Đề thi học sinh giỏi lớp 12 THPT tỉnh Kiên Giang năm 2011 môn hóa

Trang 1 SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÒNG TỈNH LỚP 12 THPT TỈNH KIÊN GIANG NĂM HỌC 2010-2011 ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN THI : HÓA HỌC Thời gian : 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi : 13 /11 /2010 A. PHẦN HÓA ĐẠI CƯƠNG VÔ CƠ: Câu I : (4 điểm ) 1. Ba nguyên tố A, D, E có tổng điện tích hạt nhân là 16. Trong phân tử AD 3 có 10 proton. a. Xác định tên A, D, E. b. Viết công thức cấu tạo của hợp chất tạo bởi 3 nguyên tố trên. 2. Cân bằng các phản ứng oxi hóa khử sau bằng phương pháp thăng bằng electron a. C 6 H 12 O 6 + KMnO 4 + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + MnSO 4 + CO 2 + H 2 O. b. Fe x O y + HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO + H 2 O 3. a. Có 2 lọ đựng 2 chất lỏng riêng biệt không nhãn: H 2 O; H 2 O 2 . Nêu cách phân biệt 2 lọ đựng 2 chất lỏng trên và viết phương trình phản ứng. b. Giải thích tại sao 2 phân tử NO 2 có thể kết hợp tạo ra N 2 O 4 ? Câu II: (2 điểm ) 1. X là hợp chất hóa học tạo ra từ hợp kim gồm Fe và C trong đó có 6.67% cacbon về khối lượng. Thiết lập công thức của X. 2. Hòa tan X trong HNO 3 (đ, t o ) thu được dung dịch A và hỗn hợp khí B. Cho A, B lần lượt tác dụng với NaOH dư thì A tạo ra kết tủa A 1 ; B tạo ra hỗn hợp B 1 gồm 3 muối. Nung A 1 và B 1 ở nhiệt độ cao A 1 tạo ra oxit A 2 ; B 1 tạo ra hỗn hợp B 2 gồm 2 muối. Cho CO (dư) khử A 2 ở nhiệt độ cao thì thu được rắn A 3 . Cho B 2 tác dụng với H 2 SO 4 (1) thu được khí B 3 và axit B 4 . Chất B 4 làm mất màu dung dịch KMnO 4 trong môi trường axit. Xác định công thức A, B, A 1 , B 1 , A 2 , B 2 , B 3 , B 4 . Viết các phương trình phản ứng . Câu III : (4 điểm) Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm FeS 2 và Cu 2 S bằng dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng thu được dung dịch A và khí SO 2 . Hấp thụ hết SO 2 vào trong 1 lít dung dịch KOH 0,5 M thu được dung dịch B. Cho ½ A tác dụng với dung dịch NaOH dư, lấy kết tuả nung đến khôí lượng không đôỉ thu được 4 gam chất rắn C. Cho toàn bộ lượng C qua ống sứ đựng khí CO dư nung nóng thu được khí D. Dẫn D qua nước vôi trong dư thu được 6 gam kết tuả. 1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra, tính m. 2. Tính khôí lượng các chất tan trong dung dịch B. Trang 2 B. PHẦN HÓA HỮU CƠ: Câu I: (3 điểm ) 1. Giải thích tại sao khi hiđrat hoá 3- phenylbut-1-en trong H 2 SO 4 loãng chỉ thu được 2- phenylbutan-2-ol . 2. Viết các phương trình phản ứng điều chế các chất hữu cơ sau: (các hoá chất vô cơ cần thiết và điều kiện của phản ứng coi như có đủ) a. Từ toluen điều chế p.crezol b. Từ benzen điều chế m-brom anilin Câu II: (3 điểm ) 1. Sắp xếp các hợp chất sau theo thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi và giải thích ? (A) C 6 H 5 CH(CH 3 ) 2 ; (B) C 6 H 5 CH 2 OH ; (C) C 6 H 5 OCH 3 ; (D) C 6 H 5 CHO ; (E) C 6 H 5 COOH 2. Khi thực hiện phản ứng este hóa 1 mol CH 3 COOH và 1 mol C 2 H 5 OH, lượng este lớn nhất thu được là 2/3 mol. Để đạt hiệu suất cực đại là 90% khi tiến hành este hóa a mol CH 3 COOH cần số mol C 2 H 5 OH là bao nhiêu (biết các phản ứng este hóa thực hiện ở cùng nhiệt độ). Câu III: (4 điểm) Hợp chất A có thành phần phần trăm về khối lượng của các nguyên tố như sau : 46.6% C; 8,74% H; 31,07% O còn lại là N .Phân tử khối của A nhỏ hơn 140u. Khi cho A phản ứng với dung dịch NaOH loãng đun nóng nhẹ thấy bay ra khí B làm xanh quì tím ẩm và thu được dung dịch Y. Axit hoá dung dịch Y bằng H 2 SO 4 loãng, rồi chưng cất được axit C có khối lượng phân tử bằng 74. Đun nóng A thu được chất hữu cơ D và hơi nước. 1. Xác định công thức cấu tạo của A, B, C, D. 2. Viết phương trình phản ứng xảy ra: a. Khi đun nóng D trong dung dịch HCl. b. Khi đun nóng D trong dung dịch NaOH. (Cho : H = 1 ; C = 12 ; N = 14 ; O = 16 ; S = 32 ; Na = 23 ; K =39 ; Ca = 40 ;Fe = 56 ; Cu = 64 ) HẾT Trang 1 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KIÊN GIANG KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÒNG TỈNH LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2010 - 2011 ĐÁP ÁN ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN HÓA HỌC Ngày thi : 13/11/2010 A.PHẦN ĐẠI CƯƠNG VÔ CƠ: Câu I :(4 điểm ) 1. Ba nguyên tố A, D, E có tổng điện tích hạt nhân là 16. Trong phân tử AD 3 có 10 proton. a. Xác định tên A, D, E. b. Viết công thức cấu tạo của hợp chất tạo bởi 3 nguyên tố trên. 2. Cân bằng các phản ứng oxi hóa khử sau bằng phương pháp thăng bằng electron a. C 6 H 12 O 6 + KMnO 4 + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + MnSO 4 + CO 2 + H 2 O. b. Fe x O y + HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO + H 2 O 3. a. Có 2 lọ đựng 2 chất lỏng riêng biệt không nhãn: H 2 O; H 2 O 2 . Nêu cách phân biệt 2 lọ đựng 2 chất lỏng trên và viết phương trình phản ứng. b. Giải thích tại sao 2 phân tử NO 2 có thể kết hợp tạo ra N 2 O 4 . Đáp án Điểm chi tiết Ghi chú Câu I (4 đ) 1. 1đ 2. 2 đ 1- a. Theo đề Z A + Z D + Z E = 16 (1) Z A + 3Z D = 10 (2) Từ (1)& (2) => Z E - 2Z D = 6 ⇒ Z D < 6 Z D 1 2 3 4 Z E 8 10 12 14 Z A 7 4 1 âm Nhận loại loại loại Vì Z D = 2 => D là He loại Z D = 3 => D là Li không có hợp chất LiH 3 loại Vậy Z D = 1 => D là Hydro Z E = 8 => E là Oxi Z A = 7 => A là Nitơ b. * CTCT HNO 2 : H- O – N = O * CTCT HNO 3 HON O O +5 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ Cân bằng các phản ứng oxi hóa khử sau bằng phương pháp thăng bằng electron Trang 2 a. 1 đ b. 1 đ 3. 1 đ 0 +7 +6 +6 +2 +6 +4 a. C 6 H 12 O 6 + KMnO 4 + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + MnSO 4 + CO 2 + H 2 O. HSCB * 5 6C → 6 C + 4e . 6 * 24 Mn + 5e → Mn * 30 C + 24 Mn → 30 C + 24 Mn Phản ứng : * 5C 6 H 12 O 6 + 24KMnO 4 + 36H 2 SO 4 → 12 K 2 SO 4 + 24MnSO 4 + 30CO 2 + 66 H 2 O. b. Fe x O y + HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO+ H 2 O HSCB * 3 x Fe → x Fe + (3x-2y) e * (3x-2y) N + 3e → N * 3x Fe + (3x-2y) N → 3x Fe + (3x-2y) N Phản ứng : * 3Fe x O y + (12x-2y) HNO 3 → 3x Fe(NO 3 ) 3 + (3x-2y) NO+(6x-y) H 2 O 1*=0,25 4x 0,25 = 1,0 đ 4x 0,25 = 1 ,0 đ a. Dùng dung dịch KMnO 4 , lọ làm mất màu dung dịch KMnO 4 là H 2 O 2 . 2KMnO 4 + 5H 2 O 2 + 3H 2 SO 4 → 2MnSO 4 + 5O 2 + K 2 SO 4 + 8H 2 O b. Do trong phân tử NO 2 trên nguyên tử N còn 1 electron tự do, nên có thể tạo liên kết cộng hóa trị với nguyên tử N trên phân tử NO 2 thứ 2 để tạo phân tử N 2 O 4 . * NO 2 : N O O * N 2 O 4 : O O N - N O O 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,125 đ 0,125 đ P O O +4 0 +7 +2 +2 0 +7 +4 +2 y /x +5 +3 +2 +5 +2 +2 +2 y /x +5 +3 +2 y /x +3 Trang 3 Câu II: (2 điểm ) 1. X là hợp chất hóa học tạo ra từ hợp kim gồm Fe và C trong đó có 6.67% cacbon về khối lượng. Thiết lập công thức của X. 2. Hòa tan X trong HNO 3 (đ, t o ) thu được dung dịch A và hỗn hợp khí B. Cho A, B lần lượt tác dụng với NaOH dư thì A tạo ra kết tủa A 1 ; B tạo ra hỗn hợp B 1 gồm 3 muối. Nung A 1 và B 1 ở nhiệt độ cao A 1 tạo ra oxit A 2 ; B 1 tạo ra hỗn hợp B 2 gồm 2 muối. Cho CO (dư) khử A 2 ở nhiệt độ cao thì thu được rắn A 3 . Cho B 2 tác dụng với H 2 SO 4 (1) thu được khí B 3 và axit B 4 . Chất B 4 làm mất màu dung dịch KMnO 4 trong môi trường axit. Xác định công thức A, B, A 1 , B 1 , A 2 , B 2 , B 3 , B 4 . Viết các phương trình phản ứng . Câu II (2,0 đ) Đáp án Điểm chi tiết Ghi chú 1. a. 0,5 đ a. Gọi công thức của X : Fe x C y * % Fe = 93,33 Lập tỉ lệ : 56x : 12y = 93,33 : 6.67 * => x : y = 3 : 1 Công thức của X : Fe 3 C 0,25 đ 0,25 đ Mỗi * = 0,25đ 2x0,25= 0,5 đ b. 1,5 đ * Fe 3 C + 22 HNO 3 (đ,t o ) → 3Fe(NO 3 ) 3 + 13NO 2 + CO 2 +11 H 2 O * Dung dịch A : Fe(NO 3 ) 3 và hỗn hợp khí B gồm NO 2 , CO 2 Kết tủa A 1 là Fe(OH) 3 ; hỗn hợp B 1 : NaNO 2 , NaNO 3, Na 2 CO 3 Oxit A 2 là Fe 2 O 3 ; hỗn hợp B 2 : NaNO 2 , Na 2 CO 3 ; rắn A 3 : Fe Khí B 3 là CO 2 ; Axit B 4 là HNO 2 Các phương trình phản ứng. * Fe(NO 3 ) 3 + 3 NaOH → Fe(OH) 3 ↓ + 3 NaNO 3 2 NO 2 + 2 NaOH → NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O * C O 2 + 2 NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O 2 Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + 3 H 2 O(h) * 2 NaNO 3 → 2 NaNO 2 + O 2  Fe 2 O 3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO 2  Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 (l) → Na 2 SO 4 + CO 2  + H 2 O * 2 NaNO 2 + H 2 SO 4 (l) → 2 HNO 2 + Na 2 SO 4 2 KMnO 4 +5HNO 2 +3H 2 SO 4 → 5HNO 3 +2MnSO 4 +K 2 SO 4 +3H 2 O 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ Mỗi * = 0,25đ 6x0,25= 1,5 đ +3 +5 0 0 +4 t o t o t o +4 Trang 4 Câu III : (4 điểm) Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm FeS 2 và Cu 2 S bằng dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng thu được dung dịch A và khí SO 2 . Hấp thụ hết SO 2 vào trong 1 lít dung dịch KOH 1M thu được dung dịch B. Cho ½ A tác dụng với dung dịch NaOH dư, lấy kết tuả nung đến khôí lượng không đôỉ thu được 4 gam chất rắn C. Cho toàn bộ lượng C qua ống sứ đựng khí CO dư nung nóng thu được khí D. Dẫn D qua nước vôi trong dư thu được 6 gam kết tuả. 1. Tính m 2. Tính khôí lượng các chất tan trong dung dịch B. Câu III: (4 đ) Đáp án Điểm chi tiết Ghi chú 1. 3đ Gọi số mol của FeS 2 và Cu 2 S lần lượt là x,y: Ta có phương trình phản ứng: * 2FeS 2 + 14H 2 SO 4 đ ⎯→⎯ 0 t Fe 2 (SO 4 ) 3 + 15SO 2 +14H 2 O(1) x 2 x 2 15x * Cu 2 S + 6 H 2 SO 4 đ ⎯→⎯ 0 t 2 CuSO 4 + 5 SO 2 +6 H 2 O(2) y 2y 5y ½ A tác dụng với dung dịch NaOH dư: * Fe 3+ + 3OH - → Fe(OH) 3 (3) 2 x 2 x * Cu 2+ + 2OH - → Cu(OH) 2 (4) 2y 2y * 2Fe(OH) 3 ⎯→⎯ 0 t Fe 2 O 3 +3H 2 O(5) 2 x 4 x * Cu(OH) 2 ⎯→⎯ 0 t CuO +H 2 O(6) y y * Fe 2 O 3 + 3CO ⎯→⎯ 0 t 2Fe + 3CO 2 (7) 4 x 2 x 4 3x * CuO + CO ⎯→⎯ 0 t Cu + CO 2 (8) y y y * CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + H 2 O(9) 4 43 yx + 4 43 yx + * Theo gt: ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ =+ = + 4.80 4 .160 06,0 4 43 y x yx * Giaỉ hệ pt trên ta tìm được: x = 0,04 ; y = 0,03 * m = 0,04.120 + 0,03.160 = 9, 6gam. 0,25đ 0,25đ 1,0đ 1,0đ 0,25đ 0,25đ Trang 5 2. 1đ Số mol SO 2 = 2 15x +5y = 0,45 mol Số mol KOH = 0,5 mol ⇒ KOH SO n n 2 = 0,45: 0,5 > 2 1 . Do đó dung dịch tạo thành gồm 2 muối SO 2 + KOH →KHSO 3 (10) a a SO 2 + 2KOH →K 2 SO 3 + H 2 O(11) b 2b Ta có hệ pt: ⎩ ⎨ ⎧ =+ =+ 5,02 45,0 ba ba Giaỉ hệ pt này ⇒ a = 0,4 ; b = 0,05 m KHCO 3 = 48 gam; m K 2 SO 3 = 7,9 gam 0,5đ 0,25đ 0,25đ Trang 6 H 2 SO 4 đ H 2 SO 4 đ B. PHẦN HỮU CƠ: Câu I: (3 điểm ) 1. Giaỉ thích tại sao khi hiđrat hoá 3- phenylbut-1-en trong H 2 SO 4 loãng chỉ thu được 2- phenylbutan-2-ol 2. Viết các phương trình phản ứng điều chế các chất ( hoá chất vô cơ cần thiết, điều kiện phản ứng coi như có đủ) a. Từ toluen điều chế p.crezol b. Từ benzen m-brom anilin Câu II: (3 đ) Đáp án Điểm chi tiết Ghi chú 1. 1,5 đ Khi hidrat hóa 3- phenylbut-1-en trong H 2 SO 4 loãng sẽ tạo cacbocation bậc 2 và có sự chuyển vị tạo cacbocation benzylic bền vững hơn đo đó sản phẩm thu được là 2- phenylbutan-2-ol theo sơ đồ sau: 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ 2. 1,5 đ a/ C 6 H 5 CH 3 + HNO 3 (đ) ⎯→⎯ p-NO 2 C 6 H 4 CH 3 + H 2 O p-NO 2 C 6 H 4 CH 3 +6 H ⎯⎯⎯⎯→⎯ −HClFe p-NH 2 C 6 H 4 CH 3 + 2 H 2 O p-NH 2 C 6 H 4 CH 3 + HNO 2 ⎯→⎯ 0 t p-HOC 6 H 4 CH 3 + N 2 + H 2 O b/ C 6 H 6 + HNO 3 ⎯→⎯ C 6 H 5 NO 2 + H 2 O C 6 H 5 NO 2 + Br 2 ⎯⎯⎯→⎯ 0 ,tFe m-BrC 6 H 4 NO 2 + HBr m-BrC 6 H 4 NO 2 + 6 H ⎯⎯⎯⎯→⎯ −HClFe m-BrC 6 H 4 NH 2 + 2 H 2 O 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ CH 2 = CH —CH—CH 3 H + CH 3 — HC + —CH—CH 3 Ph Ph CH 3 —CH 2 — C + —CH 3 Ph H 2 O -H 2 CH 3 CH 2 C OH Ph CH 3 CH 3 C Ph + CH 3 CH 2 Trang 7 Câu II: (3 điểm ) 1. Hãy sắp xếp và giải thích thứ tự nhiệt độ sôi của các chất sau đây theo chiều tăng dần nhiệt độ sôi (A) C 6 H 5 CH(CH 3 ) 2 ; (B) C 6 H 5 CH 2 OH ; (C) C 6 H 5 OCH 3 ; (D) C 6 H 5 CHO ; (E) C 6 H 5 COOH 2. Khi thực hiện phản ứng este hóa 1 mol CH 3 COOH và 1 mol C 2 H 5 OH, lượng este lớn nhất thu được là 2/3 mol. Để đạt hiệu suất cực đại là 90% khi tiến hành este hóa a mol CH 3 COOH cần số mol C 2 H 5 OH là bao nhiêu (biết các phản ứng este hóa thực hiện ở cùng nhiệt độ). Câu II: (3 đ) Đáp án Điểm chi tiết Ghi chú 1. 1,0 đ Thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi: C 6 H 5 CH(CH 3 ) 2 < C 6 H 5 OCH 3 < C 6 H 5 CHO < C 6 H 5 CH 2 OH < C 6 H 5 COOH ( A) (C) (D) (B) (E) Vì khối lượng phân tử của chúng xấp xỉ nhau, nên nhiệt độ sôi chỉ phụ thuộc vào sự phân cực và liên kết Hidro (A) Kém phân cực, không có liên kết Hidro (C) Phân cực hơn (A), không có liên kết Hidro (D) Phân cực hơn (C), không có liên kết Hidro (B) Phân cực hơn (D), có liên kết Hidro (E) Phân cực hơn (B), có liên kết Hidro mạnh hơn (B) 0,25đ 0,25đ 0,5đ 2. 2,0đ + Với hiệu suất 66,67% p.t.p.ư CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ⇌ CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O ban đầu 1mol 1 mol 0 0 phản ứng 2/3 mol 2/3 mol 2/3 mol 2/3 mol cân bằng 1/3 mol 1/3 mol 2/3 mol 2/3 mol K cb = 2 2 523 2523 3 1 3 2 ]].[[ ]].[[ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = OHHCCOOHCH OHHCOOCCH = 4 + Với hiệu suất 90% . Tính số mol C 2 H 5 OH ? Gọi x là số mol C 2 H 5 OH. ♣ Trường hợp 1: Nếu x< a thì số mol este = 0,9x (mol) P.T.P.Ư CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ⇌ CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O mol ban đầu a x 0 0 mol phản ứng 0,9x 0,9x 0,9x 0,9x mol cân bằng a – 0,9x 0,1x 0,9x 0,9x K = )9,0(1,0 )9,0( 2 xax x − = 4 Vậy x = 0,342 a (mol) 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Trang 8 ♣ Trường hợp 2 : x > a thì số mol este = 0,9a (mol) P.T.P.Ư CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ⇌ CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O mol ban đầu a x 0 0 mol phản ứng 0,9a 0,9a 0,9a 0,9a mol cân bằng 0,1a x-0,9a 0,9a 0,9a K = )9,0(1,0 )9,0( 2 axa a − = 4 ; Vậy x = 2,925 a (mol) 0,25đ 0,25đ [...]... : = 4: 9 :2 :1 x: y : z :t = 12 1 16 14 0,25đ * Công thức thực nghiệm của A là: (C4H9O2N)n 0,25đ * → 103n< 140 → n< 1,35 Vậy n =1, CTPT A là:C4H9O2N 0,25đ * A tác dụng vơí NaOH tạo ra bazơ B( làm xanh quì tím ẩm) ở dạng khí →A 0,25đ là muối amoni của NH3 hoặc amin * Vì axit hoá dung dịch Y bằng H2SO4 loãng, đem chưng cất (có thể tạo hỗn hợp sản phẩm trong quá trình axit hóa môi trường luôn dư H+) nhưng . TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÒNG TỈNH LỚP 12 THPT TỈNH KIÊN GIANG NĂM HỌC 2010 -2011 ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN THI : HÓA HỌC Thời gian : 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi : 13. = 12 ; N = 14 ; O = 16 ; S = 32 ; Na = 23 ; K =39 ; Ca = 40 ;Fe = 56 ; Cu = 64 ) HẾT Trang 1 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KIÊN GIANG KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÒNG TỈNH LỚP 12 THPT NĂM HỌC. GIANG KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÒNG TỈNH LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2010 - 2011 ĐÁP ÁN ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN HÓA HỌC Ngày thi : 13/11/2010 A.PHẦN ĐẠI CƯƠNG VÔ CƠ: Câu I :(4 điểm ) 1. Ba