Đề thi học sinh giỏi cấp THPT tỉnh Lâm Đồng môn Hóa học

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LÂM ĐỒNG NĂM HỌC 2010 - 2011 Môn : HÓA HỌC – THPT ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian : 180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm có 2 trang) Ngày thi : 18/ 2/ 2011 Câu 1: (2 điểm) a. Cho 2 nguyên tố X, Y, biết: - X có 3 lớp electron, có 3 electron độc thân. - Y có 3 lớp electron, có 7 electron hóa trị. Viết cấu hình electron, xác định vị trí của X, Y trong bảng hệ thống tuần hoàn. b. - Vì sao 2 phân tử NO 2 có thể kết hợp với nhau để tạo thành phân tử N 2 O 4 ? - Cho cân bằng : 2NO 2  N 2 O 4 (khí màu nâu) (khí không màu) Khi ngâm bình chứa NO 2 vào nước đá, thấy màu nâu của bình nhạt dần. Hãy cho biết phản ứng thuận là phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt? Giải thích? Câu 2: (2 điểm) a. Dung dịch NH 3 1M có α = 0,43 %. Tính hằng số Kb và pH của dung dịch đó. b. Tính độ điện li của axit axetic trong dung dịch 0,01M, nếu trong 500 ml dung dịch axit đó có 3,13.10 21 hạt (phân tử và ion). Câu 3: (2 điểm) a. Viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra khi thực hiện các thí nghiệm sau: - Cho khí Clo lội vào dung dịch KOH đun nóng (khoảng 70 0 C). - Nhỏ từ từ dung dịch NH 3 đến dư vào dung dịch CuSO 4 . - Cho dung dịch hỗn hợp gồm FeSO 4 và Fe 2 (SO 4 ) 3 vào dung dịch KMnO 4 có H 2 SO 4 . - Nhỏ từ từ dung dịch AgNO 3 vào dung dịch Fe(NO 3 ) 2 . b. Không dùng thêm thuốc thử hãy nhận biết các dung dịch: NaCl; K 2 CO 3 ; Na 2 SO 4 ; HCl; Ba(NO 3 ) 2 . Câu 4: (2 điểm) a. Dung dịch A gồm AlCl 3 , CrCl 3 . Cho dung dịch NaOH dư vào A sau đó tiếp tục cho thêm nước Clo, rồi lại cho thêm dư dung dịch BaCl 2 . Nêu hiện tượng và viết các phương trình phản ứng hóa học đã xảy ra. b. Nhỏ từ từ 25 gam dung dịch HCl 14,6% vào dung dịch chứa 11,04 gam K 2 CO 3 , sau đó cho thêm vào dung dịch 0,04 mol Ba(OH) 2 . Tính tổng khối lượng các muối trong dung dịch thu được sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Câu 5: (2 điểm) Cho hỗn hợp X gồm FeS 2 và MS có tỷ lệ mol 1:1 (M là kim loại có hóa trị không đổi). Cho 6,51 gam X tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch HNO 3 đun nóng thu được dung dịch Y và 13,216 lít ( đktc) hỗn hợp khí Z có khối lượng 26,34 gam gồm NO 2 , NO. Thêm lượng dư dung dịch BaCl 2 loãng vào Y thì thu được a gam kết tủa. Xác định kim loại M và tính giá trị của a? Câu 6: (2 điểm) Hòa tan 10,40 gam một kim loại R trong dung dịch HCl vừa đủ, thu được dung dịch X có chứa RCl 2 và V 1 lít khí H 2 . Chia dung dịch X làm 2 phần bằng nhau, phần I cho tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch HNO 3 đậm đặc, nóng thu được V 2 lít khí NO 2 và dung dịch Z (ion clorua không bị oxi hóa), phần II cho tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch H 2 SO 4 đậm đặc nóng thu được V 3 lít khí SO 2 và dung dịch T. Cô cạn dung dịch Z ở nhiệt độ thích hợp thu được 40,00 gam một muối A duy nhất, cô cạn dung dịch T ở nhiệt độ thích hợp thu được 25,00 gam muối B duy nhất. Biết M A < 420; M B < 520. Xác định R, A, B và tính V 1 , V 2 , V 3 . Biết thể tích các khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Câu 7: (2,5 điểm) a. Viết công thức cấu tạo, gọi tên các hợp chất hữu cơ có công thức phân tử C 2 H 7 NO 2 , biết mỗi chất đều phản ứng được với dung dịch HCl và dung dịch NaOH. Viết các phương trình phản ứng minh họa. b. Cho sơ đồ chuyển hóa sau : +Cl 2 /as 1 : 1 C 6 H 5 -CH 2 -CH 3 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 CuO t 0 dd AgNO 3 /t 0 NH 3 dd H 2 SO 4 dd NaOH B 1 dd NaOH B 2 H 2 SO 4 đặc 170 0 C B 3 trùng hợp B 4 Biết A 5 là axit cacboxylic. Hãy xác định công thức cấu tạo của A 1 ; A 2 ; A 3 ; A 4 ; A 5 ; B 1 ; B 2 ; B 3 ; B 4 và viết các phương trình phản ứng đã xảy ra. Câu 8: ( 2,5 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 1,32 gam hợp chất hữu cơ X cần dùng vừa hết 2,352 lít khí O 2 ( đktc ). Sản phẩm thu được chỉ gồm CO 2 và nước với tỷ lệ khối lượng 2 2 CO H O m : m = 11 : 2 . Biết X có khối lượng phân tử nhỏ hơn 150. a. Xác định công thức phân tử của X? b. Viết công thức cấu tạo của X biết X có vòng benzen, tham gia phản ứng tráng gương và trong tự nhiên tồn tại ở dạng trans. Câu 9: (3 điểm) a. Đun nóng hợp chất hữu cơ X (chỉ chứa một loại nhóm chức) với dung dịch axit vô cơ xúc tác thì thu được hai chất hữu cơ Y, Z (đều chứa C,H,O). Mặt khác, 4,04 gam X phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 0,04 mol KOH thì thu được hai chất Y và P. Phân tử khối của P lớn hơn phân tử khối của Z là 76. Khi đun nóng 1,84 gam Y với dung dịch H 2 SO 4 đặc ở nhiệt độ thích hợp thì thu được 0,5376 lít khí một anken (đktc) với hiệu suất 60%. Biết Z là đơn phân thường dùng để tổng hợp polime. Hãy xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của X, Y, Z. b. Khi có tác dụng của axit, geraniol chuyển hóa thành α-terpineol theo sơ đồ sau: Geraniol α-terpineol Đề nghị cơ chế cho quá trình chuyển hóa này? Cho biết : N = 14; H = 1; O = 16; Cl = 35,5; S = 32; Fe = 56; K = 39; Mn = 55; Cr = 52; Al = 27; Na = 23; Zn = 65; Cu = 64; C = 12; P = 31 . . . . . . . . HẾT . . . . . . . . Họ và tên thí sinh : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Số báo danh : . . . . . . . . . . . . . . . . Giám thị 1 : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ký tên : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CH 3 OH C – CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 –C = CH –CH 2 –CH 2 –C = CH –CH 2 OH H + Giám thị 2 : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ký tên : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LÂM ĐỒNG NĂM HỌC 2010 - 2011 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC Môn : HÓA HỌC – THPT Ngày thi : 18/ 2/ 2011 Câu Hướng dẫn chấm Điểm a.Cấu hình e của X : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 Cấu hình e của Y : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 Vị trí của X : Ô thứ 15, chu kì 3, nhóm VA Vị trí của Y : Ô thứ 17, chu kì 3, nhóm VIIA 0,25 0,25 0,25 0,25 b Sơ đồ chuyển hóa : -Trên nguyên tử N vẫn còn 1 electron độc thân - Khi ngâm vào nước đá thì cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, theo nguyên lý Lơ Satơliê chiều này là chiều tỏa nhiệt. Vậy chiều thuận là chiều toả nhiệt. 0,125 0,25 0,375 0,25 2 a. NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 + + OH - 1M Cân bằng (1 –x ) x x α = 1 x = 0,0043 → x = 4,3 .10 -3 ⇒ Kb = x x −1 2 ≅ 1 )10.3,4( 23− = 1,85 .10 -5 [ H+] = 3 14 10.3,4 10 − − = 0,23 .10 -11 pH = -log ( 0,23 .10 -11 ) = 11,64 0,5 0,5 b. CH 3 COOH ⇔ CH 3 COO - + H + x mol x mol x mol 1l dung dịch axit có 2 x 3,13 .10 21 hạt = 6.26 .10 21 .hạt Gọi x là số mol phân tử CH 3 COOH đã phân li trong 1 lít dung dịch. Lúc đó x là số ion H + cũng là số ion CH 3 COO - . Khi đó số phân tử CH 3 COOH còn lại không phân li là 6,02 10 21 – x Ta có : 6,02 . 10 21 -x + 2x = 6,26 . 10 21 ⇒ x = 0,24 .10 21 Độ điện li α = 21 21 10.02,6 10.24,0 x 100 = 3,99% 0,5 0,5 a.Viết đúng 5 phản ứng (nếu đúng từ 4 phản ứng trở lên cho đủ điểm ) 1 N O O . N O O O O N 3 b. 1 a. - Nêu được 3 hiện tượng : Tạo kết tủa; Kết tủa tan; xuất hiện kết tủa màu vàng - Viết đúng 6 phản ứng. 0,25 0,75 b. + - 2- + 3 2+ - H Cl CO Ba OH n = n = 0,1 mol ; n = 0,08 mol ; n = 0,16 mol n = 0,04 mol ; n = 0,08 mol K . Xét từng quá trình : + 2- - 3 3 + - 3 2 2 - - 2- 3 3 2 H + CO HCO (1) 0,08 0,08 0,08 H + HCO CO + H O (2) 0,02 0,02 0,02 HCO + OH CO + H O (3) 0,06 0,06 → → → 2+ 2- 3 3 0,06 Ba + CO BaCO (4) 0,04 0,04 0,04 → ↓ Trong dung dịch sau phản ứng còn lại: 0,1 mol Cl - ; 0,16 mol K + ; 0,02 mol OH - và 0,02 mol 2 3 CO − . Khối lượng muối = (0,1.35,5) + (0,14.39) + (0,02.60) = 10,21 gam 0,125 0,125 0,125 0,125 0,5 5 n = 0,59 mol . Gọi nNO 2 và nNO lần lượt là a và b. ta có hệ : a b 0,59 a 0,54 46a 30b 26,34 b 0,05 + = =   ⇒   + = =   3+ +6 2 2+ +6 FeS Fe +2S +15e xmol 15x MS M +S +8e xmol 8x → → +5 +4 +5 +2 N + 1e N 0,54 0,54 N + 3e N 0,15 0,05 → → 15x + 8x = 0,69 ⇒ x = 0,03 (120.0,03) + (M+32)0,03 = 6,51 ⇒ M = 65 (Zn) 0,25 0,5 0,25 0,5 Kết luận dựa theo bảng : NaCl K 2 CO 3 Na 2 SO 4 HCl Ba(NO 3 ) 2 NaCl - - - - - K 2 CO 3 - - - ↑ ↓ Na 2 SO 4 - - - - ↓ HCl - ↑ - - - Ba(NO 3 ) 2 - ↓ ↓ - - Kết quả - 1↑; 1↓ 1↓ 1↑ 2↓ 2 2 4 MS FeS SO + n n 2n 0,09 a 0,09.233 20,97g − = + = ⇒ = = 0,5 6 Phương trình phản ứng: (1) R + 2HCl → RCl 2 + H 2 ↑ Phản ứng giữa dung dịch RCl 2 và HNO 3 đậm đặc sinh khí NO 2 , với dung dịch H 2 SO 4 sinh khí SO 2 , điều này chứng tỏ R 2+ có tính khử và bị HNO 3 , H 2 SO 4 đậm đặc oxi hóa thành R 3+ . (2) RCl 2 + 4HNO 3 (đặc) → R(NO 3 ) 3 + NO 2 ↑+ 2HCl ↑+ H 2 O (3) 2RCl 2 + 4H 2 SO 4 (đặc) → R 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 ↑ + 2H 2 O + 4HCl ↑ Gọi 2a là số mol R ứng với 10,40 gam R ⇒ a là số mol R ứng với 5,20 gam R Khi cô cạn dung dịch Z, T ta có thể thu được muối khan hoặc muối ngậm nước . Gọi R(NO 3 ) 3 . nH 2 O và R 2 (SO 4 ) 3 .mH 2 O là công thức của A, B với n, m ≥0 Từ (1) (2) (3) , suy ra : Số mol R(NO 3 ) 3 . nH 2 O là a mol, số mol NO 2 = a mol Số mol R 2 (SO 4 ) 3 . mH 2 O là a/2 mol, số mol SO 2 = a/2 mol R → R(NO 3 ) 3 . nH 2 O ∆M 1 = 186 + 18 n 5,20 gam 40,00 gam ∆m 1 = 34,80 R → ½ R 2 (SO 4 ) 3 . mH 2 O ∆M 2 = 144 + 9m 5,20 gam 25,00 gam ∆m 1 = 19,8 Suy ra : a = n18186 80,34 + = m9144 8,19 + ⇒ 178,20 n – 156,6 m = 664,2 Mà M A < 400 ⇒ n < 11,9 . M B < 520 ⇒ m < 11,8 Biện luận theo n hoặc m, ta có 2 nghiệm phù hợp là n = 9 , m = 6 ⇒ a = 0.1 và M R = 52 Vây R chính là Cr Công thức muối A là Cr(NO 3 ) 3 .9H 2 O ; B : Cr 2 (SO 4 ) 3 .6H 2 O V 1 = 0,1 x 22,4 = 2,24 lít V 2 = 0,05 x 22,4 = 1,12 lít V 3 = 0,025 x 22,4 = 0,56 lít 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 7 a. - Viết đúng 2 CTCT , gọi tên CH 3 COONH 4 ( amoni axetat ); HCOO.NH 3 CH 3 (metylamonifomat) -Viết đúng 4 phản ứng: 0,5 0,5 b. Viết đúng 8 phương trình phản ứng dưới dạng CTCT (Nếu viết đúng từ 6 PTPƯ trở lên củng cho điểm tối đa) 1,5 8 a. Gọi a, b là số mol của CO 2 và H 2 O Theo giả thiết ta và định luật bảo toàn khối lượng ta có hệ : 88a 198b a 0,09 44a 18b 4,68 b 0,04 = =   ⇒   + = =   O 1,32-(12.0,09)-0,08 n = = 0,01 mol 16 Đặt CT là C x H y O z . Ta có tỷ lệ x : y : z = 0,09 : 0,08 : 0,01 = 9 : 8 : 1 (108+8+16)n <150⇒ n = 1. ⇒ CTPT là C 9 H 8 O 0,25 0,25 0,25 1 b. - Lập luận - CTCT : 0,25 0,5 CHO H C = C H C 6 H 5 9 a.Từ giả thiết suy ra X là este; Y là ancol no đơn chức; Z là axit hữu cơ ; P là muối 2 H O n 2n 1 n 2n 2 ancol C H OH C H H O 0,024 0,024 n (0,024.100) / 60 0,04mol (14n 18)0,04 1,84 n 2 − + → + = = + = ⇒ = Vậy Y là C 2 H 5 OH Z: R(COOH) n ⇒ X là R(COOC 2 H 5 ) n và P là R(COOK) n Theo giả thiết ta có : R+ 83n – R – 45n = 76 ⇒ n = 2 Este có dạng là R(COOC 2 H 5 ) 2 R(COOC 2 H 5 ) 2 + 2KOH → R(COOK) 2 + 2C 2 H 5 OH 0,02 0,04 Meste = 202 ⇒ R= 56 (C 4 H 8 ) Vậy, CTCT của Z là HOOC-(CH 2 ) 4 -COOH CTCT của X là : C 2 H 5 OOC-(CH 2 ) 4 -COOC 2 H 5 . 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 b. 1 CH 3 – C = CH – CH 2 – C = CH 2 OH CH 3 CH 3 + H ˆ ˆ ˆ† ‡ ˆ ˆˆ 2 -H O ˆ ˆ ˆ ˆ† ‡ ˆ ˆ ˆˆ CH 3 – C = CH – CH 2 – C = CH 2 OH 2 CH 3 CH 3 2 -H O ˆ ˆ ˆ ˆ† ‡ ˆ ˆ ˆˆ CH 3 CH 3 CH 3 – C = CH – CH 2 – C = CH 2 + CH 3 – C – CH CH 3 + CH 2 – CH CH 2 – CH 2 C – CH 3 CH 3 – C – CH CH 3 OH 2 + C – CH 3 CH 2 – CH CH 2 – CH 2 H 2 O CH 3 – C – CH CH 3 OH C – CH 3 CH 2 – CH CH 2 – CH 2 H + . TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LÂM ĐỒNG NĂM HỌC 2010 - 2011 Môn : HÓA HỌC – THPT ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian : 180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm có. DỤC & ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LÂM ĐỒNG NĂM HỌC 2010 - 2011 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC Môn : HÓA HỌC – THPT Ngày thi : 18/ 2/ 2011 Câu Hướng dẫn chấm. . . . . . Họ và tên thi sinh : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Số báo danh : . . . . . . . . . . . . . . . . Giám thi 1 : . . . . . . .