ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 11 NĂM HỌC 2014 – 2015 MƠN THI: HĨA HỌC ( Thời Gian : 180 Phút ) Câu 1: (3Đ) a) Trộn 10ml dung dịch đơn axit yếu HA nồng độ mol Co ( số axit KA) Có pH= 3,0 với 5ml dung dịch NaOH có pH=13 thu dung dịch có pH= 5,661 Hãy xác định K A Co HA ( bỏ qua điện li nước ) b) Hằng số phân li axit benzoic C 6H5COOH 6,3.10-5 axit axetic CH3COOH 1,79.10 –5 Hãy xác định tỉ số nồng độ ion H + dung dịch đồng phân tử axit benzoic axit axetic c) Một dung dịch chứa 0,2 mol Fe 2+ 0,2 mol Fe3+ Dung dịch điều chỉnh đến pH = Xác định dung dịch Thêm vào dung dịch ion OH – pH = ( bỏ qua thay đổi thể tích dung dịch ) Thế dung dịch đo 0,152V Chất kết tủa khối lượng ? Tính tích số tan Fe(OH)3 Biết E0Fe3+/Fe2+ = +0,77V ; Fe = 56 ; O=16 ; H = Câu (2.5Đ) Một vài tính chất hợp chất vô chưa biết A liệt kê đây: -A chất rắn màu trắng vàng, dễ chảy rữa thăng hoa đun nóng A có khối lượng phân tử 266 -A phản ứng mãnh liệt với nước dung dịch B -Khi dung dịch hỗn hợp gồm NH4OH NH4Cl thêm vào dung dịch B nhận kết tủa keo màu trắng -Một mẫu dung dịch B phản ứng với dung dịch hỗn hợp nitric axit bạc nitrat cho kết tủa vón cục màu trắng C Kết tủa trắng nhanh chóng tan thêm vào dung dịch NH4OH ta cho dư NH4OH lại xuất kết tủa trắng D -Kết tủa D lọc hoà tan NaOH thu dung dịch suốt E -Khi cho khí CO2 lội qua dung dịch E lại sinh kết tủa D -Chất A hồ tan khơng điện ly ete khơng lẫn nước Khi dung dịch phản ứng với LiH tạo thành sản phẩm F Nếu dùng dư LiH F chuyển thành G Xác định chất A Xác định chất từ B đến G viết tất phương trình phản ứng xảy Câu (3Đ) Hòa tan 115,3 (g) hỗn hợp X gồm MgCO RCO3 500ml dung dịch H2SO4 loãng, thu dung dịch A, chất rắn B 4,48(l) CO ( đktc ) Cô cạn dung dịch A thu 12(g) muối khan Mặt khác , đem nung chất rắn B đến khối lượng khơng đổi thu 11,2 ( l ) CO ( đktc ) chất rắn B1 a) Tính nồng độ CM dung dịch H2SO4 dùng b) Tính khối lượng B B1 c) Tính khối lượng nguyên tử R biết hỗn hợp đầu số mol RCO gấp 2,5 lần số mol MgCO3 Câu 4: (3Đ) Hợp chất A chứa 82,19% C; 6,85% H; lại oxi Phân tử A có nguyên tử oxi A không tạo màu với dung dịch FeCl 3, A tạo sản phẩm cộng với NaHSO Cho A tác dụng với dung dịch iot NaOH khơng tạo kết tủa, axit hoá dung dịch sau phản ứng thu chất B, chất B A nguyên tử oxi phân tử B không làm màu dung dịch KMnO lạnh Cho B tác Bùi Hoàng Tuấn - 11A1- THPT Minh Khai- Hà Tĩnh dụng với lượng dư brom có mặt lượng dư HgO đỏ CCl 4, thu chất C 1,2,3-tribrom-2phenylpropan Mặt khác, cho A tác dụng với NaBH4 H2O thu chất D Đun nóng D với dung dịch H2SO4 đặc, thu chất E có cơng thức phân tử C10H10 1.Xác định công thức cấu tạo A viết phương trình phản ứng xảy 2.Viết chế phản ứng chuyển hoá D thành E Câu 5: (2Đ) Một hợp chất hữu A chứa nguyên tử oxi phân tử Phân tử A có chứa 79,59%C ; 12,25%H ; cịn lại oxi Ozon phân A thu HOCH 2CH=O ; CH3CH2CH2COCH3 CH3CH2COCH2CH2CH=O Nếu cho A tác dụng với brom theo tỉ lệ mol 1:1 ozon phân sản phẩm sinh ra, thu hai sản phẩm hữu có xeton Đun nóng A với dung dịch axit dễ dàng thu sản phẩm B có phân tử A, song ozon phân B cho sản phẩm hữu Xác định công thức cấu tạo gọi tên A? Câu 6: (2.5Đ) Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp kim loại Zn, Cu, Ag vào 0,5l dung dịch HNO aM thu 1,344l khí (A) (đktc), hóa nâu khơng khí dung dịch (B) 1) Lấy ½ dung dịch (B) cho tác dụng với dung dịch NaCl dư thu 2,1525g kết tủa dung dịch (C) Cho dung dịch (C) tác dụng với NaOH dư, thu kết tủa (D) Nung (D) t 0C đến khối lượng khơng đổi thu đựợc 1,8g chất rắn Tính khối lượng chất hỗn hợp đầu 2) Nếu cho m gam bột Cu vào ½ dung dịch (B) khuấy đến phản ứng hồn tồn thu 0,168l khí A (ở đktc); 1,99g chất rắn không tan dung dịch E Tính m, a nồng độ mol/l ion dung dịch (E) (Biết thể tích dung dịch thay đổi khơng đáng kể) Câu 7:(2Đ) Cho từ từ khí CO qua ống chứa 6,4g CuO đun nóng Khí khỏi ống hấp thụ hoàn toàn 150 ml dung dịch nước vôi nồng độ 0,1M thấy tách 1g kết tủa trắng, đun sôi phần nước lọc lại thấy có vẩn đục Chất rắn cịn lại ống cho vào 500 ml dung dịch HNO 0,32M thấy V1 lít khí NO Nếu thêm 760 ml dung dịch HCl 1,333M vào dung dịch sau phản ứng lại thêm V2 lít khí NO Nếu tiếp tục thêm 24g Mg thấy V lít hỗn hợp khí N2 H2, lọc dung dịch cuối thu chất rắn X 1.Viết phương trình phản ứng tính V1, V2, V3 (đkc) 2.Tính thành phần X (giả thiết phản ứng xảy hoàn toàn) Câu (2Đ) Tiến hành oxi hố hồn tồn thể tích ancol A cần thể tích O2 điều kiện nhiệt độ, áp suất, cho toàn sản phẩn hấp thụ vào dung dịch nước vôi dư thấy khối lượng bình nước vơi tăng 3,9g có 6g kết tủa tạo thành Đem A phân tích phổ kết khơng có tín hiệu nhóm -CH2- A bị oxi hố CuO tạo sản phẩm khơng tham gia phản ứng tráng gương Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo ancol A Xử lý ancol A dung dịch H3PO4 85% có đun nóng thu B Ơzon phân B thu axeton sản phẩm hữu Hãy viết phương trình phản ứng xảy chế phản ứng từ A tạo B Biên soạn Học Sinh : Bùi Hoàng Tuấn GV: Phan Thanh Nam Lớp 11A1 -THPT Nguyễn Thị Minh Khai - Hà Tĩnh Bùi Hoàng Tuấn - 11A1- THPT Minh Khai- Hà Tĩnh ĐÁP ÁN Câu (3đ) �� � H A k A a) HA �� � kA (103 )2 (1) Co 103 Khi trộn 10ml dung dịch HA với ml dung dịch NaOH có pH = 13 : �� � Na OH NaOH �� � 14 � 13 � 10 � � pH 13 � H 10 M � OH 0,1 (M) � � � � 1013 10Co 0,1 x C �0, 033 (M) C � 0, 667C o Sau trộn : HA NaOH 15 15 � Ban đầu Phản ứng Sau phản ứng HA + NaOH 0,667CO 0,033 0,033 0,033 0,667CO - 0,033 5,661 �� pH 5, 661 � NaA + 0,033 0,033 H2O H 10 � � Áp dụng công thức tính pH dung dịch đệm , ta có : 105,661 k A (0, 667Co 0, 033) / 0, 033 8 kA 7, 203 x 10 0, 667Co 0, 033 106 (2) Từ (1) (2) ta suy : C 103 o 6 Thế (1) vào ,ta có : : kA 10 7, 203 x 108 0, 667Co 0, 033 0, 055 103 Co 0, 055 (M) �1,85.105 1b) Áp dụng cơng thức gần tính nồng độ H dung dịch axit yếu � H � k C H COOH Co � � C6H5COOH � � H k CH COOH Co � � CH3COOH � � H � � � C6H5COOH � H � � � CH3COOH k C H COOH �1, 876 k CH3COOH �� � Fe2 Fe3 e �� � 3 � � Fe 0, 059 � � E 3 2 E o 3 2 lg 0, 77 (V) Fe / Fe 2 � Fe / Fe � Fe � � 3 � � � Fe ] Khi pH = , dung dịch giảm xuống 0,152V giảm xuống � � � có kết tủa Fe(OH)3 Bùi Hoàng Tuấn - 11A1- THPT Minh Khai- Hà Tĩnh �� � Fe(OH)3 � Fe3 3OH �� � � Fe3 � � Ta có : 0,152 = 0,77+ 0,059 lg � 0, � � Fe3 � 1011 Fe3 �đầu � � � � Coi Fe3 kết tủa hoàn toàn m Fe(OH)3 ] 0, 107 21, g TFe(OH)3 � Fe3 � OH � � 3 � 11 � 11 10 10 � � 1011 1027 1038 �105 � � � Câu (2.5Đ) Trong bước thứ ba phép phân tích ta thu kết tủa trắng keo, điều chứng tỏ dung dịch B có chứa Al3+ dung dịch B tạo kết tủa trắng với AgNO3, kết tủa tan ta thêm NH4OH vào chứng tỏ dung dịch B có chứa Cl- Vậy chất A Al2Cl6 (MA = 266) Các phản ứng xảy ra: - Al2Cl6 + 12H2O 2[Al(H2O)6]3+ + 6Cl- Al3+ + 3NH4OH Al(OH)3 + 3NH4+ - 6AgNO3 + 6Cl- 6AgCl + 6NO3(C) AgCl + 2NH4OH [Ag(NH3)2]+Cl- + H2O Al3+ + 3NH4OH Al(OH)3 + 3NH4+ (D) Al(OH)3 + NaOH Na+[Al(OH)4-] (E) - [Al(OH)4] + CO2 Al(OH)3 + HCO3- Al2Cl6 + 6LiH (AlH3)2 + 6LiCl (F) (AlH3)2 + 2LiHdư 2LiAlH4 (G) Câu (3Đ) MgCO3 H 2SO4 MgSO4 CO2 H O (1) RCO3 H 2SO4 RSO4 CO H O (2) Khi nung chất rắn B thu CO2 � Trong B dư muối CO 2 � H SO hết (1) & (2) a) (1) & (2) � n H 2SO4 n CO2 � H SO 4, 48 0, (mol ) 22, 0, 0, (M) 0, Chỉ có muối cacbonat kim loại kiềm ( trừ Li 2CO3 tan ) muối amoni tan � dung dịch A khơng có muối cabonat mà có muối sùnat � Tồn muối cacbonat dư rắn B Bùi Hoàng Tuấn - 11A1- THPT Minh Khai- Hà Tĩnh to RO CO2 ( 3) MgCO3 MgO CO2 (4) RCO3 to b) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho (1) & (2 ) 115, 0, { 98 14 43 mx m H SO 12 { mmuoi sunfat 0, 2.44 18 0, m B 43 14 43 mCO mH O � m B 110, (g) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho (3) & (4) � m B 110, (g) 0, 5.44 88, g c) Theo (1);(2);(3) (4) � Tổng số mol muối cacbonat , Tổng số mol CO2 tạo thành phản ứng �a b 0, 0, 0, mol (5) (6) � b 2, a Đề cho : � � m x 84 0, (R 60) 0, 115, � R 137 dvc Vậy R Bari ( Ba ) Câu (3Đ) 1.Hợp chất A có: 82,19 6,85 10,96 : : nC : nH : nO = = 6,85 : 6,85 : 0,685 = 10 : 10 : 12 16 Phân tử A có ngun tử O nên cơng thức phân tử A C10H10O A không tạo màu với dung dịch FeCl3 nên A khơng có chức phenol A tạo sản phẩm cộng với NaHSO3 nên A anđehit metylxeton A tác dụng với dung dịch iot NaOH khơng tạo kết tủa nên A khơng phải metylxeton, suy A anđehit Axit hoá dung dịch sau phản ứng thu chất B, chất B A nguyên tử O phân tử nên B axit cacboxylic tương ứng với A có cơng thức phân tử C10H10O2 B không làm màu dung dịch KMnO4 lạnh nên phân tử B khơng có liên kết C-C Cho B tác dụng với lượng dư brom có mặt lượng dư HgO đỏ CCl 4, thu chất C 1,2,3-tribrom-2-phenylpropan nên CTCT B là: COOH Suy công thức cấu tạo A là: CHO Các phương trình phản ứng xảy ra: Bùi Hoàng Tuấn - 11A1- THPT Minh Khai- Hà Tĩnh C6H5-C3H4-CHO + NaHSO3 C6H5-C3H4-CH(OH)-SO3Na C6H5-C3H4-CHO + I2 + 3NaOH C6H5-C3H4-COONa + 2NaI +2H2O C6H5-C3H4-COONa + H+ C6H5-C3H4-COOH + Na+ CH2Br 4Br2 2 HgO CHBr CO2 HgBr2 H2O CH2Br COOH (C) 4C6H5-C3H4-CHO + NaBH4 + 3H2O 4C6H5-C3H4-CH2OH + NaH2BO3 (D) H2SO4, t H2O CH2OH Cơ chế chuyển hoá D thành E: CH2OH H H 2O H CH2 (E) Câu (2Đ) Ta có: C : H : O = 79,59/12 : 12,25/1 : 8,16/16 = 13: 24: Vậy công thức phân tử A C13H24O Từ sản phẩm ozon phân ta tìm cơng thức cấu tạo có : CH3CH2CH2C(CH3)=CHCH2CH2C(CH2CH3)=CHCH2OH (A1) CH3CH2CH2C(CH3)=C(CH2CH3)CH2CH2CH=CHCH2OH (A2) Từ phản ứng brom hoá ozon phân suy (A1) phù hợp Vì: Ozon phân Br2 (A1) CH3CH2CH2C(CH3)BrCHBrCH2CH2C(CH2CH3)=CHCH2OH 1:1 Xeton + HOCH2CH=O Ozon phân Br2 (A2) CH CH CH C(CH )BrC(CH CH )BrCH CH CH=CHCH OH 2 3 2 1:1 Andehit + HOCH2CH=O Tên A: 3-etyl-7-metyldeca-2,6-dien-1-ol Câu 6: (2.5Đ) 1) Phương trình phản ứng : 3Zn + H+ + NO3- x H+ + x NO3- x mol 3Cu (0,25đ) + Zn 2+ x Cu 2+ + 2NO + H 2O (1) x + 2NO + H 2O (2) Bùi Hoàng Tuấn - 11A1- THPT Minh Khai- Hà Tĩnh y mol 3Ag z mol + y H+ + y z 1,344 nNO = = 0, 06mol 22, NO3- z y Ag + + y NO + H 2O (3) z z 2 z � x + y + = 0, 06 (1) 3 2+ x 2+ y + z + t ½ dung dịch (B) : Zn mol ; Cu mol ; Ag mol ; H mol 2 2 Ag + + Cl- � AgCl � 2,1525 z n AgCl �= = 0, 015 � = 0, 015 � z = 0, 03mol 143,5 2+ x 2+ y + t Dung dịch (C) : Zn mol ; Cu mol ; H mol 2 Với NaOH dư : H + + OH - � H 2O Zn 2+ + 2OH Zn(OH ) � Zn(OH )2 + 2OH - � ZnO22- Cu 2+ + 2OH - + 2H2O � Cu (OH ) t0 ��� CuO + H 2O y 1,8 y ncha� t ra� n = 80 = 0, 0225 � = 0, 0225 � y = 0, 045 mZn = 0,03 65 = 1,98g Từ (1) x = 0,03 mCu = 0,045 64 = 2,88g m Ag = 0,03 108 = 3,24g Cu (OH ) 2/ 3Cu + H + + NO3- Cu 2+ 0,01125 0,03 0,0075 0,168 nKh�= = 0, 0075mol 22, + 2NO 0,01125 + 4H 2O (4) 0,0075 + 2Ag 2Ag + Cu 2+ 0,0075 0,015mol 0,0075 0,015 m Ag = 108 0,015 = 1,62g mCu d� = 1,99 – 1,62 = 0,37g mCu = (0,0075 + 0,01125) 64 + 0,37 = 1,57g x y z t ½ dung dịch B : Zn( NO3 )2 mol ; Cu ( NO3 )2 mol ; AgNO3 mol ; HNO3d� mol 2 2 t Từ (4) = 0,03 t = 0,06 Cu + Bùi Hoàng Tuấn - 11A1- THPT Minh Khai- Hà Tĩnh Vậy 8 �nHNO3 = x + y + z +t = 0,08 + 0,12 + 0,04 + 0,06 = 0,3 mol 0,3 x= = 0,6M 0,5 Sau phản ứng : Zn( NO3 )2 0,015mol , Cu ( NO3 )2 0,04125mol (dd E) y Vì n 2+ = + 0, 0075 + 0, 01125 = 0, 04125mol Cu 0, 015 [ Zn 2+ ] = = 0, 06 M 0, 25 0, 04125 [Cu 2+ ] = = 0,165M 0, 25 0, 015.2 + 0, 04125.2 [ NO3- ] = = 0, 45M 0, 25 Câu (2Đ) 1.Các phương trình phản ứng: CO + CuO Cu + CO2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O CuO + 2H+ Cu2+ + H2O 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Số mol CO2 = 0,02 mol Số mol Cu = 0,02 mol Số mol CuO = 0,06 mol Số mol HNO3 = 0,16 mol Theo phương trình: V1 = 0,01.22,4 = 0,224 lít Khi thêm 3,04 V2 = V1 = 0,07467 lít 0,5đ 0,25đ 0,25đ mol HCl, phản ứng lại tiếp tục xảy 5Mg + 12H+ + 2NO3- 5Mg2+ + N2 + 6H2O Mg + Cu2+ Mg2+ + Cu Mg + 2H+ Mg2+ + H2 Thêm mol Mg: 1 0,04 0,22 0,16 (mol) 2 3,04 0,04 2,64 0,06 (mol) Số mol H2 = 2 3 0,22 0,06 2,9867 (lít) Nên V3 = VN2 + VH2 = 22,4 Số mol N2 = Suy Cu = 0,08.64 = 5,12g chiếm 30,19% Và Mg = 1 1,1 0,06 0,08 24 11,84 chiếm 69,81% Câu (2Đ) H PO4 ,85%,t A B Ozon phân B CH3COCH3 cấu tạo B là: CH3 C = C CH3 | | CH3 H3C CH3 | Bùi Hoàng Tuấn - 11A1- THPT Minh Khai- Hà Tĩnh H PO4 85%,t CH3 C CH CH3 CH3 C = C CH3 + H2O | | | | H3C OH H3C CH3 (B) (A) (spc) ( CH2 = C CH CH3 ) | | CH CH 3 (spp) O3 CH3 C = C CH3 CH3COCH3 Zn/H+ | | H3C CH3 CH3 H CH3 | | | CH3 C CH CH3 + HO:+ CH3 C CH CH3 + H2O | | | | | H3C :OH H H3C :OH + CH3 | CH3 C CH CH3 | | H3C+ :OH2 CH3 |+ CH3 C CH CH3 | H3C H (a) (b) | + HCH2 C C CH3 | | H3C CH3 CH3 |+ CH3 C CH CH3 + H2O | H3C CH3 | + CH3 C CH CH3 | H3C CH3 C = C CH3 (a) | | H3C CH3 (spc) (b) CH2 = C CH CH3 | | H3C CH3 (spp) - HẾT - Bùi Hoàng Tuấn - 11A1- THPT Minh Khai- Hà Tĩnh