xác định công thức cấu tạo A, C, D, E và cho biết D có đồng phân cis- trans hay không? 2.2. Từ CH4 (các chất vô cơ, điều kiện cần thiết có đủ), hãy viết các phương trình hóa học điều chế: CH3 COOCH 3 và C6H5 Câu 3: (4,0 điểm) Chất hữu cơ (X) là một ancol no, nhị chức, mạch hở. Dung dịch X 62% trong nước có nhiệt độ 930 đông đặc là- oC. 19 3.1. Xác định công thức cấu tạo của (X). Biết hằng số nghiệm lạnh của nước là 1,86. 3.2. Khi có mặt chất xúc tác thích hợp thì chất (X) khử nước tạo ra chất (A). Trong môi trường kiềm, hai phân tử (A) kết hợp với nhau tạo ra chất (B) không bền. Khi đun nóng thì (B) tách nước tạo ra chất (D). Từ (D) cho tác dụng với HCl tạo chất (E). – Thực hiện sự chuyển hóa trên để xác định công thức cấu tạo của A, B, D, E. – Dùng cơ chế phản ứng để giải thích quá trình (A) tạo thành (B). – Hãy xác định cấu trúc các đồng phân lập thể của (E). Câu 4: (4,0 điểm) 4.1. A là một hiđrocacbon chứa nhân benzen có số cacbon trong phân tử ít hơn 14 nguyên tử cacbon. A có thể bị oxi hoá bởi dung dịch KMnO 4 để cho sản phẩm B. 3,12 gam A tác dụng vừa đủ 96 gam dung dịch brom 5% trong bóng tối. Mặt khác, để trung hoà 2,44 gam B cần 2 lít Ba(OH)2 0,005M. Xác định công thức cấu tạo của A, B và tính thể tích dung dịch KMnO 4 0,1M cần đủ dùng để oxi hoá 3,12 gam A thành B trong môi trường H2SO4, biết rằng sản phẩm oxi hoá có CO2 thoát ra. 4.2. Tiến hành trùng hợp 2 gam A, sau phản ứng cho toàn bộ hỗn hợp thu được vào 100 ml dung dịch brom 0,15M, thêm tiếp KI dư vào thì thấy xuất hiện một lượng I 2 tác dụng vừa đủ với 40 ml dung dịch Na2S2O3 0,125M. Tính hiệu suất của quá trình trùng hợp. Câu 5: (4,0 điểm) www.thuvienhoclieu.com Trang 324
A là hợp chất hữu cơ chứa C, H, O. Đốt cháy hoàn toàn 3,08 gam A. Hấp thụ toàn bộ sản phẩm thu được vào bình đựng 5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M thấy xuất hiện 6 gam kết tủa, phần nước lọc có khối lượng lớn hơn dung dịch Ca(OH)2 ban đầu là 1,24 gam. 5.1. Xác định công thức phân tử của A biết rằng khối lượng mol phân tử của A nhỏ hơn khối lượng mol phân tử của glucozơ. 5.2. Biết A phản ứng được với NaOH theo tỉ lệ mol A và NaOH là 1:4; A có phản ứng tráng bạc. Xác định công thức cấu tạo của A và viết các phương trình hóa học minh họa. Cho biết nguyên tử khối của các nguyên tố: H = 1 C = 12 O = 16 Ca = 40 Br = 80 Ba = 137 Ghi chú: Thí sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn. Hết SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TÂY NINH KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT VÒNG TỈNH NĂM HỌC: 2014 – 2015 Ngày thi: 25 tháng 9 năm 2014 HƯỚNG DẪN CHẤM THI MÔN: HÓA HỌC - BUỔI THI THỨ HAI (gồm 08 trang) www.thuvienhoclieu.com Trang 325
I. Hướng dẫn chung: 1. Điểm toàn bài được làm tròn đến 0,25 điểm. Điểm tối đa toàn bài thi là 20 điểm. 2. Nếu học sinh làm bài không theo cách nêu trong đáp án nhưng đúng thì giám khảo thống nhất phân phối điểm từng ý một cách hợp lý. 3. Việc chi tiết hoá (nếu có) thang điểm trong hướng dẫn chấm phải đảm bảo không làm sai lệch hướng dẫn chấm và phải được thống nhất thực hiện trong toàn thể giám khảo. II. Đáp án và thang điểm: Câu Nội dung Điểm Câu 1: (4,0 điểm) Từ một loại tinh dầu, người ta tách được chất A chứa 76,92% C; 12,82% H và 10,26% O về khối lượng và M A = 156 g/mol. Biết A được điều chế bằng cách hiđro hóa hoàn toàn (có xúc tác) chất B (2- isopropyl -5- metylphenol) 1.1.Xác định công thức cấu tạo của A. 1.2.Viết công thức các đồng phân cis-trans của A. 1.3.So sánh tính axit của A và B. 1.4.Đun nóng A với H 2SO4 đặc thu được 2 chất có cùng công thức phân tử là C10H18. Viết công thức cấu tạo của 2 chất đó và viết cơ chế phản ứng. Hướng dẫn chấm Câu 1: (4,0 điểm) 12x M 156.76,92 A x 10 %C 100 12.100 y M 156.12,82 A y 20 %H 100 100 16z M 156.10,26 A z 1 %O 100 16.100 1.1. Gọi công thức phân tử của A là CXHyOz. Ta có: Công thức phân tử của A: C10H20O 0,50 1 Theo đề bài, hidro hóa B được A Công thức cấu tạo của A và B lần lượt là: www.thuvienhoclieu.com Trang 326
OH OH 0,50 Ni, to +3H2 (B) (A) 1.2.A có 4 đồng phân hình học 0,50 HO OH OH OH 0,50 1.3. So sánh tính axit của A và B: Tính axit của A yếu hơn của B. 0,50 Do nhóm –OH của B gắn vào nhân benzen làm cho liên kết O – H phân cực mạnh tính axit tăng 0,50 1.4. Đun nóng A với H2SO4 đậm đặc 2 chất có cùng công thức phân tử C10H18. Hai sản phẩm này được tạo ra theo cơ chế E1. OH 0,50 Cơ chế E1: OH H2O + H+ OH2 -H2O 0,50 www.thuvienhoclieu.com Trang 327
1 Câu 2: (4,0 điểm) 2.1. Từ một loại cà độc dược, người ta tách được một loại alkaloid là atropin. Trong công nghiệp, người ta thường dùng atropin để điều chế axit tropoic (A) C9H10O3. (A) bị oxi hoá bởi dung dịch KMnO 4 nóng thành axit benzoic (B) và bị oxi hoá bởi oxi không khí khi có mặt Cu nung nóng tạo thành chất (C) C9H8O3 có chức andehit. Axit tropoic có thể chuyển hoá thành axit atropoic C9H8O2 (D) nhờ 0 H2SO4 đặc ở 170 C. Hidro hoá (D) bằng H2/Ni thu được axit hidratropoic (E) C9H10O2. Hãy xác định công thức cấu tạo A,C,D,E và cho biết D có đồng phân cis/trans hay không? 2.2. Từ CH4 (các chất vô cơ, điều kiện cần thiết có đủ), hãy viết các phương trình hóa học điều chế: CH3 COOCH 2 3 và C6H5 Hướng dẫn chấm 2x9 2 10 2.1. CTPT của (A) C9H10O3 có độ bất bảo hoà là: 5 2 - A bị oxi hoá bởi KMnO4 tạo axit benzoic nên A có chứa vòng benzen và nhóm chức COOH ở mạch nhánh (không gắn trực tiếp vào vòng benzen) Mạch nhánh chứa nhóm chức rượu bậc 1 là –CH2OH -Từ dữ kiện bài ra ta có CTCT của A, B, C, D, E như sau: www.thuvienhoclieu.com Trang 328
COOH KMnO4 t0 B COOH HOOC CH CH2OH CH O2 CHO Cu,t0 C A COOH COOH C C H H CH3 H2SO4 CH2 2 0 1700C Ni,t 1,00 D E (Xác định đúng mỗi công thức A, C, D, E= 4x 0,25 điểm= 1,00 điểm) Kết luận: D không có đồng phân hình học. 0,25 2.2.Phương trình hóa học: 15000 C 2CH4  C2H2 + 3H2 Pd/PbCO3 C2H2 + H2  C2H4 H2SO4 2 C2H4 + H2O  C2H5OH MgO/ ZnO 2C2H5OH t0 CH2=CH-CH=CH2 + H2 + 2H2O xt CH4 + O2 t0 HCHO + H2O 1,00 Ni HCHO + H2 t0 CH3OH 1:1 C2H2 + HCHO  CH2 = CH – CH2OH Mn2 CH2 = CH – CH2OH + O2  CH2 = CH – COOH + H2O H2SO4 CH2 = CH – COOH + CH3OH  CH2 = CH – COOCH3 + H2O COOCH3 0,50 COOCH3 t0 + C  0,25 3C2H2 6000 C C6H6 www.thuvienhoclieu.com Trang 329
C2H5 H+ + C2H4 1:1 CH = CH C2H5 2 ZnO/4000C + H2 0,50 CH3 2 CH = CH2 0,50 2 H2SO4 C6H5 Câu 3: (4,0 điểm) Chất hữu cơ (X) là một rượu no, nhị chức, mạch hở. Dung dịch X 62% 930 trong nước có nhiệt độ đông đặc là- oC. 19 3.1. Xác định công thức cấu tạo của (X). Biết hằng số nghiệm lạnh của nước là 1,86. 3.2. Khi có mặt chất xúc tác thích hợp thì chất (X) khử nước tạo ra chất (A). Trong môi trường kiềm, hai phân tử (A) kết hợp với nhau tạo ra chất (B) không 3 bền. Khi đun nóng thì (B) tách nước tạo ra chất (D). Từ (D) cho tác dụng với HCl tạo chất (E). – Thực hiện sự chuyển hóa trên để xác định công thức cấu tạo của A, B, D, E. – Dùng cơ chế phản ứng để giải thích quá trình (A) tạo thành (B). – Hãy xác định cấu trúc các đồng phân lập thể của (E). Hướng dẫn chấm 3.1.Đặt CTTQ của X: CnH2n+2-k(OH)k. 1000.62 31000 + Khối lượng X có trong 1000 gam H2O: = 38 19 0,50 www.thuvienhoclieu.com Trang 330
m 31000 M = k X = 1,86. = 62 (g / mol) X Dt æ 930ö 19ç0 + ÷ èç 19 ø÷ 14n + 16k = 60 Nghiệm phù hợp: k = 2 và n = 2 0,50 CTPT của X: C2H4(OH)2 CTCT của X: CH2 CH2 0,50 OH OH 3.2. Sơ đồ chuyển hóa: H2SO4 ñaëc 170oC - CH2 CH2 OH CH3 – CHO C H 3 C H C H 2 CHO OH OH OH (X) (A) (B) o 3 t CH3 CH CH CHO (D) 1,00 + HCl CH3 CH CH2 CHO (E) : Cl (Xác định đúng mỗi chất A, B, D, E : 0,25 điễm x 4= 1,0 điểm). OH- + Cơ chế: CH3 – CHO CH3 CH CH2 CHO 3 OH OH- CH3 – CHO 1,00 - H2O - CH CH O H O 3 CH CH CH CHO 2 CH CH CH CHO CH2 CHO 3 2 3 2 O - OH www.thuvienhoclieu.com Trang 331
3 (E): có đồng phân quang học do có C* CH - CHO 2 CH2 - CHO R H Cl Cl S H CH CH 3 3 0,50 Câu 4: (4,0 điểm) 4.1. A là một hiđrocacbon chứa nhân benzen có số cacbon trong phân tử ít hơn 14 nguyên tử cacbon. A có thể bị oxi hoá bởi dung dịch KMnO 4 để cho sản phẩm B. 3,12 gam A tác dụng vừa đủ 96gam dung dịch brom 5% trong bóng tối. Mặt khác, để trung hoà 2,44 gam B cần 2 lít Ba(OH)2 0,005M. Xác định công thức cấu tạo của A, B và tính thể tích dung dịch KMnO 4 0,1M cần đủ dùng để oxi hoá 3,12 gam A thành B trong môi trường H 2SO4, biết rằng sản phẩm oxi hoá có CO2 thoát ra. 4 4.2. Tiến hành trùng hợp 2 gam A, sau phản ứng cho toàn bộ hỗn hợp thu được vào 100 ml dung dịch brom 0,15M, thêm tiếp KI dư vào thì thấy xuất hiện một lượng I2 tác dụng vừa đủ với 40 ml dung dịch Na 2S2O3 0,125M. Tính hiệu suất của quá trình trùng hợp. Hướng dẫn chấm 4.1. Số mol Br2 phản ứng =0,03 mol –Vì A tác dụng được với brom trong bóng tối nên ngoài nhân benzen (không tác dụng thế với brom) còn phải có nhóm chưa no có liên kết π –1 phân tử A tác dụng với a phân tử brom, tức là: MA tác dụng với a mol brom 3,12g A tác dụng 0,03 mol Br2 MA = 104a –A bị oxi hóa bởi dung dịch KMnO4 thì cacbon liên kết trực tiếp vào nhân benzen www.thuvienhoclieu.com Trang 332
chuyển thành nhóm –COOH Số mol Ba(OH)2 trung hòa 2,44 gam B = 0,01mol Gọi B có CTTQ : R(COOH)b R(COOH)b + 0,5b Ba(OH)2 →R[(COO)2Ba]b/2 + bH2O MA (g) 0,5b mol 2,44g 0,01mol Gọi công thức của A là CnH2n-6-2a (a: lk π) n≥7 ; B là C6H6-b(COOH)b + a =1 14n – 8 = 104 n = 8 CH=CH2 + a = 2 14n – 10 = 208 n = 15,5 > 14 (loại) A: C8H8 1,00 CTCT của A: 4 A oxi hoá thành B, suy ra B chỉ có 1 nhóm –COOH COOH C6H6-b(COOH)b có M = 122b b=1 Công thức cấu tạo của B: 0,50 Thể tích dung dịch KMnO4 C6H5CH=CH2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 C6H5COOH + CO2 + 2MNSO4 + K2SO4 + 4 H2O 0,50 Số mol KMnO4 = 2nA = 0,06 mol Thể tích KMnO4 = 0,6 lít 4.2. Số mol Br2 = 0,1 0,15 = 0,015 (mol) 0,50 2 2 - (1) 2S2O3 + I2 S4O6 + 2I www.thuvienhoclieu.com Trang 333
Số mol Na2S2O3 = 0,04 0,125 = 0,005 (mol) Số mol I2 = 0,0025 (mol) - - (2) Br2 + 2I 2Br + I2 Số mol Br2 dư = số mol I2 = 0,0025 (mol) 0,50 C6H5-CH=CH2 + Br2 C6H5CHBr-CH2Br Số mol Br2 phản ứng với stiren = số mol stiren đã pứ = 0,015 – 0,0025 = 0,0125 (mol) Khối lượng stiren phản ứng = 0,0125 104 = 1,3 (gam) 0,50 2 1,3 Hiệu suất phản ứng trùng hợp: H = 100% 35% 2 0,50 Câu 5: (4,0 điểm) A là hợp chất hữu cơ chứa C, H, O. Đốt cháy hoàn toàn 3,08 gam A. Hấp thụ toàn bộ sản phẩm thu được vào bình đựng 5 lít dung dịch Ca(OH) 2 0,02M thấy xuất hiện 6 gam kết tủa, phần nước lọc có khối lượng lớn hơn dung dịch Ca(OH) 2 5 ban đầu là 1,24 gam. 5.1. Xác định công thức phân tử của A biết rằng khối lượng mol phân tử của A nhỏ hơn khối lượng mol phân tử của glucozơ. 5.2. Biết A phản ứng được với NaOH theo tỉ lệ mol A và NaOH là 1:4; A có phản ứng tráng bạc. Xác định công thức cấu tạo của A và viết các phương trình hóa học minh họa. Hướng dẫn chấm 5.1. Gọi công thức phân tử của A là CxHyOz (x 1; 2 y 2x+2; z 1). Phản ứng cháy: y z y CxHyOz + (x )O2 xCO2 + H2O (1) 4 2 2 Sản phẩm cháy gồm CO 2 và nước, khi hấp thụ vào dung dịch Ca(OH) 2 có phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2) Có thể có phản ứng: 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (3) 6 n = 5.0,02 = 0,1 (mol); n (2) = n = = 0,06 (mol) Ca(OH )2 CO2 CaCO3 100 Khối lượng phần nước lọc tăng so với khối lượng dung dịch Ca(OH) 2 ban đầu: www.thuvienhoclieu.com Trang 334
m + m - 6 = 1,24 (g) CO2 H2O 0,50 Trường hợp 1: Không có phản ứng (3) thì: m = 1,24 + 6 - 0,06.44 = 4,6 (g) H2O 4,6 nCO 2x 0,06.18 n = . Theo (1) thì 2 1,08y = 9,2x H2O 18 n y 4,6 H2O 9,2x 1,08(2x+2) → x 0,3 (loại) Trường hợp 2: Có phản ứng (3): 0,25 n = n (2) +n (3) = 0,06+(0,1-0,06).2 = 0,14 (mol) CO2 CO2 CO2 n = 1,24 + 6 - 0,14.44 = 1,08 (gam) → n = 1,08/18 = 0,06 mol. H2O H2O 5 Trong 3,08 gam A có: nC = 0,14 (mol); nH = 0,06.2 = 0,12 (mol); nO = (3,08 - 0,14.12 - 0,12)/16 = 0,08; 0,25 Suy ra: x : y : z = 0,14 : 0,12 : 0,08 = 7 : 6 : 4 0,50 Công thức đơn giản nhất của A là C7H6O4. Theo giả thiết thì MA < Mglucozơ → Công thức phân tử của A là C7H6O4 0,50 5.2. A có thể có các công thức cấu tạo sau: O H O H O H H C O O O H H C O O H C O O O H O H O H O H H C O O H C O O O H H C O O O H 1,50 H O O H (Mỗi đồng phân 0,25 điểm x 6 = 1,50 điểm) www.thuvienhoclieu.com Trang 335
Phương trình hóa học: 0,50 HCOOC6H3(OH)2 + 4NaOH HCOONa + C6H3(ONa)3 + 3H2O HCOOC6H3(OH)2+2AgNO3+3NH3+H2O NH4OCOC6H3(OH)2+2Ag+2NH4NO3 Hết www.thuvienhoclieu.com Trang 336
Họ và tên thí sinh: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Số BD: . . . . . . . Chữ ký GT 1: . . . . SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 THPT ĐỀ THI CHÍNH THỨC NĂM HỌC 2017-2018 THỨCTHỨCHÀ TĨNH Môn thi: HÓA HỌC Thời gian làm bài: 180 phút (Đề thi có 02 trang, gồm 9 câu) Câu 1. (3,0 điểm) 7) Dùng hình vẽ, mô tả thí nghiệm điều chế và thử tính chất của etilen. Nêu rõ vai trò của các dụng cụ dùng làm thí nghiệm và cách tiến hành thí nghiệm. 8) Các chất: 4-hiđroxi-3-metoxibenzanđehit có mùi thơm vani, 4-metoxibenzanđehit và p- isopropylbenzanđehit được chiết xuất từ quả cây hồi, đều được sử dụng trong chế biến thực phẩm và dược phẩm. Viết công thức cấu tạo của ba chất trên, trong ba chất đó, chất nào có nhiệt độ sôi cao nhất ? Vì sao ? 9) Cho các chất sau: CO2, CaCO3, Ca(HCO3)2, Na2CO3. Hãy lập một sơ đồ biểu diễn tối đa mối quan hệ giữa các chất trên. Viết các phương trình hóa học biểu diễn các mối quan hệ đó. Câu 2. (1,5 điểm) Xăng sinh học (xăng pha etanol) được coi là giải pháp thay thế cho xăng truyền thống. Xăng pha etanol là xăng được pha 1 lượng etanol theo tỉ lệ đã nghiên cứu như: xăng E85 (pha 85% etanol), E10 (pha 10% etanol), E5 (pha 5% etanol), 1) Tại sao xăng pha etanol được gọi là xăng sinh học ? Viết các phương trình hóa học để chứng minh. 2) Tại sao xăng sinh học được coi là giải pháp thay thế cho xăng truyền thống ? Biết khi đốt cháy 1 kg xăng truyền thồng thì cần 3,22 kg O2. Câu 3. (2,5 điểm) 3) Cho 0,1 mol chất X (có công thức phân tử C 2H9O6N3) tác dụng với dung dịch chứa 0,4 mol NaOH đun nóng, thu được một chất làm xanh giấy quỳ ẩm và dung dịch Y. Cô cạn Y, thu được m gam chất rắn khan. Tính m. 2) Tiến hành đồng trùng ngưng axit ε-aminocaproic và axit -aminoenantoic, thu được poliamit X. Đốt cháy hoàn toàn 48,7 gam X với O 2 vừa đủ rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy qua dung dịch NaOH dư thì còn lại 4,48 lít khí (đktc). Tính tỉ lệ số mắt xích của mỗi loại amino axit trong X. Câu 4. (2,5 điểm) www.thuvienhoclieu.com Trang 337
5) Hòa tan hết 1 gam kim loại X trong lượng dư dung dịch HNO 3 15%, thu được 446 ml (đktc) hỗn hợp Y gồm ba khí. Trong Y có chứa 117 mg N 2 và 269 mg NO. Biết trong Y thì nguyên tố N chiếm 60,7% về khối lượng. Xác định kim loại X và viết phương trình hóa học xảy ra. 6) Hỗn hợp X gồm 1 gam MnO 2, 3,94 gam hỗn hợp KCl và KClO 3. Nung X ở nhiệt độ cao thu được chất rắn Y và khí Z. Cho hết lượng Y vào dung dịch AgNO 3 dư, thu được 6,74 gam chất rắn. Cho toàn bộ lượng khí Z sục vào dung dịch chứa 0,13 mol FeSO 4 và 0,06 mol H2SO4 thu được dung dịch T. Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào T, thu được a gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính a. Câu 5. (2,0 điểm) Hợp chất A chứa 2 nguyên tố là chất rắn ở điều kiện thường và chứa hơn 10% Hiđro về khối lượng. A là một tác nhân khử mạnh, có thể tác dụng với nước giải phóng đơn chất B. Nung nóng A trong CO2 tạo ra sản phẩm duy nhất là chất rắn kết tinh không màu C chứa 61,54% Oxi về khối lượng. Cho chất C phản ứng với H2SO4 loãng tạo ra chất hữu cơ D, song khi tác dụng với H2SO4 đặc thì thu được chất khí E nhẹ hơn không khí. Xác định các chất A, B, C, D, E và viết các phương trình hóa học xảy ra. Câu 6. (1,0 điểm) Điện phân dung dịch gồm HCl, NaCl, FeCl 3 (điện cực trơ, có màng ngăn). Đồ thị nào sau đây biểu diễn đúng sự biến thiên pH của dung dịch theo thời gian (t) trong quá trình điện phân ? Giải thích ? (Bỏ qua sự thuỷ phân của muối) pH pH pH pH (1) t (2) t (3) t (4) t Câu 7. (2,5 điểm) X, Y là hai axit cacboxylic đều hai chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Z và T là hai este (chỉ chứa chức este) hơn kém nhau 14 đvC. Y và Z là đồng phân của nhau (M X < MY < MT). Đốt cháy hết 17,28 gam hỗn hợp A gồm X, Y, Z, T cần dùng vừa đủ 10,752 lít khí O 2 (đktc). Mặt khác, để tác dụng hết 17,28 gam A cần dùng vừa đủ 300 ml dung dịch NaOH 1M, thu được 4,2 gam hỗn hợp gồm ba ancol có cùng số mol. Xác định công thức cấu tạo, gọi tên các chất X, Y, Z, T và tính số mol của chúng trong hỗn hợp A. Câu 8. (3,0 điểm) Hỗn hợp X gồm 4 este mạch hở, trong đó có 1 este đơn chức và ba este hai chức là đồng phân của nhau. Đốt cháy hết 11,88 gam X cần 14,784 lít khí O 2 (đktc), thu được 25,08 gam CO 2. Đun nóng 11,88 gam X với 310 ml dung dịch NaOH 1M, cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được m gam chất rắn Y và phần hơi chỉ chứa 1 ancol đơn chức Z. Cho hết lượng Z tác dụng với Na dư thì khối lượng bình chứa Na tăng 5,85 gam. Trộn m gam Y với CaO rồi nung nóng (không có mặt oxi), thu được 2,016 lít khí (đktc) một hiđrocacbon duy nhất. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của các este trong hỗn hợp X. Câu 9. (2,0 điểm) Hỗn hợp A gồm tetrapeptit X và pentapeptit Y (đều mạch hở và đều tạo bởi Gly và Ala). Đun nóng m gam hỗn hợp A với dung dịch NaOH vừa đủ rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được (m+7,9) gam muối khan. Đốt cháy hết hỗn hợp muối, thu được Na 2CO3 và hỗn hợp B gồm khí và hơi. Cho hết lượng B hấp thụ vào bình đựng dung dịch Ba(OH) 2 dư thì khối lượng bình tăng 28,02 gam và có 2,464 lít khí thoát ra (đktc). Tính % khối lượng X trong hỗn hợp A. www.thuvienhoclieu.com Trang 338
Hết - Thí sinh không được sử dụng tài liệu (trừ bảng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học) - Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh: Số báo danh SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 THPT HÀ TĨNH NĂM HỌC 2017-2018 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HOÁ HỌC Câu 1. (3,0 điểm) 10) Dùng hình vẽ, mô tả thí nghiệm điều chế và thử tính chất của etilen. Nêu rõ vai trò của các dụng cụ dùng làm thí nghiệm và cách tiến hành thí nghiệm. 11) Các chất: 4-hiđroxi-3-metoxibenzanđehit có mùi thơm vani, 4-metoxibenzanđehit và p- isopropylbenzanđehit được chiết xuất từ quả cây hồi, đều được sử dụng trong chế biến thực phẩm và dược phẩm. Viết công thức cấu tạo của ba chất trên, trong ba chất đó, chất nào có nhiệt độ sôi cao nhất ? Vì sao ? 12) Cho các chất sau: CO2, CaCO3, Ca(HCO3)2, Na2CO3. Hãy lập một sơ đồ biểu diễn tối đa mối quan hệ giữa các chất trên. Viết các phương trình hóa học biểu diễn các mối quan hệ đó Hướng dẫn chấm Câu 1 Nội dung Điểm (3đ) www.thuvienhoclieu.com Trang 339
-Hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế và thử tính chất của etilen 0,5 1. -Vai trò của các dụng cụ: Ống nghiệm chứa hỗn hợp phản ứng gồm etanol và H2SO4 đặc, đá bọt dùng tránh hiện tượng hỗn hợp phản ứng trào lên ống dẫn khí, bông tẩm NaOH đặc dùng giữ các chất như hơi nước, SO 2, CO2, giá đỡ dùng để gắn các ống nghiệm, đèn cồn để nung nóng hỗn hợp phản ứng. -Cách tiến hành: cho khoảng 2ml etanol khan vào ống nghiệm sạch chứa sẵn vài viên đá bọt, cho tiếp khoảng 4ml H 2SO4 đặc vào đồng thời lắc đều, lắp dụng cụ như hình vẽ. Đun nóng ống nghiệm sao cho hỗn hợp không trào lên ống dẫn khí. Đốt khí sinh ra ở đầu vuốt nhọn của ống dẫn khí. Làm tương tự và dẫn khí vào dung dịch KMnO4 rồi quan sát hiện tượng đổi màu của dung dịch. 0,5 HO CHO H3CO CHO Công thức cấu tạo các chất lần lượt là: H3CO H3C 0,5 2. CH CHO H3C Chất có nhiệt độ sôi cao nhất là 4-hiđroxi-3-metoxibenzanđehit, vì chất này có nhóm OH có khả năng tạo liên kết hiđro giữa các phân tử nên tăng nhiệt độ sôi 0,5 Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ giữa các chất: Na2CO3 CO2 CaCO3 Ca(HCO3)2 3. 0,5 Các phương trình hóa học: Na2CO3 + CaCl2 → CaCO3 + 2NaCl Ca(HCO3)2 + NaOH → CaCO3 + Na2CO3 + H2O Na2CO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O CO2 + NaOH → Na2CO3 + H2O CaCO3 + HCl → CaCl2 + CO2 + H2O CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 www.thuvienhoclieu.com Trang 340
Ca(HCO3)2 + HCl → CaCl2 + CO2 + H2O CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O 0,5 Câu 2: (1,5 điểm) Xăng sinh học (xăng pha etanol) được coi là giải pháp thay thế cho xăng truyền thống. Xăng pha etanol là xăng được pha 1 lượng etanol theo tỉ lệ đã nghiên cứu như: xăng E85 (pha 85% etanol), E10 (pha 10% etanol), E5 (pha 5% etanol), 1) Tại sao xăng pha etanol được gọi là xăng sinh học ? Viết các phương trình hóa học để chứng minh. 2) Tại sao xăng sinh học được coi là giải pháp thay thế cho xăng truyền thống ? Biết khi đốt cháy 1 kg xăng truyền thồng thì cần 3,22 kg O2. Hướng dẫn chấm Câu 2 Nội dung Điểm (1,5đ) Xăng pha etanol được gọi là xăng sinh học vì lượng etanol trong xăng có nguồn gốc từ thực vật ( nhờ phản ứng lên men để sản xuất số lượng lớn). Loại thực vật thường 0,5 được trồng để sản xuất etanol là: ngô, lúa mì, đậu tương, củ cải đường, 1. + Ptpư: (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 푒푛 ượ C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 0,5 푡0 Xét phản ứng cháy của 1 kg etanol: C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O =>mO2 = 3.(32:46)= 2,087 kg → mO2(khi đốt etanol) < mO2 (khi đốt xăng). Như vậy khi đôt cháy 1kg xăng thì 2. tiêu tốn nhiều oxi hơn khi đôt cháy 1kg etanol Đốt cháy etanol tiêu tốn ít oxi hơn đồng nghĩa với lượng khí thải thoát ra ngoài ít 0,5 hơn, hạn chế việc ô nhiễm môi trường. Hơn nữa, nguồn etanol dễ dàng sản xuất quy mô lớn không bị hạn chế về trữ lượng như xăng dầu truyền thống. Do vậy, dùng xăng sinh học là một giải pháp cần được nhân rộng trong đời sống và sản xuất Câu 3: (2,5 điểm) www.thuvienhoclieu.com Trang 341
4) Cho 0,1 mol chất X (có công thức phân tử C 2H9O6N3) tác dụng với dung dịch chứa 0,4 mol NaOH đun nóng, thu được một chất làm xanh giấy quỳ ẩm và dung dịch Y. Cô cạn Y, thu được m gam chất rắn khan. Tính m. 2) Tiến hành đồng trùng ngưng axit ε-aminocaproic và axit -aminoenantoic, thu được poliamit X. Đốt cháy hoàn toàn 48,7 gam X với O2 vừa đủ rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy qua dung dịch NaOH dư thì còn lại 4,48 lít khí (đktc). Tính tỉ lệ số mắt xích của mỗi loại amino axit trong X. Hướng dẫn chấm Câu 3 Nội dung Điểm (2,5đ) Theo gt ta suy ra CTCT của X là: NH3NO3 CH2 0,5 NH3HCO3 1. PTHH xảy ra: X + 3NaOH CH2(NH2)2 + NaNO3 + Na2CO3 + 3H2O Từ Pt ta suy ra chất rắn gồm NaNO3(0,1 mol), Na2CO3(0,1 mol), NaOH dư (0,1 mol) => m = 23,1 gam 0,5 Gọi tỉ lệ mắt xích của axit ε-aminocaproic và axit -aminoenantoic là x:y 0,5 Ta có: x.H2N-(CH2)5-COOH + y.H2N-(CH2)6-COOH [-NH-(CH2)5-CO-]x[-NH-(CH2)6-CO-)]y + (x + y)H2O Đốt cháy X theo sơ đồ: [-NH-(CH2)5-CO-]x[-NH-(CH2)6-CO-)]y + O2 0,5(x + y)N2 + 2. Ta có sơ đồ: (113x + 127y) gam X cháy tạo ra 0,5(x + y) mol N2 48,7 gam X cháy tạo ra 0,2 mol N2 0,5 =>48,7.0,5(x + y) = 0,2(113x + 127y). Từ đó ta có: x:y = 3:5. Vậy tỉ lệ số mắt xích của axit ε-aminocaproic và axit -aminoenantoic trong X là 3:5 0,5 Câu 4: (2,5 điểm) 7) Hòa tan hết 1 gam kim loại X trong lượng dư dung dịch HNO 3 15%, thu được 446 ml (đktc) hỗn hợp Y gồm ba khí. Trong Y có chứa 117 mg N 2 và 269 mg NO. Biết trong Y thì nguyên tố N chiếm 60,7% về khối lượng. Xác định kim loại X và viết phương trình hóa học xảy ra. 8) Hỗn hợp X gồm 1 gam MnO 2, 3,94 gam hỗn hợp KCl và KClO 3. Nung X ở nhiệt độ cao thu được chất rắn Y và khí Z. Cho hết lượng Y vào dung dịch AgNO 3 dư, thu được 6,74 gam chất rắn. Cho toàn bộ lượng khí Z sục vào dung dịch chứa 0,13 mol FeSO 4 và 0,06 mol H2SO4 thu được dung dịch T. Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào T, thu được a gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính a. www.thuvienhoclieu.com Trang 342
Hướng dẫn chấm Câu 4 Nội dung Điểm (2,5) 0,5 Gọi khí thứ 3 là NxOy, theo giả thiết ta có số mol các khí là -3 -3 -3 N2 = 4,1786.10 mol; NO = 8,967.10 mol; NxOy = 6,765.10 mol. 117 125,53 94,71x Suy ra %N = .100 60,7 117 269 94,71x 108,24y 1. =>8,2 +94,71x = 4,1.MNxOy 0,5 Xét các giá trị của x = 1, 2, 3 không có oxit nào của nitơ thõa mãn => x= 0 và M = 2, khí thứ 3 là H2 Dùng bảo toàn e => X = 12.n. Vậy n = 2 và X = 24, kim loại là Mg PTHH: 9Mg + 22HNO3 9 Mg(NO3)2 + N2 + 2NO + H2 + 10H2O 0,5 PTHH: KClO3 KCl + 1,5O2 Chất rắn thu được gồm MnO2 và AgCl => khối lượng AgCl = 6,74 – 1 = 5,74 gam => số mol AgCl = 0,04 mol Gọi x, y lần lượt là số mol KCl và KClO3 ta có hệ x + y = 0,04 2. 74,5x + 122,5y = 3,94 0,5 Suy ra x = 0,02 và y = 0,02 => số mol O2 = 0,03 mol Khi sục O2 vào dung dịch ta có: 4FeSO4 + O2 + 2H2SO4 2Fe2(SO4)3 + 2H2O Từ Pt thì dung dịch sau phản ứng có FeSO4 = 0,01 mol; Fe2(SO4)3 = 0,06 mol, khi cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào sẽ thu được Fe(OH)2 = 0,01 mol; Fe(OH)3 = 0,12 mol; BaSO4 = 0,19 mol. Vậy khối lượng kết tủa là: m = 58,01 gam www.thuvienhoclieu.com Trang 343
0,5 Câu 5: (2,0 điểm) Hợp chất A chứa 2 nguyên tố là chất rắn ở điều kiện thường và chứa hơn 10% Hiđro về khối lượng. A là một tác nhân khử mạnh, có thể tác dụng với nước giải phóng đơn chất B. Nung nóng A trong CO 2 tạo ra sản phẩm duy nhất là chất rắn kết tinh không màu C chứa 61,54% Oxi về khối lượng. Cho chất C phản ứng với H2SO4 loãng tạo ra chất hữu cơ D, song khi tác dụng với H 2SO4 đặc thì thu được chất khí E nhẹ hơn không khí. Xác định các chất A, B, C, D, E và viết các phương trình hóa học xảy ra. Hướng dẫn chấm Câu 5 Nội dung Điểm Theo giả thiết ta suy ra A là một hidrua kim loại có dạng MHn n Ta có: %H = .100 10 => 9.n > M n M Xét các giá trị n = 1, 2, 3, 4 nhận thấy chỉ có n = 1, M = 7 là thích hợp. 0,5 Vậy M là kim loại Liti, A là LiH PTHH: LiH + H2O LiOH + 0,5H2 LiH + CO2 HCOOLi %O = 61,6% thõa mãn với bài ra. Vậy C là HCOOLi 0,5 PTHH: 2HCOOLi + H2SO4 Li2SO4 + 2HCOOH HCOOLi + H2SO4 (đặc) LiHSO4 + CO + H2O Kết luận: A là LiH, B là H2, C là HCOOLi, D là HCOOH, E là CO 0,5 0,5 Câu 6: (1,0 điểm) Điện phân dung dịch gồm HCl, NaCl, FeCl3 (điện cực trơ, có màng ngăn). Đồ thị nào sau đây biểu diễn đúng sự biến thiên pH của dung dịch theo thời gian (t) trong quá trình điện phân ? Giải thích ? (Bỏ qua sự thuỷ phân của muối) pH pH pH pH www.thuvienhoclieu.com Trang 344
(1) t (2) t (3) t (4) t Hướng dẫn chấm Câu 6 Nội dung Điểm Lúc đầu Fe3+ bị điện phân thành Fe2+ nên PH không đổi, 0,5 + Sau đó đến H bị điện phân nên nồng độ axit giảm => PH tăng. Khi tiếp tục điện 2+ phân thì Fe bị khử thành Fe nên pH không đổi, sau đó H2O bị điện phân thành - H2 và OH nên pH tăng. Vậy đồ thị số 2 là phù hợp với quá trình điện phân dung dịch đã cho. 0,5 Câu 7: (2,5 điểm) X, Y là hai axit cacboxylic đều hai chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Z và T là hai este (chỉ chứa chức este) hơn kém nhau 14 đvC. Y và Z là đồng phân của nhau (M X số mol A = 0,15 Trong A có số mol nhóm (COO) = 0,3 mol. Khi đốt cháy hết A cần 0,48 mol O2, gọi số mol CO2 và H2O tạo ra lần lượt là x và y. Bảo toàn khối lượng và bảo toàn 0,5 nguyên tố oxi ta có hệ: 44x + 18y = 32,64 và 2x + y = 1,56 => x = 0,57; y =0,42 Từ đó suy ra số nguyên tử C trung bình của A = 0,57:0,15 = 3,8. Mặt khác ta có X, Y là axit hai chức kế tiếp trong dãy đồng đẳng, Y và Z là đồng phân, Z là este hai chức (có số nguyên tử C > 3) nên công thức phân tử của X, Y, Z, T lần lượt là C3H4O4, C4H6O4, C5H8O4. Vì A tác dụng với NaOH tạo ra 3 ancol có cùng số mol, từ đó suy ra CTCT của Z 0,5 là CH2 OOCH www.thuvienhoclieu.com Trang 345
CH2 OOCH và T là C2H5-OOC-COO-CH3 X là HOOC-CH2-COOH, 0,5 Y là HOOC-C2H4-COOH ba ancol là: CH3OH, C2H5OH, HO-CH2CH2-OH Gọi số mol của Z, T là z mol => số mol các ancol đều bằng z => ta có khối lượng các ancol = 140z = 4,2 => z = 0,03 => tổng số mol của X, Y là 0,15 – 0,06 = 0,09, tổng khối lượng của X và Y là 9,78 gam. Gọi số mol của X, Y lần lượt là a, b ta có hệ: 104a + 118b = 9,78; 0,5 a + b = 0,09 Giải hệ thu được: a = 0,06; b = 0,03. Vậy số mol các chất lần lượt là: X = 0,06; Y = 0,03; Z = T = 0,03 0,5 Câu 8: (3,0 điểm) Hỗn hợp X gồm 4 este mạch hở, trong đó có 1 este đơn chức và ba este hai chức là đồng phân của nhau. Đốt cháy hết 11,88 gam X cần 14,784 lít khí O2 (đktc), thu được 25,08 gam CO2. Đun nóng 11,88 gam X với 310 ml dung dịch NaOH 1M, cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được m gam chất rắn Y và phần hơi chỉ chứa 1 ancol đơn chức Z. Cho hết lượng Z tác dụng với Na dư thì khối lượng bình chứa Na tăng 5,85 gam. Trộn m gam Y với CaO rồi nung nóng (không có mặt oxi), thu được 2,016 lít khí (đktc) một hiđrocacbon duy nhất. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của các este trong hỗn hợp X. Hướng dẫn chấm Câu 8 Nội dung Điểm Theo giả thiết ta có số mol O2 = 0,66; CO2 = 0,57 mol Áp dụng BTKL tính được H2O = 7,92 gam => số mol H2O = 0,44 mol Bảo toàn nguyên tố oxi ta có số mol O (trong X) = 0,26 mol => số mol nhóm COO = 0,13 mol 0,5 ’ Gọi công thức của ancol Z là ROH => công thức chung của 4 este là R (COOR)n, ta có ’ ’ R (COOR)n + nNaOH R (COONa)n + nROH Từ đó suy ra số mol ROH = NaOH = 0,13 mol => số mol NaOH còn trong Y là 0,18 mol Ta có: ROH + Na RONa + 0,5H2 www.thuvienhoclieu.com Trang 346
Bảo toàn khối lượng suy ra khối lượng của ROH = 5,85 + 0,065.2 = 5,98 gam 0,5 Từ đó ta có: R + 17 = 46 => R = 29, vậy R là C2H5 ’ ’ Ta có: R (COONa)n + nNaOH R Hn + nNa2CO3 ’ ’ Theo PT và giả thiết ta có R (COONa)n = R Hn = 0,09 mol ’ (NaOH còn dư và R (COONa)n hết vì n 3 este 2 chức là CnHm(COOC2H5)2 (x mol) (vì muối tạo ra khi phản ứng với NaOH đun nóng chỉ tạo một hidrocacbon duy nhất) Từ trên ta có hệ: Tổng số mol este là x + y = 0,09; 0,5 Tổng số nhóm COO là 2x + y = 0,13 => x = 0,04; y = 0,05 Từ đó suy ra : Số nguyên tử C = 0,04(n + 6) + 0,05(n + 3) = 0,57 => n = 2 Số nguyên tử H = 0,04(m + 10) + 0,05(m + 6) = 0,88 => m = 2. Vậy CTPT của este đơn chức là C5H8O2, cấu tạo: CH2=CH-COOCH2-CH3 0,5 CTPT của 3 este 2 chức là C8H12O4, CTCT: CH2=CH(COOC2H5)2 0,5 C2H5OOC COOC2H5 COOC2H5 H C=C C=C 0,5 H H H COOC2H5 Câu 9: (2,0 điểm) Hỗn hợp A gồm tetrapeptit X và pentapeptit Y (đều mạch hở và đều tạo bởi Gly và Ala). Đun nóng m gam hỗn hợp A với dung dịch NaOH vừa đủ rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được (m+7,9) gam muối khan. Đốt cháy hết hỗn hợp muối, thu được Na 2CO3 và hỗn hợp B gồm khí và hơi. Cho hết lượng B hấp thụ vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thì khối lượng bình tăng 28,02 gam và có 2,464 lít khí thoát ra (đktc). Tính % khối lượng X trong hỗn hợp A. Hướng dẫn chấm Câu 9 Nội dung Điểm Gọi công thức chung của X, Y là CknH2kn+2-kNkOk+1 (a mol) PTHH: CknH2kn+2-kNkOk+1 + kNaOH kCnH2nNO2Na + H2O kCnH2nNO2Na + O2 k(n – 0,5) CO2 + 0,5kNa2CO3 + knH2O + 0,5kN2 www.thuvienhoclieu.com Trang 347
Theo giả thiết khối lượng muối tăng lên 7,9 gam nên ta có: 0,5 [(14nk + 69) – (14nk + 29k + 18)].a = 7,9 Vì khối lượng bình Ba(OH)2 tăng 28,02 gam nên ta có tổng khối lượng CO2 và H2O là 28,02 => 44(n – 0,5)k.a + 18kn.a = 28,02 Số mol N2 = 0,5k.a = 0,11 Từ các Pt trên ta có: kn.a = 0,53 = số mol CO2; k.a = 0,22 = số mol aminoaxit; a = 0,05 = số mol hỗn hợp X, Y => k = 4,4. Vì X là tetrapeptit, Y là pentapeptit và có k = 4,4 (số mắt xích trung bình) nên ta có tỉ lệ mol của X:Y = 0,6:0,4 => X = 0,03 mol; Y = 0,02 mol Gọi x, y lần lượt là số mol của Gly và Ala có trong hỗn hợp X, Y => ta có: x + y = 0,22; 2x + 3y = 0,53 (bảo toàn Cacbon) => x = 0,13; y = 0,09. Gọi số mắt xích Gly và Ala trong X là a, b; trong Y là a’ và b’ 0,5 => 0,03.a + 0,02.a’ = 0,13 0,03.b + 0,02.b’ = 0,09 => a = 3; b = 1; a’ = 2; b’ = 3 Vậy X là Gly3Ala và Y là Gly2Ala3 có số mol tương ứng là 0,03 và 0,02 mol Từ đó khối lượng hỗn hợp = (3.75 + 89 – 3.18).0,03 + (2.75 + 3.89 – 4.18).0,02 = 14,7 gam => %X = 7,8/14,7 = 53,06% 0,5 0,5 Lưu ý: Nếu thí sinh giải cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa. www.thuvienhoclieu.com Trang 348