Së GD&§T Hoµ B×nh §Ò thi chän häc sinh giái líp 12 tHPT

Së GD&§T Hoµ B×nh §Ò thi chän häc sinh giái líp 12 tHPT Së GD&§T Hoµ B×nh §Ò thi chän häc sinh giái líp 12 tHPT N¡M HäC 2009 2010 M«n ho¸ häC §Ò chÝnh thøc (Thêi gian lµm bµi 180 phót, kh«ng kÓ thêi g[.]

Sở GD&ĐT Hoà Bình Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 12 tHPT NĂM HọC: 2009-2010 Môn: hoá họC Đề thức (Thời gian làm 180 phút, không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm có 02 trang, 06 câu) Câu I (3,25 điểm) a) Hoàn thành phơng trình phản ứng sau: MnO2 + HCl KhÝ A; FeS + HCl  KhÝ B Na2SO3 + HCl  KhÝ C; NH4HCO3 + NaOH  KhÝ D b) Cho khÝ A t¸c dơng víi khÝ D; cho khÝ B t¸c dơng víi khÝ C; cho khÝ B tác dụng với khí A nớc Viết phơng trình phản ứng xảy Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp Fe Fe2O3 dung dịch HCl (d) đợc dung dịch X Cho dung dịch KMnO4 (d) vào dung dịch X, đợc dung dịch Y, sau tiếp tục cho dung dịch H2SO4 loÃng (d) vào dung dịch Y thấy dung dịch mầu tím Viết phơng trình phản ứng xảy Câu II (4 điểm) Cho cặp oxi hoá khử sau: Fe2+/Fe, Fe3+/Fe2+, Ag+/Ag, Zn2+/ Zn a) HÃy xếp cặp oxi hóa khử theo trật tự dÃy điện hóa b) Xét phản ứng xảy trờng hợp sau: - Cho Fe vào dung dịch AgNO3 - Cho Zn vào dung dịch Fe2(SO4)3 Cho biết tợng viết phơng trình phản ứng xảy cho Ba vào dung dịch: NaCl, (NH4)2SO4, CuSO4 Viết đồng phân hình học Hepta-2,4-đien gọi tên đồng phân Câu III : (2 điểm) Nguyên tố Y có số oxi hoá dơng cao m0, số oxi hoá âm thấp mH chu kỳ với nguyên tố clo Số oxi hoá dơng cao clo n0, thoả mÃn điều kiện n0 = 1,4 m0 Hợp chất Z đợc tạo hai nguyên tố Y clo Y có số oxi hoá cao Xác định công thức phân tử Z, giải thích hình thành liên kết hoá học phân tử Z Cho dung dịch riêng biệt nh·n sau: Na2SO4, AlCl3, FeSO4, NaHSO4, FeCl3 ChØ dïng dung dịch K2S để nhận biết dung dịch lần thử Viết phơng trình hoá học minh họa Câu IV (5,25 điểm) Hai chất A, B có công thức phân tử C 5H12, t¸c dơng víi Cl2 theo tØ lƯ mol 1:1 cã chiếu sáng A tạo dẫn xuất monoclo nhÊt, B t¹o dÉn xuÊt monoclo Viết công thức cấu tạo A, B dẫn xuất clo Một hợp chất A có công thức phân tử C6H6 tác dụng với dung dịch AgNO3 NH3 tạo hợp chất B Khối lợng mol phân tử B lớn A 214 đvc Viết công thức cấu tạo gọi tên A theo danh pháp IUPAC Cho sơ đồ phản ứng sau CH4 A B C D F D CH4 E Mỗi chữ ứng với chất hữu cơ, mũi tên phản ứng, đợc dùng thêm chất vô cơ; xúc tác cần thiết viết phơng trình phản ứng thực sơ đồ 4.Thủy phân hoàn toàn 0,5 mol peptit (A) thu đợc - amino axit lµ: 1,5 mol Glyxin, 0,5 mol Alanin, 0,5 mol Valin Khi thủy phân không hoàn toàn (A), thu đợc amino axit thấy có ®ipeptit: Ala-Gly; Gly- Ala vµ tripeptit Gly-Gly-Val a) H·y viết công thức cấu tạo - amino axit b) HÃy xác định trình tự -amino axit A Câu V (2,5 điểm) Cho hỗn hợp gồm a mol FeS2 b mol Cu2S tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 thu đợc dung dịch A (chỉ chứa muối sunfat) 26,88 lít hỗn hợp khí Y gồm NO2 NO điều kiện tiêu chuẩn ( sản phẩm khử nhất), tỷ khèi cđa Y so víi H lµ 19 Cho dung dịch A tác dụng với Ba(OH)2 d thu đợc kết tủa E Nung E đến khối lợng không đổi thu đợc m gam chất rắn 1.Tính % theo thể tích khí ? 2.Tính giá trị m? Câu VI (3 điểm) Một hợp chất B chứa C, H, O có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản Khi phân tích a gam B thấy tổng khối lợng cacbon hidro 0,46 gam Để đốt cháy hoàn toàn a gam B cần 0,896 lít O2 (đktc) Sản phẩm cháy dẫn qua bình đựng dung dịch NaOH d, thấy khối lợng bình tăng 1,9 gam Tính giá trị a công thức phân tử B Xác định công thức cấu tạo B biết cho a gam B tác dụng với Na đợc khí hidro bay Còn cho a gam B tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH 0,1M số mol NaOH cần dùng số mol H2 bay số mol B đà phản ứng Tính thể tích khí H2 bay (đktc) thể tích dung dịch NaOH đà dùng Cho nguyên tử khối Ag: 108; Fe: 56 ; S: 32 ; Cu: 64 ; Ba: 137; N: 14 ; C: 12 ; H: ; Na: 23; O: 16 HÕt - Híng dÉn chÊm thi häc sinh giỏi Môn : Hóa- lớp 12 THPT- Năm học 2009-2010 C©u I 3,25 ý néi dung a MnO2 + 4HCl  MnCl2 + Cl2 + 2H2O FeS + 2HCl  FeCl2 + H2S Na2SO3 + 2HCl  2NaCl + SO2 + H2O NH4HCO3 + 2NaOH  NH3 + Na2CO3 + 2H2O b 3Cl2 + 2NH3  N2 + 6HCl ( 3Cl2 + 8NH3  N2 + 6NH4Cl) 2H2S + SO2  S + 2H2O H2S + 4Cl2 + 4H2O  H2SO4 + HCl ®iĨm 1® 0,75 Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 Fe2O3 + 6HCl  2FeCl3 + 3H2O ( Kh«ng xÐt p : H + Fe3+  Fe2+ + H+) Dung dÞch X gåm: FeCl2, FeCl3 , HCl(d) Khi cho dung dÞch KMnO4 d vào dung dịch X 5FeCl2 + 3KMnO4 + 24HCl  5FeCl3 + 3KCl + 3MnCl2 +5Cl2 + 12H2O 2KMnO4 +16 HCl  2KCl + 2MnCl2 +5Cl2 + 8H2O Khi hết HCl, dung dịch có màu tím KMnO4 d Dung dÞch Y gåm: FeCl3, KCl, MnCl2 Sau axit hóa màu tím dung dịch biến 10FeCl3+ 6KMnO4+24H2SO45Fe2(SO4)3+3K2SO4+6MnSO4+15Cl2+24H2O 10KCl + 2KMnO4 + H2SO4  6K2SO4 + 2MnSO4 + 5Cl2 + 8H2O 5MnCl2 + 2KMnO4 + H2SO4  K2SO4 + 7MnSO4 + 5Cl2 + 8H2O ( B¶n chÊt : 10Cl- + 16H+ + 2MnO-4  2Mn2+ + 5Cl2 + 8Mn2+) II 4® 0,25 0,5 0,75 a.Sắp xếp cặp oxi hóa khử theo trật tù cđa d·y ®iƯn hãa Zn2+/ Zn, Fe2+/Fe, Fe3+/Fe2+, Ag+/Ag b.áp dụng quy tắc ta có : Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag NÕu d AgNO3 : Fe(NO3)2 + AgNO3  Fe(NO3)3 + Ag - Cho Zn vµo dung dịch Fe2(SO4)3 lần lợt xảy phản ứng ; Zn + Fe2(SO4)3  ZnSO4 + 2FeSO4 Zn + FeSO4 Fe + ZnSO4 0,5 Đầu tiên cho Ba vào dung dịch có phản ứng (1) ®Ịu cã H2 tho¸t Ba + 2H2O  Ba(OH)2 + H2 (1) Dung dÞch NaCl : Ba(OH)2 + NaCl: không phản ứng Dung dịch (NH4)2SO4 thấy có khí mùi khai dung dịch có kết tủa trắng (NH4)2SO4 + Ba(OH)2  BaSO4  + 2NH3  + 2H2O Dung dịch CuSO4 thấy xuất két tủa trắng xanh Ba(OH)2 + CuSO4  BaSO4  + Cu(OH)2 0,5 0,5 0,5 Viết đồng phân hình học 2,4 Heptađien gọi tên H H C C CH3 C C H H CH3 1® H H C C H cis  trans 2,4  Hepta®ien C H5 H C C C C H H CH3 cis  cis 2,4  Hepta®ien H C C CH3 C H5 C H5 trans  cis 2,4  Hepta®ien H H C C H C C H H trans  trans 2,4  Hepta®ien C H5 III 2® * Víi Y : mH + m0 = Clo cã sè oxi ho¸ cao nhÊt n0 = + n0 + 1,4 m0 = > m0 = mH = Y ë nhãm VA, cïng chu kú víi clo => Y lµ P * Z : Vì Y có số oxi hoá cao lµ +5 => clo cã sè oxi lµ -1 => Z : PCl5 Cấu hình e P* : 1s2 2s2 2p6 3s1 3p3 3d1 CÊu h×nh e cđa Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 3d0 Nguyªn tư P* có e độc thân ghép đôi với e độc thân nguyên tử Cl tạo liên kết cộng hoá trị : Cl Cl Cl P 0,5 0,5 Cl Cl Khi cho dung dÞch K2S lần lợt vào mẫu thử dung dịch thì: - Mẫu thử tợng chứa dung dịch Na2SO4 - Mẫu thử xuất kết tủa trắng keo có tợng sủi bọt khí chứa AlCl3 2AlCl3 + K2S + 3H2O  6KCl + 2Al(OH)3 + 3H2S - MÉu thư cã hiƯn tỵng sđi bät khÝ chøa dung dÞch NaHSO4 NaHSO4 + K2S  2K2SO4 + H2S - MÉu thư xt hiƯn kÕt tđa ®en chøa FeCl2: K2S + FeCl2  FeS + 2NaCl - Mẫu thử xuất kết tủa đen vàng cã chøa FeCl3 2FeCl3 + 3K2S  6KCl + S + 2FeS H3C C CH3 dÉn xuÊt CH3 C«ng thøc cÊu t¹o cđa B: H3C CH 0,25 0,25 0,25 0,5 Công thức cấu tạo A: CH3 IV 5,25đ 0,25 CH2 CH3 CH3 H3C C CH2Cl CH3 dÉn xuÊt H3C CH3 CH CH2 CH2Cl 0,5 CH3 H3C H3C CH CH CH3 Cl CCl CH2 CH3 CH3 CH3 ClH2C CH CH2 CH3 CH3 Hiđrocacbon phản ứng với dung dịch AgNO3 NH3 phải ankin có nối ba dầu mạch Khi thay nguyên tử H nguyên tử Ag khối lợng mol phân tử tăng : 108-1=107 đvc Số nguyên tử Ag phân tử B : M B  M A 214  2 107 107 A cã nối ba đầu mạch HC C-CH2-CH2-C CH + 2AgNO3 +2NH3  AgC C-CH2-CH2-C CAg + 2NH4NO3 VËy CTCT cña A : HC C-CH2-CH2-C CH Hecxa-1,5-điin Và HC C-CH-C CH 3-Metylpentra-1,4®iin CH3 0,5 0,5 A: C2H2 D: CH3COOH B: CH3CHO E: (CH3COO)2 Ba C: C2H5OH E: CH3COONa Ph¶n øng: c 2CH4  1500 C2H2 + 3H2   2 ,800 c C2H2 + H2O  Hg   CH3CHO CH3CHO + H2  Ni ,t   C2H5OH t0 C2H5OH + O2  mengiam CH3COOH + H2O   , CH3COOH + NaOH    CH3COONa + H2O ,t 2CH3CHO + O2  xt  2CH3COOH 2CH3COOH + Ba(OH)2    ( CH3COO)2Ba + 2H2O ( CH3COO)2Ba + Na2CO3    BaCO3 + 2CH3COONa ,t CH3COONa + NaOH  CaO CH4 + Na2CO3   2,25 0,5 Tõ tû lÖ sè mol peptit X thủ ph©n : + mol peptit X thu đợc : - mol Glyxin : H2N-CH2-COOH - mol alanin : CH3  CH  COOH  NH2 - mol Vlain : CH3  CH  CH  COOH  CH3 NH2 + Tõ tû lƯ sè mol cđa c¸c amino axit  A penta peptit 0,5 +Thủy phân không hoàn toàn A, thu đợc amino axit thu đợc peptit: Ala-Gly; Gly- Ala tripeptit Gly-Gly-Val, chứng tỏ liên kết Ala-Val Sắp xếp phân mảnh : Gly-Ala Ala-Gly Gly-Gly-Val Lợc bỏ cấu tử trùng lặp ta đợc trật tự cấu tạo pentapeptit A là: Gly-Ala-Gly-Gly-Ala VI 2,5đ nkhí =1,2 mol; M = 19.2=38 lËp hÖ tÝnh sè mol tõng khÝ : nNO2=0,6 (mol); nNO=0,6 (mol) Quá trình oxi hoá: Quá tr×nh khư: FeS2  Fe3+ + S+6 + 15e N+5 + 1e  N+4 (NO2) a a 2a 15a (mol) 0,6 0,6 (mol) Cu2S  2Cu2+ + S+6 + 10 e N+5 + 3e  N+2 (NO) b 2b b 10b (mol) 1,8 0,6 ne nhêng = 15a + 10b ne nhËn = 0,6 + 1,8=2,4 (mol) ¸p dơng định luật bảo toàn eletron ta có phơng trình: 15a+ 10b = 2,4 (I) Theo thu đợc muối sunfat, ta có sơ đồ FeS2 Fe2(SO4)3 Fe3+ + 2SO42 áp dung định luật bảo toàn a a/2 a 2a điện tích ta có phơng tr×nh: Cu2S  2CuSO4  2Cu2+ + SO42 3a + 2b.2 = 2(2a +b) b 2b 2b (II)  a- 2b = 15a  10b 2, KÕt hỵp (I) vµ (II) ta cã hƯ :   a 2b Giải hệ đợc a= 0,12 ; b= 0,06 Cho dung dịch A tác dung với Ba(OH)2 d : Ba2+ + SO42-  BaSO4 0,3 0,3 (mol) 1® 0,5 0,5 Fe3+ + 3OH-  Fe(OH)3 0,12 0,12 (mol) Cu2+ + 2OH-  Cu(OH)2 0,06 0,06 (mol) t Nung kÕt tña : 2Fe(OH)3   Fe2O3 + 3H2O 0,12 0,06 t Cu(OH)2   CuO + H2O 0,12 0,12 Vậy khối lợn chất rắn thu đợc lµ : mran= mBaSO4 + mFe3O3 + mCuO = 0,3 233 +0,06.160 + 80.0,12 = 89,1 (gam) C«ng thøc tỉng qu¸t B: CxHyOz : b mol y z y CxHyOz + (x + + )O2  xCO2 + H2O 2 y z by b (x + + )b xb 2 Suy ra: 12bx + by = 0,46 0,896 y z b(x + + ) = = 0,04 22,4 by 44bx + 18 = 1,9 => bx = 0,035 by = 0,04 bz = 0,01 bx : by : bz = 0,035 : 0,04 : 0,01 x: y : z =7:8:2 B có công thức tổng quát: C7H8O2 => Công thức phân tö: C7H8O2 0,035 b= = 0,005 VËy a = (12x + y + 16z)b = 0,62 (g) V× B tác dụng với NaOH nên B phenol axit - NÕu lµ axÝt, B chØ cã thĨ lµ axit đơn chức Khi số mol NaOH cần dùng để trung hòa B gấp đôi số mol H2 cho B cộng Na => Loại - Nếu B diphenol số mol NaOH cần dùng để trung hòa B gấp đôi số mol B đà dùng => Loại - Mặt khác B cộng Na mol H2 bay số mol B đà dùng, chứng tỏ B phải cã nhãm – OH, => B võa lµ phenol vừa rợu VH2 = 22,4.0,005=0,112lít VddNaOH=0,005/0,01=0,5 lít Chu ý : Học sinh làm phơng án khác, nhng cho ®iÓm tèi ®a) 0,5 0,75 0,75 0,75 0,75 ... 56 ; S: 32 ; Cu: 64 ; Ba: 137; N: 14 ; C: 12 ; H: ; Na: 23; O: 16 HÕt - Híng dÉn chÊm thi häc sinh giái M«n : Hãa- lớp 12 THPT- Năm học 2009-2010 Câu I 3,25 ý néi... : 2Fe(OH)3   Fe2O3 + 3H2O 0 ,12 0,06 t Cu(OH)2   CuO + H2O 0 ,12 0 ,12 VËy khèi lợn chất rắn thu đợc : mran= mBaSO4 + mFe3O3 + mCuO = 0,3 233 +0,06.160 + 80.0 ,12 = 89,1 (gam) Công thức tổng...   a  2b 0 Gi¶i hƯ đợc a= 0 ,12 ; b= 0,06 Cho dung dịch A t¸c dung víi Ba(OH)2 d : Ba2+ + SO42-  BaSO4 0,3 0,3 (mol) 1® 0,5 0,5 Fe3+ + 3OH-  Fe(OH)3 0 ,12 0 ,12 (mol) Cu2+ + 2OH-  Cu(OH)2