Thêm từ từ dung dịch BaOH2 vào dung dịch A cho tới dư được dung dịch B, khí C và kết tủa D.. Axit hóa dung dịch B bằng HNO3 rồi thêm AgNO3 vào thấy xuất hiện kết tủa trắng bị hóa đen dần
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
KÌ THI CHỌ HỌC SINH GIỎI LỚP 11
NĂM HỌC 2008-2009 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HÓA HỌC
Câu I: (2,0 điểm)
1 Tính thể tích dung dịch hỗn hợp HCl, H2SO4 có pH = 1 cần dùng để pha vào 200 ml dung dịch hỗn hợp NaOH, KOH có pH = 13 thu được dung dịch có pH = 2
2 Cho X là muối nhôm khan, Y là một muối trung hòa khan Hoà tan gam hỗn hợp đồng số mol 2 muối X, Y vào nước được dung dịch A Thêm từ từ dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch A cho tới dư được dung dịch B, khí C và kết tủa D Axit hóa dung dịch B bằng HNO3 rồi thêm AgNO3 vào thấy xuất hiện kết tủa trắng bị hóa đen dần khi để ngoài ánh sáng Khi thêm Ba(OH)2 vào, lượng kết tủa D đạt giá trị lớn nhất (kết tủa E), sau đó đạt giá trị nhỏ nhất (kết
tủa F) Nung các kết tủa E, F tới khi khối lượng không đổi thu được 6,248 g và 5,126 g các chất rắn tương ứng F không tan trong axit mạnh
a) Hỏi X, Y là các muối gì?
b) Tính và thể tích C (ở đktc) ứng với giá trị D lớn nhất
1.
pH = 1⇒[H+
] = 0,1 M , pH = 2⇒pH = 0,01 M
pH = 13⇒ pOH = 14-13 = 1 ⇒ [OH
-] = 0,1M
⇒ số mol OH
trong 200 ml dung dịch = 0,2 0,1 = 0,02 (mol)
Phương trình hóa học : (1) H+ + OH- H2O
Từ (1)⇒ số mol H+
tham gia (1) = số mol OH- = 0,02 (mol) Gọi V (lít) là thể tích dung dịch 2 axit cần lấy
Số mol H+ trong V lít dung dịch = 0,1V (mol)
Dung dịch thu được có pH < 7 chứng tỏ axit dư
Số mol H+ dư = 0,1V – 0,02 (mol)
[H+] trong dung dịch thu được = 0 1V 0 02 0 01 M
V 0 2
,
0,75
2.
Vì cho AgNO3 vào dung dịch B đã axit hóa tạo ra kết tủa trắng bị hóa đen ngoài ánh sáng:
đó là AgCl, vậy phải có 1 trong 2 muối là muối clorua, vì khi cho Ba(OH)2 mà có khí bay
ra chúng tỏ đó là NH3; vậy muối Y phải là muối amoni trung hòa vì khi thêm Ba(OH)2 tới
dư mà vẫn còn kết tủa chứng tỏ một trong hai muối phải là muối sunfat và sự chênh lệch
nhau về khối lượng khi nung E và F là do Al2O3 tạo thành từ Al(OH)3
Các phản ứng dạng ion:
(1) Ag+ + Cl- AgCl
(2) NH4+ + OH- NH3 + H2O
(3) Al3+ + 3OH- Al(OH)3
(4) Al(OH)3+ OH- Al(OH)4
(5) 2Al(OH)3 to Al2O3 + 3H2O
(6) Ba2+ + SO42- BaSO4
1,25
Trang 2Theo khối lượng các chất rắn ta có:
2 3
Al O
6 248 5 126
102
B SO SO
5 126
233 a
Như vậy kết quả không phù hợp với muối Al2(SO4)3 Do đó muối nhôm phải là AlCl3
với số mol = 0,011.2 = 0,022 mol và muối Y phải là muối (NH 4 ) 2 SO 4với số mol là
0,022 mol
Khối lượng hỗn hợp ban đầu :
AlCl NH SO
a m m( ) = 0,022133,5 + 0,022132 = 5,841 g
Và nB =
4 2 4
2n(NH ) SO = 2 0,022 = 0,044 (mol) ⇒VB = 2 0,4928 = 0,9856 lit
Câu II: (2,0 điểm)
1 Cho các chất NH3, H2N-OH, H2N-NH2 và H-N=N≡N
a) Sắp xếp các chất trên theo chiều giảm dần tính bazơ Giải thích
b) Phương pháp sản xuất hiđrazin H2N-NH2 trong công nghiệp là cho natri hipoclorit tác dụng với dung dịch amoniac Viết phương trình hóa học minh họa
2 Momen lưỡng cực và nhiệt độ sôi của NH3 và NF3được cho trong bảng dưới đây:
Nhiệt độ sôi (oC) -33,0 -129 Cho biết dạng hình học phân tử của NH3, NF3 So sánh và giải thích sự khác biệt giá trị momen
lưỡng cực và nhiệt độ sôi của các chất này
3 Cho dòng khí CO đi qua ống sứ chứa hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4 và Fe2O3 đốt nóng, phản ứng tạo ra 3,0912 lít khí CO2 (đktc), hỗn hợp chất rắn còn lại trong ống nặng 14,352 gam gồm
4 chất Hòa tan hết hỗn hợp 4 chất này vào lượng dư dung dịch HNO3 thu được V lít khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch có chứa 50,82 gam muối khan Tính V
1 (a) Tính bazơ giảm dần theo chiều: NH3> H2N-NH2 > H2N-OH > H-N=N≡N
Giải thích:
Ba chất đầu đều có tính bazơ vì nguyên tử N còn cặp electron chưa liên kết NH3 có
tính bazơ mạnh nhất vì mật độ electron tại N lớn nhất Oxi có độ âm điện lớn hút
electron làm giảm mật độ electron tại N Mật độ electron tại N giảm làm giảm khả
năng nhận H+
Riêng H-N=N≡N có tính axit Vì liên kết H-N phân cực mạnh, H linh động nên có
khả năng cho H+
(b) 2NH3 + NaClO H2N-NH2 + NaCl + H2O
0,75
2 Dạng hình học phân tử: tháp đáy tam giác
0,75
N F
FF
N H
H H
Trang 3
3.
Xem hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4 và Fe2O3 là hỗn hợp chứa FeO và Fe2O3
Ta có: mx= 14,352 + 163,0912/22,4 = 16,56
Giải hệ phương trình: 72nFeO + 160 nFe2O3 = 16,56
nFeO + 2nFe2O3 = nFe(NO3)3 = 0,21(mol)
242
82 , 50
nFeO = 0,03mol và nFe2O3 = 0,09 mol
Áp dụng định luật bảo toàn electron: nFeO + 2nCO2 = 3 nNO
nNO = (0,03 + 23,0912/22,4)/3 = 0,102 mol Vậy V = 2,2848 lít
0,50
Câu III: (2,0 điểm)
1 So sánh độ dài liên kết đơn C –H trong etan và trong etin Giải thích
2 Dựa vào số electron hóa trị của C và H chứng tỏ rằng ankan có công thức chung là CnH2n+2.
3 Hòa tan 3,042 gam campho vào 40 gam benzen thu được dung dịch đông đặc ở 2,940C Hãy
xác định khối lượng mol phân tử của campho Biết nhiệt độ nóng chảy và hằng số nghiệm lạnh
của benzen lần lượt là 5,50C và 5,12
4 Cho biết sản phẩm chính của các phản ứng cộng giữa các chất sau với số mol bằng nhau (a)
but-2-in + H2 ; (b) axetylen + Br2
5 Một hiđrocacbon X có chứa 88,235% C về khối lượng Xác định công thức cấu tạo của X, biết
nó là hiđrocacbon no có ba vòng đều có 6C
1 Độ dài liên kết đơn C –H trong etan lớn hơn trong etin
Vì liên kết C-H trong etan tạo bởi obitan lai hóa sp3 và obitan s của hiđro, còn liên kết
C-H trong etin được tạo bởi obitan lai hóa sp của cacbon và obitan s của hiđro 0,25
2 Xét một ankan có n nguyên tử cacbon
Số electron hóa trị của C là 4n
Số liên kết C-C là n-1
Số electron tham gia liên kết C-C là 2(n-2)
Số electron hóa trị tham gia liên kết C-H là 4n – 2(n-2) = 2n+2
Vì H có một electron hóa trị, nên 2n+2 cũng chính là số nguyên tử H
0,25
3 Áp dụng công thức
t m
1000 m
K
M
dd
ct
) mol / g ( 1 , 152 ) 94 , 2 50 , 5 ( 40
1000 042 , 3 12 , 5
0,25
Trang 45 Xác định công thức phân tử
Đặt CxHy là công thức phân tử của X
8 : 5 765 , 11 : 353 , 7 1
765 , 11 : 12
235 , 88
y
:
X có dạng C5nH8n X có độ bất bão hòa n 1
2
n 2 n
Do có 3 vòng nên n + 1 = 3, suy ra n = 2 , công thức phân tử của A là C10H16
X có 3 vòng 6C nên công thức cấu tạo của nó là:
hay
1,0
Câu IV: (2,0 điểm)
1 Tốc độ tương đối của phản ứng brom hóa từng vị trí ở nhân benzen của toluen so với 1 vị trí
của benzen như sau:
CH3
5,5 5,5
2420
a) Giải thích sự khác nhau về tốc độ tương đối trong phân tử toluen
b) Tính tỉ lệ % các sản phẩm khi momobrom hóa toluen
c) So sánh khả năng phản ứng brom hóa của toluen và benzen
2 Hiđrocacbon X có MX= 84 gam/mol X tác dụng với dung dịch Br2 tạo dẫn xuất Y Cho Y tác dụng với KOH trong ancol, đun nóng thu được 2 hiđrocacbon đồng phân Z1, Z2 Ozon phân Z1
thu được sản phẩm gồm CH3COOH và HOOC-COOH
a) Lập luận tìm công thức cấu tạo của X, Y, Z1, Z2 và gọi tên
b) Viết các phương trình hóa học xảy ra
c) Biểu diễn các đồng phân hình học của Z1 và gọi tên
1.
a Do CH3 đẩy electron (hiệu ứng +I) làm tăng mật độ electron trong vòng benzen,
nhất là các vị trí ortho và para nên ở các vị trí này dễ dàng tham gia phản ứng thế
Tuy nhiên, do ở vị trí ortho gần nhóm CH3 nên khó thế hơn ở para
b Tỉ lệ sản phẩm monobrom của toluen
0,75
Trang 5c So sánh khả năng phản ứng của toluen so với benzen:
toluen
benzen
=605,17 lần
2.
a) X: CxHy có 12x + y = 84, biện luận được CTPT của X là C6H12
X tác dụng với dung dịch Br2 tạo Y: C6H12Br2, đun nóng Y với OH-/ancol tạo C6H10
Ozon phân Z1 thu được CH3COOH và HOOC-COOH Ta có:
OH
C OH
OH
C OH
Vậy CTCT của Z1: CH3-CH=CH-CH=CH-CH3
Y là CH3-CH2CHBr-CHBr-CH2-CH3 Z2: CH3-CH2-C≡C-CH2-CH3
X: CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH3 b) Các phương trình hóa học:
CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH3+ Br2CH3-CH2CHBr-CHBr-CH2-CH3
CH3-CH2CHBr-CHBr-CH2-CH3+2KOHancol,to CH3-CH=CH-CH=CH-CH3
+ 2KBr+ 2H2O CH3-CH2CHBr-CHBr-CH2-CH3+2KOHancol,to CH3-CH2-C≡C-CH2-CH3+2KBr
+ 2H2O c) Các đồng phân hình học của Z1:
trans - trans
cis - cis
cis-trans
1,25
Câu V: (2,0 điểm)
1 (a) Xác định công thức cấu tạo của A, B, C, D và E (b) Viết các phương trình hóa học.
2 Hỗn hợp khí X gồm 2 anken kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít khí
hỗn hợp X thu được 5,6 lít khí CO2 (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất) a) Xác định công thức phân tử của 2 anken
b) Hiđrat hóa hoàn toàn một thể tích X với điều kiện thích hợp thu được hỗn hợp ancol Y,
trong đó tỉ lệ về khối lượng các ancol bậc một so với ancol bậc hai là 12,2:9 Xác định %
khối lượng mỗi ancol trong hỗn hợp Y
Trang 6Đáp án Điểm
1 Công thức cấu tạo của các chất là:
1,0
2 Đặt công thức chung của 2 anken là CnH n
Đốt hỗn hợp hai anken:
6 , 5 24
,
2
O H n CO n O
2
n H
Cn n 2 2 2
Đối với chất khí tỉ lệ thể tích cũng là tỉ lệ số mol nên có tỷ lệ:
5 , 2 n 6 , 5
n
24
,
Anken duy nhất có số nguyên tử cacbon < 2,5 là C2H4 và anken kế tiếp là C3H6
CH2= CH2+ HOH → CH3–CH2OH (2)
CH3CH = CH2+ HOH → CH3–CH(OH)–CH3 (3)
CH3CH = CH2+ HOH → CH3–CH2–CH2OH (4)
Gọi là % số mol của C3H6 và (1-) là % số mol của C2H4
1,0
Trang 7Khi đó: bca, theo đề:
9
2 , 12 b
60
c 60 a
Vậy % khối lượng của các ancol:
% 15 , 14
% 100 c 60 b 60 a 46
c 60 OH
CH
CH
CH
%
% 45 , 42
% 100 c 60 b 60 a 46
b 60 CH
) OH
(
CH
CH
%
% 4 , 43
% 100 c 60 b 60 a 46
a 46 OH
H
C
%
2 2
3
3 3
5
2