Đề Thi Học Sinh Giỏi Hóa Tỉnh Thái Bình [2008 - 2009] docx

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT THÁI BÌNH NĂM HỌC 2008 – 2009 Môn thi: HOÁ HỌC Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu I . (4 điểm) 1. Hoàn thành các phương trình phản ứng sau : a) dung dịch BaCl 2 + dung dịch NaHSO 4 (tỉ lệ mol 1:1). b) dung dịch Ba(HCO 3 ) 2 + dung dịch KHSO 4 (tỉ lệ mol 1:1). c) dung dịch Ca(H 2 PO 4 ) 2 + dung dịch KOH (tỉ lệ mol 1:1). d) dung dịch Ca(OH) 2 + dung dịch NaHCO 3 (tỉ lệ mol 1:1). 2. Cho V ml dung dịch NH 3 1 M vào 150 ml dung dịch CuSO 4 0,3 M thu được 1,96 gam kết tủa. Tính V? Câu II . (4 điểm) 1. Viết phương trình phản ứng thực hiện dãy biến hoá: Với: A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 , A 6 , A 7 là các hợp chất hữu cơ. 2. Bằng phương pháp hoá học nêu cách nhận biết các dung dịch sau đựng trong các lọ mất nhãn riêng biệt: HCOOH; CH 3 COOH; CH 2 = CH  COOH; C 2 H 5 OH; H 2 N  CH 2  COOH; H 2 N  CH 2  COONa; C 6 H 5  CHO; C 6 H 5 NH 2 . Câu III . (4 điểm) 1. Sắp xếp các chất sau theo chiều tăng tính axit. Giải thích ngắn gọn? phenol; p-metyl phenol; ancol benzylic; p-nitro phenol; axit benzoic; anđehit benzoic. 2. Thuỷ phân hoàn toàn 1,0 mol pentapeptit thì thu được 3,0 mol alanin; 1,0 mol valin và 1,0 mol glyxin. Khi thuỷ phân không hoàn toàn A thì trong hỗn hợp sản phẩm thấy có các đipeptit Gly-Ala; Ala-Gly và tripeptit Ala-Ala-Val. Viết CTCT của các aminoaxit và pentapeptit A. Câu IV . (4 điểm) 1. Độ điện li của axit HA 1,0 M là 0,90 %. a) Tính hằng số phân li của HA. b) Nếu pha loãng 10 ml dung dịch axit trên thành 100 ml dung dịch A thì độ điện li của HA là bao nhiêu? Tính pH của dung dịch A? 2. Cho 16,72 gam hỗn hợp A gồm Cu và Fe tác dụng với dung dịch HNO 3 đặc nóng, khuấy đều để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 300 ml dung dịch B; 11,2 lít (đktc) khí NO 2 (duy nhất) và còn lại 1,92 gam một kim loại chưa tan hết. a) Viết phương trình phản ứng xảy ra. b) Xác định nồng độ mol của các chất tan trong dung dịch B. Câu V . (4 điểm) 1. Cho 3 chất hữu cơ X, Y, Z (mạch thẳng, chỉ chứa C, H, O) đều có khối lượng mol là 82; trong đó X, Y là đồng phân của nhau. Biết 1,0 mol X hoặc Z tác dụng vừa đủ với 3,0 mol AgNO 3 trong dung dịch NH 3 ; 1,0 mol Y tác dụng vừa đủ với 4,0 mol AgNO 3 trong dung dịch NH 3 . Tìm CTCT của X, Y, Z và viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Cho m gam hợp chất hữu cơ A (chỉ chứa C, H, O) tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, sau đó chưng khô thì phần bay hơi chỉ có 0,9 gam H 2 O; phần chất rắn khan còn lại chứa 2 muối của Natri có khối lượng 5,55 gam. Nung nóng hai muối này trong oxi dư, sau khi phản ứng hoàn toàn thì thu được 3,975 gam Na 2 CO 3 ; 3,08 lít CO 2 (đktc) và 1,125 gam H 2 O. Tìm CTPT và viết CTCT có thể có của A. Biết A có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất. Cho: C = 12; H = 1; O = 16; N = 14; Na = 23; Cu = 64; Fe = 56. (Thí sinh được sử dụng BTH, bảng tính tan, máy tính bỏ túi) ĐỀ CHÍNH THỨC Trang 1/3 Sở Giáo dục - Đào tạo Thái Bình Kì thi chọn học sinh giỏi lớp 12THpt Năm học 2008-2009 Hớng dẫn chấm và biểu điểm MÔN Hóa học (Gồm 04 trang) Điểm Câu1: 1) Viết phơng trình -BaCl 2 + NaHSO 4 BaSO 4 + NaCl + HCl - Ba(HCO 3 ) 2 + KHSO 4 BaSO 4 + KHCO 3 + CO 2 + H 2 0 - Ca(H 2 PO 4 ) 2 + KOH CaHPO 4 + KH 2 P0 4 + H 2 0 - Ca(OH) 2 + NaHCO 3 CaCO 3 + NaOH + H 2 0 2) Số mol CuS0 4 = 0,15. 0,3= 0,045 (mol) Số mol Cu(0H) 2 = 1,96/ 98= 0,02 ( mol) PTPƯ: CuS0 4 + 2NH 3 + 2H 2 0 Cu(0H) 2 + (NH 4 ) 2 SO 4 (1) Trờng hợp 1: Không tạo phức Theo (1) => Số mol NH 3 = 2.0,02 = 0,04 ( mol) => V(NH 3 ) = 0,04/ 1 = 0,04(lit) Trờng hợp 2: Tạo phức CuS0 4 + 2NH 3 + 2H 2 0 Cu(0H) 2 + (NH 4 ) 2 SO 4 (2) Mol 0,02 0,04 0,02 CuS0 4 + 4NH 3 [Cu (NH 3 ) 4 ]S0 4 (3) Mol (0,045-0,02) 0,1 Theo (2) và (3) => Số mol NH 3 = 0,04 + 0,1 = 0,14 (mol) => V(NH 3 ) = 0,14/ 1 = 0,14 ( lit) 4,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Câu II: 1) 2CH 4 LLN c 0 1500 C 2 H 2 + 3H 2 3C 2 H 2 C c 0 600 C 6 H 6 C 6 H 6 + HNO 3 đặc ct SOH 0 42 C 6 H 5 NO 2 + H 2 O C 6 H 5 NO 2 + Br 2 ct Fe 0 , m- Br- C 6 H 4 - NO 2 + HBr m- Br- C 6 H 4 - NO 2 + 3Fe + 7HCl m- Br- C 6 H 4 - NH 3 Cl + 3FeCl 2 + 2H 2 O m- Br- C 6 H 4 - NH 3 Cl + NH 3 m- Br- C 6 H 4 - NH 2 + NH 4 Cl m- Br- C 6 H 4 - NH 2 + NaNO 2 + 2HCl m- Br- C 6 H 4 - N 2 + Cl - + NaCl +2 H 2 O m- Br- C 6 H 4 - N 2 + Cl - + H 2 O ct 0 m- Br- C 6 H 4 - OH + HCl + N 2 2) Dùng quỳ tím ta nhận biết đợc 3 nhóm chất Nhóm 1: Gồm HC00H; CH 3 C00H; CH 2 = CH-C00H làm đỏ quỳ tím Nhóm 2: C 2 H 5 0H; H 2 N-CH 2 -C00H;C 6 H 5 -CH0; C 6 H 5 NH 2 không làm thay đổi màu quỳ tím Dung dịch làm quỳ tím chuyển màu xanh là: H 2 N-CH 2 -C00Na 4,0 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Trang 2/3 Trong nhóm 1: Dùng AgNO 3 (ddNH 3 ) nhận biết ra HC00H do tạo kết tủa trắng HC00H + 2[Ag (NH 3 ) 2 ]0H ct 0 NH 4 HCO 3 + 2Ag + 3NH 3 + H 2 0 Hai dung dịch axit còn lại dùng dung dịch brom để nhận biết CH 2 = CH-C00H do hiện tợng làm mất màu dung dịch brom; còn lại là dung dịch CH 3 C00H. CH 2 = CH-C00H + Br 2 CH 2 Br- CHBr- C00H Trong nhóm 2: C 2 H 5 0H; H 2 N-CH 2 -C00H;C 6 H 5 -CH0; C 6 H 5 NH 2 Dùng AgNO 3 (ddNH 3 ) nhận biết ra C 6 H 5 CH0 do tạo kết tủa trắng C 6 H 5 CH0 + 2[Ag (NH 3 ) 2 ]0H ct 0 C 6 H 5 C00NH 4 + 2Ag + 3NH 3 + H 2 0 Dùng dung dịch brom để nhận biết C 6 H 5 NH 2 do tạo kết tủa trắng. C 6 H 5 NH 2 + 3Br 2 H 2 NC 6 H 2 Br 3 + HBr Hai dung dịch còn lại C 2 H 5 0H; H 2 N-CH 2 -C00H. Dùng CaCO 3 để nhận biết H 2 N-CH 2 - C00H do tạo khí C0 2 , dung dịch còn lại là C 2 H 5 0H. 2 H 2 N-CH 2 -C00H + CaC0 3 (H 2 N-CH 2 -C00) 2 Ca + C0 2 + H 2 0 Chú ý: Nhận biết đúng mỗi chất (PTPƯ nếu có): 0,25 điểm 0,25 0,5 0,25 0,25 0,5 Câu III: 1) Chiều tăng dần tính axit: anđehit benzoic< ancol benzylic< p- metyl phenol< Phenol< p- nitro phenol< axit benzoic. Giải thích: Do đặc điểm các nhóm chức nên tính axit của anđehit< ancol < phenol< axit Trong các phenol thì CH 3 - là nhóm đẩy e nên làm giảm tính axit; còn nhóm - NO 2 là nhóm hút e nên làm tăng tính axit. 2) CTCT các aminoaxit alanin: H 2 N-CH(CH 3 )- C00H Glyxin: H 2 N-CH 2 - C00H Valin: (CH 3 ) 2 CH-CH(NH 2 )-C00H Công thức cấu tạo của pentapeptit Từ bài ra ta có A có 3 gốc Ala; 1 gốc Gly ; 1 gốc Val và đợc sắp xếp theo trật tự là: Ala- Gly- Ala-Ala -Val => CTCT của A H 2 N-CH(CH 3 )-C0-NH-CH 2 C0-NH-CH(CH 3 )-C0-NH -CH(CH 3 )-C0-NH-CH-C00H CH 3 -CH-CH 3 4,0 1,0 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 1,0 Câu IV: 1) a/ Tính hằng số phân li của HA HA H + + A - C M (bđ) 1,0 C M (pl) 0,009 0,0090,009 C M (cb)1,0- 0,0090,0090,009 => K a = 009,00,1 009,0.009,0 = 8,17.10 -5 b/ Nồng độ HA sau khi pha loãng thành 100ml là: 0,1M HA H + + A - C M (bđ) 0,1 4,0 0,25 0,25 0,25 0,25 Trang 3/3 C M (pl) a a a C M (cb)0,1- a a a => K a = a aa 1,0 . = 8,17.10 -5 => a= 2,86.10 -3 (M) => Độ điện ly là: 2,86. 10 -3 / 0,1= 2,86. 10 -2 = 2,86% => pH= -lg 2,86.10 -3 = 2,54 2) a/Theo bài ra ta thấy HNO 3 , Fe phản ứng hết; Cu còn d ; Số mol NO 2 là:11,2:22,4= 0,5mol Fe + 6 HNO 3 Fe(NO 3 ) 3 + 3 NO 2 + 3 H 2 0 (1) Cu + 4 HNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2 NO 2 + 2 H 2 0 (2) Cu + 2Fe(NO 3 ) 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2 Fe(NO 3 ) 2 (3) Do Cu còn d nên dung dịch B chứa Cu(NO 3 ) 2 , Fe(NO 3 ) 2 Theo các phơng trình (1), (2), (3) ta thấy thực ra chất khử là Cu, Fe( trong đó Fe bị oxihoá thành Fe 2+ ) ; còn chất oxihoá là HNO 3 Gọi a, b là số mol Fe và Cu đã phản ứng: Ta có 56 a+ 64 b= 16,72 - 1,92= 14,8 (I) Fe Fe 2+ + 2e mol a a 2a Cu Cu 2+ + 2e mol b 2b N +5 + 1e N +4 mol 0,5 0,5 = > 2a + 2b= 0,5 (II) Giải hệ I,II ta có: a= 0,15 ( mol); b= 0,1 (mol) => Nồng độ Fe(NO 3 ) 2 = 0,15/ 0,3= 0,5 M => Nồng độ Cu(NO 3 ) 2 = 0,1/ 0,3= 1/3 M 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Câu V 1) Gọi công thức của X,Y,Z dạng C x H y O z (x,y,z nguyên dơng) Ta có: 12x + y + 16z = 82 (z4) + Khi z= 1 => 12x+ y= 66 => Nghiệm thoả mãn là: x= 5; y= 6 =>CTPT là C 5 H 6 O (có thể thoả mãn) + Khi z= 2 => 12x+ y= 50 => Nghiệm thoả mãn là: x= 4; y= 2 =>CTPT là C 4 H 2 O 2 (có thể thoả mãn) + Khi z= 3 => 12x+ y= 34 => Không có nghiệm thoả mãn + Khi z= 4 => 12x+ y= 18 => Không có nghiệm thoả mãn Theo bài ra :1,0 mol Y tác dụng vừa đủ với 4,0 mol AgNO 3 trong dung dịch NH 3 chứng tỏ Y phải có 2 nhóm CHO =>Y CTPT là C 4 H 2 O 2 => có CTCT của Y là : 0HC- C C- CH0 Theo bài ra : 1,0 mol X hoặc Z tác dụng vừa đủ với 3,0 mol AgNO 3 trong dung dịch NH 3 chứng tỏ X và Z phải có một nhóm CHO và 1 liên kết ba ở đầu mạch, đồng thời X,Y là đồng phân của nhau => CTCT của X và Z là: X: CH C-C0- CHO (C 4 H 2 O 2 ) Z: HC C-CH 2 -CH 2 -CHO (C 5 H 6 O) Các phơng trình minh hoạ 0HC- C C- CH0 + 4[Ag (NH 3 ) 2 ]0H H 4 N00C- C C- C00NH 4 + 4Ag + 6NH 3 + 2H 2 0 CH C-C0- CHO + 3[Ag (NH 3 ) 2 ]0H AgC C-C0-C00NH 4 + 2Ag +5 NH 3 + 2H 2 0 HC C-CH 2 -CH 2 -CHO+ 3[Ag (NH 3 ) 2 ]0H AgC CCH 2 -CH 2 -C00NH 4 + 2Ag+5 NH 3 + 2H 2 0 4,0 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Trang 4/3 2) Ta có sơ đồ m(gam)A + NaOH 5,55 gam muối + 0,9 gam H 2 0 (1) 5,55 gam muối + O 2 3,975 gam Na 2 CO 3 + 3,08 lít CO 2 (đktc) + 1,125 gam H 2 0 (2) Theo ĐLBT khối lợng => số mol NaOH= 2.số mol Na 2 CO 3 = 2.(3,975: 106)= 0,075 (mol) => Khối lợng NaOH = 0,075. 40= 3,0 (gam) => khối lợng A= m= 0 2 H m (1) + m muối m Na0H = 0,9 + 5,55- 3= 3,45( gam) m C (A) = m C (C0 2 ) + m C (Na 2 C0 3 ) = (3,08: 22,4).12 + 0,0375. 12= 2,1 (gam) m H (A) = m H (H 2 0(1,2)) - m H (Na0H) = 2. 18 125,19,0 - 0,075.1= 0,15 (gam) m 0 (A) = m A - m C - m H = 3,45 2,1- 0,15 = 1,2 (gam) Gọi công thức của A là C x H y 0 z ( x,y,z nguyên dơng) x: y: z = 16 2,1 : 1 15,0 : 12 1,2 = 0,175 : 0,15 : 0,075 = 7: 6 : 3 => Do A công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất =>CTPT của A là C 7 H 6 0 3 Tìm CTCT -Số mol A phản ứng với NaOH = 3,45: 138= 0,025 (mol) Ta thấy: Số mol Na0H : số mol A= 0,075 : 0,025 = 3:1 -Mà A chỉ có 3 nguyên tử oxi => + A có thể có 3 nhóm -OH loại phenol + A có một nhóm OH loại phenol và một nhóm este của phenol - Vì sau phản ứng thu đợc 2 muối vậy chỉ có trờng hợp este của phenol là thoả mãn => CTCT của A 0- HC00 - C 6 H 4 -OH ; m- HC00 - C 6 H 4 -OH ; p- HC00 - C 6 H 4 -OH 0,25 0,25 0,5 0,25 0,75 Chú ý: Thí sinh có thể làm theo cách khác, kết quả đúng vẫn cho điểm tối đa. Hết . Val và đợc sắp xếp theo trật tự là: Ala- Gly- Ala-Ala -Val => CTCT của A H 2 N-CH(CH 3 )-C0-NH-CH 2 C0-NH-CH(CH 3 )-C0-NH -CH(CH 3 )-C0-NH-CH-C00H CH 3 -CH-CH 3 4,0 1,0 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 1,0 Câu. Br 2 ct Fe 0 , m- Br- C 6 H 4 - NO 2 + HBr m- Br- C 6 H 4 - NO 2 + 3Fe + 7HCl m- Br- C 6 H 4 - NH 3 Cl + 3FeCl 2 + 2H 2 O m- Br- C 6 H 4 - NH 3 Cl + NH 3 m- Br- C 6 H 4 - NH 2 + NH 4 Cl m- Br- C 6 H 4 -. NH 2 + NH 4 Cl m- Br- C 6 H 4 - NH 2 + NaNO 2 + 2HCl m- Br- C 6 H 4 - N 2 + Cl - + NaCl +2 H 2 O m- Br- C 6 H 4 - N 2 + Cl - + H 2 O ct 0 m- Br- C 6 H 4 - OH + HCl + N 2 2) Dùng quỳ tím