KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT – ĐỀ 01 pptx

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT – ĐỀ 01 Môn thi: Hóa học- Lớp: 12THPT Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề thi) Đề thi này có 02 trang gồm 04 câu. Câu 1. (6,0 điểm) 1. Viết công thức hóa học của các chất là thành phần chính của: Sôđa; criolit; phèn chua; quặng đôlômit; cacnalit; sinvinit; thuốc trừ sâu “666”; 2,4Đ ; mì chính; nước cường thuỷ; nước oxi già; nước nặng; nước đá khô. 2. Trong phản ứng hóa học; axit có thể là chất khử, chất oxi hóa, chất trao đổi, chất nhường proton, chất xúc tác, hoặc môi trường cho phản ứng khác. Viết phương trình hóa học biểu diễn các phản ứng chứng minh nhận định trên. 3. Hoà tan hoàn toàn FeS 2 vào cốc chứa axit HNO 3 thu được dung dịch A và chỉ có một khí bay ra. Thêm bột Cu dư và H 2 SO 4 vào A, thấy dung dịch chuyển thành màu xanh đậm nhưng không có khí thoát ra. Viết phương trình hoá học biểu diễn các phản ứng đã xảy ra. 4. Nung nóng AgNO 3 được chất rắn A và khí B, dẫn B vào một cốc nước được dung dịch C (nồng độ loãng). Cho toàn bộ A vào C. Nung nóng Fe(NO 3 ) 2 trong một bình kín không có oxi, được chất rắn A 1 và chất khí B 1 . Dẫn B 1 vào một cốc nước được dung dịch C 1 . Cho toàn bộ A 1 vào C 1 . Tính thành phần % khối lượng của A không tan trong C và của A 1 không tan trong C 1 . Biết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Câu 2. (7,0 điểm) 1. Viết 5 loại phản ứng khác nhau trực tiếp tạo ra axeton. 2. Cho 2 sơ đồ điều chế p-nitrophenol sau đây: Cl ONa OH OH | | | | a. NaOH đặc,t 0 ,p +CO 2 dư 3 2 4 /HNO H SO  NO 2 Cl Cl ONa OH | | | | b. 3 2 4 / (1:1) HNO H SO  NaOH đặc,t 0 ,p HCl  NO 2 NO 2 NO 2 Hãy cho biết sơ đồ nào tốt hơn? Giải thích? 3. Thực hiện các phản ứng theo sơ đồ sau: a. 6A 0 ,t xt  B A + O 2 xt  D E + H 2 O xt  G D + E xt  X X + H 2 O H   D + G Biết các chất A, B, D, E, G, X ở trên đều phản ứng được với Ag 2 O/NH 3 , trong đó E là hidrocacbon. b. X + H 2 → A ; X + O 2 → B A + B → este C 4 H 4 O 4 + H 2 O Số báo danh: 4. Hidrocacbon A khi tác dụng với HCl tạo ra sản phẩm chính là 1-clo-1- metylxiclohexan. Dựa theo phương trình hóa học biểu diễn phản ứng của propylen với clo ở 500 0 C; với clo trong nước. Viết phương trình hóa học biểu diễn phản ứng của A với clo và clo trong nước ở các điều kiện tương tự. 5. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo có thể có của các rượu sau: a. Đốt cháy hoàn toàn m(g) rượu no mạch hở Z thu được m (g) nước. Biết khối lượng phân tử của Z nhỏ hơn 100. b. Cho 6,2 gam rượu A tác dụng với Na dư sinh ra 10,6 gam ancolat. Biết khối lượng phân tử của A nhỏ hơn 90. Câu3: (4,0 điểm) Hai hỗn hợp A và B đều chứa Al và Fe x O y . Sau phản ứng nhiệt nhôm mẫu A thu được 92,35 gam chất rắn C. Hòa tan C bằng dung dịch xút dư thấy có 8,4 lít khí bay ra và còn lại một phần không tan D. Hoà tan 1/4 lượng chất rắn D cần dùng 60 gam H 2 SO 4 98% , nóng. Giả sử chỉ tạo thành một loại muối sắt (III). 1. Tính khối lượng Al 2 O 3 tạo thành khi nhiệt nhôm mẫu A và xác định công thức phân tử của sắt oxit. 2. Tiến hành nhiệt nhôm 26,8 gam mẫu B, sau khi làm nguội, hoà tan hỗn hợp thu được bằng dung dịch HCl loãng, dư thấy bay ra 11,2 lít khí. Tính khối lượng nhôm và sắt oxit của mẫu B đem nhiệt nhôm. Biết hiệu suất các phản ứng đạt 100%, các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Câu 4: (3,0 điểm) Đun hỗn hợp 2 axit đơn chức với 6,2 gam etylenglycol, chúng tác dụng vừa đủ với nhau được hỗn hợp B gồm 3 este trung tính X, Y, Z xếp theo thứ tự khối lượng phân tử tăng dần. Thuỷ phân toàn bộ este Y cần vừa đủ dung dịch chứa 2,4 gam NaOH. Lượng muối sinh ra đem nung với hỗn hợp NaOH và CaO tới hoàn toàn thu được hỗn hợp khí có M = 9. 1. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của X, Y, Z. 2. Biết tổng khối lượng 3 este là 13,06 gam. Xác định khối lượng mỗi este. Cho biết: C=12, O=16 , H=1,N=14, S=32, Na=23, Al=27, Fe=56. Hết Sở Giáo dục và Đào tạo HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI THI CHỌN THANH HOÁ HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT Năm học 2007-2008 Môn Hoá học Câu 1: 6,0 đ 1. 1,5 đ + Sôđa: Na 2 CO 3 + Criolit: 3NaF.AlF 3 hoặc Na 3 AlF 6 + Phèn chua: K 2 SO 4 .Al 2 (SO 4 ) 3 .24H 2 O hoặc KAl(SO 4 ) 2 .12H 2 O + Đôlômit: CaCO 3 .MgCO 3 ………………. + Cacnalit: MgCl 2 .KCl.6H 2 O + Sinvinit: NaCl.KCl + Thuốc trừ sâu 666: C 6 H 6 Cl 6 . Cl + 2,4-Đ: Natri2,4-điclophenoxiaxetat Cl- - 0- CH 2 -COONa ………… + Mì chính: Mononatri glutamat NaOOC-CH 2 -CH 2 -CHNH 2 -COOH. + Nước cường thuỷ: 3v HCl + 1V HNO 3 (đều đặc). + Nước oxi già: H 2 O 2 . + Nước nặng: D 2 O + Nước đá khô: CO 2 rắn. 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 2. 1,5 đ Các phản ứng chứng minh: - chất khử: 2KMnO 4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl 2 + 10CL 2 + 8H 2 O - Chất oxihóa: H 2 S + 3H 2 SO 4 → 4SO 2 + 4H 2 O - Chất trao đổi: Fe 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O - Chất nhường proton: H 2 O + HCl → H 3 O + + Cl - . - Chất xúc tác: Rượu + axit 2 4 H SO dac  este + nước - Chất làm môi trường cho phản ứng: 2KMnO 4 + 10KI + 8H 2 SO 4 → 6K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5I 2 + 8H 2 O Mỗi phản ứng: 0,.25đ 3. 1,5đ Thêm Cu vào dung dịch A thấy dung dịch có màu xanh đậm, vậy có quá trình Cu - 2e → Cu 2+ , nhưng không có khí bay ra chứng tỏ dung dịch A không còn ion NO 3 - vì nếu có NO 3 - thì có khí thoát ra theo phương trình: Cu + 2NO 3 - + 4H + → Cu 2+ + 2NO 2 + 2H 2 O hoặc: 3Cu + 2NO 3 - + 8H + → 3Cu 2+ + 2NO + 4H 2 O Vậy Cu đã khử Fe 3+ trong A theo phương trình: Cu + 2Fe 3+ → Cu 2+ + 2Fe 2+ . Các phương trình hóa học: + Tạo ra NO 2 : 2FeS 2 + 30HNO 3 → 30NO 2 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 SO 4 + 14H 2 O (1) + Tạo ra NO: 2FeS 2 + 10HNO 3 → 10NO + Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 SO 4 + 4H 2 O (2) + Tạo ra N 2 O: 8FeS 2 + 30HNO 3 → 15N 2 O + 4Fe 2 (SO 4 ) 3 + 4H 2 SO 4 + 11H 2 O (3) + Tạo ra N 2 : 2FeS 2 + 6HNO 3 → 3N 2 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 SO 4 + 2H 2 O (4) và Cu + Fe 2 (SO 4 ) 3 → CuSO 4 + FeSO 4 (5) Dung dịch A chứa Fe 2 (SO 4 ) 3 , H 2 SO 4 . 0,75 đ 0,75 đ Đề chính thức 4. 1,5đ 2AgNO 3 0 t  2Ag + 2NO 2 + O 2 (1) x x x 0,5x A là Ag, B là hỗn hợp NO 2 , O 2 . 4NO 2 + 2H 2 O + O 2 → 4HNO 3 (2) x 0,25x<0,5x x C là dung dịch HNO 3 loãng: 3Ag + 4HNO 3 → 3AgNO 3 + NO + 2H 2 O (3) 3x/4 x Đặt số mol của AgNO 3 ban đầu là x, theo (1),(2) thấy số mol O 2 dư vậy dung dịch C chứa x mol HNO 3 . - Theo (3) số mol HNO 3 thiếu. Số mol Ag trong A bị tan là 3x/4 vậy Ag không tan là x/4. %Ag không tan=100%. 0,25x/x = 25%. + 2Fe(NO 3 ) 2 0 t  Fe 2 O 3 + 4NO 2 + 1/2O 2 (4) y 4y 0,5y 4NO 2 + H 2 O + O 2 → 4HNO 3 (5) 2y 0,5y 2y Theo (4),(5), số mol O 2 thiếu nên số mol HNO 3 là 2y: 3NO 2 + H 2 O → 2HNO 3 + NO 2y 4y/3 Theo (4),(5), tổng số mol HNO 3 trong C 1 là 2y + 4y/3 = 10y/3. Hoà tan A 1 vào C 1 : Fe 2 O 3 + 6HNO 3 → 2Fe(NO 3 ) 3 + 3H 2 O (7) 10y/3.6 10y/3 => số mol Fe 2 O 3 dư không tan = y – 5y/9 = 4y/9 %Fe 2 O 3 không tan = 100.4y/9/y = 44,44% 0,75 đ 0,75 đ Câu 2: 7,0 đ 1. 1,0 đ + 5 phản ứng trực tiếp tạo axeton: (1) CH 3 - CHOH-CH 3 + CuO 0 t  CH 3 -CO-CH 3 + Cu + H 2 O (2) CHC-CH 3 + H 2 O xt  CH 3 -CO-CH 3 (3) (CH 3 COO) 2 Ca 0 t  CH 3 -CO-CH 3 + CaCO 3 (4) CH 3 -CCl 2 -CH 3 +2NaOH  CH 3 -CO-CH 3 + 2NaCl + H 2 O (5) CH 3 -COO-CCH 2 + NaOH  CH 3 -CO-CH 3 + CH 3 COONa CH 3 Mỗi phản ứng đúng 0,2 đ 2. 1,0 đ * b tốt hơn. * Ta biết nhóm –OH của phenol làm cho phản ứng thế vào vòng benzen xảy ra dễ dàng hơn benzen clo nhiều, do đó có thể xảy ra phản ứng thay thế nhiều nguyên tử hiđrocủa vòng benzen tạo ra dẫn xuất dinitro hoặc trinitro. Điều này khó xảy ra đối với benzen. Mặt khác nhóm – OH của phenol rất dễ bị oxi hoá bởi HNO 3 .Nên ngoài sản phẩm nitro hoá vào vòng còn có sản phẩm của phản ứng oxi hoá phenol. Điều này không xảy ra ở sơ đồ b. 0,25 đ 0,75 đ 3. 1,5 đ a.Thực hiện sơ đồ: 6HCHO 0 ,t xt  C 6 H 12 O 6 HCHO+ 1/2O 2 xt  HCOOH CHCH + H 2 O xt  CH 3 CHO HCOOH + CHCH xt  HCOO-CHCH 2 1,0 đ (Mỗi sơ đồ đúng: HCOO-CHCH 2 + H 2 O H   HCOOH + CH 3 CHO Các chất: HCHO, C 6 H 12 O 6 , HCOOH, CHCH, CH 3 CHO, HCOO-CHCH 2 đều phản ứng với Ag 2 O/ NH 3 . b. Thực hiện sơ đồ: (CHO) 2 + 2H 2 0 ,Ni t  (CH 2 OH) 2 ; (CH 2 OH) 2 + O 2 xt  (COOH) 2 COOH + CH 2 OH COO-CH 2 2 4 H SO dac  + 2H 2 O COOH CH 2 OH COO-CH 2 0,2 đ) 0,5 đ 4. 2,5 đ CH 3 A(C x H y ) + HCl→ Cl (C 7 H 13 Cl) => A có công thức phân tử C 7 H 12 . công thức cấu tạo của A có thể là: CH 2 CH 3 hoặc ……………………… Phản ứng cộng HCl thuân theo qui tắc Mac-cop-nhi cop. CH 2 CH 3 CH 3 CH 3 + H-Cl → Cl + H-Cl → Cl + Phản ứng của propylen với clo ở 500 0 C thay thế hiđro của C ngay cạnh liên kết đôi(hiđro alylic): CH 2 =CH-CH 3 + Cl 2 0 500 C  CH 2 =CH-CH 2 -Cl + HCl Phản ứng với nước clo có thể viết: CH 2 =CH-CH 3 + Cl 2 2 H O  CH 2 Cl-CH 2 Cl-CH 3 hoặc: CH 2 =CH-CH 3 + Cl-Cl + H-OH → CH 2 Cl-CH 2 OH-CH 3 + HCl ………… + Phản ứng của A với clo ở 500 0 C : Cl CH 2 CH 2 + Cl 2 0 500 C  + HCl (tạo 1 sản phẩm ứng với 1 loại H alylic). CH 3 CH 2 -Cl + Cl 2 0 500 C  + HCl (tạo 3 sản phẩm ứng CH 3 với 3 loại H alylic) + HCl Cl Cl CH 3 + HCl ……………… + Phản ứng với nước clo tương tự như của propylen. CH 3 CH 3 + Cl 2 2 H O  Cl CH 3 Cl CH 3 0,5 đ 0,5 đ 0,25 đ 0,5 đ + Cl 2 + H 2 O  OH + HCl Cl Đồng phân thứ 2 có phản ứng tương tự 0,25 đ 0,5 đ 5. 1,0 đ 1. Xác định rượu Z: 2C n H 2n+2-x (OH) x + (3n+1-x)O 2  2nCO 2 + 2(n+1)H 2 O 14n+2+16x 18(n+1) => 14n+2+16x = 18(n+1) => 16x-16=4n => n = 4x – 4 => x = 1; n = 0 và x =2; n = 4 => C 4 H 8 (OH) 2 Các công thức cấu tạo của C 4 H 8 (OH) 2 CH 2 OH – CHOH – CH 2 – CH 3 (1) CH 2 OH – CH 2 – CHOH –CH 3 (2) CH 2 OH – CH 2 – CH 2 – CH 2 OH (3) CH 3 – CHOH – CHOH –CH 3 (4) CH 2 OH – CH(CH 3 ) – CH 2 OH (5) CH 2 OH – C (OH)( CH 3 ) – CH 3 (5) 2. Xác định rượu A: 2R(OH) x + 2xNa → 2R(ONa) x + xH 2 R + 17x R + 39x 6,2 10,6 => R = 14x. x= 1 → R = 14 => CH 2 OH vôlí x = 2 → R=28 => C 2 H 4 (OH) 2 x= 3 → R = 42 => C 3 H 6 (OH) 3 loại Vậy A là etylenglycol 0,5 đ 0,5 đ Câu 3: 4,0 đ 1.Gọi công thức của sắt oxit là Fe x O y : 2yAl + 3Fe x O y → yAl 2 O 3 + 3xFe (1) Vì H =100% và hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với NaOH giải phóng H 2 ch ứng tỏ Al dư, Fe x O y hết. 2Al + 2NaOH + 2H 2 O → 2NaAlO 2 + 3H 2 (2) Al 2 O 3 + 2NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O (3) Theo (2) n(Al dư) = 2/3. 2 H n =2/3 x 8,4/22,4 = 0,25 Chất rắn không tan trong NaOH là Fe, tan trong H 2 SO 4 đặc nóng: 2Fe + 6H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O (4) Tính số mol sắt trong cả chất rắn: n Fe = 2/6 x n(H 2 SO 4 ) x 4 =1/3 x 60.98/100.98 x 4 = 0,8 mol. Theo (1), tổng khối lượng hỗn hợp bằng khối lượng Al 2 O 3 + kl sắt + kl Al dư: 102.0,8. y/3x + 0,8.56 + 0,25.27 = 92,35 Rút ra khối lượng Al 2 O 3 = 40,8 gam và tỷ lệ y/x = 3/2. Vậy công thức của sắt oxit là Fe 2 O 3 2. Đối với mẫu B: 2Al + Fe 2 O 3 0 t  2Fe + Al 2 O 3 (5) các phản ứng có thể khi hòa tan hỗn hợp sau phản ứng bằng HCl: 2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 (6) Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (7) Al 2 O 3 +6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O (8) Fe 2 O 3 + 6HCl → 2FeCl 2 + 3H 2 O (9) Gọi x, y lần lượt là số mol của Al và Fe 2 O 3 lúc đầu, a là số mol của Fe 2 O 3 đã tham gia phản ứng; như vậy theo (5) số mol Al còn lại là x-2a, số mol sắt tạo ra là 2a. Ta có: 27x + 160y = 26,8 (10) Theo (6,7): 3/2(x-2a) + 2a = n(H 2 ) = 11,2/22,4 = 0,5 (11) 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ hệ phương trình (10,11) đúng cho mọi trường hợp; nhưng vì phản ứng ho àn toàn nên có 2 khả năng xảy ra hoặc Al hết hoặc Fe 2 o 3 hết. * Khi Fe 2 O 3 hết: a=y. (11) thành: 3/2(x-2y) + 2y = 0,5 hay 1,5x – y = 0,5 (12) Giải hệ (10,12) ta có y = 0,1 ; x=0,4 khối lượng Al ban đầu= 0,4.27 = 10,8 gam Khối lượng Fe 2 O 3 ban đầu = 0,1.160 = 16 gam. * Khi Al hết: x-2a = 0 => a = x/2 và (11) trở thành 2a = 2.x/2 = x = 0,5 (13) Theo (5) thì a= 0,5/2 = 0,25. theo (10) thì (y = 26,8 – 27.0,5)/160 = 0,083<a => không thoả mãn nên không xảy ra trường hợp Al hết. 0,75 đ 0,75 đ Câu 4. 3,0 đ 1. Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của các este: n A = 6,2/62= 0,1mol ; n NaOH = 2,4/40 = 0,06mol Gọi 2 axit đơn chức là RCOOH và R ’ COOH (R ’ >R). Ba este là: RCOO-CH 2 RCOO-CH 2 R ’ COO-CH 2 RCOO-CH 2 R ’ COO-CH 2 R ’ COO-CH 2 X Y Z Thuỷ phân Y: RCOO-CH 2 + 2NaOH 0 ,t xt  RCOONa + R ’ COONa + C 2 H 4 (OH) 2 R ’ COO-CH 2 0,03 0,06 0,03 0,03 Phản ứng vôi tôi xút tạo ra khí có M =9. Vậy một khí phải có khối lư ợng phân tử nhỏ hơn 9 => đó là H 2 nên một axit phải là HCOOH. HCOONa + NaOH 0 ,t CaO  Na 2 CO 3 + H 2 0,03 0,03 R ’ COONa + NaOH 0 ,t CaO  Na 2 CO 3 + R , H 0,03 0,03 M (H 2 ,R , )= [(0,03.2)+ (R , +1) 0,03]/0,06 = 9 => R , = 15 (-CH 3 ); axit đơn chức còn lại là CH 3 COOH. Thay vào ta được 3 este với số mol lần lượt là: x; 0,03; z 2. Xác định khối lượng của các este: n A = x+0,03+z = 0,1 (a) m este = 118x + (132.0,03)+ 146z = 13,06 (b) Giải (a),(b) được: m Y = 0,03.132 =3,96 gam. x=0,04 => m X = 0,04.118 = 4,72gam. z= 0,03 => m Z = 0,03.146=4,38 gam. 0,5 đ 0,25 đ 0,75 đ 0,75 đ 0,25đ 0,5 đ Chú ý khi chấm thi: - Trong các phương trình hóa học nếu viết sai công thức hóa học thì không cho điểm, nếu không viết điều kiện phản ứng hoặc không cân bằng phương trình hoặc cả hai thì cho 1/2 số điểm của phương trình đó. - Nếu làm các cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa ứng với mỗi ý, câu của đề ra. . TẠO THANH HOÁ ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT – ĐỀ 01 Môn thi: Hóa học- Lớp: 1 2THPT Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề thi) Đề thi này có 02 trang. Cho biết: C =12, O=16 , H=1,N=14, S=32, Na=23, Al=27, Fe=56. Hết Sở Giáo dục và Đào tạo HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI THI CHỌN THANH HOÁ HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT Năm học 2007-2008. CH 2 – CHOH –CH 3 (2) CH 2 OH – CH 2 – CH 2 – CH 2 OH (3) CH 3 – CHOH – CHOH –CH 3 (4) CH 2 OH – CH(CH 3 ) – CH 2 OH (5) CH 2 OH – C (OH)( CH 3 ) – CH 3 (5) 2. Xác định rượu A: 2R(OH) x