SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH ĐỀ THI CHÍNH THỨC KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2019-2020 Mơn thi: HĨA HỌC-LỚP 12 Thời gian làm bài: 180 phút (Đề thi có 02 trang, gồm câu) Cho biết Nguyên tử khối: H =1, C =12, N =14, O =16, Na = 23, Mg =24, S =32, K = 39, Ca = 40, Ba= 137; Zn = 65; Mn = 55; Cl =35,5; Al = 27 Câu 1: (3,0 điểm) Cho chất: p-crezol; natri phenolat; etylamoni hidrosunfat; isoamyl axetat; amilozơ; Ala-Gly tác dụng với dung dịch nhiệt độ thích hợp: HCl; NaOH Viết phương trình hóa học phản ứng xảy (nếu có) Tiến hành thí nghiệm theo bước sau: Bước 1: Rót 1,5 ml dung dịch saccarozơ 1% vào ống nghiệm rót tiếp vào 0,5 ml dung dịch H2SO4 Đun nóng dung dịch khoảng phút Để nguội Bước 2: Cho từ từ NaHCO3 (tinh thể) vào ống nghiệm nói khuấy đũa thuỷ tinh kết thúc phản ứng Bước 3: Rót dung dịch thu bước vào ống nghiệm đựng Cu(OH) (có mặt NaOH), đun nóng Nêu tượng xảy bước Cho biết vai trò H 2SO4, NaHCO3 bước 1, viết phương trình hóa học xảy thí nghiệm Câu 2: (3,0 điểm) Hỗn hợp X gồm hai hợp chất hữu C 2H7O3N C3H12O3N2 Cho m gam X tác dụng với dung dịch HCl dư, thu 4,48 lít khí Y (đktc) Mặt khác, cho m gam X tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, thu 6,72 lít (đktc) khí Z dung dịch T Cơ cạn dung dịch T, thu chất rắn gồm hai hợp chất vô Xác định giá trị m Đốt cháy hoàn toàn 3,42 gam hỗn hợp gồm axit acrylic, vinyl axetat axit oleic Hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH) dư, thu 18 gam kết tủa dung dịch X Khối lượng dung dịch X so với khối lượng dung dịch Ca(OH) ban đầu tăng hay giảm gam? Câu 3: (2,0 điểm) Cho 1,792 lít khí O2 tác dụng với hỗn hợp X gồm Na, K Ba, thu hỗn hợp chất rắn Y Cho hết lượng Y vào nước dư, thu dung dịch Z 3,136 lít khí H Cho dung dịch Z tác dụng với lượng dư dung dịch NaHCO 3, thu 39,4 gam kết tủa Mặt khác, hấp thụ hoàn toàn 10,08 lít khí CO vào dung dịch Z, thu m gam kết tủa Xác định giá trị m, biết khí đo đktc, phản ứng xảy hồn tồn Câu 4: (2,0 điểm) Đun nóng hỗn hợp gồm 22,12 gam KMnO4 18,375 gam KClO3 thời gian, thu 37,295 gam hỗn hợp chất rắn X gồm KMnO 4, K2MnO4, MnO2, KClO3, KCl Cho toàn lượng X tác dụng với dung dịch HCl đặc, dư, đun nóng Sau phản ứng hồn tồn cho tồn lượng khí clo thu tác dụng hết với m gam bột Fe nung nóng, thu chất rắn Y Cho toàn lượng Y tác dụng với dung dịch AgNO dư đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu 204,6 gam kết tủa Xác định giá trị m Câu 5: (3,0 điểm) Hòa tan hết 4,88 gam hỗn hợp X gồm Mg, MgCO 3, ZnCO3 dung dịch chứa 0,215 mol NaHSO4 0,025 mol HNO3 Sau kết thúc phản ứng, thu 1,68 lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm CO2, NO 0,025 mol H2 Dung dịch Z sau phản ứng chứa muối trung hịa Làm khơ dung dịch Z thu m gam muối khan Xác định giá trị m Cho 150 ml dung dịch Ba(OH)2 1M tác dụng với 250 ml dung dịch Al2(SO4)3 x mol/l, thu 42,75 gam kết tủa Thêm tiếp 200 ml dung dịch Ba(OH) 1M vào hỗn hợp phản ứng lượng kết tủa thu 94,2375 gam Xác định giá trị x Câu 6: (2,5 điểm) Cho 8,64 gam Mg vào dung dịch gồm NaNO H2SO4, đun nóng nhẹ đến phản ứng xảy hồn tồn, thu 1,792 lít (đktc) hỗn hợp khí A có khối lượng 1,84 gam gồm hai khí khơng màu (có khí hóa nâu khơng khí), dung dịch B cịn lại 4,08 gam chất rắn không tan Cô cạn cẩn thận dung dịch B thu gam muối khan? Thủy phân 136,8 gam hỗn hợp X gồm saccarozơ mantozơ, thu dung dịch Y Dung dịch Y có khả tác dụng tối đa với 0,51 mol Br2 Mặt khác, dung dịch Y tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư đến phản ứng hoàn toàn, thu 1,14 mol Ag Biết glucozơ chiếm 3600 % số mol Y Tính khối lượng saccarozơ hỗn hợp X 61 Câu 7: (2,0 điểm) Hỗn hợp A gồm chất X, Y, Z este mạch hở chứa loại nhóm chức (trong X, Y đơn chức, Z hai chức) Đun nóng 19,28 gam hỗn hợp A với dung dịch NaOH vừa đủ, thu hỗn hợp B chứa hai muối có tỉ lệ số mol 1:1 hỗn hợp hai ancol no, có số ngun tử cacbon Cho tồn hỗn hợp hai ancol vào bình đựng Na dư thấy khối lượng bình tăng 8,1 gam Đốt cháy toàn hỗn hợp B, thu CO2, 0,39 mol H2O 0,13 mol Na2CO3 Tính % khối lượng este nhỏ hỗn hợp A Câu 8: (2,5 điểm) Hỗn hợp X gồm mol amin no, mạch hở A mol aminoaxit no, mạch hở B tác dụng vừa đủ với mol HCl hay mol NaOH Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp X cần vừa đủ 46,368 lít (đktc) khí O2, thu 8,064 lít (đktc) khí N2 Nếu cho a gam X tác dụng với dung dịch HCl dư thu m gam muối Xác định giá trị m Cho 0,5 mol hỗn hợp E gồm hai este đơn chức, mạch hở tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư, đun nóng, thu 64,8 gam Ag Mặt khác, đun nóng 37,92 gam hỗn hợp E với 320 ml dung dịch NaOH 2M cô cạn dung dịch, thu chất rắn Y 20,64 gam hỗn hợp hai ancol no oxi chiếm 31% khối lượng Đốt cháy hết lượng Y thu Na2CO3, x mol CO2 y mol H2O Giả thiết este khơng bị thủy phân dung dịch AgNO3/NH3 Tính tỉ lệ x:y ………………………Hết…………………… - Thí sinh khơng sử dụng tài liệu, kể bảng hệ thống tuần hoàn ngun tố - Cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên thí sinh:…………………………………… Số báo danh:……………… SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2019-2020 Mơn thi: HĨA HỌC-LỚP 12 Thời gian làm bài: 180 phút HƯỚNG DẪN CHẤM Câu Nội dung Điểm 1) Các ptpu: CH3-C6H4-OH + NaOH CH3C6H4ONa + H2O 0,2 C6H5ONa + HCl C6H5OH + NaCl 0,2 C2H5NH3HSO4 + 2NaOH C2H5NH2 + Na2SO4 + 2H2O 0,2 CH3CH(CH3)CH2CH2OOCCH3 + NaOH CH3COONa + 0,2 CH3CH(CH3)CH2CH2OH CH3CH(CH3)CH2CH2OOCCH3 + H2O H CH3COOH + CH3CH(CH3)CH2CH2OH 0,2 (C6H10O5)n + nH2O H nC6H12O6 (glucozơ) Ala-Gly + NaOH Ala-Na + Gly-Na + H2O 0,2 Ala-Gly + H2O H Ala + Gly 0,2 0,2 2) Hiện tượng xảy bước sau: Bước 2: Có khí khơng màu ra, sau hết khí 0,2 Bước 3: Có kết tủa màu đỏ gạch tạo dung dịch có màu 0,2 xanh lam 0,2 Vai trò H2SO4: Làm chất xúc tác cho phản ứng thủy phân saccarozơ; NaHCO3: dùng để loại hết lượng H2SO4 dư bước 0,2 Các ptpu: C12H22O11 + H2O H C6H12O6 + C6H12O6 (Glucozơ) (Fructozơ) NaHCO3 + H2SO4 Na2SO4 + CO2 + H2O 0,2 HOCH2(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH Cu2O + 3H2O + HOCH2(CHOH)4COONa 0,2 Nếu saccarozơ dư có phản ứng: 2C12H22O11 + Cu(OH)2 (C12H21O11)2Cu + 2H2O 0,2 1) Theo giả thiết ta suy công thức chất X là: 0,5 CH3NH3HCO3 (a mol) (CH3NH3)2CO3 (b mol) Từ phản ứng X với dung dịch HCl NaOH, ta có 0,5 X + HCl CO2 X + NaOH CH3NH2 0,5 => a = 0,1; b = 0,1 => m = 21,7 gam 2) Theo đề ta có CTPT chất tương ứng là: C3H4O2, C4H6O2, 0,5 C18H34O2 Đặt công thức chung chất CnH2n-2O2 Sơ đồ phản ứng: CnH2n-2O2 + O2 nCO2 + (n-1)H2O 0,5 Ta có số mol CO2 = 0,18 mol => số mol hỗn hợp = 0,18/n =>3,42 = (12n+2n-2+32).0,18/n=> n = Từ tính CO = 0,5 7,92 gam; H2O = 2,7 gam => mCO2 + mH2O – mCaCO3 = - 7,38 gam Vậy khối lượng dung dịch giảm 7,38 gam Theo gt ta có sơ đồ phản ứng: X + 0,08 mol O2 hỗn hợp oxit + kim loại dư (hỗn hợpY) (1) 0,5 Y + H2O 0,14 mol H2 + dung dịch Z (R(OH)n) Z + NaHCO3 (dư) BaCO3 (0,2 mol) =>nBa2+ = 0,2 mol Bảo tồn e cho q trình (1): M Mn+ + n.e 0,5 O2 + 4.e 2O23 2H+ + 2.e H2 Ta có: số mol e kim loại cho = n(OH) = 4.nO + 2nH2 = 4.0,08 + 2.0,14 = 0,6 mol Đặt số mol CO32- = a mol, HCO3- = b mol 0,5 => nCO2 = 0,45 = a + b n(OH) = 0,6 = 2a + b Từ => a = 0,15; b = 0,3 mol Vì nBa 2+ > nCO 23 0,5 => nBaCO3 = a = 0,15 mol => mBaCO3 = 29,55 gam BTKL ta có nO2 = 0,1 mol Gọi x số mol Cl2 tạo Bảo toàn e trình: Mn+7 +5e –> Mn+2 ; 2O2- -> O2 + 4e; Cl+5 + 6e - > Cl-1; 2Cl-1 -> Cl2 + 2e 0,5 Từ ta có: 0,7 + 0,9 = 0,4 + 2x => x = 0,6 mol Ta lại có: Cl2 (0,6 mol) + Fe AgNO3 (dư) AgCl + Fe3+ chất rắn Y; Y tác dụng với 0,5 -1 Sơ đồ cho nhận e sau: Cl2 + 2e 2Cl ; Fe (y mol) Fe3+ + 3e + Ag + 1e Ag; Bảo tồn e ta có: 2.0,6 + nAg = 3y 0,5 Mặt khác, khối lượng kết tủa = mAgCl + mAg => 0,6.2.143,5 + 108.nAg = 204,6 0,5 =>nAg = 0,3 => y = 0,5 => mFe = 28 gam 1) Quy đổi hỗn hợp thành M CO3 Gọi số mol CO2, NO, NH4+ lần 0,5 lượt a, b, c Ta có sơ đồ phản ứng: X (M, CO3: a mol) + (NaHSO4, HNO3) Z (Mn+, SO42-, Na+, NH4+ : c mol) + Y (CO2: a mol, NO: b mol, H2: 0,025 mol + H2O: 0,095 –2c) Vì nY = 0,075 mol => a + b= 0,05 (1) Bảo toàn nguyên tử N => c + b = 0,025 (2) Bảo toàn nguyên tử H=> ½(nNaHSO4 +nHNO3) = 2.nNH4+ + nH2 0,5 + nH2O = 0,12=> nH2O = 0,12 – 2c – 0,025 = 0,095 – 2c Bảo tồn O ta có: 3a + 0,025.3 = 2a + b + (0,095 -2c) => a – b +2c = 0,02 (3) Giải (1), (2), (3) => a = 0,03; b = 0,02; c = 0,005 => mX = mM + mCO3 => mM = 4,88 – 0,03.60 = 3,08 gam 0,5 Vậy mZ = mM + mSO4 + mNH4 + mNa = 3,08 + 0,215.23 + 0,215.96 + 0,005.18 = 28,755 gam 2) Theo gt ta có: nBa(OH)2 = 0,15 mol; nAl2(SO4)3 = 0,25x mol PTPU: 3Ba(OH)2 + Al2(SO4)3 3BaSO4 + 2Al)OH)3 (1) Thí nghiệm 1: Nếu Ba(OH)2 hết => khối lượng kết tủa = 0,15.233 + 0,15.78.2/3 = 42,75 gam => thỏa mãn theo gt 0,5 Thí nghiệm 2: Thêm 0,2 mol Ba(OH)2thì thu 94,2375 gam kết tủa => có trường hợp xảy sau: TH1: Nếu BaSO4 Al(OH)3 kết tủa hết khối lượng kết tủa là: m = 0,35.233 + 0,35.78.2/3 = 99,75 => không thỏa mãn TH2: Nếu có BaSO4 kết tủa cịn Al(OH)3 bị hịa tan hết khối lượng kết tủa là: m = 0,35.233 = 81,55 gam => không thỏa mãn 0,5 Vậy kết tủa có BaSO4 Al(OH)3, Al(OH)3 bị tan phần theo ptpư: 2Al(OH)3 + Ba(OH)2 Ba(AlO2)2 + 4H2O (2) Từ (1) (2) ta có: nAl(OH)3 = 0,5x – 2(0,35 – 0,75x) = (2x – 0,7) mol nBaSO4 = 0,75x mol 0,5 =>khối lượng kết tủa = 233.0,75x + 78(2x – 0,7) = 94,2375 gam =>x = 0,45 1) Theo giả thiết ta có: nMg phản ứng = 0,19 mol => ne cho = 0,38 mol M trung bình hỗn hợp khí = 23 => hai khí NO H2 Tính nNO = 0,06 mol nH = 0,02mol => ne nhận để tạo khí = 0,5 0,22 < 0,38 => có tạo NH4+ (x mol) Bảo tồn e ta có: 0,38 = 0,06.3 + 8x + 0,02.2 => x = 0,02 Vì tạo H2 => khơng cịn NO3- dung dịch Bảo tồn N ta có: nNa = nNO + nNH4 = 0,08 Bảo tồn điện tích ta có: 2.nSO4 = nNa + nNH4 + 2nMg => nSO4 = 0,24 mol 0,5 Vậy lượng muối khan thu là: m = mSO4 + mNa + mNH4 + mMg = 29,8 gam 2) Gọi a, b số mol saccarozơ mantozơ; hiệu suất phản ứng thủy phân tương ứng x y Ta có: mX = 342a + 342b = 136,8 (1) Sơ đồ phản ứng: saccarozơ + H2O glucozơ + fructozơ ax mol ax mol ax mol mantozơ + H2O glucozơ by mol 0,5 2by mol =>trong Y có chứa: saccarozơ (a – ax) mol; mantozơ (b – by) mol; glucozơ (ax + 2by) mol; fructozơ (ax) mol Sơ đồ phản ứng tráng gương: fructozơ 2Ag glucozơ 2Ag mantozơ 2Ag => tổng số mol Ag = 4ax + 2by + 2b = 1,14 mol (2) 0,5 Sơ đồ phản ứng với Br2: glucozơ + Br2 … mantozơ + Br2 … => nBr2 = ax + by + b = 0,51 mol (3) Số mol glucozơ = nY.3600/61 => ax + by = (ax + by + a + b).36/61 (4) Từ (1), …(4) ta có: a + b = 0,4 0,5 4ax + 2by + 2b = 1,14 ax + by + b = 0,51 25ax + 86by = 36(a + b) => ax = 0,06; by = 0,15; a = 0,1; b = 0,3 => m khối lượng saccarozơ = 34,2 gam Hai ancol no có cacbon => ancol gồm đơn chức hai chức no 0,5 Hỗn hợp B gồm muối Na đơn chức có số mol = 0,13 mol => số mol nhóm OH = 0,26 mol => tổng khối lượng ancol = 8,36 gam 0,5 Gọi công thức tổng quát hai ancol CnH2n+2Ox (1 x = 0,26(14n +2)/4.2 => 1 đốt cháy muối thu 0,39 mol CO = nH2O => hai axit no, đơn chức Từ suy hai muối HCOONa C2H5COONa Vậy X, Y, Z là: HCOOC2H5, C2H5COOC2H5, 0,5 HCOOC2H4OOCC2H5 Số mol X = 0,01 mol =>mX = 0,74 gam =>%mX = 3,84% 1) Theo gt A có dạng CaH2a+4N2 B có dạng CbH2b-1O4N2 => gọi công thức chung A, B là: CnH2n+2+t-zOzNt Vì nA : nB = : => z = 8/3 t = 4/3 => X có dạng CnH2n+2/3O8/3N4/3 PTPU cháy: CnH2n+2/3O8/3N4/3 + (3n – 7/3)O2 nCO2 + (n+1/3)H2O + 2/3N2 Từ pư cháy ta lập hệ: 0,5 0,36.0,5(3n- 7/3) = 2,07.2/3 => n = 10/3 => nX = 0.36.3/2 = 0,54 mol => MX = 12.10/3 + 2.10/3 + 2/3 + 16.8/3 + 14.4/3 = 326/3 => a= 0,54.326/3 = 58,68 (g) Vậy khối lượng muối thu là: 0,5 58,68 + 36,5.0,54.t = 84,96 gam 2) Theo gt ta có số mol hỗn hợp E = 0,5 mol; số mol Ag = 0,6 mol hai este đơn chức => E chứa hỗn hợp gồm HCOOR 0,5 (0,3 mol) RCOOR2 (0,2 mol) Khi tác dụng với 0,64 mol NaOH, thu hỗn hợp Y gồm HCOONa, RCOONa, NaOH (dư) hỗn hợp hai ancol: R1OH, R2OH %O = 31% Đốt cháy Y thu hỗn hợp gồm CO2 (x mol), H2O (y mol) 0,32 mol Na2CO3 Từ ta có: nE = 0,3x + 0,2x = nAncol = nO = 0,4 mol mE = 0,3x(45 + R1) + 0,2x(R +44 + R2) = 37,92 0,5 mAncol = 0,3x(R1 + 17) + 0,2x(R2 + 17) = 20,64 =>x = 0,8 Thay x vào hệ ta có: 0,24R1 + 0,16R + 0,16R2 = 20,08 0,24R1 + 0,16R2 = 13,84 =>R = 39 (R CH C-CH2-) => nHCOONa = 0,24 mol; nC3H3COONa = 0,16 mol; nNaOH (trong Y) = 0,64 – 0,4 = 0,24 mol Bảo toàn nguyên tố C: nCO2 = 0,24 + 0,16.4 – 0,32 = 0,56 mol Bảo tồn ngun tố H: nH2O = ½(0,24 + 0,16.3 + 0,24) = 0,48 mol => x : y = : Nếu thí sinh làm cách khác mà cho điểm tối đa 0,5