§Ò thi häc sinh giái m«n ho¸ häc líp 12 Së gi¸o dôc vµ ®µo t¹o HßA B×NH ========== K× thi chän häc sinh giái CÊP TR¦êNG N¨m häc 2011 – 2012 M«n thi Hãa häc 12 THPT MAI CH¢U Thêi gian lµm bµi 150 phót[.]
Sở giáo dục đào tạo HòA BìNH ========== Đề thức Kì thi chọn học sinh giỏi CấP TRƯờNG Năm học 2011 2012 Môn thi: Hóa học 12 THPT MAI CHÂU Thời gian làm bài: 150 phút (không kể giao đề) Ngày thi: tháng 12 năm 2011 ============== Bài (4,0 điểm) Một chất hữu X no, mạch hở, phân tử chứa chức OH chứa chức COOH, có công thức đơn giản C4H6O5 a Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo có X b Xác định công thức cấu tạo X, biết X tách nớc cho sản phẩm đồng phân Y, Z Viết công thức cấu tạo Y Z c So sánh nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi Y, Z Giải thích? d So sánh tính axit Y Z Giải thích? Bài (3,0 điểm) Cho sơ đồ chuyển hoá : A B C E F D A, B, C, D, E, F hợp chất hữu cơ, biết : A, D hai hợp chất dÃy đồng đẳng A, B, E, D có phản ứng tráng bạc, lợng bạc sinh từ A nhiều so với chất lại Trong ®iỊu kiƯn thÝch hỵp A, B, C, D, E ®Ịu tác dụng với Cu(OH)2 Xác định A, B, C, D, E, F viết phơng trình hoá học phản ứng xảy Bài (3,0 điểm) Cho x mol Fe t¸c dơng víi y mol HNO tạo khí NO dung dịch D Hỏi dung dịch D tồn ion nào? HÃy thiết lập mối quan hệ x y để tồn ion Cho 4,8 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO3 d, thu đợc 1,12 lÝt khÝ X nhÊt (®ktc) Chøng minh r»ng X N2O Bài (4,0 điểm) Hiđrat hoá 17,92 lít hỗn hợp hai hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp (trong điều kiện thích hợp), đợc hỗn hợp sản phẩm X V lít hỗn hợp hai hiđrocacbon d Cho X tan nớc thành 250 ml dung dÞch X LÊy 10 ml dung dÞch X cho tác dụng với 100 ml dung dịch AgNO 0,4M amoniac Lọc bỏ bạc sinh Axit hoá dung dịch lại HNO thêm dung dịch NaCl d vào, thấy tạo 0,574 gam kết tủa V lít hỗn hợp hai hiđrocacbon lại có khối lợng phân tử trung bình 28,8 đợc trộn với hiđro d cho qua Ni, nung tới phản ứng hoàn toàn thấy thể tích hỗn hợp khí giảm 11,2 lít a Xác định công thức phân tử hai hiđrocacbon ban đầu thể tích chất b Tính hiệu suất hiđrat hoá hiđrocacbon Cho thể tích ®o ë ®ktc Bµi (4,0 ®iĨm) Nung 8,08 gam muối A thu đợc sản phẩm khí 1,6 gam hợp chất rắn không tan nớc Nếu cho sản phẩm khí qua 200 gam dung dịch NaOH 1,2% điều kiện xác định tác dụng vừa đủ đợc dung dịch gồm muối có nồng độ 2,47% Xác định công thức phân tư cđa mi A nÕu nung sè oxi ho¸ kim loại không biến đổi Bài (2,0 điểm) Hoà tan hoàn toàn 3,0 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 vào dung dịch HNO3, thấy thoát 0,56 lít (đktc) khí NO (sản phẩm khử nhất) Tính hàm lợng Fe có hỗn hợp X ========== Hết ========== Đề thi có 01 trang thí sinh đợc sử dụng bảng tuần hoàn Đáp án đề thi HSG cấp trờng Môn : Hoá học 12 Bài ý Néi dung a (C4H6O5)n hay C4nH6nO5n cã ®é kh«ng no : a = n + - Do X no nªn cã (n + 1) chøc axit, cã 2(n + 1) nguyªn tư oxi chøc -COOH Sè chøc rỵu 5n – 2(n+1) = n = CTPT cña X : C2H3OH(COOH)2 - CTCT cña X : HOOC-CH(OH)-CH2-COOH; HOOC-CH(CH2-OH)-COOH; HOOC-C(OH)(CH3)-COOH - X tách nớc tạo Y, Z đồng phân Y, Z đồng phân hình học CTCT X : HOOC-CH(OH)-CH2-COOH - CTCT cđa Y, Z: b §iĨm 4,0 1,0 1,0 HOOC COOH C H c d HOOC C H C C H H COOH (Z) (Y) - NhiƯt ®é nóng chảy: Cis (Y) < Trans (Z) dạng cis tích lớn, nên khối lợng riêng bé Vì nhiệt độ nóng chảy thấp - Nhiệt độ sôi: Cis (Y) < Trans (Z) dạng cis có liên kết hiđro nội phân tử dạng trans có liên kết hiđro liên phân tử - Tính axit: dạng cis có tính axit lớn dạng trans dạng cis tạo liên kết hiđro hai nhóm COOH nội phân tử làm tăng tính axit, dạng trans tính chất - A, B, C, D chứa chức CHO A, D đồng đẳng l ợng Ag tạo A nhiều D chứng tá A lµ HCHO, D lµ CH3CHO - VËy : A: HCHO; B: HOCH2CHO; C: HOCH2CH2OH; D: CH3CHO; E: C6H12O6; F: C2H5OH - Phản ứng tráng gơng: RCHO + 2AgNO3+3NH3+H2O RCOONH4 + 2Ag+2NH4NO3 HCHO + 4AgNO3+6NH3+2H2O (NH4)2CO3 + 4Ag+4NH4NO3 - Ph¶n øng víi Cu(OH)2 HCHO + 2Cu(OH)2 t HCOOH + Cu2O + 2H2O HOCH2CHO + 2Cu(OH)2 t HOCH2COOH + Cu2O + 2H2O CH2 - O HO - CH2 2HOCH2CH2OH +Cu(OH)2 +2H2O Cu CH2 - OH O - CH2 1,0 1,0 4,0 1,0 1,0 (1) (2) (3) (4) (5) CH3CHO + 2Cu(OH)2 t CH COOH + Cu O + 2H O (6) 2 - C6H12O6 t¹o phøc xanh lam nhiệt độ thờng tơng tự (C) ®un nãng cho kÕt tđa ®á g¹ch gièng (B) - Phơng trình chuyển hoá 2HCHO Ca (OH )2 HO-CH2-CHO HO-CH2-CHO + H2 Ni ,t HOCH2CH2OH t0 HOCH2CH2OH KHSO 4 , khan , CH3CHO + H2O t 6HCHO xt, p , C6H12O6 (glucoz¬) (7) (8) (9) (10) C6H12O6 enzim 2C2H5OH + 2CO2 300 C (11) ,t 2C2H5OH + O2 CuO CH3CHO + H2O 1 1,0 (12) 3,0 Ph¶n øng x¶y ra: Fe + 4HNO3 -> Fe(NO3)3 + NO + 2H2O x mol y mol Các khả xảy : * y= 4x : Phản ứng vừa đủ Trong dung dịch D có ion Fe3+ ion NO3- Ngoài có ion [ Fe(OH)]2+ ,[ Fe(OH)2]+ ,H+ sù thđy ph©n cđa Fe3+ Fe3+ + HOH < -> [ Fe (OH)]2+ + H+ (1) Fe3+ + HOH < -> [ Fe (OH)2]+ 0,5 + 2H+ (2) *xy/4 : HNO3 hÕt , Fe d Do Fe d nên xảy phản ứng: Fe + Fe(NO3)3 -> Fe(NO3)2 0,5 xảy hai khả : Fe d đủ để khử hÕt y mol Fe(NO3)3 Fe + Fe(NO3)3 -> Fe(NO3)2 y/2 y Khi Êy x≥y/4 +y/2 =3y/4 Trong dung dịch D tồn ion Fe2+, NO3- Ngoài có [Fe(OH)]+ ,H+ Fe2+ bị thủy phân Fe2+ + HOH < -> [ Fe (OH)]+ + H+ *Fe d khử đợc môt phần Fe3+ 0,5 Khi y/4