SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NAM ĐỊNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2014 – 2015 Môn: HÓA HỌC – Lớp: 11 THPT Phần tự luận - Thời gian làm bài: 90 phút Đề thi gồm 02 trang Câu 1: (3,5 điểm) 1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra khi cho lần lượt các chất khí sau: SO 2 , Cl 2 , NO 2 , H 2 S, CO 2 tác dụng với dung dịch Ca(OH) 2 dư. 2. Dung dịch A gồm 0,4 mol HCl và 0,05 mol Cu(NO 3 ) 2 . Cho m gam bột Fe vào dung dịch khuấy đều cho đến khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn X gồm hai kim loại, có khối lượng 0,8m gam. Tính m. Giả thiết sản phẩm khử HNO 3 duy nhất chỉ có NO. 3. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn lẫn 50,0 mL dung dịch NH 4 Cl 0,200 M với 75,0 mL dung dịch NaOH 0,100 M. Biết K b (NH 3 ) = 1,8.10 -5 . Câu 2: (2,0 điểm) 1. Nhiệt phân 1 mol hidrocacbon (A) cho 3 mol hỗn hợp khí và hơi (B). Đốt cháy 10,8g (B) rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch chứa 0,3 mol Ca(OH) 2 và 0,35 mol NaOH sinh ra 20g kết tủa. Xác định công thức phân tử của (A), tỉ khối hơi của (B) so với hidro. 2. Hợp chất A có công thức C 9 H 8 có khả năng kết tủa với dung dịch AgNO 3 trong NH 3 và phản ứng với brom trong CCl 4 theo tỷ lệ mol 1 : 2. Đun nóng A với dung dịch KMnO 4 tới khi hết màu tím, rồi thêm lượng dư dung dịch HCl đặc vào hỗn hợp sau phản ứng thấy có kết tủa trắng là axit benzoic đồng thời giải phóng khí CO 2 và Cl 2 . Xác định công thức cấu tạo của A và viết phương trình hóa học của các phản ứng xẩy ra. Câu 3: ( 2,5 điểm) 1. Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Fe và Mg bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl 20%, thu được dung dịch Y. Nồng độ của FeCl 2 trong dung dịch Y là 15,76%. Tính nồng độ phần trăm của MgCl 2 trong dung dịch Y. 2. Hoà tan hoàn toàn a gam Cu trong 600 ml dung dịch HNO 3 1M, thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch A. Trung hoà A bằng dung dịch KOH vừa đủ, rồi cô cạn thì thu được chất rắn khan B (b gam). Nung nóng B đến khối lượng không đổi thu được khí C và 29 gam chất rắn D. Cho C hấp thụ hết vào nước thu được 3,0 lít dung dịch E. a) Viết các phương trình phản ứng, tính giá trị a, b và pH của dung dịch E. b) Sục khí NH 3 vào dung dịch A thấy tạo thành 9,8 gam kết tủa. Tính số mol NH 3 đã dùng. Cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Câu 4: (2,0 điểm) Chia 1,344 lít hỗn hợp X (đktc) gồm C 2 H 2 , C 3 H 6 , C 2 H 6 thành 2 phần bằng nhau: - Đốt cháy hoàn toàn phần 1 rồi hấp thụ hoàn toàn sản phẩm cháy vào 2 lít dung dịch Ca(OH) 2 0,02 M thu được 1 (g) kết tủa. - Phần 2 cho phản ứng hoàn toàn với dung dịch Brôm dư, thấy khối lượng Brôm đã phản ứng là 3,2 (g). Tính thể tích mỗi khí trong hỗn hợp X. Thí sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học HẾT Họ và tên thí sinh Số báo danh Giám thị số 1 Giám thị số 2 ĐỀ DỰ BỊ SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NAM ĐỊNH ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2014 – 2015 Môn: HÓA HỌC – Lớp 11 THPT Phần tự luận Hướng dẫn chấm này gồm 04 trang Câu Ý Nội dung Điểm 1 1 0,75 Ca(OH) 2 + SO 2 → CaSO 3 + H 2 O 2Ca(OH) 2 + 2Cl 2 → CaCl 2 + Ca(ClO) 2 + H 2 O 0,25 6Ca(OH) 2 + 6Cl 2 0 t → 5CaCl 2 + Ca(ClO 3 ) 2 + 6H 2 O Ca(OH) 2 + H 2 S → CaS + 2H 2 O 0,25 Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O 2Ca(OH) 2 + 4NO 2 → Ca(NO 2 ) 2 + Ca(NO 3 ) 2 + 2H 2 O 0,25 2 1,25 Trong dung dịch A : Dung dịch A có 0,4 mol H + , 0,05 mol Cu 2+ , 0,4 mol Cl - , 0,1 mol NO 3 - Khi cho Fe vào dung dịch A xảy ra các phản ứng : 0,25 (1) Fe + 4H + + NO 3 - → Fe 3+ + NO + 2H 2 O 0,4 0,1 0,1 0,4 0,1 0,1 0 0 0,1 (1) Fe + 2Fe 3+ → 3Fe 2+ 0,05 0,1 (2) Fe + Cu 2+ → Fe 2+ + Cu 0,16 0,05 0,05 Số mol Fe đã tham gia các phản ứng từ (1) đến (3) là 0,1+ 0,05 + 0,05 = 0,2 (mol) Hỗn hợp 2 kim loại sau phản ứng gồm Fe dư Cu, (m - 56×0,2) + 0,05 ×64 = 0,8 m ⇒ m = 40 (gam) 0,25 0,25 0,25 0,25 3 1,50 M08,0 L125,0 L.mol200,0L050,0 C 1 o ClNH 4 = × = − ; M06,0 L125,0 L.mol100,0L075,0 C 1 o NaOH = × = − NH 4 Cl + NaOH → NaCl + NH 3 + H 2 O 0,08 0,06 0,06 0,06 0,06 0,02 0 0,06 Xét cân bằng : NH 3 + H 2 O ⇄ NH 4 + + OH - 0,06 0,02 x x x 0,06–x 0,02+x x 5 3 4 b 10.8,1 x06,0 x)x02,0( ]NH[ ]OH][NH[ K − −+ = − + == , gần đúng M10.4,5 02,0 06,0 10.8,1x 55 −− =×= 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 ĐỀ DỰ BỊ ⇒ 73,9)]10.4,5lg([14pH 5 =−−= − 0,25 2 1 1,00 Số mol : CaCO 3 : 0,2 mol OH - : 0,95 mol 0,25 Viết 2 ptpư: 2 3 2 2 3 CO OH HCO CO 2OH CO − − − − + → + → 0,25 Tìm được tỉ lệ mol C:H = 5:12 công thức phân tử của (A): C 5 H 12 0,25 Tìm tỉ khối gơi của (B) so với hidro: 12 0,25 2 1,0 A tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3 suy ra A có liên kết ba đầu mạch. A tác dụng với Br2/CCl4 theo tỷ lệ mol 1:2. Vậy A có hai liên kết π ở gốc hidrocacbon mạch hở. Công thức cấu tạo của A là : C6H5−CH2−C ≡ CH 0,25 Các phương trình phản ứng : C6H5−CH2−C ≡ CH + AgNO3 + NH3 → 0 t C6H5−CH2−C ≡ CAg ↓ + NH4NO3 C6H5−CH2−C ≡ CH + 2Br2 → C6H5−CH2−CBr2−CHBr2 3C6H5−CH2−C ≡ CH +14 KMnO4 → 0 t 3C6H5COOK +5K2CO3+KHCO3 +14MnO2 + 4H2O MnO2 + 4HCl → 0 t MnCl2 + Cl2 + 2H2O C6H5COOK + HCl → C6H5COOH ↓ + KCl K2CO3 + 2HCl → 2KCl + H2O + CO2 KHCO3 + HCl → KCl + H2O + CO2 0,25 0,25 0,25 2,5 1. Gọi x và y lần lượt là số mol của Fe và Mg trong 1 mol hỗn hợp Phản ứng: Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (1) Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 (2) Theo (1,2): n(HCl)=2 mol và n(H 2 )=1mol Suy ra: m(dung dịch mới)=56x+24y-2+36,5.2.100/20=56x+24y+363 Ta có hệ: x y 1 x y 0,5 mol 127x 15,76 56x 24y 363 100 + = ⇒ = = = + + Vậy: C%= 127.0,5.100 % 11,79% 56.0,5 24.0,5 363 = + + 0,25 0,25 0,25 0,25 2. Phản ứng: 3Cu + 8HNO 3 → 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O (1) KOH + HNO 3 → KNO 3 + H 2 O (2) 0,25 3 Muối khan B: Cu(NO 3 ) 2 và KNO 3 Cu(NO 3 ) 2 o t → CuO + 2NO 2 + 1/2O 2 (3) x x 2x x/2 KNO 3 o t → KNO 2 + 1/2O 2 (4) 0,25 Gọi n Cu = x mol ⇒ nHNO 3 pư = 8x/3 mol ⇒ nHNO 3 dư = (0,6 – 8x/3) Suy ra: nKNO 3 = (0,6 – 8x/3) mol Ta có: 80x + 85(0,6 – 8x/3) = 29 ⇒ x = 0,15 a = 0,15.64 = 9,6 gam ; b = 0,15.188 + 101.0,2 = 48,4 gam 0,25 C gồm : 0,3 mol NO 2 và 0,175 mol O 2 Pư: 2NO 2 + 1/2O 2 + H 2 O → 2HNO 3 0,3 0,3 [H + ]= 0,3/3=0,1M, Suy ra: pH=1 0,25 Phản ứng: NH 3 + H + → NH 4 + 0,2 ¬ 0,2 TH 1: Cu 2+ + 2NH 3 + 2H 2 O → Cu(OH) 2 + 2NH 4 + 0,2 ¬ 0,1 Suy ra: nNH 3 = 0,2 + 0,2 = 0,4 mol 0,25 TH 2: Cu 2+ + 2NH 3 + 2H 2 O → Cu(OH) 2 + 2NH 4 + 0,15 → 0,3 → 0,15 Cu(OH) 2 + 4NH 3 → [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 0,15-0,1 → 0,2 Suy ra: nNH 3 = 0,2 + 0,3 + 0,2 = 0,7mol 0,25 2,00 Các phương trình hoá học: 2C 2 H 2 + 5O 2 4CO 2 + 2H 2 O (1) 2C 3 H 6 + 9O 2 6CO 2 + 6H 2 O (2) 2C 2 H 6 + 7O 2 4CO 2 + 6H 2 O (3) 0,25 CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O (4) Có thể: 2CO 2 + Ca(OH) 2 Ca(HCO 3 ) 2 (5) C 2 H 2 + 2Br 2 C 2 H 2 Br 4 (6) C 3 H 6 + Br 2 C 3 H 6 Br 2 (7) 0,25 2 Ca(OH) n = 0,04 (mol), 3 CaCO n = 0,01 (mol) 2 Br n = 0,1 (mol), n X ở thí nghiệm 2 = 0,15 (mol) Đặt 2 2 3 6 2 6 C H C H C H n ,n ,n trong 1 (g) hỗn hợp X lần lượt là x, y, z (x, y, z > 0) Ta có pt khối lượng: 26x + 42y + 30z = 1 (a) Từ (1) 2 CO n =2x, từ (2): 2 CO n =2y, từ (3): 2 CO n =2z (*) 0,25 ở đây phải xét 2 trường hợp: TH1: Ca(OH) 2 dư ↔ không có phản ứng (5) từ (4): 2 CO n = 3 CaCO n = 0,01 (mol) → n C = 0,01 (mol) ↔ 0,12 (g). → m H trong 1 (g) X = 1 – 0,12 = 0,88 (g) > 0,12 (g) (vô lí vì trong hỗn hợp X cả 3 chất đều có m C > m H ) 0,25 TH2: CO 2 dư ↔ phản ứng (5) có xảy ra. Từ (4): 2 CO n = 2 Ca(OH) n = 3 CaCO n = 0,01 (mol) → 2 Ca(OH) n ở (5) = 0,04 – 0,01 = 0,03 (mol) Từ (5): 2 CO n = 2 2 Ca(OH) n = 2.0,03 = 0,06 → tổng 2 CO n = 0,06 + 0,01 = 0,07 (mol) (**) 0,25 t o t o t o 4 Từ (*) và (**) ta có phương trình theo CO 2 : 2x + 3y + 2z = 0,07 (b) Từ (6): 2 Br n = 2 2 2 C H n = 2x, từ (7): 2 Br n = 3 6 C H n = y 0,25 Kết hợp (5) và (6) ta thấy: Cứ x + y +z mol hỗn hợp X làm mất màu tối đa 2x + y mol Br 2 Vậy 0,15 mol hỗn hợp X làm mất màu tối đa 0,1 mol Br 2 → ta có pt: (x + y + z). 0,1 = (2x + y).0,15 (c)⇒ 44 a + 18 b= 49,44 (II) 0,25 Giải hệ phương trình (a), (b), (c) ta được: x = 0,005; y = 0,01; z = 0,015 Vậy trong 1 (g) hỗn hợp X có 2 2 C H V = 0,005.22,4 = 0,112 (lít) 3 6 C H V = 0,01.22,4 = 0,224 (lít) 2 6 C H V = 0,015.22,4 = 0,336 (lít) 0,25 Lưu ý: 1) Cách giải khác với đáp án, nếu đúng, được điểm tương đương với phần đó, câu đó. 2) Đối với PTHH, nếu viết sai một công thức hóa học trở lên thì không cho điểm. Nếu PTHH thiếu điều kiện hoặc chưa cân bằng thì chỉ cho một nửa số điểm của PTHH đó. 3) Điểm của toàn bài là tổng số điểm của từng câu; là bội số của 0,25./. . SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NAM ĐỊNH ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2014 – 2015 Môn: HÓA HỌC – Lớp 11 THPT Phần tự luận Hướng dẫn chấm này gồm 04 trang Câu Ý. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NAM ĐỊNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2014 – 2015 Môn: HÓA HỌC – Lớp: 11 THPT Phần tự luận - Thời gian làm bài: 90 phút Đề thi gồm 02 trang Câu 1: (3,5 điểm) . tích mỗi khí trong hỗn hợp X. Thí sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học HẾT Họ và tên thí sinh Số báo danh Giám thị số 1 Giám thị số 2 ĐỀ DỰ BỊ SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NAM