SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ THI DỰ BỊ KỲ THI CHỌN HSG KHỐI 12 THPT NĂM HỌC 2008 -2009 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên) Thời gian 180 phút kể thời gian giao đề Câu I. 1. Hoàn thành các phương trình phản ứng sau. a. RCH 2 -NO 2 + NaOH → b. R-CO-NH 2 + NaOCl → c. As 2 S 3 + HNO 3 + H 2 O → NO + …. + d. Ure + BrO - + OH - → N 2 + …. e. Ure + BrO - → N 2 + … 2. Viết các phương trình phản ứng dưới dạng công thức cấu tạo thu gọn điều chế D DT (4,4 điclo điphenyltriclometyl metan) t ừ C 2 H 2 ,Cl 2 , H 2 O, các chất xúc tác , phương tiện và các chất vô cơ khác nếu cần đều có đủ. CâuII. 1 Viết công thức cấu tạo một hidrocacbon đơn giản nhất vừa có đồng phân hình học vừa có đồng phân quang học. Gọi tên các đồng phân đó theo danh pháp Z–E và R-S. 2. Thêm dung dịch NH 3 tới dư vào dung dịch chứa 0,5 mol AgNO 3 ta được dung dịch A. Cho từ từ 3 gam khí X vào dung dịch A tới phản ứng hoàn toàn được dung dịch B và chất rắn C. Thêm từ từ dung dịch HI tới dư vào dung dịch B thu được 23,5 gam kết tủa màu vàng và V lít khí Y (đktc) thoát ra. Biện luận để tìm công thức cấu tạo của X, khối lượng chất rắn C, và thể tích V của khí Y. Câu III. Hỗn hợp A gồm 0,56 gam Fe và 16 gam Fe 2 O 3 . Trộn A với m (mol) bột Al rồi nung ở nhiệt độ cao ( không có không khí) thu được hỗn hợp D.Nếu D tan trong dung dịch H 2 SO 4 loãng dư thì thu được a lít khí, nhưng cho D tác dụng với NaOH dư thì thể tích khí thu được là 0,25a lít trong cùng điều kiện. a.Viết các phương trình phản ứng b. Hỏi khối lượng của nhôm có giá trị trong khoảng nào nếu phản ứng nhiệt nhôm chỉ tạo ra Fe. CâuIV. Tại sao Ag tan được trong không khí có lẫn NH 4 NO 3 và NH 3 . Cho E 0 ( Ag + / Ag) = 0,8 V E 0 ( O 2 / H 2 O)= 1,23V CâuV. Bằng tính toán cụ thể hãy giải thích H 2 và O 2 tác dụng với nhau tạo thành H 2 O mà không tạo thành H 2 O 2 ,mặc dù ∆G 0 tạo thành của H 2 O, H 2 O 2 đều nhỏ không ( ∆G 0 < 0 ) CâuVI. Cation Fe 3+ là axit phản ứng theo phương trình Fe 3+ + 2H 2 O ˆ ˆ † ‡ ˆ ˆ Fe (OH) 2+ + H 3 O + K a của Fe 3+ là 10 - 2,2 . 1.Hỏi ở nồng độ nào của FeCl 3 thì có kết tủa của Fe(OH) 3 ?. 2. Tính PH của dung dịch đó , biết tích số tan Tt Fe(OH) 3 = 10 - 38 Câu VII. Cho suất điện động của pin sau ở 25 0 C bằng 0,303 V Pt, H 2 | NH 4 + 0,1M ||H 3 O + 1M | H 2 ,Pt. Áp suất của H 2 ở 2 điện cực đều bằng 1 atm. Xác định Ka của NH 4 + Hết SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên) Câu Phần Nội dung Điểm I 2,5d 1 a. RCH 2 NO 2 + NaOH → RCH=NO 2 Na + H 2 O b. RCONH 2 + NaOCl→ RNH 2 + CO 2 + NaCl c. 3As 2 S 3 + 28 HNO 3 + 4H 2 O → 28NO + 6H 3 AsO 3 + 9H 2 SO 4 d. (NH 2 ) 2 CO + 3BrO - → N 2 + CO 2 + 3Br - + 2H 2 O e. NH 2 ) 2 CO + 3BrO - + 2OH - → N 2 + CO 3 2- + 3Br - + 2H 2 O 1,25đ 2 600 0 C 3C 2 H 2 ( C ) Fe,t 0 C 6 H 6 + Cl 2 C 6 H 5 Cl + HCl HgSO 4 C 2 H 2 + H 2 O t 0 = 80 0 c CH 3 CH=O Ni,t 0 CH 3 CH=O + H 2 CH 3 CH 2 OH CH 3 CH 2 OH + 4Cl 2 CCl 3 -CH=O + 5HCl C 6 H 5 Cl + CCl 3 -CH=O + C 6 H 5 Cl Cl-C 6 H 4 - CH- C 6 H 4 -Cl + H 2 O CCl 3 ( D D T) 1,25đ II 2,d 1 2. CTCT của hidro cacbon là: CH 3 - CH = CH - CH - CH 2 - CH 3 CH 3 Có 4 đồng phân là: H 3 C C C H H C * C 2 H 5 CH 3 H (E) (S)-4-metyl hex-2-en H C C CH 3 H C * C 2 H 5 CH 3 H (Z) (S)-4-metyl hex-2-en H CC CH 3 H C * H 5 C 2 H 3 C H (Z) (R)-4-metyl hex-2-en CH 3 CC H H C * H 5 C 2 H 3 C H (E) (R)-4-metyl hex-2-en 0,5đ 0,5đ 2 Phản ứng giữa AgNO 3 và NH 3 AgNO 3 + 2NH 3 → Ag (NH 3 ) 2 NO 3 ( Dung dịch A) Khi cho khí X vào dung dịch A mà tạo ra kết tủa ( Chất rắn ) thì khí X hoặc là ankin hoặc là Anđêhít ( VD CH≡ CH hoÆc là HCH=O). Nhưng nếu là ankin thì khi cho HI vào dung dịch B sẽ không cho khí thoát ra. Vậy Xchỉ có là anđêhít HCH=O khi tham gia phản ứng tráng gương tạo ra muối NH 4 ) 2 CO 3 và khi tác dụng với HI mới thoát khí. Các phương trình phản ứng. HCH=O + 4 Ag (NH 3 ) 2 NO 3 +2H 2 O→ ( NH 4 ) 2 CO 3 + 4NH 4 NO 3 +2NH 3 +4Ag (1) Khi cho HI vào dung dịch B có phản ứng (NH 4 ) 2 CO 3 + 2HI → 2 NH 4 I + CO 2 ↑ + H 2 O (2) NH 3 + HI → NH 4 I (3) AgNO 3 ( dư) + HI → AgI↓( màu vàng) + HNO 3 (4) Ta có số mol của AgI = 23,5 : 235 = 0,1 mol Số mol của Ag↓ = 0,5 - 0,1 = 0,4 mol ( phù hợp với dự đoán X là HCH=O Số mol của HCH=O : 3 : 30 = 0,1 mol Như vậy từ phản ứng (1) 0,1 mol HCH=O sẽ cho 0,4 mol Ag ↓ là đúng Và theo các phản ứng (1), (2) số mol CO 2 = số mol (NH 4 ) 2 CO 3 = số mol HCH=O = 0,1mol . Do đó V(CO 2 ) = 0,1 x 22,4 = 2,24 lít 1d III 2,0d Số mol Fe 0,56 : 56 = 0,01 mol Số mol Fe 2 O 3 16 : 160 = 0,1 mol Phản ứng nhiệt nhôm Fe 2 O 3 + 2Al → 2Fe + Al 2 O 3 lúc đầu 0,1(mol ) m(mol) 0,01(mol) 0(mol) p.ứ (mol) a 2a 1 2a 1 a 1 sau p.ứ 0,1-a 1 m-2a 1 0,01+ 2a 1 a 1 Hỗn hợp D sau phản ứng Al m- 2a 1 Fe 2 O 3 0,1-a 1 Al 2 O 3 a 1 Fe 0,01+ 2a 1 D tác dụng với H 2 SO 4 dư Fe 2 O 3 + 3 H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3 H 2 O 2 Al + 3 H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3 H 2 ↑ m - 2a 1 1,5 ( m- 2a 1 ) Al 2 O 3 + 3 H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3 H 2 O Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 ↑ 0,01+2a 1 0,01+ 2a 1 Do vậy tổng số mol H 2 thu được 1,5 ( m- 2a 1 ) + (0,01+ 2a 1 ) D tác dụng với NaOH dư ta có Al 2 O 3 + 2 NaOH → 2 NaAl O 2 + H 2 O Al + NaOH + H 2 O → NaAlO 2 + 1,5 H 2 ↑ m- 2a 1 1,5 ( m - 2a 1) Số mol H 2 thoát ra bằng 1,5 ( m - 2a 1 ) Vì tỷ lệ thể tích cũng chính là tỷ lệ về số mol nên ta có (0,01 + 2a 1 ) + 1,5 ( m- 2a 1 ) a = = 4 ( *) 1,5 ( m - 2a 1 ) 0,25 a Biến đổi và rút gọn (*) trở thành 11a 1 = 4,5 m - 0,01 (4,5m - 0,01) a 1 = 11 Vỡ 0 < a 1 < 0,1 tc l (4,5m - 0,01) 0 < < 0,1 11 hay l 2,22. 10 -3 (mol) < m < 0,2467 mol V khi lng Al nm trong gii hn 27x 2,22.10 -3 ( = 0,06 gam) < m ( Al) < 0,2467 x 27 = 6,661 gam ( iu cn phi tỡm) Ghi Chú: Viết đúng các phơng trình phản ứng cho 0,5 đ Biện luận và tính toán đúng ra khoảng giới hạn của nhôm 1,5 đ IV 1d Ta cú 4Ag - 4e 4 Ag + O 2 + 4e + 4H + 2H 2 O K = 29,15 4(1,23 0,8) 10 10 0,059 = Ag + + NH 3 [ ] + 3 Ag(NH ) K 1 = 10 3,92 [ ] + 3 Ag(NH ) + NH 3 [ ] + 3 2 Ag(NH ) K 2 = 10 3,32 NH 4 + H + + NH 3 K 3 = 10 - 9,24 T hp li ta cú phng trỡnh 4Ag + O 2 + 4NH 4 + + 4 NH 3 [ ] + 3 2 Ag(NH ) + 2H 2 O Vi K ' t hp = K. ( K 1 .K 2 ) 4 K 3 4 = 10 29,15 . (10 3,92 . 10 3,32 ) 4 . (10 -9,24 ) 4 = 10 1,15 K ' t hp rt ln nờn Ag tan hon ton. V 1d Cỏc phn ng to ra H 2 O v H 2 O 2 H 2 + O 2 H 2 O 2 (1) 2H 2 + O 2 2H 2 O (2 ) Cỏc phn ng ny u l cỏc phn ng to nhit v to nhit rt ln l phn ng (2) Mt khỏc H 2 O 2 rt kộm bn i vi nhit nờn rt d b phõn tớch thnh oxi nguyờn t theo phng trỡnh H 2 O 2 H 2 O + O O nguyờn t hot ng rt mnh nờn phn ng ngay vi H 2 to ra H 2 O. Do ú H 2 O 2 + H 2 2 H 2 O mnh hn c phn ng 2 H 2 + O 2 2H 2 O Nờn O 2 + H 2 ch to ra H 2 O VI 1,5d Gi nng ban u ca FeCl 3 l c ( mol/l) ta cú Fe 3+ + 2H 2 O Fe ( OH ) 2+ + H 3 O + ( 1 ) Ban u C 0 0 Cõn bng C-x x x x 2 K a = Fe 3+ = C- x = x 2 K a -1 (2) C - x Khi bt u kt ta Fe (OH) 3 thỡ Fe 3+ = 10 -38 / [OH - ] 3 ( 3) 10 -14 3 Mt khỏc [ OH - ] 3 = X = 10 -42 / x 3 (4) Thay (4) vo (3) ta c [ Fe 3+ ] = 10 4 .x 3 (5) So sánh 2 và 5 ta có 10 4 .x 3 = x 2 . K a -1 = x 2 .10 2,2 Ta tìm được x = [ H 3 O + ] = 10 -1,8 M nên PH = 1,8 Từ (5) [ Fe 3+ ] = 10 4 . x 3 = 10 4 . ( 10 -1,8 ) 3 = 10 - 1,4 M Theo (2 ) C = [ Fe 3+ ] + x = 10 -1,4 + 10 -1,8 = 5,56 10 -2 M VII 0,5d Suất điện động của pin E pin = E 0 (H 3 O + / H 2 / ) - E ( H 3 O + / H 2 ) = 0,303 V E(H 3 O + / H 2 ) = 0,00 - 0,303 = -0,303 V E(H 3 O + / H 2 ) = 0,00 + 0,059 lg [H 3 O + ] pH 2 = 1atm lg[H 3 O + ] = -0,303 / 0,059 [ H 3 O + ] = 7,3 .10 -6 M M«I trêng lµ axit nªn coi sù ®iÖn li cña H 2 O lµ kh«ng ®¸ng kÓ so víi NH 4 + Tõ ®ã ta cã NH 4 + + H 2 O NH 3 + H 3 O + C©n b»ng 0,1- x x x X = [ H 3 O + ] = 7,318. 10 -10 << 0,1 Nªn Ka = 6 2 10 (7,318.10 ) 5,36.10 0,1 − − = . & ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ THI DỰ BỊ KỲ THI CHỌN HSG KHỐI 12 THPT NĂM HỌC 2008 -2009 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên) Thời gian 180 phút kể thời gian giao đề Câu I. 1. Hoàn thành. H 2 ,Pt. Áp suất của H 2 ở 2 điện cực đều bằng 1 atm. Xác định Ka của NH 4 + Hết SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên) Câu Phần Nội dung Điểm I 2,5d 1 a với nhau tạo thành H 2 O mà không tạo thành H 2 O 2 ,mặc dù ∆G 0 tạo thành của H 2 O, H 2 O 2 đều nhỏ không ( ∆G 0 < 0 ) CâuVI. Cation Fe 3+ là axit phản ứng theo phương trình Fe 3+ +