ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CÂP TRƯỜNG NĂM HỌC 2011. Môn hoá học pptx

TRƯỜNG THPT CHUYÊN TỈNH LÀO CAI ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CÂP TRƯỜNG NĂM HỌC 2011 . Môn hoá học :Thời gian-180 phút. Câu 1(3đ): Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp FeS và FeCO 3 bằng dung dịch HNO 3 thu được hỗn hợp khí A gồm 2 khí X, Y có tỉ khối so với hiđro bằng 22,909. 1. Tính phần trăm khối lượng của muối trong hỗn hợp đầu 2. Làm lạnh hỗn hợp khí A xuống nhiệt độ thấp hơn thu được hỗn hợp khí B gồm 3 khí X, Y, Z có tỉ khối so với hiđro bằng 31,5. Tính phần trăm khí X bị chuyển hoá thành Z 3. Nếu thêm khí Y vào hỗn hợp B thì màu sắc của B biến đổi như thế nào? Vì sao? Câu 2 (1,75đ): Viết phương trình phản ứng hoàn thành sơ đồ biến hoá sau. Biết S là lưu huỳnh: 1) S + A  X 5) X + D + E  U + V 2) S + B  Y 6) Y + D + E  U + V 3) Y + A  X + E 7) Z + E  U + V 4) X + D  Z Câu 3(2,5đ): Một phản ứng quan trọng tạo nên “mù” gây ô nhiễm môi trường là: O 3 (k) + NO (k) O 2 (k) + NO 2 (k) có K C = 6.10 34 a) Nếu nồng độ ban đầu là: O 3 : 10 -6 M ; NO: 10 -5 M; NO 2 : 2,5.10 -4 M và O 2 : 8,2.10 -3 thì phản ứng có ở vị trí cân bằng không? Nếu không thì nó đang diễn biến theo chiều nào? Tính nồng độ của các chất khi ở trạng thái cân bằng. b) Trong những ngày nóng nực thì tầng ozon bị phá huỷ nhiều hay ít hơn so với những ngày mát mẻ. Biết  H 0 )( 3 Ott = 142,7 kJ/mol;  H 0 )(NOtt = 90,25 kJ/mol;  H 0 )( 2 NOtt = 33,18 kJ/mol Câu 4(2đ): Một pin điện gồm điện cực là một sợi dây bạc nhúng vào dung dịch AgNO 3 và điện cực kia là than chì nhúng vào dung dịch muối Fe 2+ và Fe 3+ . a) Viết sơ đồ pin và phương trình phản ứng khi pin hoạt động. b) Tính sức điện động của pin c) Nếu [Ag + ] = 0,1M nhưng [Fe 2+ ] = [Fe 3+ ] = 1M thì phản ứng có diễn biến như ở phần a không? Hãy rút ra kết luận về ảnh hưởng của nồng độ của các chất đến chiều hướng xảy ra phản ứng Biết nhiệt độ xảy ra phản ứng là 25 0 C; E 0 AgAg /  = 0,8V; E 0  23 / FeFe = 0,77 V Câu 5(2,25đ): Cho phản ứng sau: IO 3 - + 5I - + 6H +  3I 2 + 3H 2 O Vận tốc của phản ứng đo ở 25 0 C theo bảng sau: Thí nghiệm [I - ] M [IO 3 - ] M [H + ] M v (mol/l.s) 1 0,01 0,1 0,01 0,6 2 0,04 0,1 0,01 2,4 3 0,01 0,3 0,01 5,4 4 0,01 0,1 0,02 2,4 a) Lập biểu thức tính tốc độ của phản ứng, tính bậc của phản ứng b) Tính hằng số tốc độ của phản ứng và xác định đơn vị của hằng số tốc độ đó c) Năng lượng hoạt hóa của phản ứng E = 84 kJ/mol ở 25 0 C. Tốc độ của phản ứng thay đổi như thế nào nếu giảm năng lượng hoạt hoá đi 10kJ/mol? Câu 6(3đ): Cho một luồng khí 8,064 lit CO thiếu đi qua hỗn hợp X gồm 0,1 mol Fe 2 O 3 và 0,1 mol Fe 3 O 4 đun nóng, sau khi phản ứng kết thúc thu được phần rắn A và khí CO 2 . Lấy phần rắn A cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 3,60912 lit khí H 2 và dung dịch B. Dung dịch B làm mất màu hàn toàn dung dịch chứa 8,4372 gam KMnO 4 . a) Xác định số mol mỗi chất trong A biết rằng trong A số mol Fe 3 O 4 bằng số mol của FeO b) Dẫn một luồng khí clo dư vào dung dịch B thu được dung dịch Y. Cho toàn bộ dung dịch Y tác dụng hết với dung dịch Ba(OH) 2 thu được kết tủa Z. Nung Z tới khối lượng không đổi được chất rắn G. Tính khối lượng của G. Biết các khí đo ở 54,6 0 C và 0,5 atm Câu 7(3đ): Chất A có cấu tạo như sau: - CH 2 -CO-CBr-CH 2 CH=CCl-CH 2 OH | CH 3 1) Chất A có đồng phân cấu hình không? Loại nào? số lượng bao nhiêu? Viết cấu hình của các đồng phân đó. 2) Cho A tác dụng với các chất sau: - H 2 (dư) tạo chất B - Brom (CCl 4 ) tạo chất C - KOH/etanol (tỉ lệ 1:1 về số mol) tạo ra chất D a) Viết CTCT các sản phẩm B, C, D b) Chất B, C, D có đồng phân cấu hình không? Loại nào? Số lượng bao nhiêu? c) Hãy chọn cho A cấu hình tuỳ ý rồi viết cơ chế tạo thành C Câu 8(2,5đ): 1. Hãy phân biệt các chất lỏng đựng trong các ống nghiệm riêng rẽ bằng phương pháp hóa học: CH 3 (CH 2 ) 4 CH 3 (A) ; CH 3 (CH 2 ) 4 CCH (B) ; CH 3 -CH=CHCl (C) ; CH 2 =CH- CH 2 Cl (D); CH 3 CH 2 CH 2 Cl (E) 2. Hãy tách riêng các chất sau ra khỏi hỗn hợp lỏng của chúng: C 6 H 5 CH 2 OH (X); C 6 H 5 Cl (Y) ; C 6 H 5 COOH (Z); p-CH 3 -C 6 H 4 OH (T) HƯỚNG DẪN CHẤM Câu Nội dung Điểm 1 (3đ) 1. A M = 2.22,909 = 45,818  1 khí phải có khối lượng phân tử > 45,818 và 1 khí có khối lượng phân tử < 45,818. Trong A chắc chắn phải có CO 2 (M = 44 < 45,818)  khí còn lại phải có khối lượng phân tử > 45,818 và là một sản phẩm khí có chứa N  chỉ có NO 2 thoả mãn Các phản ứng: FeS + 10H + + 9NO 3 -  Fe 3+ + SO 4 2- + 9NO 2  + 5H 2 O FeCO 3 + 4H + + NO 3 -  Fe 3+ + CO 2  + NO 2  + 2H 2 O Gọi số mol của FeS, FeCO 3 trong hỗn hợp đầu là: x, y (x, y >0)  số mol CO 2 : y; số mol NO 2 : 9x + y  A M = 45,818 = yx yyx 24 44)9(46     x = y Do đó: %FeS = 43,14%; %FeCO 3 = 56,86% 2. Số mol của mỗi chất trong A là: n CO 2 = x; n NO 2 = 10 x Gọi a là số mol NO 2 chuyển hoá thành N 2 O 4 : 2 NO 2 N 2 O 4  B M = 2 11 )2/.(92)10(4644 a x aaxx     = 31,5.2 = 63  a = 0,6x  %NO 2 chuyển hoá: 60% 3. Khi thêm khí CO 2 vào không xảy ra phản ứng với N 2 O 4 hay NO 2 nhưng làm cho áp suất của bình tăng  cân bằng của phản ứng chuyển dịch theo chiều làm giảm số phân tử khí  cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận  màu của B nhạt dần 0,25 0,75 0,25 0,5 0,75 0,5 2 (1,75đ) Xác định A (O 2 ) , B(H 2 ) , D (Cl 2 ), E (H 2 O), X(SO 2 ), Y (H 2 S), U(H 2 SO 4 ), V(HCl), Z(SO 2 Cl 2 ) 7ptr 1) S + O 2  SO 2 2) H 2 + S  H 2 S 3) H 2 S + O 2  SO 2 + H 2 O 4) SO 2 + Cl 2  SO 2 Cl 2 5) SO 2 + Cl 2 + H 2 O  H 2 SO 4 + HCl 6) H 2 S + Cl 2 + H 2 O  H 2 SO 4 + HCl 7) SO 2 Cl 2 + H 2 O  H 2 SO 4 + HCl 7x0,25 3 (2,5đ) a)Xét tỉ số nồng độ các chất : NOO NOO CC CC . . 3 22 = 2,1 . 10 5 < K C  Phản ứng diễn biến theo chiều thuận cho đến khi đạt được giá trị K C ( nồng độ của O 2 , NO 2 tăng; nồng độ của O 3 , NO giảm) O 3 (k) + NO (k) O 2 (k) + NO 2 (k) C 10 -6 10 -5 8,2.10 -3 2,5.10 -4 p/ư 10 -6 -x 10 -6 -x [ ] x 0,99.10 -5 +x 8,2.10 -3 +10 -6 - x 2,5.10 -4 +10 -6 - x 0,5 0,5 0,5 Vì K rất lớn nên giả sử x << 10 -6 M  5 43 10.99,0. 10.51,2.10.201,8   x = 6.10 34  x = 3,4.10 -36 <<10 -6 Vậy [O 3 ] = 3,4.10 -36 M; [NO] = 9,9.10 -6 M; [O 2 ] = 8,201.10 -3 M; [NO 2 ] = 2,51.10 -4 M b) Hiệu ứng nhiệt của phản ứng:  H 0 = 0 + 33,18 – 142,7 – 90,25 = - 199,77 kJ < 0  Phản ứng toả nhiệt  Khi nhiệt độ không khí tăng lên cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch  Tầng ozon bị phá huỷ ít hơn so với ngày mát mẻ 0,25 0,25 0,5 4 (2đ) a) Sơ đồ pin: C(than chì)|Fe 2+ , Fe 3+ || Ag + | Ag Ptr tại các điện cực: (+) Catôt : Ag + + 1e  Ag (-) Anôt: Fe 2+ - 1e  Fe 3+ Khi pin hoạt động: Fe 2+ + Ag +  Ag + Fe 3+ b) Sức điện động của pin: E 0 pin = E 0 AgAg /  - E 0  23 / FeFe = 0,8 – 0,77 = 0,03 (V) c) Nếu [Ag + ] = 0,1; [Fe 2+ ] = [Fe 3+ ] = 1M E AgAg /  = E 0 AgAg /  + 0,059lg[Ag + ] = E 0  23 / FeFe + 0,059 lg10 -1 E  23 / FeFe = E 0  23 / FeFe + 0,059lg ][ ][ 2 3   Fe Fe = E 0  23 / FeFe  E pin = E 0 pin – 0,059 = - 0,029 (V) <0 Phản ứng không diễn ra theo chiều thuận như ở phần a mà xảy ra theo chiều ngược lại  Khi làm thay đổi nồng độ của các chất thì có thể làm thay đổi cả chiều của phản ứng 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 5 (2,25đ) a) v = k.[I - ] x .[IO 3 - ] y .[H + ] z Thiết lập biểu thức tính tốc độ phản ứng ở các thí nghiệm khác nhau 4 ptr  x = 1; y = 2; z = 2  bậc của phản ứng là bậc 5 v = k.[I - ].[IO 3 - ] 2 .[H + ] 2 b) k = 6.10 -7 (mol/l) -4 .s -1 c) k 1 = A.k RT E 1  ; k 2 = A.k RT E 2   k 2 = 56,6k 1  v 2 = 56,6 v 1  Vận tốc của phản ứng tăng 56,6 lần 0,125x4=0,5 0,25x3=0,75 0,5 0,5 6 (3đ) a) Xảy ra các phản ứng: 3Fe 2 O 3 + CO  0 t 3Fe 3 O 4 + CO 2 (1) Fe 3 O 4 + CO  0 t 3FeO + CO 2 (2) FeO + CO  0 t Fe + CO 2 (3) n CO = n CO 2 = 0,15 mol m CO = 0,15.28 = 4,2 gam 0,5 0,5 m CO 2 = 6,6 gam m X = 39,2 gam Theo định luật bảo toàn khối lượng: m X + m CO = m A + m CO 2  m A = 36,8 gam Trong A gồm có:      cmolFe bmolFeOOFe amolOFe : :, : 43 32 Cho A phản ứng với HCl: Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O Fe 3 O 4 + 8HCl = 2 FeCl 3 + FeCl 2 + 4H 2 O FeO + 2HCl = FeCl 2 + H 2 O Fe + 2 HCl = FeCl 2 + H 2  c = n H 2 = 0,067 mol Dung dịch B: HCl dư, FeCl 2 , FeCl 3 Tác dụng với dung dịch KMnO 4 chỉ có FeCl 2 phản ứng 5 FeCl 2 + KMnO 4 + 8HCl  5 FeCl 3 + MnCl 2 + KCl + 4H 2 O n 4 KMnO = (2b + c)/5 = 0,0534  b = 0,1 mol m A = 160a + 232.0,1+ 72.0,1 + 56.0,067 = 36,8  a = 0,01655 mol b) Các phương trình 1/2 Cl 2 + FeCl 2  FeCl 3 2FeCl 3 + 3 Ba(OH) 2  2 Fe(OH) 3  + 3BaCl 2 2Fe(OH) 3  0 t Fe 2 O 3 + 3H 2 O m G = 40 gam 0,5 0,25 0,25 0,5 0,5 7 (3đ) 1)A có đồng phân cấu hình: 1 liên kết  + 1 C * đồng phân hình học + đồng phân quang học 4 đp: cis-R, trans-R, cis-S, trans-S Biểu diễn: 2)a) Viết 3 ptr và cấu tạo của các chất B, C, D * * b) B: C 5 H 9 CH 2 -CO-CBr-CH 2 CH 2 CHCl-CH 2 OH | CH 3 B có đồng phân quang học: có 2 C bất đối  có 2 2 = 4 đồng phân RR, RS, SS, SR * * * C: C 5 H 9 CH 2 -CO-CBr-CH 2 CHBr- CBrCl-CH 2 OH | CH 3 C có 3 C bất đối  có 2 3 = 8 đồng phân: RRR, RRS, RSR, RSS, SSS, SSR, SRS,SRR D: C 5 H 9 CH 2 -CO-C=CH- CH= CCl-CH 2 OH | CH 3 D có 2 liên kết   có 2 2 = 4 đồng phân hình học cis-trans; cis-cis; trans-cis; trans-trans d) Cơ chế cộng A E 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,5 8 (2,75đ) 1) Nhận biết: - B 1 : Dùng Ag 2 O/NH 3  nhận biết được B - B 2 : Br 2 (CCl 4 )  2 nhóm: + Nhóm 1: A, E không làm mất màu brom + Nhóm 2: C, D làm mất màu brom 2 ptr - B 3 : Nhận biết nhóm 1: phản ứng với NaOH đun nóng A không có phản ứng E  CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH Chưng cất, làm khô cho sản phẩm tác dụng với Na + có khí thoát ra  rượu  E + khôngcó hiện tượng: A - B 4 : Nhận biết nhóm 2: phản ứng với NaOH, t 0 và p cao + C  CH 3 CH 2 CHO + D  CH 2 =CH-CH 2 OH Nhận biết sản phẩm: dùng nước brom hoặc AgNO 3 /NH 3 hoặc Na 2) X, Y, Z, T + NaOH  0,25 0,25 0,5 0,5 1,25 . TRƯỜNG THPT CHUYÊN TỈNH LÀO CAI ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CÂP TRƯỜNG NĂM HỌC 2011 . Môn hoá học :Thời gian-180 phút. Câu 1(3đ): Hoà tan hoàn. khí X bị chuyển hoá thành Z 3. Nếu thêm khí Y vào hỗn hợp B thì màu sắc của B biến đổi như thế nào? Vì sao? Câu 2 (1,75đ): Viết phương trình phản ứng hoàn thành sơ đồ biến hoá sau. Biết S là. Tốc độ của phản ứng thay đổi như thế nào nếu giảm năng lượng hoạt hoá đi 10kJ/mol? Câu 6(3đ): Cho một luồng khí 8,064 lit CO thi u đi qua hỗn hợp X gồm 0,1 mol Fe 2 O 3 và 0,1 mol Fe 3 O 4