SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 NĂM HỌC 2011 2012 ĐỀ THI MÔN HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên) (Thời gian làm bài 180 phút, không kể thời gian giao đề) Câu 1[.]
SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 NĂM HỌC 2011-2012 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên) (Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề) ĐỀ CHÍNH THỨC - Câu ( 1,5 điểm) Cho 14,4 gam hỗn hợp Fe, Mg, Cu (số mol kim loại nhau) tác dụng hết với dung dịch HNO3 thu dung dịch X 2,688 lít (đktc) hỗn hợp gồm khí N 2, NO, N2O, NO2 khí N2 NO2 có số mol Cô cạn cẩn thận dung dịch X thu 58,8 gam muối khan Tìm số mol HNO3 phản ứng Câu (2 điểm ) Cho 0,01 mol NH3; 0,1 mol CH3NH2 0,11 mol HCl vào H2O lít dung dịch Tính pH = 10,6 , pK H O = 14 + dung dịch thu ? Cho pK NH + = 9,24 , pK CH3NH3 2 Xác định độ tan AgSCN dung dịch NH 0,003M Biết: TAgSCN = 1,1.10-12 số phân li phức [Ag(NH3)2]+ 6.10-8 Câu (1,5 điểm) Khi phân tích nguyên tố tinh thể ngậm nước muối tan A kim loại X, người ta thu số liệu sau: Nguyên tố cacbon oxi lưu huỳnh nitơ hiđro % khối lượng muối 0,00 57,38 14,38 0,00 3,62 Theo dõi thay đổi khối lượng A nung nóng dần lên nhiệt độ cao, người ta thấy rằng, trước bị phân hủy hoàn toàn, A 32% khối lượng Trong dung dịch nước, A phản ứng với hỗn hợp gồm PbO2 HNO3 (nóng), với dung dịch BaCl2 tạo thành kết tủa trắng không tan HCl Hãy xác định kim loại X, muối A viết phương trình phản ứng xảy Biết X khơng thuộc họ Lantan khơng phóng xạ Câu (1,0 điểm) Đốt cháy 0,3 mol Mg bình chứa 0,1 mol khơng khí (gồm 20% ơxi 80% nitơ) thu hỗn hợp rắn A Cho A vào dung dịch H3PO4 0,33M Tính thể tích tối thiểu dung dịch H3PO4 0,33M cần để hịa tan hồn tồn hỗn hợp A Biết phản ứng xảy hoàn toàn Câu (2,0 điểm) Nêu phương pháp hóa học nhận biết hợp chất hữu sau, bình riêng biệt: Cl CH =O OH ; ; CH2Cl ; CH(OH)CH3 COCH3 ; ; Có ba hợp chất: A, B C HO C CH3 O A HO C C CH3 O B CH3 OH O C a Hãy so sánh tính axit A B b Hãy so sánh nhiệt độ sôi độ tan dung môi không phân cực B C Câu ( 1,0 điểm) Khi tiến hành thí nghiệm: Phản ứng nhôm với dung dịch CuSO 4, hai học sinh tiến hành sau: Học sinh 1: Đánh nhôm giấy ráp nhúng vào dung dịch CuSO4 bão hịa Học sinh 2: Nhúng nhơm chưa đánh giấy ráp vào dung dịch CuSO4 bão hòa Theo em hai học sinh quan sát tượng nào, sao? Câu ( 1,0 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 3,24 (gam) hỗn hợp (X) gồm hai chất hữu (A) (B), khác dãy đồng đẳng, (A) (B) nguyên tử cacbon, người ta thu H2O 9,24 (gam) CO2 Biết d(X) / H2 = 13,5 Tìm cơng thức phân tử (A) (B) ……….Hết……… Họ tên thí sinh SBD phịng thi Cán coi thi khơng giải thích thêm SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC Câu Câu1 1,5đ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 NĂM HỌC 2011-2012 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN: HỐ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên ) NỘI DUNG Điểm Gọi x số mol kim loại ta có: 56x + 24x + 64x =14,4 x = 0,1 Khối lượng muối nitrat kim loại là: 242.0,1 + 148.0,1 + 188.0,1 = 57,8 gam < 58,8 gam (theo ra) Trong muối rắn thu có NH4NO3 có khối lượng là: 58,8 – 57,8 = (gam) Số mol NH4NO3 = 1/80 = 0,0125 (mol) Vì hỗn hợp khí NO 2, NO, N2O, N2 số mol N2 số mol NO2 ta coi 0,5đ khí khí N3O2 NO.N2O hỗn hợp bốn khí coi hỗn hợp khí NO N2O với số mol a b Như vậy, ta có sơ đồ: Fe, Mg, Cu HNO Fe3+, Mg2+, Cu2+, NH4+ + NO, N2O + H2O Ta có trình cho nhận e Fe Fe+3 + 3e (1) ; Mg Mg+2 + 2e (2) ; Cu Cu+2 + 2e (3) 0,1 0,3 0,1 0,2 0,1 0,2 Tổng số mol e cho: 0,3 + 0,2 + 0,2 = 0,7 (mol) 4H+ + NO3- + 3e NO + 2H2O (4) 0,25đ 4a 3a a + 10H + 2NO3 + 8e N2O + 5H2O (5) 10b 8b b + 10H + NO3 + 8e NH4+ + 3H2O (6) 0,125 0,1 0,0125 Tổng số mol e nhận là: 3a + 8b + 0,1 a b 0,12 a b 0,12 a 0, 072 Vậy ta có hệ phương trình: 3a 8b 0,1 0, 3a 8b 0, b 0, 048 Theo phương trình (4), (5), (6) Tổng số mol HNO3 dùng : 4a + 10b + 0,125 = 0,893 (mol) Câu2 2,0 đ 0,75đ CH3NH2 + HCl CH3NH3Cl 0,1 0,1 0,1 (mol) NH3 + HCl NH4Cl 0,01 0,01 0,01 (mol) Do V= (l) nên CM số mol Dung dịch chứa CH3NH3Cl 0,1M NH4Cl 0,01M CH3NH3Cl CH3NH3+ + Cl NH4+ NH4Cl + Cl+ CH3NH3+ K1 = 10-10,6 (1) CH3NH2 + H NH4+ NH3 + H+ K2 = 10-9,24 (2) Bằng phép tính gần (1) (2) điện li axít yếu nên ta có H C1.K1 C2 K 0,1.10 10,6 0, 01.10 9,24 2,875.10 pH lg H 5,54 Gọi s độ tan AgSCN dung dịch NH3 0,003M Ag+ + SCNAgSCN TAgSCN = 1,1.10-12 [Ag(NH3)2]+ Ag+ + 2NH3 K’ = (6.10-8)-1 Tổ hợp (1) (2) ta có [Ag(NH3)2]+ + SCNAgSCN + 2NH3 0,5đ 0,5đ (1) (2) K=TAgSCN.K’=1,83.10-5 [] 0,003 -2s s Theo định luật tác dụng khối lượng ta có: s2 K = 1,83.10-5 = (0,003 2s)2 s (M) s 1,27.10 (mol / l) Câu 1,5đ 3,62 57,38 14,38 n H : n O : nS = : : = 3,59 : 3,59 : 0,448 n H : n O : nS = : : 1,008 16 32,06 Vậy công thức đơn giản cho biết tương quan số nguyên tử nguyên tố H, O, S A (H8O8S)n % khối lượng X A 100% - (3,62 + 57,38 + 14,38)% = 24,62% 24, 62 Với n = MX = = 54,95 (g/mol) X mangan (Mn) 0, 448 Với n = MX = 109,9 (g/mol) Khơng có kim loại có ngun tử khối Với n MX 164,9 (g/mol) X thuộc họ Lantan phóng xạ (loại) Vậy công thức A MnH8O8S Mặt khác, X phản ứng với BaCl2 tạo thành kết tủa không tan HCl, mà A có nguyên tử S, A muối sunfat muối hiđrosunfat: MnH8O4SO4 Khi đun nóng (A chưa bị phân hủy), 32% khối lượng A đi, MA = 223,074 (g/mol) → 32%.MA = 32% 223,074 = 71,38 (g) ≈ 72 (g), => Có mol H2O 1, 008.8 100 3, 61% 3, 62% → % H (trong mol H2O) = 223, 074 Vậy A muối mangan(II) sunfat ngậm phân tử nước: MnSO4.4H2O Phương trình phản ứng: 1/ MnSO4 + BaCl2 BaSO4↓ + MnCl2 2/ 2MnSO4 + 5PbO2 + 6HNO3 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4↓ + 2H2O Câu Tính V(H3PO4) 1,0đ Các phản ứng Mg cháy khơng khí: C 2Mg + O2 t 2MgO 0,04 0,02mol 0,04 C 3Mg + N2 t Mg3N2 0,24 0,08mol 0,08 Với nO2 0,1 0, 02mol vaø n N2 0,1 - 0,02 0,08mol Vậy số mol Mg dư = 0,3 – (0,04 + 0,24) = 0,02 mol Sản phẩm A gồm Mg: 0,02 mol; MgO : 0,04 mol; Mg3N2 : 0,08 mol Để hỗn hợp rắn tan hết phải tạo muối H2PO4MgO + 2H3PO4 Mg(H2PO4)2 + H2O 0,04 0,08 Mg + 2H3PO4 Mg(H2PO4)2 + H2 0,02 0,04 Mg3N2 + 8H3PO4 3Mg(H2PO4)2 + 2NH4H2PO4 0,08 0,64 Số mol H3PO4 = 0,08 + 0,04 + 0,64 = 0,76 mol Thể tích dd H3PO4 0,33M tối thiểu cần dùng : V = 0,76/0,33= 2,303 (lít) Câu 1.Lấy lọ làm mẫu thử 2,0đ - Dùng dung dịch nước Brom nhận phenol (có kết tủa trắng) 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5 0,5đ 0,5đ 0,5đ OH OH Br Br + Br2 + 3HBr Br - Dùng 2,4 - đinitrophenyl hiđrazin nhận hai hợp chất cacbonyl metyl phenyl xeton benzanđehit Sau dùng phản ứng idofom để nhận metyl phenyl xeton ( có 0,5đ kết tủa vàng) O2N NH - NH2 +O C R1 R2 R1 O2N NO2 + H2O NH - N = C R2 NO2 C - CH3 + I2 + NaOH C - CI3 + NaI + H2O O O - Cũng dùng phản ứng idofom để nhận C 6H5-CH(OH)-CH3( mơi trường I2/NaOH oxi hóa – CH(OH) – CH3 thành – CO – CH3 - Còn hai hợp chất chứa clo, đun nóng với dung dịch NaOH, gạn lấy lớp nước, axit hố HNO3 nhỏ vào dung dịch AgNO3 Mẫu thử cho kết tủa trắng benzyl clorua, cịn phenyl clorua khơng phản ứng CH2Cl CH2OH 0,5đ + NaOH + NaCl NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3 a.So sánh tính axit: Tính axit đánh giá dễ dàng phân li proton nhóm OH Khả thuận lợi có hiệu ứng kéo electron (-I –C) nằm kề nhóm OH Ở A vừa có hiệu ứng liên hợp (-C) hiệu ứng cảm ứng (-I); B có hiệu ứng (-I) Tính axit (A) > (B) b So sánh điểm sôi độ tan: Liên kết hidro làm tăng điểm sơi Chất C có liên kết hidro nội phân tử, B có liên kết hidro liên phân tử nên nhiệt độ sôi (C) < nhiệt độ sôi (B) (C) có độ tan dung mơi khơng phân cực lớn (B) 0,5đ 0,5đ Câu Thí nghiệm học sinh 1: Nhận thấy có Cu màu đỏ bám vào miếng nhơm có khí 1,0đ từ đầu, dung dịch có màu xanh nhạt dần Do: 2Al + 3Cu2+ 2Al3+ + 3Cu 2Al +6H+ 2Al3+ + 3H2 H+ sinh thủy phân CuSO4 0,5đ Cu 2 H 2O Cu (OH ) H Thí nghiệm học sinh 2: Thời gian đầu chưa có tượng xảy ra, sau quan sát tượng giống thí nghiệm học sinh Do khơng cạo lớp oxit bao phủ bên ngồi miếng nhơm nên nhôm không tham gia phản ứng với môi trường Sau thời gian lớp oxit bị hòa tan H+ CuSO4 thủy phân tác dụng Al2O3 + 6H+ 2Al3++3H2O Khi nhôm oxit tan hết, Al tác dụng với Cu2+ H+ 0,5đ Câu 1,0đ M X = 13,5 = 27 đvC Sản phẩm cháy (X) gồm CO H2O nên thành phần nguyên tố (A) (B) gồm có C, H C, H, O Chỉ có trường hợp xảy ra: Trường hợp 1: MA < 27 < MB MA < 27 A CH4 C2H2 Vì (A) (B) nguyên tử C CH4 loại Trường hợp 2: Vậy (A) C2H2 (B) CHyOz 0,25đ O2 CO2 + H2O y z y CHyOz + O2 CO2 + H2O 2 C2H2 + Gọi a, b số mol C2H2 CHyOz (khối lượng mol phân tử MB) ta có hệ phương trình : 26a + MB.b = 3,24 (1) 9, 24 44 3, 24 0,12 a+b= 27 2a + b = Giải hệ gồm phương trình (1), (2), (3) cho ta MB = 30 đvC a = 0,09 (mol), b = 0,03 (mol) Suy (B) H-CHO C2H2 = 72,2% H - CHO = 27,8% Ghi chú: Thí sinh làm cách khác cho điểm tối đa 0,25 (2) (3) 0,5đ ... & ĐT VĨNH PHÚC Câu Câu1 1,5đ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 NĂM HỌC 2 011- 2012 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN: HỐ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên ) NỘI DUNG Điểm Gọi x số mol kim loại ta có: 56x + 24x... 57,8 = (gam) Số mol NH4NO3 = 1/80 = 0,0125 (mol) Vì hỗn hợp khí NO 2, NO, N2O, N2 số mol N2 số mol NO2 ta coi 0,5đ khí khí N3O2 NO.N2O hỗn hợp bốn khí coi hỗn hợp khí NO N2O với số mol a b Như... CuSO4 0,5đ Cu 2 H 2O Cu (OH ) H Thí nghiệm học sinh 2: Thời gian đầu chưa có tượng xảy ra, sau quan sát tượng giống thí nghiệm học sinh Do không cạo lớp oxit bao phủ bên ngồi miếng nhơm