SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 NĂM HỌC 2009-2010 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 (1 điểm) Cho biết Fe 2+ + 2e Fe có 0 1 E = - 0,44V Fe 3+ +e Fe 2+ có 0 2 E = + 0,775V . Tính: a. 0 3 E của phản ứng Fe 3+ + 3e Fe b. Tính hằng số cân bằng của phản ứng 3Fe 2+ 2Fe 3+ + Fe. Có thể kết luận gì về độ bền của Fe 2+ ? Khi oxi hóa Fe ta được ion gì trước (phản ứng xảy ra trong dung dịch). Câu 2 (2 điểm) Nung 109,6 gam Bari kim loại với một lượng vừa đủ NH 4 NO 3 trong một bình kín, thu được hỗn hợp sản phẩm chỉ chứa 3 hợp chất của Bari (hỗn hợp A). Hòa tan hỗn hợp A trong một lượng nước dư, thu được hỗn hợp khí B và dung dịch C. a. Giải thích và viết phương trình phản ứng xảy ra. b. Cho khí B vào bình kín dung tích không đổi, khi áp suất ổn định (đạt tới trạng thái cân bằng) thấy áp suất tăng 10% so với áp suất ban đầu. Tính % thể tích các khí ở trạng thái cân bằng. Câu 3 (1 điểm) Đốt cháy 0,2 mol hợp chất A thuộc loại tạp chức, thu được 26,4 gam khí CO 2 ; 12,6 gam hơi H 2 O và 2,24 lít khí N 2 (đktc). Nếu đốt cháy 1 mol A cần 3,75 mol O 2 . 1. Xác định công thức phân tử của A. 2. Xác định công thức cấu tạo và tên gọi của A. Biết rằng A có tính chất lưỡng tính, phản ứng với axit nitrơ giải phóng nitơ; với ancol etylic có axit làm xúc tác tạo thành hợp chất có công thức C 5 H 11 O 2 N. Khi đun nóng A chuyển thành hợp chất vòng có công thức C 6 H 10 N 2 O 2 . Hãy viết đầy đủ các phương trình phản ứng xảy ra và ghi điều kiện (nếu có). Câu 4 (1 điểm) Phát hiện và sửa chữa những lỗi trong các phương trình phản ứng sau. a. CaI 2 + H 2 SO 4 đ CaSO 4 + 2HI b. 3FeCl 2 + 2 H 2 SO 4 đ 2FeCl 3 + SO 2 + FeSO 4 + 2 H 2 O c. 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 14KOH K 2 Cr 2 O 7 + 12KCl + 7H 2 O d.FeS + HNO 3 Fe(NO 3 ) 2 + H 2 S Câu 5 (1điểm) Từ CH 4 (các chất vô cơ, điều kiện cần thiết có đủ), viết phương trình phản ứng điều chế: COOCH 3 CH 3 C 6 H 5 Và Câu 6 (2 điểm) Cho sơ đồ phản ứng: OH CH 2 OH O A KOH/Ruou G Mg/ete H D B C H + Bromanken 2HBr 1. Hoàn thành sơ đồ phản ứng 2. Trong hợp chất C có bao nhiêu C * , bao nhiêu đồng phân lập thể. Câu 7 (1 điểm) Bằng phương pháp hóa học, hãy tách riêng lấy khí NO ra khỏi hỗn hợp các khí N 2 , NO, NO 2 , SO 2 . Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Câu 8 (1 điểm) Thêm dung dịch NH 3 tới dư vào dung dịch chứa 0,5 mol AgNO 3 ta được dung dịch M. Cho từ từ 3 gam khí X vào dung dịch M tới phản ứng hoàn toàn, được dung dịch N và chất rắn 43,2 gam chất rắn Q. Thêm từ từ dung dịch HI tới dư vào dung dịch N, thu được 23,5 gam kết tủa màu vàng và V lít khí Y (đktc). Tìm công thức X và tính V. …………………………………………………Hết………………………………………………… Họ và tên ………………………………………………………….SBD………………………… SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 NĂM HỌC 2009-2010 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT CHUYÊN) Câu Nội dung Điểm Câu 1 (1 điểm) Fe 2+ + 2e Fe có 0 1 E = - 0,44V G 1 = -2F 0 1 E Fe 3+ +e Fe 2+ có 0 2 E = + 0,775V G 2 = -F 0 2 E Fe 3+ + 3e Fe có 0 3 E G 3 = -3F 0 3 E G 3 = G 1 + G 2 3 0 3 E = 2 0 1 E + 0 2 E 0 3 E = -0,035V b. Ta có 2Fe 2+ - 2e 2Fe 3+ G 5 Fe 2+ + 2e Fe G 1 3Fe 2+ Fe + 2Fe 3+ G 4 G 4 = G 5 + G 1 =2F 0 2 E - 2F 0 1 E = 2,430F 4 2 3+ -40 3 2+ ΔG F 2,430 lgK= = - ×2,430= - = - 40 2,3RT 2,3RT 0,06 Fe K= =10 Fe Như vậy K rất nhỏ nên Fe 2+ trong dung dịch rất bền. Do đó khi oxi hóa sắt trong dung dịch, ta được Fe 2+ trước. 0,5 0,25 0,25 Câu 2 (2 điểm) 8Ba + NH 4 NO 3 0 t cao 3BaO + Ba 3 N 2 + 2 BaH 2 (gồm 5 pt khai triển) BaO + H 2 O Ba(OH) 2 Ba 3 N 2 + 6H 2 O 3Ba(OH) 2 + 2NH 3 BaH 2 + 2H 2 O Ba(OH) 2 +2H 2 b. Theo đầu bài a 3 2 B NH H 109,6 1 n = =0,8mol;n =0,8. .2=0,2mol;n =0,4mol 137 8 Khi cho khí vào bình kín 2NH 3 N 2 + 3H 2 Trước phản ứng 0,2 mol 0 0,4mol Phản ứng 2x Cân bằng 0,2 – x x 0,4+3x Theo đầu bài áp suất bình tăng 10% nên số mol khí sau phản ứng bằng 1,1 lần số mol trước phản ứng 0,2 – 2x + x + 0,4 + 3x = 1,1.0,6 x = 0,03 mol Vậy ở trạng thái cân bằng thành phần số mol mỗi khí là 0,14 mol NH 3 (21,21%); 0,03 mol N 2 (4,55%); 0,49 mol H 2 (74,24%) 0,5 0,5 0,25 0, 5 0,25 Câu 3 (1 điểm) C«ng thøc ph©n tö cña A : 2 26,4 0,6( ), 44 CO n mol ),mol(7,0 18 6,12 n OH 2 )mol(1,0 4,22 24,2 n 2 N 2222tzyx N 2 t OH 2 y xCOO) 2 z 4 y x(NOHC Ta cã : 1,0.2 t 7,0.2 y 6,0 x 2,0 1 x = 3, y = 7, t = 1 L¹i cã : 75,3 2 z 4 y x z = 2 C«ng thøc ph©n tö cña A : C 3 H 7 O 2 N 2. C«ng thøc cÊu t¹o cña A : A ph¶n øng víi axit nitr¬ gi¶i phãng nit¬ A chøa nhãm -NH 2 A ph¶n øng víi ancol etylic t¹o C 5 H 11 O 2 N A chøa nhãm -COOH §un nãng A t¹o hîp chÊt vßng C 6 H 10 N 2 O 2 A lµ -aminoaxit C«ng thøc cÊu t¹o cña A : CH 3 CH(NH 2 )COOH (alanin) + Phương trình phản ứng 2222273 N 2 1 OH 2 7 CO3O 4 15 NOHC CH 3 CH NH 2 COOH + HONO CH 3 CH OH COOH + N 2 + H 2 O CH 3 CH NH 2 COOH + C 2 H 5 OH CH 3 CH NH 3 Cl COOC 2 H 5 + H 2 O HCl CH 3 CH NH 3 Cl COOH + NH 3 CH 3 CH NH 2 COOC 2 H 5 + NH 4 Cl CH 3 CH NH 2 COOH + H 2 O t o 2 HN NH CH 3 O CH 3 O 0,5 0,25 0,25 I - là chất khử mạnh nên bị oxi hoá bởi H 2 SO 4 đặc tạo thành H 2 S và I 2 theo phản ứng sau: 4CaI 2 + 5H 2 SO 4 (đ) 4 CaSO 4 + H 2 S + 4I 2 + 4H 2 O 0,25 Muối Fe 2+ có tính khử mạnh nên bị H 2 SO 4 (đặc) oxi hoá thành Fe 3+ 2FeCl 2 + 2H 2 SO 4 (đ) Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + 4HCl + 2H 2 O 0,25 Trong môI trường kiềm Cr 6+ tồn tại ở dạng CrO 4 2- chứ không phảI ở dạng Cr 2 O 7 2- 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 16KOH 2K 2 CrO 4 + 12KCl + 8H 2 O 0,25 Câu 4 (1 điểm) FeS là chất khử và HNO 3 là chất oxihoá do đó phản ứng oxi hoá xảy ra chứ không phảI là phản ứng trao đổi FeS + 18HNO 3 Fe(NO 3 ) 3 + 2H 2 SO 4 + 15NO 2 + 7H 2 O 0,25 Câu 5 (1 điểm) Điều chế 2CH 4 0 1500 C C 2 H 2 + 3H 2 C 2 H 2 + H 2 3 d/PbCOP C 2 H 4 C 2 H 4 + H 2 O 2 4 H SO C 2 H 5 OH 2C 2 H 5 OH 0 /MgO ZnO t C 4 H 6 + H 2 + 2H 2 O CH 4 + O 2 0 xt t HCHO + H 2 O HCHO + H 2 0 Ni t CH 3 OH C 2 H 2 + HCHO 1:1 CH 2 = CH – CH 2 OH CH 2 = CH – CH 2 OH + O 2 2 Mn CH 2 = CH – COOH + H 2 O CH 2 = CH – COOH + CH 3 OH 2 4 H SO CH 2 = CH – COOCH 3 + H 2 O COOCH 3 + t 0 COOCH 3 3C 2 H 2 0 600 C C C 6 H 6 + C 2 H 4 H + 1:1 C 2 H 5 C 2 H 5 Z nO /4 00 0 C C H = C H 2 + H 2 CH = CH 2 2 H 2 SO 4 CH 3 C 6 H 5 0,5 0,5 Câu 6 (2 điểm) Cấu tạo các chất tương ứng với các kí hiệu Br Br Br MgBr A G H O OMgBr D B OH C * * 2. Trong C có 2 cacbon bất đối nên có 4 đồng phân lập thể 1,5 0,5 Câu 7 (1 điểm) Dẫn hỗn hợp khí qua dung dịch kiềm mạnh dư ( NaOH hoặc Ca(OH) 2 , …) Khi đó CO 2 , NO 2 , SO 2 có phản ứng và bị giữ lại SO 2 + 2NaOH Na 2 SO 3 + H 2 O NO 2 + 2NaOH NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O Còn lại N 2 , NO thoát ra cho từ từ qua dung dịch FeSO 4 dư, NO bị giữ lại. N 2 thoát ra NO + FeSO 4 Fe(NO)SO 4 Đun nóng dung dịch thu được NO: Fe(NO)SO 4 NO + FeSO 4 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu 8 (1 điểm) Cho NH 3 dư vào dd AgNO 3 có phản ứng AgNO 3 + dd NH 3 dư [Ag(NH 3 ) 2 ]NO 3 (dd M) (1) 0,5 0,5 (mol) Cho X + dd(M) dd (N) + 43,2 gam chất rắn Q Cho dd HI dư + dd(N) 23,5 gam kết tủa vàng => Trong dd(N) còn dư [Ag(NH 3 ) 2 ]NO 3 , kết tủa vàng là AgI Phản ứng: [Ag(NH 3 ) 2 ]NO 3 + 2HI AgI + NH 4 NO 3 + NH 4 I (2) (2) => Số mol [Ag(NH 3 ) 2 ]NO 3 dư = Số mol AgI = 23,5/235 = 0,1mol => Số mol [Ag(NH 3 ) 2 ]NO 3 pư = 0,5 - 0,1 = 0,4 mol => Trong Q chứa 0,04.108 = 43,2 gam Ag = m Q. Vậy trong Q chỉ chứa Ag. Vậy X là anđêhít, X là chất khí nên X chỉ có thể là HCHO hoặc CH 3 CHO + Nếu là CH 3 CHO 2Ag => nAg = 2nCH 3 CHO = 2.3 0,136 44 < 0,4. Loại + Nếu là HCHO: Số mol = 3/30 = 0,1mol HCHO + 4[Ag(NH 3 ) 2 ]NO 3 + H 2 O (NH 4 ) 2 CO 3 + 4Ag + 4NH 4 NO 3 + 2NH 3 0,1 0,4 0,1 0,4 (mol) => 4 4.0,1 0,4 Ag HCHO n n mol. Phù hợp với đề bài.Vậy X là HCHO -Xác định V: Cho HI dư vào dd(N) có pư [Ag(NH 3 ) 2 ]NO 3 + 2HI AgI + NH 4 NO 3 + NH 4 I (4) (NH 4 ) 2 CO 3 + 2HI 2NH 4 I + CO 2 + H 2 O (5) Theo (5) => Thể tích CO 2 = V = 0,1.22,4 = 2,24 lít 0,5đ 0,25đ 0,25đ . & ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 NĂM HỌC 200 9-2 010 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT CHUYÊN) (Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề) Câu. ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 NĂM HỌC 200 9-2 010 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT CHUYÊN) Câu Nội dung Điểm Câu 1 (1 điểm) Fe 2+ + 2e Fe có 0 1 E = -. 2Fe 2+ - 2e 2Fe 3+ G 5 Fe 2+ + 2e Fe G 1 3Fe 2+ Fe + 2Fe 3+ G 4 G 4 = G 5 + G 1 =2F 0 2 E - 2F 0 1 E = 2,430F 4 2 3+ -4 0 3 2+ ΔG F 2,430 lgK= = - ×2,430= -