SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG TRỊ ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi có 2 trang) KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HÓA LỚP 12 THPT Khóa ngày 02 tháng 10 năm 2019 Môn thi HÓA HỌC Thời gian làm bài 180 phút, không kể thờ.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG TRỊ (Đề thi có trang) KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HĨA LỚP 12 THPT Khóa ngày 02 tháng 10 năm 2019 Mơn thi: HĨA HỌC Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề Câu (4,0 điểm) Nêu tượng viết phương trình phản ứng xảy với trường hợp sau: a) Cho dung dịch H2SO4 đặc vào saccarozơ sau đun nhẹ b) Cho dung dịch FeCl2 vào dung dịch AgNO3 dư c) Cho đạm Ure vào dung dịch nước vôi d) Cho từ từ dung dịch H2SO4 đến dư vào dung dịch NaAlO2 Cho hỗn hợp rắn gồm FeS 2, NaCl, NaBr NaI phản ứng với dung dịch axit H2SO4 đặc, nóng, thu hỗn hợp khí Viết phương trình phản ứng xảy Cho m gam Na vào 300 ml dung dịch hỗn hợp A gồm HCl 1M AlCl 0,5M Viết phương trình phản ứng tính giá trị m để kết thúc phản ứng thu 0,1 mol kết tủa Hịa tan hồn tồn Al V ml dung dịch H2SO4 1M HCl 1M, thu dung dịch Y chứa Al2(SO4)3, AlCl3 H2SO4 dư Cho từ từ đến dư dung dịch Ba(OH)2 vào Y, thấy khối lượng kết tủa tạo thành phụ thuộc vào số mol Ba(OH)2 theo đồ thị hình bên Dựa vào đồ thị, viết phản ứng ứng xảy ứng với đoạn tìm giá trị y Câu (4,0 điểm) Ở trạng thái bản, ngun tử ngun tố R có cấu hình electron lớp ngồi 4s Viết cấu hình electron, xác định vị trí bảng tuần hồn tính số electron độc thân nguyên tử nguyên tố R trạng thái Viết phương trình phản ứng dạng ion thu gọn cho thí nghiệm sau: a) Hòa tan FeSx dung dịch HNO3 đặc, dư đun nóng b) Cho dung dịch K2S dư vào dung dịch Fe2(SO4)3 c) Cho dung dịch NH4HSO4 vào dung dịch Ba(HSO3)2 d) Cho a mol kim loại Ba vào dung dịch chứa a mol NH4HCO3 Cho hỗn hợp gồm a mol Mg b mol Cu tác dụng với 200 ml dung dịch hỗn hợp AgNO 0,3M Cu(NO3)2 0,25 M Sau phản ứng hoàn toàn thu dung dịch A chất rắn B Cho A tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 3,6 gam hỗn hợp gồm oxit Hịa tan hồn tồn B H 2SO4 đặc, nóng 0,09 mol khí SO Tính giá trị a b Hịa tan hồn tồn 27,04 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Al2O3 Mg(NO3)2 vào dung dịch chứa hai chất tan NaNO3 1,08 mol H2SO4 (loãng) Sau kết thúc phản ứng, thu dung dịch Y chứa muối 0,28 mol hỗn hợp Z gồm N 2O, H2 Tỷ khối Z so với H2 10 Dung dịch Y tác dụng tối đa với dung dịch chứa 2,28 mol NaOH, thu 27,84 gam kết tủa Tính phần trăm khối lượng nhơm kim loại có X Câu (4,0 điểm) Nêu tượng xảy viết phương trình phản ứng cho: a) Dung dịch Na2CO3 vào dung dịch FeCl3 b) Dịng khí H2S qua dung dịch FeCl3 c) Dung dịch KI vào dung dịch FeCl3, phản ứng xong cho thêm vài giọt hồ tinh bột d) Từ từ dung dịch NaHSO4 vào dung dịch Na2CO3 theo tỉ lệ số mol 1:1 đun nóng Sắp xếp dung dịch: H2SO4, HCl, NaOH, Na2CO3 Na2SO4 có nồng độ 0,1M theo chiều tăng pH dung dịch giải thích số liệu cụ thể thứ tự xếp Hịa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Fe kim loại M (hóa trị n khơng đởi) dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư, thu dung dịch A khí SO2 (sản phẩm khử nhất) Hấp thụ hết lượng Trang 1/2 SO2 dung dịch chứa 0,1 mol NaOH (dư), thu dung dịch chứa 5,725 gam chất tan Thêm vào m gam X lượng kim loại M gấp đơi lượng kim loại M có X, thu hỗn hợp Y Cho Y tan hết dung dịch HCl dư, thu 0,0775 mol H Thêm vào m gam X lượng Fe lượng Fe có X, thu hỗn hợp Z Cho Z tác dụng với dung dịch H 2SO4 loãng, dư, thu dung dịch B chứa 5,605 gam muối Viết phương trình phản ứng xác định M Hịa tan hồn tồn 6,84 gam hỗn hợp E gồm Mg kim loại M có hóa trị khơng đởi cần lượng dung dịch HNO3 lỗng, vừa đủ, thu 0,896 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm N N2O có tỉ khối so với H2 16 dung dịch F Chia F thành phần Đem cô cạn phần 1, thu 25,28 gam muối khan Phần cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu 4,35 gam kết tủa Viết phương trình phản ứng xác định kim loại M Câu (4,0 điểm) Xác định chất A1, A2, A3, A4, A5, A6 hiđrocacbon khác viết phương trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau đây: Các chất hữu A, B, C, D có cơng thức phân tử C 4H6O4 phản ứng với dung dịch NaOH theo tỷ lệ mol 1:2 Trong đó: A, B tạo muối, rượu; C, D tạo muối, rượu nước Biết đốt cháy muối A, C tạo sản phẩm cháy khơng có nước Xác định A, B, C, D viết phương trình phản ứng với dung dịch NaOH Đốt cháy 26,7 gam chất hữu F khơng khí vừa đủ, sản phẩm cháy cho qua bình đựng H2SO4 đặc, dư bình đựng nước vôi dư Kết thúc phản ứng, khối lượng bình tăng thêm 18,9 gam, bình xuất 90 gam kết tủa, khí khỏi bình tích 104,16 lít (đktc) Cho khơng khí có 20% thể tích O2 80% thể tích N2, F có cơng thức phân tử trùng với công thức đơn giản Xác định công thức phân tử F Cho X Y hai axit cacboxylic đơn chức, mạch hở (có nối đôi C=C); Z ancol no, mạch hở; T este ba chức tạo X, Y Z Chia 40,38 gam hỗn hợp E gồm X, Y, Z, T thành phần Đốt cháy hoàn toàn phần 1, thu 0,5 mol CO 0,53 mol H2O Phần cho tác dụng với dung dịch brom dư, thấy có 0,05 mol Br phản ứng Phần cho tác dụng với lượng vừa đủ dung dịch hỗn hợp gồm KOH 1M NaOH 3M, cô cạn, thu m gam muối khan Tìm giá trị m Câu (4,0 điểm) Viết phương trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau: Biết a mol C7H8O2 tác dụng vừa đủ với 2a mol Na, cịn tác dụng với dung dịch NaOH cần a mol NaOH nhóm vị trí liền kề Cơng thức đơn giản chất M C 3H4O3 chất N C2H3O3 Biết M axit no đa chức, N axit no chứa đồng thời nhóm chức –OH; M N mạch hở Viết công thức cấu tạo có M N Hỗn hợp P gồm hai anđehit đơn chức đồng đẳng Đem 10,4 gam P tác dụng hoàn tồn với dung dịch AgNO3 NH3 đun nóng, thu mol Ag Nếu đem 10,4 gam P tác dụng hoàn toàn với H2 (xúc tác Ni, t0), thu hỗn hợp X gồm hai ancol Y Z (MY < MZ) Đun nóng X với H2SO4 đặc 1400C, thu 4,52 gam hỗn hợp ba ete Biết hiệu suất phản ứng tạo ete Y 50% Viết phương trình phản ứng tính hiệu suất phản ứng tạo ete Z Hỗn hợp X1 gồm este mạch hở, có este đơn chức ba este hai chức đồng phân Đốt cháy hết 11,88 gam X1 cần 0,66 mol O2, thu 0,57 mol CO2 Đun nóng 11,88 gam X1 với 310 ml dung dịch NaOH 1M, cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu m gam chất rắn Y phần chứa ancol đơn chức Z1 Cho hết lượng Z1 tác dụng với Na dư khối lượng bình chứa Na tăng 5,85 gam Trộn m gam Y với CaO nung nóng (khơng có mặt oxi), thu 2,016 lít khí (đktc) hiđrocacbon Biết phản ứng xảy hồn tồn Viết phương trình phản ứng công thức cấu tạo este hỗn hợp X1 Cho: H=1; C=12; N=14; O=16; Na=23; Mg=24; Al=27; S=32; Cl=35,5; Ca=40; Fe=56; Cu=64; Ag=108; Ba=137 - HẾT Trang 2/2 Thí sinh dùng bảng tuần hồn tính tan, khơng sử dụng tài liệu khác Trang 3/2 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC MƠN HĨA HỌC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HĨA LỚP 12 THPT Khóa ngày 02 tháng 10 năm 2019 Mơn thi: HĨA HỌC (Hướng dẫn chấm có trang) Câu Câu Ý Nội dung H2SO4 loaõ ng a) C12H22O11 12C + 11H2O → C + 2H2SO4 đặc CO2 + 2SO2 Điểm + 2H2O b) Xuất kết tủa trắng dung dịch chuyển sang màu vàng nâu FeCl2 + 2AgNO3 2AgCl + Fe(NO3)2 Fe(NO3)2 + AgNO3 Fe(NO3)3 + Ag c) Có khí mùi khai xuất kết tủa trắng (NH2)2CO + 2H2O (NH4)2CO3 Ca(OH)2 + (NH4)2CO3 CaCO3 + 2NH3 1,0 + 2H2O d) Xuất kết tủa keo trắng sau kết tủa tan axit dư H2SO4 + H2O + 2NaAlO2 2Al(OH)3 + Na2SO4 3H2SO4 + 2Al(OH)3 Al2(SO4)3 + 6H2O 2FeS2 + 14H2SO4 đặc, nóng → Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O NaCl + H2SO4 đặc, nóng → NaHSO4 + HCl 2NaBr + 2H2SO4 đặc, nóng → Na2SO4 + SO2 + Br2 + 2H2O 8NaI + 5H2SO4 đặc, nóng → 4Na2SO4 + H2S + 4I2 + 4H2O Do có kết tủa nên Na tác dụng với H2O Mặt khác: số mol kết tủa < số mol AlCl3 ⇒ có TH xảy Cho Na vào nước thu dung dịch A Na + HCl → NaCl + 1/2 H2 (1) Na + H2O → NaOH + 1/2H2 (2) 3NaOH + AlCl3 → Al(OH)3 + 3NaCl (3) NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2H2O (4) TH1: AlCl3 dư, khơng có (4) Ta có: nNa = nHCl + 3nAl(OH)3 = 0,6 mol ⇒ m = 0,6.23 = 13,8 gam TH2: Kết tủa bị hòa tan phần, có (4) Ta có: nNa = nHCl + 4nAlCl3 – nAl(OH)3 = 0,3 + 0,15.4 – 0,1 = 0,8 mol ⇒ m = 0,8.23 = 18,4 gam Phản ứng: 2Al + 6HCl→ 2AlCl3 + 3H2 x → x/3 2Al + 3H2SO4→ Al2(SO4)3 + 3H2 3a ¬ a H2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4↓+ 2H2O x-3a → x-3a → x-3a 1,0 1,0 1,0 (đoạn 1) Al2(SO4)3 + 3Ba(OH)2 → 3BaSO4 + 2Al(OH)3 (đoạn 2) a → 3a → 3a → 2a 2AlCl3 + 3Ba(OH)2 → 3BaCl2 + 2Al(OH)3 (đoạn 3) x/3 → 0,5x → x/3 2Al(OH)3 + Ba(OH)2 → Ba(AlO2)2 + 4H2O (đoạn 4) Tổng số mol Ba(OH)2 thời điểm khối lượng kết tủa cực đại là: x -3a+3a+0,5x =1,5x =0,75 => x =0,5 mol Trang 4/5 m↓(max)=233(x-3a+3a)+ 78(2a+x/3)=139,9 ⇒ Câu 2 a= 15 ⇒ y = 233(x-3a)=233(0,5 -0,2)= 69,9 gam Trường hợp 1: Cấu hình electron X [Ar] 4s1 ⇒ X thuộc thứ 19, chu kì 4, nhóm IA Ở trạng thái bản, X có electron độc thân Trường hợp 2: Cấu hình electron X [Ar] 3d5 4s1 ⇒ X thuộc thứ 24, chu kì 4, nhóm VIB Ở trạng thái bản, X có electron độc thân Trường hợp 3: Cấu hình electron X [Ar] 3d10 4s1 ⇒ X thuộc ô thứ 29, chu kì 4, nhóm IB Ở trạng thái bản, X có electron độc thân a) FeSx+(4x+6) H+ +(6x+3)NO3- → Fe3++xSO42- +( 6x+3) NO2+(2x+3) H2O b) 3S2- + 2Fe3+ → 2FeS + S c) H+ + SO42- + HSO3- + Ba2+ → BaSO4 + SO2 +H2O d) Ba + H2O → Ba2+ + 2OH- + H2 Ba2+ + 2OH- + NH4+ + HCO3- → BaCO3 + NH3 + 2H2O Do tính oxi hóa Ag+ > Cu2+ tạo hỗn hợp oxit ⇒AgNO3 hết, Mg hết Ban đầu, đặt a, b số mol Mg Cu nAg+ = 0,06 , nCu2+ = 0,05 , nSO2 = 0,09 Dung dịch A chứa Mg2+ (a mol), NO3- (0,16 mol) Cu2+: (0,08 – a) mol Bảo toàn điện tích: nCu2+ = 0,08 – a mol 1,0 1,0 1,0 BT e: 2a + 2b = 0,09.2 a = 0,07 Ta cóhệ : ⇒ mX = 40a + 80( 0,08 – a) = 3,6 b =0,02 Quy đổi X thành Mg, Al ( a mol), N (b mol), O (c mol) đặt số mol NaNO3 d mol Ta có: 27,84 gam kết tủa Mg(OH)2 ⇒ nMg = 0,48 mol 1,0 Mg 2+ (0,48) Na + (2, 28 + d) 3+ Mg (0,48) Al (a) N O (0,12) − Al (a) NaNO3 (d) T AlO (a) 2,28 mol NaOH X + → H (0,16) + Y Na + (d) → 22− H 2SO (1,08) N(b) H O NH + SO (1,08) O (c) Mg(OH) (0,48) SO4 2− (1,08) Bảo toàn N: n NH + = b + d − 0, 24 mol 1, 08.2 − 0,16.2 − 4(b + d − 0, 24) Bảo toàn H: n = = 1, − 2b − 2d H O 2 BT O: c + 3d = 0,12+ 1,4– 2b– 2d 5d + 2b + c = 1,52 a = BT ÑT T : 2,28 + d = 1,08.2 + a a− d = 0,12 b = ⇒ ⇒ BT ÑT Y : 3a+ d + b + d − 0,24 = 1,08.2 − 0,48.2 3a + b + 2d = 1,44 c = BT KL X :27a+ 14b + 16c = 27,04– 0,48.24 = 15,52 27a + 16b + 16c = 15,52 d = 0,32 0,08 0,36 0,2 Trang 5/5 Ta có : n ⇒ %m Câu Al O Al(X) = = c 0,36 − 0, 08.3 = = 0, 04 ⇒ n = 0, 32 − 2.0, 04 = 0, 24 mol Al 3 0, 24.27 100% = 23, 96% 27, 04 a) Màu vàng dd FeCl3 nhạt dần tạo kết tủa đỏ nâu có khí bay lên 3Na2CO3 + 2FeCl3 +3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 3CO2 + 6NaCl b) Màu vàng dung dịch FeCl3 nhạt dần xuất kết tủa trắng đục (vàng) S H2S + 2FeCl3 → 2FeCl2 + S↓ + 2HCl c) Màu vàng dung dịch FeCl3 nhạt dần, dung dịch chuyển thành màu xanh 2KI + 2FeCl3 → 2FeCl2 + I2 + 2KCl 1:1 d) NaHSO4 + Na2CO3 ắắ đ Na2SO4 + NaHCO3 t0 Khi un nóng có khí bay lên: 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2↑ + H2O Chiều pH tăng dần: H2SO4, HCl, Na2SO4, Na2CO3, NaOH Giải thích: + H2SO4 → 2H+ + SO42- , [H+] = 2.0,1 = 0,2M ⇒ pH = 1-lg2 = 0,7 + HCl → H+ + Cl- , [H+] = 0,1 M => pH = + Na2SO4 → 2Na+ + SO42- ⇒ pH = + Na2CO3 → 2Na+ + CO32CO32- + H2O ¬ → HCO3- + OH- có [OH-] < 0,1 nên nCH2 ⇒ ghép CH2 vào axit Phản ứng vừa đủ ⇒ nOH- = nCH2=CH-COOH = 0,05 mol ⇒ nKOH = 0,0125 mol; nNaOH = 0,0375 mol Vậy: m = 0,05 ×71 + 0,02 ×14 + 0,0125×39 + 0,0375×23 = 5,18 gam Theo ra: C7H8O2 có 2H linh động phản ứng với Na 1H linh động phản ứng với NaOH ⇒ 1-OH ancol 1-OH phenol ⇒ Câu to HO-Ar-CH=O + CuO + H2O HO-Ar-CH2-OH + CuO → to HOC6H10CH2OH HO-Ar-CH=O + 4H2 → 1,0 H2SO4 đặ c,to HOC6H10CH2OH + 2CH3COOH → (CH3COO)2(C6H10CH2)+2H2O ¬ H2SO4 đặ c,to HO-Ar-CH2-OH + CH3COOH → CH3COO-CH2-ArOH+H2O ¬ Chất M: (C3H4O3)n ⇒ C3n/2H5n/2(COOH)3n/2 ⇒ 5n/2+3n/2=2.3n/2+2 ⇒ n=2 ⇒ M C6H8O6 hay C3H5(COOH)3 ⇒ Công thức cấu tạo: HOOCCH2CH2CH(COOH)2, HOOCCH(CH3)CH(COOH)2, HOOCCH2CH(COOH)CH2COOH, (HOOC)3CCH2CH3 (HOOC)2C(CH3)CH2COOH Chất N: (C2H3O3)m ⇒ C2m-yH3m - (x+y)(OH)x(COOH)y 3m = 2(2m− y) + m = 2y − Khi y=1 ⇒ m=0 (loaïi) ⇒ 3m = x + 2y ⇒ 3m = x + 2y Khi y=2 ⇒ m=2,x=2 (choïn) x ≤ 2m− y y ≤ 1,0 ⇒ N là: C4H6O6 hay C2H2(OH)2(COOH)2 ⇒ Công thức cấu tạo: HOOCCH(OH)-CH(OH)COOH (HOOC)2C(OH)CH2OH to → RCOONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O (1) RCHO + 2[Ag(NH3)2]OH to (NH4)2CO3 + 4Ag + 6NH3 + 2H2O (2) HCHO + 4[Ag(NH3)2]OH → to → R-CH2OH (3) R-CHO + H2 H2SO4 đặ c, 140oC + H2O (4) ROH → RO R Nếu P không chứa HCHO ⇒ nP = 0,5 mol M = 10,4/0,5 = 20,8 ⇒ loại 1,0 Vậy P gồm HCHO (x mol) CH3CHO (y mol) 4x + 2y = x = 0,2 mol Y : CH3OH : 0,2 mol ⇒ ⇒ X : Z : C2H5OH : 0,1 mol 30x + 44y = 10,4 y = 0,1 mol Đặt HS Z:H% ⇒ h=H/100, (pư)=0,1hmol Theo (4) : nH2O =1/2n ROH nCH3OH(pư)=0,1mol, nC2H5OH BTKL: 32.0,1 + 46.0,1h = 4,52 + 18.(0,05 + 0,05h) ⇒ h = 0,6 ⇒ H% = 60% Pư: CxHyOz + (x +y/4 – z/2)O2 → xCO2 + y/2H2O (1) Do: X1 + NaOH → ancol ⇒ ACOOB (x mol), BOOC-R-COOB (y mol) 1,0 Trang 8/5 to ACOONa + BOH (2) ACOOB + NaOH → to R(COONa)2 + BOH (3) BOOC-R-COOB + 2NaOH → CaO, t0 ACOONa + NaOH → AH + Na2CO3 (4) CaO, t0 R(COONa)2 + 2NaOH → RH2 + 2Na2CO3 (5) BOH + Na → BONa + 1/2H2 (6) Theo (1) : nH2O = 0,44 mol ⇒ nO(X1)=0,57.2 + 0,44-0,66.2 = 0,26 mol Theo (2,3): 2x+4y=0,26 ⇒ nNaOH (pư)=x +2y=0,13 ⇒ nNaOH dư=0,18mol Do: nNaOH(2,3)=nNaOH(4,5)=0,13 mol ⇒ nAH + nRH2 = x + y = 0,09 ⇒ x = 0,05 y = 0,04 Ta có: 0,13(B + 17) – 0,13.2/2 = 5,85 ⇒ B = 29 ⇒ BOH C2H5OH Ta có: 0,05(A + 73) + 0,04(R + 146) = 11,88, R=A–1 ⇒ A=27 CH2=CHCác este: CH2=CH-COOC2H5, C2H5OOC-CH=CH-COO-C2H5 (Cis -Trans) C2H5-OOC-C(=CH2)-COO-C2H5 Ghi chú: Thí sinh làm cách khác, đạt điểm tối đa câu Nếu thiếu điều kiện thiếu cân thiếu hai trừ nửa số điểm PTHH Làm trịn đến 0,25 điểm - HẾT - Trang 9/5 ... ĐỀ THI CHÍNH THỨC MƠN HĨA HỌC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HÓA LỚP 12 THPT Khóa ngày 02 tháng 10 năm 2019 Mơn thi: HĨA HỌC (Hướng dẫn chấm có trang) Câu Câu Ý Nội dung H2SO4 loaõ ng a) C12H22O11... C =12; N=14; O=16; Na=23; Mg=24; Al=27; S=32; Cl=35,5; Ca=40; Fe=56; Cu=64; Ag=108; Ba=137 - HẾT Trang 2/2 Thí sinh dùng bảng tuần hồn tính tan, khơng sử dụng tài liệu khác Trang... – 26,7 = 162 gam n O2 KK = 162 (do F)=4,65 - 1 ,125 .4=0,15 mol = 1 ,125 mol n ⇒ N2 32 + 4.28 n O( F) = 26, − (0,9 .12 + 2,1 + 0,3.14) = 0, mol 16 Trang 7/5 Tỉ số: nC:nH:nO:nN = 0,9:2,1:0,6:0,3 =