Kỳ thi chọn học sinh giỏi lớp 11 năm học 2013 2014 đề thi môn: Hoá học (dành cho học sinh THPT chuyên )43712

SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 NĂM HỌC 2013-2014 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên ) (Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề) ĐỀ ĐỀ XUẤT Câu (2,0 điểm): Chỉ số octan gì? Isooctan tên gọi hidrocacbon công nghiệp dầu mỏ Tên gọi theo danh pháp IUPAC gì? Viết phương trình hố học chuyển hóa isooctan từ isobutilen (ghi rõ điều kiện phản ứng) Viết loại phản ứng trực tiếp tạo NO2 Viết công thức cấu tạo NO2 Nêu ứng dụng khí NO y học Một dung dịch muối trung hòa tạo kết tủa X màu vàng với dung dịch AgNO3; X không tan NH3 dư Mặt khác, dung dịch muối nói tạo kết tủa X’ với dung dịch NH3 dư Kết tủa X’ tan dung dịch KOH dung dịch Y không màu Thêm H2O2 vào dung dịch Y dung dịch Z màu vàng Thêm BaCl2 Z kết tủa Chọn chất phù hợp viết phương trình hố học minh họa Câu (1,5 điểm) Trong phịng thí nghiệm có chai đựng dung dịch NaOH, nhãn có ghi: NaOH 0,10 M Để xác định lại xác giá trị nồng độ dung dịch này, người ta tiến hành chuẩn độ dung dịch axit oxalic dung dịch NaOH a) Tính số gam axit oxalic ngậm nước (H2C2O4.2H2O) cần lấy để hoà tan hết nước 100 ml dung dịch axit, chuẩn độ hoàn toàn 10 ml dung dịch axit hết 15 ml NaOH 0,10 M b) Hãy trình bày cách pha chế 100 ml dung dịch axit oxalic từ kết tính c) Khơng cần tính tốn, cho biết dùng dung dịch thị cho phép chuẩn độ số dung dịch thị sau: metyl da cam (pH = 4,4); phenol đỏ (pH = 8,0), phenolphtalein (pH = 9,0)? Vì sao? (Cho: pK a1(H 2C2O ) = 1,25; pK a2(H C O ) = 4,27) 2 Câu (2,0 điểm) Viết phương trình dạng ion thí nghiệm sau (các phản ứng xảy hồn tồn): a) Đun nóng dung dịch NaHCO3, để nguội đem tác dụng với dung dịch Ba(NO3)2, AlCl3 b) Dung dịch Na2S dư tác dụng với dung dịch MgCl2, FeCl3 c) Dung dịch NH3 dư tác dụng với dung dịch ZnCl2, AlCl3 Cho hỗn hợp Fe Cu tác dụng với lượng vừa đủ dung dịch FeCl3, sau phản ứng thu dung dịch (A) chứa hai muối tan Chia dung dịch (A) làm hai phần nhau: Phần 1: tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thu 77,55g kết tủa Phần 2: tác dụng dung dịch NH3 dư thu 14,4 gam kết tủa Tính khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu Bài (2,0 điểm) Hỗn hợp X gồm kim loại bari hai kim loại kiềm thuộc hai chu kì chia làm phần nhau: – Phần I cho vào cốc đựng 200ml dung dịch chứa H2SO4 1M HCl 1M thấy tạo thành 7,28 lit khí (đktc), cạn dung dịch sau phản ứng thu 62,7 gam chất rắn khan – Phần II cho vào nước dư thu dung dịch Y Đổ 138,45 gam dung dịch Na2SO4 20% vào dung dịch Y thấy tạo thành m1 gam kết tủa trắng, đổ 145,55 gam dung dịch Na2SO4 20% vào dung dịch Y thu m2 gam kết tủa Biết m2 - m1 = 1,165 a Xác định hai kim loại kiềm tính phần trăm số mol Ba X b Nếu sục V lit khí CO2 (đktc) vào dung dịch Y thu m gam kết tủa cực đại Xác định giá trị V ThuVienDeThi.com Câu (1,0 điểm) Chất X có cơng thức phân tử C7H6O3 X có khả tác dụng với dung dịch NaHCO3 tạo chất Y có cơng thức C7H5O3Na Cho X tác dụng với anhiđrit axetic tạo chất Z (C9H8O4) tác dụng với NaHCO3, cho X tác dụng với metanol (có H2SO4 đặc xúc tác) tạo chất T (C8H8O3) khơng tác dụng với NaHCO3 mà tác dụng với Na2CO3 Xác định cấu tạo chất X, Y, Z, T viết phương trình phản ứng xảy Biết chất X có khả tạo liên kết H nội phân tử Cho biết ứng dụng chất Y, Z T Câu (1,5 điểm) Sinh nhiệt chất điều kiện chuẩn (kí hiệu ΔH0sn ) lượng nhiệt tỏa hay thu vào hình thành mol chất từ đơn chất bền điều kiện chuẩn Cho: C(than chì) → C(k) ΔH0thăng hoa = 717 KJ/mol; EH - H = 432KJ/mol; EC - C = 347 KJ/mol; EC - H = 411 KJ/mol; ΔH0sn (H2O lỏng) = - 285,8 KJ/mol; ΔH0sn (CO2) = - 393,5 KJ/mol a Tính ΔH0sn ankan tổng quát CnH2n+2 theo n b Cho phản ứng đốt cháy hoàn toàn ankan chứa n nguyên tử cacbon: CnH2n+2 (k) + (3n + 1)/2 O2(k) → nCO2(k) + (n + 1) H2O(l) ΔH0 Tính ΔH0 theo n Cho chất: Phenyl fomat (A), Ancol o-hidroxibenzylic (B), Ancol p-hidroxibenzylic (C) Viết công thức cấu tạo chất Sắp xếp chất theo chiều tăng dần nhiệt độ sơi Giải thích ngắn gọn ………Hết……… ThuVienDeThi.com SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 NĂM HỌC 2013-2014 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN: HỐ HỌC (Dành cho học sinh THPT chun ) Câu * Chỉ số octan % theo khối lượng 2,2,4-trimetyl pentan có etxang 2,0 đ * Tên gọi 2,2,4-trimetyl pentan * Chuyển hóa từ iso butilen CH3 H2SO4 60% CH3-C-CH=C-CH3 20% CH3 +H2,t Ni CH3 CH3 CH3 2CH3-C=CH2 CH3 CH3-C-CH2-CH-CH3 CH3 CH3-C-CH2-C=CH2 80% CH3 CH3 0,75 CH3 Viết loại phản ứng điều chế NO2  2NO2  Cu(NO3)2 +2NO2 + 2H2O a N2O4  b Cu + 4HNO3  c 4HNO3đ   4NO2 +O2 +2H2O d 2NO +O2   2NO2 e S +6HNO3   6NO2+ H2SO4+2 H2O 0,5 N O O * Công thức cấu tạo NO2 * Ứng dụng: NO sinh tế bào nội mơ mạch máu có tác dụng làm giãn mạch khống chế áp suất máu CrI3 + AgNO3 → Cr(NO3)3 + 3AgI (kết tủa vàng không tan NH3) CrI3 + NH3 + H2O → Cr(OH)3 + NH4I; Cr(OH)3 + KOH → KCr(OH)4 2KCr(OH)4 + 3H2O2 + 2KOH → 2K2CrO4 + 8H2O; 0,75 K2CrO4 + BaCl2 → BaCrO4+ 2KCl Câu a) Từ phản ứng chuẩn độ hoàn toàn axit oxalic xút: H2C2O4 + OH-  C O 2 1,5 đ + 2H2O m 10 15 0,1.10-3 =  m = 0,9450 (g) 0,5 126 100 b) Cân xác 0,9450 gam axit oxalic ngậm nước (H2C2O4 2H2O) cho vào cốc thủy tinh, rót nước cất vào để hòa tan hết lượng axit cách dùng đũa thuỷ tinh khuấy nhẹ lắc nhẹ Chuyển tồn dung dịch vào bình định mức 100 ml (cả phần nước dùng tráng cốc 2, lần) Thêm nước cất đến gần vạch 100 ml, dùng ống hút nhỏ giọt (công tơ hút) nhỏ từ từ giọt nước cất đến vạch để 100 ml dung 0,5 dịch axit oxalic ta có: 2 c) Trong phép chuẩn độ trên, sản phẩm tạo thành C O , môi trường bazơ, phải chọn chất thị có chuyển màu rõ mơi trường bazơ Vì chọn chất thị dung dịch phenol đỏ dung dich phenolphtalein cho phép chuẩn độ 0,5 Câu Dung dịch NaHCO3 đun nóng: 2,0 to NaHCO3   Na2CO3 + H2O + CO2 Ba2+ + CO32  BaCO3 ThuVienDeThi.com Al3+ + CO32 + H2O  Al(OH)3 + CO2 Dung dịch Na2S tác dụng với dung dịch: Mg2+ + S2 + H2O  Mg(OH)2+ H2S Fe3+ + S2  FeS + S Dung dịch NH3 tác dụng với dung dịch: Al3+ + NH3 + H2O  Al(OH)3 + NH4+ Zn2+ + NH3 + H2O  Zn(OH)2+2 NH4+ Zn(OH)2 + NH3  Zn(NH3)42+ + OH Ta có nFe(OH)2 =0,16 mol , nAg=0,16 mol n(Fe2+) =0,16 mol n(AgCl) =0,42 mol x mol Fe, y mol Cu x + y =0,07 x + 2y = 0,16 x= 0,02 mol , y=0,05 mol mFe =2,24 (g), mCu= 6,4 g Câu a 2,0 đ Đặt hai kim loại kiềm M; số mol M Ba 2x 2y Xét phần I: Theo bài: nH+ = 0,6 mol nH2 = 0,325 mol → Hai axit hết hỗn hợp kim loại phản ứng với H2O → số mol H2 kim loại phản ứng với nước tạo thành 0,325 – 0,3 = 0,025 → nOH- = 0,025.2 = 0,05 mol → mkim loại = 62,7 – 0,2.96 -0,2.35,5 – 0,05.17 = 35,55 gam → M.x + 137y = 35,55 (1) x → nH2 =  y → x + 2y = 0,65 (2) Xét phần II: Số mol Na2SO4 dùng hai trường hợp 0,195mol 0,205 mol Theo bài: m2 > m1 điều chứng tỏ dùng 0,195 mol Na2SO4 Ba2+ dư Giả sử Ba2+ dư dùng 0,205 mol Na2SO4 m2 –m1 = 233.( 0,205 - 0,195) = 2,33  1,165 gam → Ba2+ hết dùng 0,205 mol Na2SO4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 → 0, 195  nBa   0, 205 ↔ 0, 195  y  0, 205 (3) Từ (2) (3) → 0, 24  x  0, 26 (*) Từ (1) (3) → 7, 465  M.x  8, 835 (**) Từ (*) (**) → 28, 71  M  36, 81 Hai kim loại cần tìm Na (23) K (39) → m1 = 0,195.233; m2 = y.233 m2 –m1 = 1,165 → y = 0,2 → %nBa = (0,2 : 0,45).100% = 44,44% b Dung dịch Y chứa 0,65 mol OH- Sục CO2 vào Y CO2 + OH- → HCO3a a a CO2 + 2OH- → CO32- + H2O b 2b b Ba2+ + CO32- → BaCO3 0,2 a + b + b = 0,65 Để kết tủa cực đại nCO32   nBa  →  b  0, → 0,  a  b  0, 65  0, → 0,  a  b  0, 45 ThuVienDeThi.com 0,5 0,5 0,5 → 4, 48  V  10, 08 Câu (a) Cấu tạo chất : COOH OH COONa OH COOH OOCCH3 COOCH3 OH 1,0 đ X Y Z T Phương trình phản ứng : HOC6H4COOH + NaHCO3  HOC6H4COONa + H2O + CO2 H SO HOC6H4COOH + CH3OH 2   HOC6H4COOCH3 + H2O 0,5 H SO HOC6H4COOH + (CH3CO)2O 2  4  CH3COOC6H4COOH + CH3COOH (b) Y với hàm lượng nhỏ sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm pha chế nước xúc miệng (có tác dụng diệt khuẩn); Z sử dụng để chế tạo dược phẩm aspirin T thành phần dầu gió xanh 0,5 Câu a Sơ đồ tạo thành CnH2n+2 từ C(than chì) H2(k): 1,5 đ ) H (C H sn nC(than ch×) (n+1)H2(k) n 2n+2(k) CnH2n+2(k) 0,25 (n+1) EH-H + n.Hthãng hoa (C) nC(k) 2(n+1)H(k) -(n-1) EC-C -2(n+1) EC-H Dựa vào sơ đồ trên, ta có: ΔHsn (CnH2n+2) = (n+1) EH – H + n ΔHthăng hoa (C) – (n-1)EC-C – 2(n+1)EC-H = 432(n+1) + 717.n – (n-1).347 – 2(n+1).411 = - 43 - 20.n (KJ/mol) b Sơ đồ: nC(than ch×) (n+1)H2(k) n.Hsn (CO2(k)) + (n+1).Hsn (H2O(l)) 0,25 0,25 nCO2(k) (n+1)H2O(l) Hn Hsn (CnH2n+2(k)) CnH2n+2(k) Dựa vào sơ đồ ta có: ΔHn = n ΔHsn (CO2) +(n+1) ΔHsn (H2O(l)) - ΔHsn (CnH2n+2) = - 393,5.n - 285,8(n+1) + 43 + 20.n = - 242,8 – 659,3.n Công thức cấu tạo: (A) C6H5OOCH (B) CH2OH HO 0,25 (C) CH2OH OH Nhiệt độ sôi chất tăng dần theo chiều sau: (A) < (B) < (C) (A), (B), (C) có M tương đương A khơng có khả tạo liên kết Hidro liên phân tử B tạo liên kết Hidro nội phân tử làm giảm số liên kết Hidro liên phân tử C tạo liên kết Hidro liên phân tử Ghi chú: Thí sinh có cách giải khác,đúng cho điểm tối đa -Hết ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 ... thích ngắn gọn ………Hết……… ThuVienDeThi.com SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 NĂM HỌC 2013- 2014 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên ) Câu * Chỉ số octan %... phân tử Cho biết ứng dụng chất Y, Z T Câu (1,5 điểm) Sinh nhiệt chất điều kiện chuẩn (kí hiệu ΔH0sn ) lượng nhiệt tỏa hay thu vào hình thành mol chất từ đơn chất bền điều kiện chuẩn Cho: C(than... phẩm tạo thành C O , mơi trường bazơ, phải chọn chất thị có chuyển màu rõ mơi trường bazơ Vì chọn chất thị dung dịch phenol đỏ dung dich phenolphtalein cho phép chuẩn độ 0,5 Câu Dung dịch NaHCO3