Kiểm tra vòng III học sinh giỏi lớp 9 cấp huyện môn Hóa học

Nội dung text: Kiểm tra vòng III học sinh giỏi lớp 9 cấp huyện môn Hóa học

1. PHỊNG GD-ĐT BÙ ĐĂNG KIỂM TRA VỊNG III HSG LỚP 9 CẤP HUYỆN MƠN HĨA HỌC – NĂM HỌC 2010-2011 Thời gian làm bài: 150 phút (khơng kể thời gian phát đề) Ngày thi: 13/02/2011 Câu 1: (2,0 điểm) Đốt cháy hồn tồn 0,05 mol một axit hữu cơ A mạch hở được 4,4 gam CO2 và 1,8 gam H2O. a. Tìm cơng thức cấu tạo của A. b. Viết các phương trình phản ứng xáy ra khi điều chế cao su Buna, PE đi từ nguyên liệu đầu là chất A. Câu 2: (2,0 điểm) Bằng phương pháp hĩa học hãy phân biệt các chất hữu cơ cĩ cùng cơng thức phân tử C2H4O2. Câu 3: (2,0 điểm) Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp ba kim loại bằng dung dịch HNO3 thu được V lít hỗn hợp khí D (đktc) gồm NO2 và NO. Tỉ khối của D so với hidro bằng 18,2. a. Tính tổng số gam muối khan tạo thành theo V. Biết rằng khơng sinh ra muối NH4NO3. b. Cho V= 1,12 lít. Tính thể tích tối thiểu dung dịch HNO3 37,8% (d = 1,242g/ml) đã dùng. Câu 4 : ( 2,0 điểm) Hỗn hợp X gồm CxHy và H2. Nung nĩng hỗn hợp này với chất xúc tác Ni thu được khí Y duy nhất. Tỉ khối hơi của Y so với H2 gấp 3 lần tỉ khối hơi của X so với H2. Đốt cháy hịan tồn một lượng khác của Y thu được 22g CO2 và 13,5g H2O. Xác định X. Câu 5: (3,0 điểm) Hỗn hợp khí X gồm CxHy (A) và oxi ( cĩ thể tích gấp đơi thể tích oxi cần để đốt cháy A). Đốt cháy hỗn hợp X đến khi kết thúc phản ứng thì thể tích khí sau thí nghiệm khơng đổi ( các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất ), nhưng nếu cho ngưng tụ hơi nước thì thể tích giảm 40%. a. Xác định A. b. Nếu đốt cháy hồn tồn 4,48 lít khí A (đktc) rồi cho tồn bộ sản phẩm vào dung dịch chứa 11,1 gam Ca(OH)2. Hỏi sau khi hấp thụ hồn tồn, khối lượng dung dịch tăng hay giảm bao nhiêu gam? Câu 6: (3,0 điểm) Đốt 40,6 gam hợp kim gồm Al và Zn trong bình đựng khí Clo dư. Sau một thời gian ngừng phản ứng thu được 65,45gam hỗn hợp gồm 4 chất rắn. Cho hỗn hợp rắn này tan hết vào dung dịch HCl thì được V (lít) H2 (đktc). Dẫn V(lít) khí này đi qua ống đựng 80gam CuO nung nĩng. Sau một thời gian thấy trong ống cịn lại 72,32 gam chất rắn và chỉ cĩ 80% H 2 đã phản ứng. Xác định % khối lượng các kim loại trong hợp kim Al – Zn. Câu 7: ( 3,0 điểm) Trộn 10ml một hydrocacbon khí với một lượng oxi dư rồi cho nổ hỗn hợp này bằng tia lửa điện . Làm cho hơi nước ngưng tụ thì thể tích của hỗn hợp thu được sau phản ứng giảm đi 30ml. Phần khí cịn lại cho đi qua dung dịch KOH thì thể tích của hỗn hợp giảm đi 40ml nữa. (các thể tích khí do đo ở đktc). a. Xác định CTPT của hydrocacbon đĩ. b. Viết CTCT của các đồng phân mạch thẳng ứng với CTPT vừa tìm được. Câu 8: ( 3,0 điểm) A và B là hai hỗn hợp đều chứa Al và sắt oxit FexOy. Sau phản ứng nhiệt nhơm mẫu A, thu được 92,35 gam chất rắn C. Hịa tan C bằng dung dịch NaOH dư thấy cĩ 8,4 lít khí bay ra và cịn lại phần khơng tan D. Hịa tan ¼ lượng chất D bằng H2SO4 đặc nĩng, thấy tiêu tốn 60 gam H2SO4 98%. Giả sử tạo thành một loại muối sắt III. a. Tính khối lượng Al2O3 tạo thành khi nhiệt nhơm mẫu A. b. Xác định cơng thức phân tử của sắt oxit. Hết Ghi chú. Học sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hồn và máy tính cầm tay để làm bài.
2. PHỊNG GD – ĐT BÙ ĐĂNG KIỂM TRA VỊNG III HSG LỚP 9 CẤP HUYỆN Năm học: 2010-2011 ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN HĨA HỌC 9 (Đáp án gồm cĩ 04 trang) Câu 1 a.Ta cĩ: nCO2 = 0,1 ; nH2O = 0,1 . (2,0 đ) CnH2nO2  nCO2 0,25 1 mol n 0,05 0,1  n = 2 A là C2H4O2  CH3COOH 0,25 b. Từ CH3COOH  cao su Buna ; PE Cao su buna: 0,25 CH3COOH + Na  CH3COONa + ½ H2 CaO CH COONa + NaOH o  CH4 + Na CO 3 t 2 3 0,25 1500o C 2CH4 l.l.nhanh CH = CH + 3H2 HgSO4 0,25 CH = CH + H2O t0 CH3-CHO CH CHO + H Ni CH CH OH (*) 3 2 t0 3 2 0,25 Al2O3 ,ZnO 2CH3CH2OHt0  CH2=CH-CH=CH2 +2H2O + H2 Na 0,25 nCH2=CH-CH=CH2 trunghop (-CH2-CH=CH-CH2-)n (cĩ thể bằng cách khác, đúng, đủ các điều kiện phản ứng mới được điểm tổi đa) Poly Etylen: (*) : CH CH OH H2SO4d CH =CH + H O 3 2 t0 2 2 2 0,25 trung hop n(CH2=CH2)  (- CH2- CH2- )n Câu 2 Các chất ứng với CTPT C2H4O2 : (2,0 đ) CH3-COOH H-C=O CH2-OH 0,25 │ │ 0,25 O-CH3 CH = O 0,25 (A) (B) (C) 0,25 - Nhận biết (A) bằng quí tím (hĩa đỏ) hay đá vơi CaCO3 (sủi bọt khí CO2) 2CH3COOH + CaCO3  (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O 0,25 - Sau đĩ nhận biết (C) bằng Na (sủi bọt khí H2) 0,25 2OHC- CH2OH +2Na  2OHC- CH2ONa + H2 0,25 Cịn lại chất (B) este. 0,25 Câu 3 a. Tổng số gam muối khan tạo thành: (2,0 đ) Gọi M là kí hiệu chung của ba kim loại, a là hĩa trị trung bình của chúng. PTPƯ: M + 2aHNO3  M(NO3)a + aNO2 + aH2O (1) 0,25 3M + 4aHNO3  3M(NO3)a + aNO + 2aH2O (2) 0,25 Gọi x là số mol NO cĩ trong 1 mol hỗn hợp khí.  Số mol NO là (1 – x ). 2 0,25 Ta cĩ: 30x + 46(1 – x ) = 18,2 . 2 = 36,4  x = 0,6, số mol NO2 là 0,4 0,25 nNO 0,6 3 nNO2 0,4 2 - Theo (1) nNO3 trong muối = nNO2 = 0,4 0,25 - Theo (2) nNO3 trong muối = 3nNO = 1,8
3. 1,8V 0.4V  Tổng số gam muối: mmuối = m + ( ).62 m 6,01V 22,4 22,4 b. Thể tích tối thiểu dung dịch HNO3: 0,25 nHNO3 = 4nNO + 2nNO2 = (0,03.4) + (0,02.2) = 0,16 mol. 63.0,16.100 0,25 Vậy: VddHNO3 = 21, 47ml 37,8.1, 242 0,25 Câu 4 22 13,5 0,25 a. nCO2 = = 0.5 (mol) < nH2O = = 0,75 (mol) (2,0 đ) 44 18  Hydrocacbon X là Hydrocacbon no ( vì cháy cho nCO2 < nH2O) nH2O 0,75 Ta có: = = 1,5 nH2O : nCO2 = 0,75 : 0,5 =1,5 0,25 nCO2 0,5 6 nC  0,5 mol CO2  6g C  nC = = 0,5 . 0,25 12 1,5 nH  0,75 mol H2O  1,5g C  nH = = 1,5 1 0,25  Y là C2H6 * Nếu X ( C2H4) : C2H4 + H2  C2H6 dY / H 2 30 Theo đề bài : = ( ) : 2 = 2 < 3 ( lọai ) 0,25 dX / H 2 28 2 * Nếu X ( C2H2) : C2H2 + 2H2  C2H6 0,25 dY / H 2 30 Theo đề bài : = ( ) : 3 = 3 ( thõa mãn ) dX / H 2 26 4 0,25 Vậy X là C2H2 0,25 Câu 5 (3,0 đ) a. CxHy + (x +y/4)O2  xCO2 + y/2H2O. (1) 0,25 Đặt a là thể tích của A.(do các khí đo ở cùng điều kiện t0 và p. Nên V= n) y Từ (1) : VCO2 = VH2O = a 0,25 2 y VO2pư = VO2dư = a(x ) 0,25 4 y V 2a(x ) 0,25 O2bd 4 y y y 0,25 Theo đề bài: Vhhđầu = Vhhsau  a 2a(x ) xa a a(x ) 4 2 4 y a a  y = 4 4 0,25 Ngưng tụ hơi nước: %VH2O = 40% ay y 0,25 VH2O = 0,4 ax a(x 2 4 y 0,4ay 0,4ay a 0,8ax 2 2 4 0,25 0,8a = 0,8ax  x = 1 Vậy A là CH4 0,25 b. CH4 + O2  CO2 + 2H2O (2) Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O (3) n Ca(OH)2 = 11,1:74 = 0,15 mol
4. Từ (2): nCO2 = nCH4 = 4,48: 22,4 = 0,2 mol; nH2O = 0,4mol 0,25 Từ (2-3): nCaCO3 = nCO2pu = nCa(OH)2 = 0,15mol . Suy ra nCO2du = 0,2 – 0,15 = 0,05mol Vậy ta cĩ pt: CO2 dư + CaCO3 + H2O  Ca(HCO3)2 (4) Từ (4): n = n = 0,05mol. Suyra n = 0,15 – 0,05 = 0,1mol 0,25 CaCO3 CO2 dư CaCO3 cịn Vậy khối lượng dung dịch tăng : m = m CO2 + mH2O – mCaCO3 cịn = 0,2.44 + 0,4.18 – 0,1.100 = 6gam. 0,25 Câu 6 2Al + 3Cl2  2AlCl3 (1) 0, 5 (3,0 đ) Zn + Cl2  ZnCl2 (2) 2Aldư + 6HCl  2AlCl3 + 3H2 (3) Zndư + 2HCl  ZnCl2 + H2 (4) H2 + CuO Cu + H2O (5) Gọi x, y là số mol Al, Zn ban đầu x1, y1 là số mol Al, Zn phản ứng. (x-x1) , (y-y1) là số mol Aldư, Zn dư. Ta cĩ: 27x + 65y = 40,6 0,25 Từ (1): n = n = x AlCl3 Aldư 1 0,25 Từ (2): n = n = y ZnCl2 Zndư 1 0,25 Theo gt, ta cĩ: 27(x-x )+65(y-y )+ 133,5x + 136y = 65,45 1 1 1 1 0,25 27x +65y + 106,5x1+ 71y1 = 65,45 1,5x1 + y1 = 0,35 * 80 Ta cĩ: n = = 1mol. Đặt a là số mol CuO phản ứng n = (1 – a)mol CuO 80 CuOdư 0,25 Từ (5): n = n = n = a mol Cu H2 pư CuOpư 0,25 Theo gt, ta cĩ: 80(1-a ) + 64 a = 72,32 a = 0,48 mol 0,25 Do lượng H2 phản ứng 80%, nên: n = (0,48.100)/ 80 = 0,6mol H2 bđ 0,25 Từ (3-4): n = 1,5(x- x1)+ y-y1 = 0,6 1,5x + y – (1,5x1 + y1) = 0,6 H2 bđ 1,5x + y = 0,95 ( II) 0,25 Giải hệ (I), (II). Ta cĩ: x = 0,3mol ; y = 0,5mol 0,25 0,25 Vậy : m Al = 0,3 x 27 = 8,1gam %Al = 19,95%, suyra %Zn = 80,05% Câu 7 a. Các phản ứng xảy ra: (3,0 đ) y y 0,25 CxHy + ( x+ ) O2  xCO2 + H2O (1) 4 2 CO2 + 2KOH K2CO3 + H2O 0,25 y y (1) : 1 mol + ( x+ )mol  x mol + mol 4 2 0,25 y y Hay : Vml + ( x+ )Vml  x Vml + Vml 4 2 0,25 - Biết thể tích CO2 tạo thành sau phản ứng là 40ml (do KOH hấp thu) Vậy : 10x = 40  x = 4. 0,25 - Biết thể tích hơi nước là 30ml y 0,25 Vậy : 10 = 30  y = 6. 0,25 2 0,25 CTPT của hydrocacbon đĩ là : C4H6.
5. b. Ứng với CTPT C4H6 cĩ 4 đồng phân mạch thẳng sau: CH3 – C = C – CH3 0,25 CH = C – CH2 - CH3 0,25 CH2 = CH - CH = CH2 0,25 CH2 = C = CH – CH3 0,25 Câu 8 a. Gọi a là số mol Al; b là số mol FexOy ban đầu trong mẫu A. (3,0 đ) Sau phản ứng cịn dư Al (vì cĩ khí H2 thốt ra khi cho C tác dụng với dd NaOH) nên hết FexOy Al (a) Al dư (a’) 0 A t C Fe (c) NaOH (d) Fe (c) 0,25 FexOy (b) Al2O3 (d) Với a’ = n ; c= n ; d = n trong C Al dư Fe Al2O3 0,25 Các pư xảy ra: 3FexOy + 2yAl  yAl2O3 + 3xFe (1) Với NaOH dư, chỉ cĩ Al dư tác dụng cho ra H : 2 0,25 Al + NaOH + H O  NaAlO + 3/2H 2 2 2 0,25 a’ 3/2a’ 3a ' 8,4 nH2= 0,375 a ' 0,25mol (Al du) 0,25 2 22,4 Sau phản ứng giữa C với NaOH dư, chất rắn cịn lại là Fe (c mol) 0,25 2Fe + 6H2SO4đ,n  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Chỉ cĩ 25% Fe pư, nên nFe = 0,25c 60.98 0,25 nH2SO4 = 3nFe = 0,75c = 0.6mol 100.98 0,6 c = 0,8mol Fe mFe 0,8.56 44,8 gam 0,75 0,25 mAl = mC – (mAldư + mFe) = 92,35 – (0,25 . 27 + 44,8) = 40,8 gam b. Cơng thức phân tử của oxit sắt. Từ ptpư nhiệt nhơm (1) ta cĩ: m 3x.56 44,8 0,5 Fe mAl 2O3 y.102 40,8 3x x y 2 hay Fe2O3 0,5 y 2 3