Đề thi học sinh giỏi bậc THPT (vòng 1) - Môn thi: Hóa học

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi bậc THPT (vòng 1) - Môn thi: Hóa học

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI BẬC THPT (VỊNG 1) VĨNH LONG NĂM HỌC: 2012 – 2013 MƠN THI: HĨA HỌC ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút (khơng kể thời gian giao đề) Câu 1 (2,0 điểm): Cân bằng phản ứng hĩa học sau bằng phương pháp thăng bằng electron a) Cu2S + HNO3  Cu(NO3)2 + CuSO4 + NO2 + H2O b) CrI3 + KOH + Cl2  K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O Câu 2 (3,0 điểm): a) Cho các chất sau đây: CH 3CHO, C2H5Cl , C2H5OH, CH3COOH, HI. Hãy cho biết chất nào cĩ nhiệt độ sơi cao nhất? Giải thích? b) Bằng phương pháp hĩa học nhận biết các chất lỏng sau chứa trong các lọ riêng biệt. Viết phương trình phản ứng hĩa học xảy ra (nếu cĩ). CH2=CHCOOH, CH3COOH; C2H5OH; C6H5OH; C3H5(OH)3. 2 Câu 3 (3,0 điểm): Một hợp chất (A) được cấu tạo từ cation M và anion X . Trong phân tử MX 2 cĩ tổng số proton, nơtron, electron là 186 hạt, trong đĩ số hạt mang điện nhiều hơn số hạt khơng mang điện là 54 hạt. Số khối của M 2+ lớn hơn số khối của X là 21. Tổng số hạt trong cation M2+ nhiều hơn tổng số hạt trong anion X là 27. a) Xác định số proton, nơtron và tên nguyên tố của M và X. Biết 12 Mg; 19 K; 20 Ca; 24 Cr; 25 Mn; 26 Fe; 29 Cu; 30 Zn; 38 Sr; 8 O; 16 S; 9 F; 17 Cl; 35 Br b) Viết cấu hình của M, X, M2+ , X . c) Xác định vị trí của M và X trong bảng tuần hồn. ˆ ˆ † Câu 4 (2,0 điểm): Cho biết PCl5 phân huỷ theo phương trình: PCl5 (k)‡ ˆ ˆ PCl3 (k) Cl2 (k) 0 Xuất phát từ 1,0 mol PCl5 ở 280 C, khi cân bằng được thiết lập thì thu được hỗn hợp khí cĩ tỉ khối hơi đối với khơng khí là 3,784. Áp suất lúc cân bằng là 1,0 atm. a) Xác định độ phân ly của PCl5. 0 b) Tính hằng số cân bằng KP của phản ứng ở 280 C. 1 Biết: Mkk 29,0 g.mol ; P=31; Cl=35,5 Câu 5 (2,0 điểm): Cho 200ml dung dịch A chứa đồng thời NaOH 0,1M và Ba(OH) 2 0,15M vào 300ml dung dịch B chứa đồng thời HNO 3 0,2M và H2SO4 xM, sau phản ứng thu được dung dịch C cĩ pH=2 và m gam kết tủa. Xác định giá trị của x và m. Câu 6 (3,0 điểm): Cho hỗn hợp (A) gồm Al và Cu vào 1 lượng vừa đủ dung dịch H 2SO4 đặc nĩng, sau phản ứng thu được dung dịch (B) và 2,464 lít (đkc) khí SO 2. Cho từ từ dung dịch NH 3 vào dung dịch (B) cho đến dư thì thu được kết tủa (C). Lọc lấy kết tủa (C) và đun nĩng đến khối lượng khơng đổi thì thu được 3,06 gam chất rắn (E) a) Viết các phương trình phản ứng hố học đã xảy ra. b) Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu. c) Nếu cho từ từ dung dịch Ba(OH) 2 dư vào dung dịch (B) thì kết tủa cĩ khối lượng là bao nhiêu? Câu 7 (2,5 điểm): Dẫn 6,72 lít hỗn hợp khí (X) gồm propan, etilen và axetilen qua dung dịch brom dư, thấy cịn 1,68 lít khí khơng bị hấp thụ. Nếu dẫn 6,72 lít khí (X) trên qua dung dịch AgNO3 / NH3 dư thì thấy cĩ 24,24 gam kết tủa. Biết rằng các thể tích khí đo ở đkc. a) Viết các phương trình phản ứng hố học xảy ra. b) Tính khối lượng hỗn hợp (X) và thành phần phần trăm theo khối lượng của mỗi khí trong hỗn hợp. Câu 8 (2,5 điểm): Hỗn hợp (X) gồm một axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở khơng nhánh (A) và một ancol đơn chức (B). Đốt cháy hồn tồn 7,6 gam hỗn hợp (X) rồi dẫn tồn bộ sản phẩm qua bình đựng m gam dung dịch Ca(OH) 2, sau phản ứng thu được 20 gam kết tủa và (m+0,4)
2. gam dung dịch (Y). Lọc bỏ kết tủa và đun nĩng dung dịch (Y) thấy xuất hiện thêm 5 gam kết tủa nữa. a) Xác định cơng thức cấu tạo thu gọn của (A); (B). b) Thực hiện phản ứng este hĩa 7,6 gam hỗn hợp (X) trên với hiệu suất 60% thu được a gam este (E). Xác định giá trị a HẾT Cho: 11 Na , 17 Cl , 13 Al , 7 N , 8 O , 9 F , 19 K , 16S , O = 16, C = 12, Cl = 35,5, H = 1, Br = 80, N = 14, Ba = 137, Ca = 40, Mg = 24, Fe = 56, S = 32, Na = 23, K = 39, Fe = 56, Cu = 64, Ag = 108 - Thí sinh khơng được sử dụng tài liệu; - Giám thị khơng giải thích gì thêm. KEYS SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI BẬC THPT (VỊNG 1) VĨNH LONG NĂM HỌC: 2012 – 2013 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN HĨA HỌC Câu 1 (2,0 điểm): Cân bằng phản ứng hĩa học sau bằng phương pháp thăng bằng electron a) Cu2S + HNO3 Cu(NO3)2 + CuSO4 + NO2 + H2O. 2 6 Cu2S 2Cu S +10e x1 0,25đ 5 4 N 1e N x10 0,25đ Cu2S + 12 HNO3 Cu(NO3)2 + CuSO4 +10NO2 + 6H2O 0,5đ b) CrI3 + KOH + Cl2  K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O 3 1 6 7 Cr I 3  Cr 3 I 27e x 2 0,25đ - Cl2 + 2e  2Cl x 27 0,25đ 2CrI3 + 64KOH + 27Cl2  2K2CrO4 + 6KIO4 + 54KCl + 32H2O 0,5đ Câu 2 (3,0 điểm): a) C2H5OH và CH3COOH tạo được liên kết hidrơ giữa các phân tử nên cĩ nhiệt độ sơi cao hơn các chất kia. 0,25đ 0 0 t sơi của CH3COOH > t sơi của C2H5OH vì cĩ 0,25đ M M và do liên kết hiđro trong CH COOH bền hơn trong C H OH (trong CH3COOH C2H5OH 3 2 5 CH3COOH, nhĩm C = O hút điện tử làm tăng điện tích dương trên H của nhĩm – OH, nên lực hút tĩnh điện giữa H này với O của phân tử CH3COOH thứ nhì mạnh hơn). Vì vậy CH3COOH cĩ nhiệt độ sơi cao nhất. 0,5đ b) Sử dụng quỳ tím chia thành 2 nhĩm Quì tím hĩa đỏ là HCOOH; CH3COOH Quì tím khơng hĩa đỏ là C2H5OH; C6H5OH; C3H5(OH)3 -Nhĩm 1: HCOOH; CH3COOH + Sử dụng dung dịch Br2 nhận biết CH2=CHCOOH 0,25đ CH CH=CHCOOH + Br  CH CHB – CHBrCOOH 0,25đ 3 2 3 0,25đ + Cịn lại là CH3COOH - Nhĩm 2: C2H5OH; C6H5OH; C3H5(OH)3
3. + Sử dụng dung dịch Br2 nhận biết C6H5OH 0,25đ O H O H B r B r + 3Br 2 + 3HBr B r 0,25đ + Sử dụng Cu(OH)2 nhận biết C3H5(OH)3 0,25đ CH2 OH CH2 OH HO CH2 | | | 2CH O H +Cu(OH)2 CH O Cu O CH 2H2O | | | CH OH CH OH HO CH 2 2 2 0,25đ + Cịn lại là C2H5OH 0,25đ Câu 3 (3,0 điểm): 2z n 4z 2n 186 M M X X 0,25đ 2zM 4zX nM 2nX 186 (1) 2zM 4zX nM 2nX 54 (2) 0,25đ z n z n =21 M M X X 0,25đ zM zX nM nX =21 (3) 2z n 2 (2z n +1)=27 M M X X 0,25đ 2zM 2zX +nM nX =30 (4) 2z 4z n 2n 186 z 26 M X M X M 2z 4z n 2n 54 n 30 Ta cĩ hệ M X M X M 0,5đ zM zX nM nX =21 zX 17 2zM 2zX +nM nX =30 nX 18 26 M M là Fe 0,25đ 17 X X là Cl 0,25đ b) Fe(Z=26): 1s22s22p63s23p63d64s2 Fe2+(Z=26): 1s22s22p63s23p63d6 0,25đ Cl(Z=17): 1s22s22p63s23p5 Cl-(Z=17): 1s22s22p63s23p6 0,25đ c) Fe: Chu kỳ 4 nhĩm VIIIB 0,25đ Cl: chu kỳ 3 nhĩn VIIA 0,25đ Câu 4 (2,0 điểm): ˆ ˆ † PCl5 (k)‡ ˆ ˆ PCl3 (k) Cl2 (k) bđ : 0,1 0,5đ tg : x x x cb : (0,1 x) x x M 3,784.29 109,736 g / mol 0,1.208,5 n 0,1 x 0,19 h2 109,736 0,25đ x 0,09mol
4. x .100 90% 0,25đ 0,1 x 9 PPCl PCl P atm 0,25đ 3 2 x 0,1 19 0,1 x 1 PPCl P atm 0,25đ 5 x 0,1 19 2 9 P .P PCl3 Cl2 19 81 Kp 4,26 0,5đ PPCl 1 19 5 19 Câu 5 (2,0 điểm): n 0,2.0,1 0,02mol ; n 0,2.0,15 0,03mol NaOH Ba(OH)2 n 0,3.0,2 0,06mol ; n 0,3.x 0,3xmol HNO3 H2SO4 NaOH  Na OH 0,02 0,02 2 Ba(OH)2  Ba 2OH 0,03 0,03 0,06 nOH 0,02 0,06 0,08 mol 0,5đ HNO3  H NO3 0,06 0,06 2 H2SO4  2H SO4 0,3x 0,6x 0,3x nH (0,06 0,6x) mol 0,5đ H OH  H2O (0,06 0,6x) 0,08 Sau phản ứng pH=2 axit dư 0,06 0,6 nH x-0,08 Mặt khác n 0,5.10 2 mol H 0,06 0,6x 0,08 0,5.10 2 1 x 0,042 M 0,5đ 24 2 2 Ba SO4  BaSO4 1 (0,03) 0,3. 0,0125 24 mBaSO4 0,0125.233 2,9125gam 0,5đ Câu 6 (3,0 điểm):
5. t0 a) 2Al 6H2SO4  Al2 (SO4 )3 3SO2 6H2O t0 Cu 2H2SO4  CuSO4 SO2 2H2O Al2 (SO4 )3 6NH3 6H2O  2Al(OH)3 3(NH4 )2 SO4 CuSO4 2NH3 2H2O  Cu(OH)2 (NH4 )2 SO4 2 Cu(OH) 4NH  Cu(NH ) 2OH 2 3 3 4 t0 2Al(OH)3  Al2O3 3H2O 6x0,25=1,5đ b) Gọi a,b lần lượt là số mol của Al và Cu trong hỗn hợp 2,464 nSO 0,11mol 2 22,4 3 a b 0,11 2 a 0,06 ta cĩ 0,25đ a b 0,02 102 3,06 2 mAl 27a 1,62gam 0,25đ mCu 64b 1,28gam c) t0 Al2 (SO4 )3 3Ba(OH)2  3BaSO4 2Al(OH)3 a 3a a 2 2 t0 2Al(OH)3 Ba(OH)2  Ba(AlO2 )2 4H2O a 0 CuSO Ba(OH) t BaSO Cu(OH) 4 2 4 2 0,5đ b b b 3 m= 233( a b) 98b 27,59gam 0,5đ 2 Câu 7 (2,5 điểm): a) Dẫn X qua dd Br2 dư chỉ cĩ etilen và axetilen phản ứng CH2=CH2 + Br2  BrCH2-CH2Br 0,25đ CH CH + 2Br2  Br2CH-CHBr2 0,25đ Dẫn X qua dung dịch AgNO3/NH3 chỉ cĩ axetilen phản ứng CH CH + 2AgNO3 + 2NH3  AgC CAg  + 2NH4NO3 0,25đ b) Khi dẫn qua dung dịch brom dư cĩ 1,68 lít khí khơng bị hấp thụ là propan Vpropan= 1,68 lít nC3H8 0,075mol 0,25đ Vetilen+axetilen = 6,72 - 1,68 = 5,04 lít CH CH + 2AgNO3 + 2NH3 AgC CAg  + 2NH4NO3 0,101 mol 0,101 mol 24,24 n = = 0,101 mol 240 nC2H2 0,101mol 0,25đ
6. nC2H4 0,3 0,101 0,075 0,124mol 0,25đ mhh 0,075.44 0,101.26 0,124.28 9,398gam 0,5đ 0,075.44 %mC H 100 35,11% 3 8 9,398 0,101.26 %mC H 100 27,94% 2 2 9,398 0,124.28 %mC H 100 36,95% 0,5đ 2 4 9,398 Câu 8 (2,5 điểm): Đun nĩng dung dịch sau phản ứng thu được kết tủa, chứng tỏ phản ứng tạo thành 2 muối CO2 Ca(OH)2  CaCO3 H2O x x 2CO2 Ca(OH)2  Ca(HCO3 )2 2y y Ca(HCO )  CaCO CO H O 3 2 3 2 2 y y 20 x 0,2mol 100 5 y 0,05mol 100 n x 2y 0,3mol 0,25đ CO2 Sau phản ứng khối lượng dung dịch tăng 0,4 gam m m 20 0,4 CO2 H2O m 20,4 0,3.44 7,2gam H2O 7,2 nH O 0,4mol 0,25đ 2 18 nH O nCO2 Do 2 nên ancol là đơn chức no CnH2n 2O  nCO2 (n 1)H2O a an a(n+1) CmH2mO2  mCO2 mH2O b bm bm Ta cĩ: an bm 0,3 (1) a(n 1) bm 0,4 (2) (14n+18)a+(14m+32)b=7,6 (3) (2)-(1) a 0,1mol 0,25đ Từ (3): 14(an bm) 18a 32b 7,6 7,6 14.0,3 18.0,1 b 0,05mol 0,25đ 32
7. 0,1n 0,05m 0,3 Thế vào (1): 2n m 6 CH OH Vậy n 1 m 4 3 0,25đ C4H8O2 : CH3CH2CH2COOH C H OH n 2 m 2 2 5 0,25đ CH3COOH b) TH1:  CH3CH2CH2COOH CH3OH  CH3CH2CH2COOCH3 H2O bđ : 0,05 0,1 0,5đ tg : 0,03 0,03 cl : 0,02 0,03 a 102.0,03 3,06gam TH2:  CH3COOH C2H5OH  CH3COOC2H5 H2O bđ : 0,05 0,1 tg : 0,03 0,03 cl : 0,02 0,03 a 88.0,03 2,64gam 0,5đ