Đề thi học sinh giỏi cấp cơ sở tỉnh Điện Biên năm 2010 môn Hóa lớp 12 - Có đáp án

c So sánh và giải thích tóm tắt về độ bền liên kết, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, tính khử và tính axit của các hợp chất với hiđro?. Cho m gam muối halogenua của một kim loại kiềm ph

SỞ GD&ĐT ĐIỆN BIÊN

Đề thi chính thức

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP CƠ SỞ LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2009 -2010

Môn: Hoá học

Thời gian làm bài 180 phút, không kể thời gian giao đề

Ngày thi: 07/01/2010

(Đề thi có 02 trang)

ĐỀ BÀI Câu 1 (3,5 điểm)

1 Có các nguyên tố hoá học sau: H, F, Cl, Br, I

a) Hãy viết công thức phân tử tất cả các chất được tạo ra từ các nguyên tố đó

b) Các phân tử đó được tạo ra từ loại liên kết hoá học nào? Tại sao?

c) So sánh và giải thích tóm tắt về độ bền liên kết, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, tính khử và tính axit của các hợp chất với hiđro?

2 Hoàn thành các phương trình phản ứng sau:

CuS + H+ + NO3- → S + NO +

NO2- + Co2+ + CH3COOH → Co(NO2)63- + NO + CH3COO- + H2O

Fe(OH)2 + HNO3→ ?

H2S + HOCl → ?

3 Tính hằng số cân bằng KP của

phản ứng 2HCl(k) H2(k) + Cl2(k) ở 20000K

Biết hằng số Error: Reference source not found

Câu 2 (3 điểm)

1 Có dung dịch A chứa hỗn hợp 2 muối MgCl2 1,0.10-3M và FeCl3 1,0.10-3M Cho dung dịch NaOH vào dung dịch A Biết: TMg(OH) 2= 1,0.10–11; TFe(OH) 3 = 1,0.10–39

a) Kết tủa nào tạo ra trước Vì sao?

b) Tìm pH thích hợp để tách hết Fe3+ ra khỏi dung dịch Biết rằng nếu ion có nồng độ bằng 1,0.10–6 M thì coi như đã được tách hết

2. Xác định sức điện động E0 và

hằng số cân bằng của phản ứng: Hg → Hg

+ Hg2+ Thế khử chuẩn và

3 Cho hỗn hợp khí gồm NO có lẫn NO2, SO2, N2 Hãy trình bày phương pháp hóa học

để tinh chế NO tinh khiết từ hỗn hợp

Câu 3 (3 điểm).

Cho m gam muối halogenua của một kim loại kiềm phản ứng với 50 ml dung dịch axit H2SO4 đặc, nóng (lấy dư) Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được khí A có mùi đặc biệt và hỗn hợp sản phẩm B Trung hòa bằng dung dịch 200ml NaOH 2M rồi làm bay hơi nước cẩn thận hỗn hợp sản phẩm B thu được 199,6 gam hỗn hợp D (khối lượng khô) Nung D đến khối lượng không đổi thu được muối E có khối lượng 98 gam Nếu cho dung dịch BaCl2 lấy dư vào B thì thu được kết tủa F có khối lượng gấp 1,4265 lần khối lượng muối E Dẫn khí A qua dung dịch Pb(NO3)2 thu được 23,9 gam kết tủa màu đen.

1 Tính nồng độ % của dung dịch H2SO4 (d = 1,715g/ml) và m.

2 Xác định kim loại kiềm; halogen.

Câu 4 (2,5 điểm).

4,1.10

α = −

2 2

+

2 2

0

2Hg /Hg 9,2

E 2+ + = + V

0

E + = + V

1) CO

2

2) H3O +

2H2O

Mg/ ete

KCN

Cl2(ás)

Khi hoà tan hoàn toàn một hỗn hợp gồm FeS và Fe trong dung dịch HCl, thu được một hỗn hợp khí X có tỉ khối hơi đối với hiđro là 13 Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít hỗn hợp khí X rồi

dịch H2SO4 loãng, dư và đun nóng nhẹ cho đến khi không còn khí bay ra Để nguội bình phản

duy nhất là khí NO Các thể tích khí đều được đo ở điều kiện tiêu chuẩn.

1 Xác định thành phần phần trăm về khối lượng của hỗn hợp FeS và Fe ban đầu

2 Tính thể tích khí NO thoát ra

Câu 5 (2 điểm).

1 Hãy sắp xếp các chất sau đây theo thứ tự tăng dần lực bazơ và giải thích: CO(NH2)2 ;

CH3-CH2-CH2-NH2 ; CH2=CH-CH2-NH2 ; p-CH3-C6H4-NH2 ; anilin; p-nitroanilin.

2 Hoàn thành phương trình hoá học và trình bày cơ chế của phản ứng sau với tỷ lệ số mol phản ứng là 1:1

CH3-CH=CH2 +

source not found ?

Câu 6 (3 điểm).

1 Viết phương trình thực hiện dãy chuyển hóa sau:

B

Toluen A X

D

2 Có 5 chất hữu cơ với các giá trị mômen lưỡng cực tương ứng như sau:

Biết A, B, C, D, E thuộc trong các chất sau: cis - CHCl = CHCl ; cis - CH3–CH=CH–Cl ; trans - CHCl = CHCl; trans - CH3–CH = CH–Cl và trans - CH3– CH = CH – COOH

Hãy chỉ rõ A, B, C, D, E là những chất nào? Giải thích.

Câu 7: (3 điểm).

Ba hợp chất hữu cơ (A), (B), (C) có chứa các nguyên tố C, H, O có cùng một công thức phân tử và khối lượng phân tử bằng 116 đvC Cho 0,058 gam mỗi chất vào dung dịch NaHCO3 lấy dư thì đều thu được 24,6 ml CO2 (đo ở 270C và 1 atm) Đun nóng gần tới 1200C, từ (A) sinh ra X với MX = 98 đvC; từ (B) sinh ra Y có MY = 72 đvC; còn (C) không biến đổi nhưng nếu đun tới 3000C thì (C) cũng cho X Nếu cho X vào dung dịch NaHCO3 thì sau một thời gian mới thấy khí CO2 thoát ra từ từ

1 Hãy xác định cấu trúc của (A), (B), (C), X, Y

2 So sánh nhiệt độ nóng chảy và hằng số axit K1; K2 của (A) và (C) Giải thích.

Cho: Fe = 56; O = 16; H = 1; S = 32; Ba = 137; F = 19; Cl = 35,5; Br = 80; I = 127;

Li = 7; Na = 23; K = 39; Rb = 85,5; N = 14; C = 12; Pb = 207

400o C− 500o C

→

SỞ GD&ĐT ĐIỆN BIÊN

Đề Chính thức

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP CƠ SỞ LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2009 -2010

Môn: HÓA HỌC

HƯỚNG DẪN CHẤM

(Hướng dẫn chấm gồm 5 trang)

2, X2, HX, XX’ (X: F, Cl, Br, I

b) H2, X2 là liên kết cộng hóa trị không có cực; HX và XX’ là liên kết

c)- Độ bền liên kết: HF >HCl >HBr >HI do độ dài liên kết tăng, năng

lượng liên kết giảm

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi: HF > HCl do HF có liên kết hidro

liên phân tử

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi: HCl < HBr < HI do phân tử khối

tăng

- Tính khử HF < HCl < HBr < HI và tính axit HF < HCl < HBr < HI do

độ dài liên kết tăng, năng lượng liên kết giảm

0,5 0,5

7NO2- + Co2+ + 2CH3COOH → Co(NO2)63- + NO + 2CH3COO- + H2O 0,25

Xét phản ứng: 2HCl(k) H2(k) + Cl2(k)

Cân bằng: a(1-α) Error: Reference source not found

Error: Reference source not found

Do ⇒ KP = KC

KP = KC = Error:

Reference

source not found

= Error: Reference

source not found

Ở 20000K phản ứng

có KP =

0,25 0,25

0,5

MgCl2→ Mg2+ + 2Cl – và Mg2+ + 2OH – → Mg(OH)2↓ (1)

FeCl3→ Fe3+ + 3Cl – và Fe3+ + 3OH –→ Fe(OH)3↓ (2)

0,25

2

a α

2

a α

0

n

∆ =

[ ] [ ]

2

2

4 1 1

a

H Cl

α

α α α

2

6 2

2

4,1.10

4,237.10

4 1 4,1.10

−

−

−

−

6

a)Để tạo kết tủa Fe(OH)3 thì

[OH –] ≥ = 1,0.10-12 M (I)

Để tạo kết tủa Mg(OH)2 thì

[OH –] ≥ = 1,0 10-4 M (II)

So sánh (I) và (II) thấy kết tủa

b)Để tạo kết tủa Mg(OH)2 thì: [OH –] = 10-4→[H+] = 10-10 → pH = 10

Để kết tủa hết Fe3+ thì: [Fe3+] ≤ 10-6→[OH –]3 ≥ 10-33 →[H+] ≥ 10-3→

pH ≥ 3

Vậy, để tách hết Fe3+ ra khỏi dung dịch thì: 3 ≤ pH < 10

0,5

Hg⇋ 2Hg2+ + 2e ; ∆G = – 2F (– 0,92)

Hg2+ + 2e ⇌ Hg ; ∆G = – 2F 0,85

Hg⇋ Hg2+ + Hg ∆G0 = ∆G + ∆G = – 2 F E0

∆G0 = – 2F.E0 = – 2F(0,85 – 0,92) → E0 = 2(– 0,07) = – 0,14

V

lg K = = –

2,37 → K = 4,27 10– 3

0,5 0,5

Dùng dung dịch NaOH dư để loại bỏ SO2 và NO2

NaOH + SO2→ Na2SO3 + H2O

2NaOH + 2NO2→ NaNO2 + NaNO3 + H2O

Sau đó dùng dung dịch FeSO4 để tách NO ra khỏi N2

FeSO4 + NO → Fe(NO)SO4

Dung dịch màu nâu thẫm có chứa Fe(NO)SO4 khi bị đun nóng, khí NO lại

thoát ra

0,5

0,5

Theo đầu bài khí A có mùi đặc biệt, phản ứng với Pb(NO3)2 tạo kết tủa

đen, khí A sinh ra do phản ứng của H2SO4 đặc Vậy A là H2S

Theo (1) số mol H2S là: Error: Reference source not found 0,1 mol

Số mol H2SO4bị khử

thành H2S là: mol

Khi nung nóng lượng D giảm = 199,6 - 98 = 101,6 gam là lượng chất tạo

ra từ X –(các muối sunfat kim loại kiềm đều không bị nhiệt phân) Muối

khô E có M2SO4 và Na2SO4

0,4 mol 0,2 mol

Theo (2), số mol H2SO4 đã tham gia phản ứng trung hòa là:

Error:

Reference source not

foundmol

0,25

0,25

0,25

11 3

1,0.10 1,0.10

−

−

2 2 +

39 3

3

1,0.10 1,0.10

−

−

0 1 0 2 2 2 + 0 1

0 2

1.( 0,14)

0, 059

−

2 4 (1) 2 0,1

n = n =

2 4 (2)

1 0,2.0,2 0,2 2

H SO

Theo (2), (3) khối lượng muối M2SO4 là: 98 – 0,2 142 = 69,6 gam

Kết tủa F là BaSO4 Số mol BaSO4 là: ( 98 1,4265) : 233 = 0,6 mol

Số mol M2SO4 là 0,6 – 0,2 = 0,4 mol

Số mol H2SO4 tham gia

tạo muối là: mol

Tổng số mol H2SO4 ban đầu là: 0,1 + 0,2 + 0,4 = 0,7 mol

Nồng độ H2SO4 là: 100% =

80%

0,25 0,25 0,25 0,25

0,25

0,25 0,25 0,5

Quá trình oxi hóa khử ban đầu là:

Error: Reference

source not found

Số e đã trao đổi là: 8x →

số mol X’ là: Error:

Reference source not found

Ta có: Error: Reference

source not found Xét

các giá trị chỉ thỏa mãn

với x=2

⇒Ερρορ: Ρεφερενχε σουρχε νοτ φουνδ ⇒ X’ là I2

Ta có phương trình:

8KI + 5H2SO4 = 4K2SO4 + 4I2 + H2S + 4H2O (4)

Khối lượng m là: 8.0,1.166 = 132,8(g)

4

FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑

Gọi số mol của FeS là x; số mol của Fe là y

Theo bài ra, ta có: = 13 2 = 26

→ =

⇒ mol và Error: Reference

source not found mol

Vậy %Fe = 100% = 17,5%

và %FeS = 100 – 17,5 =

82,5%

2H2 + O2→ 2H2O

2H2S + 3O2→ 2SO2 + 2H2O

SO2 + 2FeCl3 + 2H2O → FeSO4 + FeCl2 + 4HCl ↑

FeCl2 + H2SO4→ FeSO4 + 2HCl ↑

6FeSO4 + 3H2SO4 + 2HNO3→ 3Fe2(SO4)3 + 2NO ↑ + 4H2O

Theo phương trình: 3 SO2→ 6 FeSO4→ 2NO

0,075 0,05 (mol)

Suy ra thể tích NO (đktc) = 0,05 22,4 = 1,12 lít

0,25 0,25 0,25 0,5

0,75 0,5

5 * Thứ tự tăng dần của lực bazơ:Ký hiệu các chất theo đề bài lần lượt là A,B,C,D,E,F Ta có:

0,7 98

50 1,715 1 2

69, 6

0, 4

1

x S e S

xX X xe

−

+ →

'

0,1.8 0,8

X

n

x x

'

101,6.

127 0,8

X

x

34x 2y

x y

+ +

x y

3 1

3

FeS

n nFe = = 1

2 4 (1) 2 4 0,4

n = n =

56

56 (88.3)+

CO(NH2)2 < p-O2NC6H4NH2 < C6H5NH2 < p-CH3-C6H4-NH2 <

(A) (F) (E) (D)

< CH2=CH-CH2-NH2 < CH3-CH2-CH2-NH2

(C) (B)

* Giải thích:

- Mạnh nhất là (B) do có gốc ankyl đẩy e (+I)

- Yếu nhất là (A) do có nhóm C=O hút e mạnh (-I) đồng thời có hiệu ứng

liên hợp giữa e π với cặp e n của N (-C)⇒ làm giảm mạnh mật độ e của

nguyên tử N

- Gốc ankenyl hút e yếu hơn so với vòng benzen nên (C) > (D), (E), (F)

CH3 đẩy e làm hạn chế sự giảm mật độ e của N nên (F) < (E) < (D)

0,5

0,5

PT pứ: CH3-CH=CH2 + Cl2 CH2Cl-CH=CH2 + HCl

Cơ chế: thế gốc tự do

Giai đoạn 1: Cl2 2Cl •

Giai đoạn 2: CH3-CH=CH2 + Cl • →•CH2-CH=CH2 + HCl

Cl2 + •CH2-CH=CH2 → CH2Cl-CH=CH2 + Cl • Giai đoạn 3: 2Cl •→ Cl2

Cl • + •CH2-CH=CH2→ CH2Cl-CH=CH2

CH2=CH – CH2 •+ • CH2-CH=CH2 → CH2=CH – CH2– CH2

-CH=CH2

0,25

0,25 0,25 0,25

Mỗi phương trình học sinh viết đúng được 0,25 điểm

C6H5CH3 + Cl2 C6H5CH2Cl + HCl

C6H5CH2Cl + KCN → C6H5CH2CN + KCl

C6H5CH2CN + 2H2O → C6H5CH2COOH + NH3

C6H5CH2Cl + Mg Error: Reference source not found C6H5CH2MgCl

C6H5CH2COOMgCl

C6H5CH2COOMgCl + H2O Error: Reference source not found

1,5

lớn hơn tạo 2 vectơ momen lưỡng cực cùng độ lớn, cùng phương nhưng

ngược chiều nên triệt tiêu nhau

hút e tạo ra 2 véc tơ momen lưỡng cực cùng phương, cùng chiều Nhóm –

COOH hút e mạnh hơn - Cl nên vectơ momen lưỡng cực có độ lớn hơn

CH3–CH= CH–Cl (µ = 1,97D)

0,5

0,5

as

→

H+

→

450-500 o C 450-500 o C

không cùng phương nhưng khi tổ hợp lại tạo ra véctơ tổ hợp có khả năng

triệt tiêu một phần nên có độ lớn không bằng so với cis - CHCl = CHCl

Vậy D là cis - CH3– CH = CH – Cl và B là cis - CHCl = CHCl

0,5

7

a) Các hợp chất đều tác dụng được với NaHCO3 sinh ra CO2 nên chúng có

chứa nhóm – COOH

Thể tích CO2 thu được ở điều kiệm tiêu chuẩn là:

Error:

Reference source not

found

Số mol CO2 là:

molError: Reference

source not found

Số mol các hợp chất là: mol

Số mol CO2 gấp 2 lần số

mol các hợp chất nên ta xác

định được mỗi chất đều có 2 nhóm –COOH

Phần gốc hiđrocacbon còn lại có khối lượng là: 116 – 90 = 26

Gọi gốc hiđrocacbon là CxHx Ta có: 12x + y = 26 → y = 26 - 12x

Xét các cặp nghiệm thì chỉ có cặp x = 2 và y = 2 là phù hợp Vậy gốc còn

lại là C2H2

Công thức cấu tạo 3 chất là:

A phải có cấu tạo cis- để tách H2O (116 – 98 = 18) tạo ra X là vòng lacton

B có cấu tạo không lập thể để tách CO2 (116-74=44) tạo ra Y là axit

không no

C có cấu tạo trans-

0,5

0,5 0,5

0,25

0,25 0,25

b) Nhiệt độ nóng chảy của C > A do A có liên kết hidro nội phân tử làm

giảm khả năng tạo liên kết hidro liên phân tử

- Ka1 của A < C do liên kết hidro nội phân tử làm giảm khả năng điện ly

- Ka2 của A > C do anion sinh ra được bền hóa bởi sự cộng hưởng giữa

0,25 0,25

2

1.2,46.273

2,24 1.300

CO

2

2

2,24.10

0,001 22,4

CO

0,058

0,0005

HOOC H HOOC COOH COOH

C = C ; C = C và CH2=C

H COOH H H COOH

(trans-) (cis-)

COOH CH

CH + H2O COOH

(X)

120 0 C

COOH

CH2=C CH2=CH – COOH + CO2

COOH (Y)

120 0 C

electron π với điện tích âm 0,25

Ghi chú: Nếu học sinh làm bài theo cách khác, kết quả chính xác, lập luận chặt chẽ vẫn cho

điểm tối đa