Đề thi học sinh giỏi lớp 9 cấp thành phố - Môn Hóa

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi lớp 9 cấp thành phố - Môn Hóa

1. 1 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI HSG LỚP 9 CẤP THÀNH PHỐ TP HỒ CHÍ MINH NĂM HỌC: 2010-2011 Khóa ngày: 23-3-2011 Thời gian làm bài: 150 phút Câu 1: ( 4 điểm ) a) Cho sơ đồ biến đổi sau: B1 B2 A1  A2  A3 NaCl NaCl NaCl NaCl B3 B4 A4  A5  A6 Cho biết A1 là kim loại. Tìm các chất A 1, A2, A3, A4, A5,A6, B1, B2, B3, B4 và hoàn thành các phương trình hóa học của sơ đồ trên. b) Cho bột sắt tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch H 2SO4 đặc, nóng độ 78,4% thu được dung dịch A trong đó nồng độ % của Fe 2(SO4)3 và của H2SO4 dư bằng nhau và giải phóng khí SO2. Tính nồng độ % của Fe2(SO4)3 và H2SO4 dư. Câu 2: ( 4 điểm ) a) Có 5 lọ không nhãn, biết 4 lọ đựng các dung dịch sau có cùng nồng độ mol/lit: NaOH, NaCl, NaHSO4, BaCl2 và 1 lọ đựng nước. Chỉ dùng thêm thuốc thử duy nhất là dung dịch phenolphatelein, hãy nêu cách nhận ra từng lọ. b) Hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 2O3. Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64gam chất rắn A trong ống sứ và 11,2 lít khí B ( đkc ), có tỉ khối hơi so với H2 là 20,4. Tính m Câu 3: ( 4 điểm ) a) Trong hợp chất C4H4Cl4 cả 4 nguyên tử Cl đều ở vị trí cấu tạo hoàn toàn giống nhau. Hãy viết công thức cấu tạo có thể có của chất hữu cơ này. b) Cho một ankan A ở thể khí. Để đốt cháy hoàn toàn 1,2lit A cần dùng vừa hết 6 lít oxy lấy ở cùng điều kiện. Xác định công thức phân tử của A, viết công thức cấu tạo. Nếu cho chất A tác dụng với Clo ở 250C và có ánh sáng thì thu được bao nhiêu dẫn xuất monoclo của A. Câu 4: ( 4 điểm ) Khi điều chế axetilen bằng phương pháp nhiệt phân nhanh metan thu được hỗn hợp khí A gồm axetilen, hidro và metan chưa phản ứng. Tỉ khối hơi của A so với hidro bằng 5. a) Viết phương trình hóa học xảy ra. b) Tính hiệu suất của quá trình chuyển hóa metan thành axetilen. c) Nếu ban đầu lấy 1 mol metan để thực hiện phản ứng nhiệt phân như trên để tạo thành hỗn hợp khí A cũng gồm 3 chất axetilen, hidro, metan thì khi đốt cháy hoàn toàn A ta thu được bao nhiêu gam CO2 và bao nhiêu gam H2O. Câu 5: ( 4 điểm ) Hòa tan hoàn toàn 46,4 gam một oxit kim loại bằng dung dịch H 2SO4 đặc, nóng ( vừa đủ ) thu được 2,24 lít khí SO2 (đkc ) và 120 gam muối. a) Viết phương trình hóa học xảy ra. b) Xác định công thức của oxit kim loại. c) Viết phương trình hóa học của oxit trên với dung dịch HCl. Hết
2. 2 HƯỚNG DẪN GIẢI Câu 1: a) A1: Na ; B1: O2 ; A2: Na2O ; B2: H2O ; A3: NaOH A4: Cl2 ; B3: H2 ; A5: HCl ; B4: CuO ; A6: CuCl2 Bạn đọc tự viết các PTHH xảy ra. b) Giả sử có 100 g dung dịch H2SO4 78,4% số mol H2SO4 ( bđ) = 0,8 mol Gọi a là số mol Fe 2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2  a 3a 0,5a 1,5a (mol) Khối lượng dung dịch sau phản ứng: 100 + 56a - 1,5a 64 = (100 – 40a ) ( gam) Vì nồng độ % của H2SO4 dư = nồng độ % Fe2(SO4)3 nên khối lượng của chúng bằng nhau Ta có: 78,4 294a 200a giải ra a = 0,159 (mol) 2000,159 C% ( dư) = C% 100% 34% H2SO4 Fe2(SO4)3 100 400,159 Cách 2: Giả sử có 1 mol Fe 2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2  1 3 0,5 1,5 (mol) Khối lượng Fe2(SO4)3 = khối lượng H2SO4 dư = 200g 398 200 Khối lượng dd H2SO4 = 100 = 630,1 g 78,4 Khối lượng dung dịch A = 56+ 630,1 – 1,5 64 = 590,1g 200 C% ( dư) = C% = 100% 34% H2SO4 Fe2(SO4)3 590,1 Câu 2: a) Trích mỗi chất thành nhiều mẫu với thể tích bằng nhau - Cho phenol phtalein vào các mẫu, nhận ra dd NaOH tạo ra dung dịch màu hồng. - Cho các mẫu còn lại tác dụng với dung dịch màu hồng, nhận ra NaHSO 4 làm mất màu hồng của dung dịch. NaHSO4 + NaOH Na2SO4 + H2O - Dùng dung dịch NaHSO4 thử 3 mẫu còn lại, nhận ra BaCl2 có kết tủa trắng: 2NaHSO4 + BaCl2 BaSO4  + Na2SO4 + 2HCl - Cô cạn 2 mẫu còn lại, nếu còn lại bã rắn là NaCl; không để lại dấu vết là nước. CO2 b) Hỗn hợp B gồm có MB 20,4 2 = 40,8 g/mol CO Xem hỗn hợp X là FexOy ( đủ 2 nguyên tố Fe và O) FexOy + yCO xFe + yCO2 3FexOy + (3y-4x)CO xFe3O4 + (3y-4x)CO2 FexOy + (y-x)CO xFeO + (y-x)CO2 11,2 Số mol CO ( pư) = số mol CO2 ( sinh ra) số mol CO ( b đ) = số mol B = = 0,5 mol 22,4 Theo ĐLBTKL ta có: mX mCO mA mB m = mX = 64 + 0,5 40,8 – 0,5 28 = 70,4 gam
3. 3 Cách 2: Gọi a là số mol CO2 ta có: 44a + 28(0,5 – a) = 0,5 40,8 = 20,4 44a + 14 – 28a = 20,4 16a = 6,4 a = 0,4 (mol) Số mol O ( bị khử) = số mol CO2 = 0,4 mol Ta có : X – 0,4mol O 64g A Vậy mX = m = 64 + 0,4 16 = 70,4 gam Câu 3: a) H b) Đặt CTTQ của an kan A là : CnH2n+2 ( n 1) 3n 1 CnH2n+2 + ( )O2 nCO2 + (n+1)H2O 2 3n 1 6 Tỷ lệ số mol khí = tỷ lệ thể tích nên : = 5 n = 3 2 1,2 Vậy CTPT của Ankan là C3H8 CTCT của A: CH3– CH2– CH3 (1) (2) (1) Có 2 vị trí thế khác nhau: Vị trí (1) và (2) nên có 2 dẫn xuất mono clo. CH - CH - CH Cl + HCl as 3 2 2 CH3- CH2- CH3 + Cl2  CH3 - CHCl- CH3 + HCl Câu 4: MA 10g / mol Giả sử ban đầu số mol CH4 = a mol Số mol CH4 phản ứng = b (mol) 15000 C 2CH4 LLN C2H2 + 3H2 Bđ: a 0 0 (mol) Pư: b 0,5b 1,5b Spư: (a-b) 0,5b 1,5b m m = 16a (gam) ; số mol khí tăng thêm = số mol CH4 pư A CH4 16a b 6 Ta có: = 10 6a = 10b 0,6 a b a 10 Vậy hiệu suất phản ứng nhiệt phân : H% = 60% Cách 2: Giả sử có 1mol CH4 , H% = a%
4. 4 số mol CH4 ( pư) = 0,01a (mol) 15000 C 2CH4 LLN C2H2 + 3H2 Bđ: 1 0 0 (mol) Pư: 0,01 a 0,005a 0,015a Spư: (1-0,01a) 0,005a 0,015a Số mol tăng thêm = số mol CH4 phản ứng số mol A = (1 + 0,01a ) 16 Ta có: = 10 giải ra a = 60% 1 0,01a c) 1mol CH4 có 1 mol C , 4 mol H hỗn hợp A có 1molC và 4mol H ( coi như 2 mol H2) 1mol C 1mol CO2 m = 44 g CO2 2mol H2 2mol H2O m = 2 18 = 36g H2O Câu 5: Vì phản ứng của oxit kim loại với H 2SO4 đặc, nóng sinh ra SO2 nên chứng tỏ kim loại có nhiều mức hóa trị. Gọi x,y lần lượt là hóa trị của kim loại R trong oxit và trong muối sunfat. R2Ox + (2y-x) H2SO4 R2(SO4)y + (2y-x)H2O + (y-x) SO2  Số mol SO2 = 2,24: 22,4 = 0,1 mol Gọi a là số mol H2SO4 pư số mol H2O = a (mol) Áp dụng ĐL BTKL ta có: 46,4 + 98a = 120 + 18a + 0,1 64 giải ra a = 1 mol Số mol SO4 ( tạo muối) = 1 – 0,1 = 0,9 (mol) mR = 120 – 0,9 96 = 33,6 gam mO (oxit) = 46,4 – 33,6 = 12,8 (g) 2R 33,6 Ta có: R = 21x ( 1 ≤ x ≤ 3, x nguyên hoặc x = 8/3 ) 16x 12,8 Chỉ có x = 8/3 và R = 56 là thỏa mãn. Kim loại là Fe Vậy CTHH của oxit là : Fe3O4 Phản ứng với dung dịch HCl Fe3O4 + 8HCl 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O