SỞ GD & ĐT THANH HOÁ KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI LỚP 12. VÒNG I TRƯỜNG THPT BỈM SƠN NĂM HỌC : 2009-2010 MÔM THI: HOÁ H ỌC Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu I: ( 5 điểm ) 1/ Hợp chất A tạo thành từ các ion đều có cấu hình electron 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 . Trong một phân tử chất A có tổng số các hạt electron, proton, nơtron bằng 164. Xác định công thức phân tử của A. Biết A tác dụng được với một đơn chất có trong thành phần của A theo tỷ lệ mol 1:1 tạo thành chất B. Viết công thức electron, công thức cấu tạo của A và B. 2/ Mô tả hiện tượng, viết phương trình ion rút gọn để minh hoạ các phản ứng hoá học xảy ra trong các thí nghiệm sau : a. Cho dung dịch FeCl 3 vào bình chứa dung dịch KI trộn với hồ tinh bột. b. Thêm dung dịch (NH 4 ) 2 SO 4 vào bình đựng dung dịch hỗn hợp NaOH, NaAlO 2 rồi đun nhẹ. c. Đun nóng dung dịch NaHCO 3 hồi lâu rồi để nguội thu được dung dịch A, cho dung dịch A lần lượt vào các dung dịch : BaCl 2 , Al 2 (SO 4 ) 3 3/ Cho các sơ đồ phản ứng sau: X + O 2 → + H 2 O X + CuO → N 2 + + X + H 2 S → X + CO 2 → + H 2 O X + H 2 O + CO 2 → Xác định X và viết các phương trình hoá học của sơ đồ trên. CâuII: ( 5 điểm) 1/ Cho hỗn hợp A gồm 1 mol ancol etylic và 1 mol axit axetic. Thực hiện phản ứng este hoá hỗn hợp A ( có mặt H 2 SO 4 đặc), lúc phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng ở t 0 C thu được 0,5 mol este. Muốn hiệu suất phản ứng este hoá đạt đến 80% ở nhiệt độ trên cần thêm vào A bao nhiêu mol ancol etylic? 2/ Cho sơ đồ chuyển hoá trực tiếp sau: A 1 → A 2 → axit A 3 C 2 H 4 Br 2 B 1 → B 2 → Axit B 3 Biết A 3 phản ứng được với B 1 ; A 2 phản ứng được với B 3 . Viếtphương trình hoá học của các phản ứng trên. Câu III: ( 5 điểm) 1/ Điện phân 2,5 m 3 dung dịch NaCl 10% (điện cực trơ) ở nhiệt độ thấp, khuấy đều để các sản phẩm phản ứng với nhau trong dung dịch điện phân. Sau một thời gian, ngừng điện phân. Lấy ra một mẫu 50 ml dung dịch, thêm vào đó lượng dư dung dịch KI và lượng dư dung dịch H 2 SO 4 loãng. Lượng I 2 thoát ra phản ứng hết với 40 ml dung dịch Na 2 S 2 O 3 0,5M. a. Viết các phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra. b. Tính khối lượng muối mới tạo thành trong dung dịch. 2/ Cho m gam bột Cu vào dung dịch chứa 10,2 gam AgNO 3 , khuấy kỹ, thêm vào đó dung dịch H 2 SO 4 loãng rồi đun nóng nhẹ tới khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được 8,8 gam bột kim loại, dung dịch A và khí NO. Để phản ứng hoàn toàn với các chất trong dung dịch A cần vừa đủ 12 gam NaOH. Viết các phương trình hoá học xảy ra, tính số mol các chất trong dung dịch A và m. Câu IV: (5 điểm) 1/ Cho 0,52 gam hợp chất hữu cơ Y có mạch cácbon thẳng (chứa C, H, O) tác dụng hết với dung dịch AgNO 3 /NH 3 thu được 1,08 gam Ag và dung dịch A. Cho dung dịch HCl dư vào A thì thu được chất hữu cơ Z. Y và Z có cùng số nguyên tử cácbon nhưng số nhóm COOH của Z nhiều hơn của Y là một nhóm. Mặt khác, cứ 3,12 gam Y phản ứng hết với Na tạo ra 762 ml khí H 2 (đktc) . Xác định công thức cấu tạo của Y. 2/ Đốt cháy hoàn toàn 0,02 mol hợp chất hữu cơ A cần vừa đủ 21,84 lít không khí (đktc) . Sau phản ứng, cho toàn bộ sản phẩm cháy gồm CO 2 , H 2 O, N 2 hấp thụ vào bình đựng dung dịch Ba(OH) 2 dư thấy khối lượng bình tăng 9,02 gam và có 31,52 gam kết tủa. Khí thoát ra khỏi bình có thể tích 17,696 lít (đktc). a. Xác định công thức phân tử của A. Biết rằng không khí gồm 20% oxi và 80% nitơ theo thể tích và coi như nitơ không bị nước hấp thụ. b. Xác định công thức cấu tạo của A, biết A không làm mất màu Br 2 /CCl 4 và A được hình thành từ chất hữu cơ X và chất hữu cơ Y, phân tử khối của X và Y đều lớn hơn 50; khi X tác dụng với nước brom tạo ra kết tủa trắng. Mối quan hệ của và X, Y thể hiện trong các sơ đồ dưới đây: A + NaOH → X + B + H 2 O A + HCl → Y + D D + NaOH → X + NaCl + H 2 O B + HCl → Y + NaCl Viết các phương trình hoá học Học sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN 12 VÒNG I MÔN HOÁ HỌC. NĂM HỌC 2009-2010 CÂU GIẢI ĐIỂM I (5đ) 1.(1,5đ) 2.(1,5đ) 3.(2đ) Các ion phù hợp với cấu hình theo giả thiết có thể là 19 K + ; 20 Ca 2+ ; 16 S 2- ; 17 Cl - . Số hạt ở mỗi nguyên tử có trong A xấp xỉ bằng 18.3 = 54 hạt→ Số nguyên tử trong A xấp xỉ bằng 164: (18. 3) = 3,03. Vậy A có 3 nguyên tử. → A có thể là các phân tử: K 2 S, CaCl 2. A tác dụng được với một đơn chất có trong thành phần của A nên A là K 2 S. K 2 S + S → K 2 S 2 K 2 S K + [ :S:] 2- K + K-S-K K 2 S 2 K + [:S:S:]K + K-S-S-K a. 2Fe 3+ +2I - → 2Fe 2+ + I 2 Dung dịch hoá xanh đậm b. NH 4 + + OH - → NH 3 ↑+ H 2 O H 2 O + NH 4 + + AlO 2 - → Al(OH) 3 ↓+NH 3 ↑ Có khí mùi khai bay ra, đồng thời có kết tủa keo trắng c. 2HCO 3 - →CO 3 - + CO 2 ↑+ H 2 O Ba 2+ + CO 3 2- → BaCO 3 ↓ 2Al 3+ +3CO 3 2- +3H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓+CO 2 ↑ Có khí không màu không mùi đồng thời có kết tủa keo trắng. Sau đó có thể có hiện tượng kết tủa keo bị hoà tan do CO 3 2- + H 2 O ⇔ HCO 3 - + OH - Al(OH) 3 + OH - → AlO 2 - + 2H 2 O X là NH 3 4NH 3 +3O 2 → 2N 2 +6H 2 O (hoặc tạo NO) 2NH 3 +3CuO → N 2 +3Cu +3H 2 O NH 3 + H 2 S→NH 4 HS (hoặc tạo (NH 4 ) 2 S ) 2NH 3 +CO 2 → (NH 2 ) 2 CO + H 2 O NH 3 +CO 2 +H 2 O→NH 4 HCO 3 (hoặc tạo (NH 4 ) 2 CO 3 5pt *0,4 điểm = 2 điểm 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ II(5đ) 1.(2đ) 2.(3đ) CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ⇔ CH 3 COOC 2 H 5 +H 2 O - Với 1 mol axit + 1 mol ancol: ở TTCB có : 0,5 mol este; 0,5 mol nước; 0,5 mol axit dư; 0,5 mol ancol dư → K C = 1 - Với 1 mol axit + x mol mol ancol (x > 1 mol) → n axit = 0,8 mol Ở TTCB có 0,8 mol este; 0,8 mol nước; 0,2 mol axit dư; (x-0,8) mol ancol dư → K c = )2,0(2,0 8,0 2 −x =1 → x = 4 Vậy cần thêm 3 mol anol CH 2 Br=CH 2 Br + Zn → CH 2 =CH 2 + ZnBr 2 (A 1 ) CH 2 =CH 2 + H 2 O → C 2 H 5 OH (A 2 ) 1 đ 1đ C 2 H 5 OH + O 2 → CH 3 COOH + H 2 O (A 3 ) CH 2 Br=CH 2 Br + 2NaOH → CH 2 OH-CH 2 OH + 2NaBr (B 1 ) CH 2 OH-CH 2 OH + 2CuO → CHO-CHO + 2Cu + 2H 2 O (B 2 ) CHO-CHO + O 2 → COOH-COOH (B 3 ) CH 3 COOH + CH 2 OH-CH 2 OH → CH 3 COO-CH 2 -CH 2 OH + H 2 O (A 3 ) (B 1 ) Hoặc 2CH 3 COOH + CH 2 OH-CH 2 OH → CH 3 COO-CH 2 -CH 2 -OOCCH 3 + 2H 2 O C 2 H 5 OH + COOH-COOH → C 2 H 5 OOC-COOH + H 2 O (A 2 ) (B 3 ) Hoặc 2C 2 H 5 OH + COOH-COOH → C 2 H 5 OOC-COO-C 2 H 5 + 2H 2 O 10 pt* 0,3điểm = 3 điểm III(5đ) 1.(1,5đ) a.(1đ) b.(0,5đ) 2.(3,5đ) a) NaCl + H 2 O → NaClO+ H 2 KI + NaClO +H 2 O→NaCl + I 2 +2KOH 2KOH + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 +2H 2 O I 1 + 2Na 2 S 2 O 3 → Na 2 S 4 O 6 + 2NaI 4pt*0,25điểm = 1 điểm b) 500ml dd có lượng NaClO là: n NaClO = n I2 =1/2 n Na2S2O3 = ½. 0,04.0,5 = 0,01 mol →Trong 2,5m 3 dd có (2,5.10 -6 .0,01 ):50 = 500 mol NaClO → Khối lượng NaClO = 37250 gam = 37,250 kg Số mol AgNO 3 ban đầu = 0,6 mol → Khối lượng bạc tối đa thu được: m Ag max = 0,06.108 = 6,48 g Cu + 2Ag + → Cu 2+ + 2Ag (1) Sau phản ứng (1), khi cho dd H 2 SO 4 loãng vào: Nếu Cu dư sẽ có phản ứng: 8H + + 3Cu + 2NO 3 - →3Cu 2+ + 2NO + 4H 2 O (2) Và khi Cu hết Ag sẽ phản ứng: 4H + +3Ag +NO 3 - → 3Ag + NO + H 2 O (3) * Khi cho dung dịch H 2 SO 4 vào: nếu có cả 2 phản ứng (2) và (3) thì khối lượng bột kim loại thu được sẽ < khối lượng của Ag max =6,48. Điều này trái với giả thiết, nên loại. * Vậy sau phản ứng (1) Cu dư; Ag + hết sau phản ứng (2) Cu dư; Ag chưa phản ứng , NO 3 - hết : không có (3) - 8,8 gam bột kim loại có: Ag = 6,48 gam ; Cu dư = 8,8 -6,48 = 2,32 g - Theo (1) n Cu = ½ + Ag n = 0,3 mol Theo (2) n Cu = 3/2 n − 3 NO = 3/2.0.6 = 0,09 mol → Khối lượng Cu : m = (0,3+ 0,09). 64 + 2,32 = 10 gam - Dung dịch A có : Cu 2+ , SO 4 2- và H + dư (có thể có) tác dụng với dung dịch NaOH H + (dư) + OH - → H 2 O (4) Cu 2+ + 2OH - → Cu(OH) 2 (5) Từ (5): +− = 2 CuOH 2nn =2.0,12 = 0,24 mol → n − OH (4) = (12:40)- 0,24 = 0,06 mol → + H n dư = 0,06 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 1đ 1 đ 1đ Vậy dung dịch A có : Cu 2+ : 0,12 mol ; H + dư 0,06 mol ; SO 4 2- 0,15 mol 0,5đ IV (5đ) 1.(2đ) 2(3đ) a(1,5đ) b(1,5đ) -Y tráng gương R(CHO) n → → + + HCl NHAgNO sp 3 / R(COOH) n (Y) (Z) Mà Z nhiều hơn Y một nhóm COOH nên n=1 - Y phản ứng với Na tạo khí H 2 , nên Y có hiđro linh động . Vậy Y không thể là HCHO. Do đó n Y = ½ n Ag = 0,005 mol → M y = 0,52:0,005 = 104 (đvc) -Khi Y tác dụng với Na: n Y : n H2 = 0,03:0,03 = 1:1→ Y có 2 nguyên tử H linh động Giả sử Y là R’(CHO)(OH) x (COOH) y .Y có mạch thẳng nên Y tối đa có hai chức chứa cacbon → y = 0 hoặc 1 Ta có: x + y = 2 R’+ 29 + 17x + 45y = 104 Lập bảng: y 0 1 x 2 1 M R’ 41 13 R’ C 3 H 5 CH Vậy Y có thể là: 1) CH(CHO)(OH)(COOH) CTCT: OHC-CH-COOH OH 2) C 3 H 5 (CHO)(OH) 2 Các CTCT: CH 3 -CH-CH-CHO CH 2 -CH-CH 2 -CHO CH 2 -CH 2 -CH-CHO OH OH OH OH OH OH a) C x H y O z +(x+y/4-z/2)O 2 →xCO 2 +y/2H 2 O + t/2N 2 CO 2 +Ba(OH) 2 → BaCO 3 + H 2 O Theo phương trình hoá học và giả thiết: n CO2 = n BaCO3 = 0,16 mol ; n H2O = (9,02-0,16.44):18 = 0,11 mol n O2phản ứng =1/4n kk = 0,195 mol ; n N2 (kk) = 0,78 mol → n N2(sinh ra) = (17,694:22,4) - 0,78 = 0,01 mol ta có tỷ lệ: 01,0 2/ 11,0 2/ 16,0195,0 2/4/ 02,0 1 tyxzyx === −+ = →x = 8 ; y = 11 ; z = 2 ; t = 1 . A là C 8 H 11 O 2 N b) A là CH 3 COO - + NH 3 -C 6 H 5 CH 3 COO - + NH 3 -C 6 H 5 + NaOH → CH 3 COONa + C 6 H 5 NH 2 + H 2 O (B) (X) 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,25đ CH 3 COO - + NH 3 -C 6 H 5 + HCl → CH 3 COOH + C 6 H 5 NH 3 Cl (Y) (D) C 6 H 5 NH 3 Cl + NaOH → C 6 H 5 NH 2 + NaCl + H 2 O (X) CH 3 COONa + HCl → CH 3 COOH + NaCl (Y) 0,25 0,25 0,25 Nếu học sinh làm theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa. . VÒNG I TRƯỜNG THPT BỈM SƠN NĂM HỌC : 2009-2010 MÔM THI: HOÁ H ỌC Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu I: ( 5 điểm ) 1/ Hợp chất A tạo thành từ các ion đều có cấu hình electron. trên. Câu III: ( 5 điểm) 1/ Điện phân 2,5 m 3 dung dịch NaCl 10% (điện cực trơ) ở nhiệt độ thấp, khuấy đều để các sản phẩm phản ứng với nhau trong dung dịch điện phân. Sau một thời gian, ngừng điện phân màu Br 2 /CCl 4 và A được hình thành từ chất hữu cơ X và chất hữu cơ Y, phân tử khối của X và Y đều lớn hơn 50; khi X tác dụng với nước brom tạo ra kết tủa trắng. Mối quan hệ của và X, Y thể