Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG LỚP 11 NĂM HỌC 2012-2013 MÔN THI: HOÁ HỌC Thời gian làm bài: 120 phút (không kể thời gian phát đề) Ngày thi: 12/01/2013 Bài 1: (4 điểm) Viết phương trình phản ứng xảy cho đơn chất As Bi tác dụng với dung dịch HNO3 (giả thiết sản phẩm khử khí NO) So sánh (có giải thích) tính tan nước, tính bazơ tính khử hai hợp chất với hidro amoniac (NH3) photphin (PH3) Một giai đoạn quan trọng trình tổng hợp axit nitric oxi hóa NH3 không khí, có mặt Pt xúc tác (a) Xác định nhiệt phản ứng phản ứng này, biết nhiệt hình thành chất NH3 (k), NO (k) H2O (k) – 46 kJ/mol; + 90 kJ/mol - 242 kJ/mol (b) Trong công nghiệp, người ta sử dụng nhiệt độ áp suất để trình tối ưu ?Tại ? Bài (2 điểm) Hòa tan hoàn toàn 26,4 gam hỗn hợp A gồm Fe Cu dung dịch HNO3, thu 7,84 lít NO (đktc) 800 ml dung dịch X Cho từ từ dung dịch HCl vào X đến không khí thoát ra, thu thêm 1,12 lít NO (đktc) 1) Xác định % khối lượng kim loại A 2) Tính số mol HNO3 tham gia phản ứng 3) Tính CM chất X Bài (2 điểm) Thủy phân hoàn toàn 2,475 gam halogenua photpho người ta thu hỗn hợp axit (axit photpho với số oxi hóa tương ứng axit không chứa oxi halogen) Để trung hòa hoàn toàn hỗn hợp cần dùng 45 ml dung dịch NaOH 2M Xác định công thức halogenua Bài (2,0 điểm) 1.Chỉ dùng chất thị phenolphtalein, phân biệt dung dịch riêng biệt NaHSO4, Na2CO3, AlCl3, Fe(NO3)3, NaCl, Ca(NO3)2 Viết phản ứng minh họa dạng ion thu gọn Cho sơ đồ phản ứng sau: … + H2O a) X + O2 b) X + CuO N2 + … + … c) X + H2S … d) X + CO2 … + H2O … e) X + H2O + CO2 Tìm công thức khí X hoàn thành phương trình hoá học Bài (2 điểm) Hòa tan 4,8 gam kim loại M hòa tan 2,4 gam muối sunfua kim loại này, dung dịch HNO3 đặc nóng dư, thu lượng khí NO2 (sản phẩm khử nhất) 1) Viết phương trình phản ứng xảy 2) Xác định kim loại M, công thức phân tử muối sunfua 3) Hấp thụ khí sinh hai phản ứng vào 300 ml dung dịch NaOH 1M, thêm vào phenolphtalein Hỏi dung dịch thu có màu gì? Tại sao? Bài (4 điểm) Dùng hình vẽ, mô tả thí nghiệm tiến hành phòng thí nghiệm để xác định có mặt nguyên tố C H có glucozơ Hoàn thành phản ứng Xác định sản phẩm phản ứng dùng chế giải thích hình thành sản phẩm (a) CH3-CH=CH2 (propilen) + HCl H 2SO , 180o C (b) CH3-CH2-CH(OH)-CH3 (ancol s-butylic) o ,t (c) C6H5CH3 + HNO3 H2SO4 Bài ( điểm) Tính pH dung dịch thu trộn lẫn 50,0 mL dung dịch NH4Cl 0,200 M với 75,0 mL dung dịch NaOH 0,100 M Biết Kb (NH3) = 1,8.10-5 Dung dịch A chứa CH3COOH 0,1M Biết Ka CH3COOH =1,75.10-5 a Tính axit pH dung dịch A b Hoà tan 4,1(g) CH3COONa vào 500 ml dung dịch A, tính pH dung dịch thu Dung dịch A gồm chất tan AlCl3, FeCl2 CuCl2 (CM chất 0,1M) a Dung dịch A có pH < 7, = hay > 7? Giải thích ngắn gọn phương trình hoá học ? b Cho H2S lội chậm qua dung dịch A bão hoà thu kết tủa dung dịch B Hãy cho biết thành phần chất kết tủa dung dịch B c Thêm dần NH3 vào dung dịch B dư Có tượng xảy ra? Viết phương trình phản ứng ion để giải thích -Hết -Họ tên thí sinh .Số báo danh Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only (Giám thị coi thi không giải thích thêm) KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG LỚP 11 NĂM HỌC 2012-2013 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HOÁ HỌC HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM Bài 1 Phương trình phản ứng : (2 đ) 3As + 5HNO3 + 2H2O 3H3AsO4 + 5NO 1đ Bi + 4HNO3 Bi(NO3)3 + NO + 2H2O Tính tan : NH3 tan tốt PH3 nước, phân tử phân cực có khả tạo liên kết hidro với nước H H H N H O H N H H H 0,25đ Tính bazơ : NH3 có tính bazơ mạnh PH3, liên kết N-H phân cực mạnh liên kết P-H, làm cho nguyên tử N phân tử NH3 giàu electron hơn, dễ dàng nhận proton (một nguyên nhân giải thích cho điều ion NH4+ bền PH4 +) 0,25đ (a) Tính khử : PH3 có tính khử mạnh nhiều so với NH3, nguyên tử P phi kim có độ âm điện nhỏ phân tử PH3 bền NH3 0,25đ 4NH3 (k) + 5O2 (k) 4NO (k) + 6H2O (k) H H NO H H 2O 4H NH3 H ( 90 kJ) [6 (242 kJ )] [ ( 46kJ ) 908kJ (b) Vì phản ứng tỏa nhiệt, nên để tăng hiệu suất cần giảm nhiệt độ Tuy nhiên hạ nhiệt độ thấp làm giảm tốc độ phản ứng, nên thực tế phản ứng tiến hành 850-900oC có xúc tác Pt Vì phản ứng thuận chiều làm tăng số phân tử khí, nên để tăng hiệu suất phản ứng cần giảm áp suất Tuy nhiên, điều kiện áp suất gây tăng giá thành công nghệ sản xuất, nên ta dùng áp suất thường (1 atm) Bài 2,0 đ 1) X + HCl NO => X muối Fe(NO3)2 7,84 1,12 nNO (1) 0,35(mol ) ; nNO (2) 0, 05(mol ) 22, 22, Sau cho HCl vào X thu dung dịch chứa: Cu 2+ Fe3+ Gọi x, y số mol Fe Cu Ta có: 56x+64y=26,4 x 0, 3x+2y= 3(0,35+0,05) y 0,15 0,3.56 => % Fe= 100% 63, 64% ; %Cu = 100% - %Fe = 36,36% 26,4 2) Số mol HNO3 than gia phản ứng = 4nNO(1) = 0,35.4 = 1,4(mol) 3) Gọi a , b số mol Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 X => a + b = 0,3 2a + 3b + 0,15 = 3.0,35 => a = 0,15 (mol); b = 0,15 (mol) => X có : 0,15 mol Fe(NO3)2; 0,15 (mol) Fe(NO3)3 0,15 mol Cu(NO3)2 0,15 => CM chất bằng: 0,1875M 0,8 0,75đ 0,5đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ 0,25đ 0,5đ Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Bài Halogenua photpho có công thức PX3 PX5 *Xét trường hợp PX3: 2,0 đ PTHH PX3 + 3H2O → H3PO3 + 3HX H3PO3 + 2NaOH → Na2HPO3 + 2H2O ( axit H3PO3 axit hai lần axit) 0,5đ HX + NaOH → NaX + H2O số mol NaOH = 0,045 = 0,09 mol Để trung hòa hoàn toàn sản phẩm thủy phân mol PX3 cần mol NaOH; số mol PX3 = 1/5 số mol NaOH = 0,09/5 = 0,018 mol Khối lượng mol phân tử PX3 = 2,475/0,018 = 137,5 0,5đ Khối lượng mol cuả X = (137,5 – 31): = 35,5 X Cl Công thức PCl3 *Xét trường hợp PX5: PX5 + 4H2O → H3PO4 + 5HX H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O 0,5đ HX + NaOH → NaX + H2O số mol NaOH = 0,045 = 0,09 mol Để trung hòa hoàn toàn sản phẩm thủy phân mol PX5 cần mol NaOH; số mol PX5 = 1/8 số mol NaOH = 0,09/8 = 0,01125 mol Khối lượng mol phân tử PX5 = 2,475/0,01125 = 220 0,5đ Khối lượng mol cuả X = (220 – 31): = 37,8 không ứng với halogen Bài Trích mẫu thử cho lần thí nghiệm: Cho phenolphtalein vào mẫu thử Mẫu thử có màu hồng dung dịch 2,0đ Na2CO3, mẫu thử lại không màu HCO3- + OHCO32- + H2O 0,25 Dùng Na2CO3 làm thuốc thử vào mẫu thử lại Mẫu thử có sủi bọt khí không màu NaHSO4 CO32- + 2H+ H2O + CO2↑ 0,25 Mẫu thử tạo kết tủa trắng keo sủi bọt khí không màu AlCl3 2Al3+ + 3CO32- + 3H2O 2Al(OH)3 ↓+ 3CO2↑ Mẫu thử tạo kết tủa đỏ nâu sủi bọt khí không màu Fe(NO3)3 0,25 2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O 2Fe(OH)3↓+ 3CO2↑ Mẫu thử tạo kết tủa trắng Ca(NO3)2 Ca2+ + CO32- CaCO3 ↓ 0,25 Mẫu thử không tạo tượng NaCl Bài 2,0đ Qua sơ đồ a), b) X có chứa N H, có O Vì X chất khí nên NH3 a) 4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O ( có xúc tác Pt) b) 2NH3 + 3CuO N2 + 3Cu + 3H2O c) 2NH3 + H2S (NH4)2S NH3 + H2S NH4HS d) 2NH3 + CO2 (NH2)2CO + H2O e) NH3 + H2O + CO2 NH4HCO3 1.Phương trình phản ứng: (1) M + 2mH+ + mNO3- Mm+ + mNO2 + mH2O M2Sn + 4(m+n)H+ + (2m+6n)NO3- 2Mm+ + nSO42- + (2m+6n)NO2 + 2(m+n)H2O (2) Vì số mol NO2 hai trường hợp nên ta có: 4,8 2,4 m ( 2m 6n ) M 2M 32n 64mn M 6n m , nghiệm thích hợp n = 1, m = M = 64 n , m 1,2,3 Vậy M Cu công thức muối Cu2S 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5đ 0,5đ Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only 4,8 0,075mol 64 Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O n NO2 0,075 0,3mol n NaOH n Cu xảy vừa đủ phản ứng: 2NO2 + 2NaOH NaNO3 + NaNO2 + H2O Dung dịch thu có màu hồng NO2- tạo môi trường bazơ: - Bài 4,0đ 0,5đ 0,5đ - NO2 + H2O ⇌ HNO2 + OH (1đ) Thí nghiệm xác định có mặt nguyên tố C H có glucozơ : 1đ (3đ) Phản ứng chế phản ứng: (a) Phản ứng : CH CH CH (s¶n phÈm chÝnh) Cl CH CH CH Cl CH CH CH + HCl 0,5đ Cơ chế (cộng AE) : CH3 CH CH2 CH3 CH CH3 H+ CH3 CH2 (X) Cl - CH CH CH3 Cl CH (Y) Sản phẩm hình thành theo hướng tạo cacbocation trung gian bền vững Dễ thấy cacbocation (X) bền (Y) (do điện tích giải tỏa nhiều hơn, 0,5đ với 6Hα), nên sản phẩm isopropyl clorua (b) CH3 CH2 CH CH3 OH H 2SO CH3 CH CH CH + H O (s¶n phÈm chÝnh) CH2 CH CH2 CH3 + H 2O Cơ chế (tách E1) : CH3 CH CH CH OH H+ 0,5đ CH CH CH CH3 (X) CH CH CH CH -H2O + OH CH CH CH2 CH (Y) Sản phẩm hình thành theo hướng tạo sản phẩm bền Ở đây, (X) bền (Y) có số nguyên tử Hα tham gia liên hợp, làm bền hóa liên kết π 0,5đ nhiều Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only (c) CH3 NO2 + H2O CH3 + HONO2 H2SO4 CH3 + H2O 0,5đ NO2 Cơ chế (thế SE2Ar) : HONO2 + H2SO4 HSO4- + H2O + +NO2 CH3 CH3 CH3 H NO2 CH3 NO2 -H+ + NO2 CH3 CH3 + NO2 -H+ H NO2 NO2 Phản ứng dịnh hướng vào vị trí meta-, mật độ electron vị trí phân tử toluen giàu vị trí ortho-, para- Đồng thời phản ứng vào vị trí 0,5đ tạo giải tỏa điện tích tốt phức π Bài 4,0đ (1đ) C oNH4Cl 0,050L 0,200mol.L1 0,075L 0,100mol.L1 0,08M ; C oNaOH 0,06M 0,125L 0,125L NH4Cl + NaOH NaCl + NH3 + H2O 0,08 0,06 0,06 0,06 0,06 0,02 0,06 Xét cân : 0,25đ 0,25đ NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH0,06 0,02 x x x 0,06–x 0,02+x x Kb [ NH 4 ][OH ] (0,02 x ) x 0,06 5,4.10 5 M 1,8.10 5 , gần x 1,8.10 5 0,02 [ NH ] 0,06 x pH 14 [ lg(5,4.10 5 )] 9,73 2.(1đ) K a Ta có công thức , thay số vào ta có C tan 0,5đ 1,75 10 5 = 1,32.10-2 0,1 Vậy H+ = .Ctan = 1,32.10 -2.0,1 = 1,32.10-3M pH 2,88 4,1 b Ta có CM CH3COONa = = 0,1M 82 0,5 CH3COONa CH3COO- + Na+ 0,1M 0,1M CH3COOH ⇄ CH3COO- + H+ bđ 0,1M 0,1M ph li x M xM xM cb 0,1 - x 0,1+x x 0,25đ 0,25đ 0,25đ CH COO H = Ta có PT: Ka = Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only 0,1 xhttp://www.foxitsoftware.com x CH 3COOH 0,1 x 1,75.10 5 x 1,75.10-5 (M) pH 4,76 (học sinh dùng CT tính pH dung dịch đệm để suy cho điểm tối đa) 0,25đ (2đ) a Dung dịch A có pH < Do có phương trình thuỷ phân 0,25đ Al3+ + H2O ⇄ Al(OH)2+ + H+ Fe2+ + H2O ⇄ Fe(OH)+ + H+ Cu2+ + H2O ⇄ Cu(OH)+ + H+ b Kết tủa CuS, dung dịch B gồm AlCl3, FeCl2, HCl, H2S c Xuất kết tủa keo trắng kết tủa đen NH3 + H+ NH 4 Al3+ + NH3 + 3H2O Al(OH)3 + NH 4 H2S + 2NH3 2NH 4 + S2 Fe2+ + S2 FeS Lưu ý: Thí sinh giải nhiều cách, điểm tối đa 0,5đ 0,25đ 1đ