ĐỀ THI ĐỀ XUẤT- HV-LỚP 11 LẦN THỨ 12-2016 Đề thi, đáp án (đề xuất) trại hè hùng vương MỚI Nhất

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XII TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC KẠN ĐỀ THI ĐỀ XUẤT ĐỀ THI MÔN HOÁ HỌC LỚP 11 Thời gian làm : 180 phút; Đề thi gồm 03 trang Câu 1( 2,5 điểm) : Nhiệt dung Uran kim loại 20K 3,042J/K.mol Tính entropi tuyệt đối tiêu chuẩn 1mol kim loại nhiệt độ Biết nhiệt cho, Uran C P ≈ CV = a.T Đối với phản ứng: C( r ) + CO2 (k) 2CO (1) trạng thái cân xác định kiện sau: Nhiệt độ (0C ) Áp suất toàn phần (atm) %CO hỗn hợp 800 2,57 74,55 900 2,30 93,08 Đối với phản ứng: 2CO2 (k) 2CO(k) + O2 (k) (2) số cân 900 C 1,25.10-16atm ∆ ∆ Hãy tính H, S 9000C phản ứng (2), biết nhiệt tạo thành 900 0C CO2 -390,7 kJ/mol Câu ( 2,5 điểm) : Axit photphoric axit ba chức Nếu chuẩn độ dung dịch H 3PO4 0,1M với NaOH 0,1M Tính pH thời điểm sau: a) Giữa điểm bắt đầu điểm tương đương thứ b) Tại điểm tương đương thứ hai Cho K1 = 7,1.10-3 K2 = 6,2.10-8 K3 = 4,4.10-13 Một dung dịch chứa 530 milimol thiosunfat lượng chưa xác định kali iodua Chuẩn độ dung dịch với bạc nitrat, dùng 20 milimol bạc nitrat trước bắt đầu vẩn đục Tính số mol KI Biết thể tích phản ứng 200ml Ag(S2O3)23- Ag+ + 2S2O32- (aq) Kd = 6.10-14 AgI Ag+ (aq) + I- (aq) K sp = 8,5.10-17 Câu ( 2,5 điểm) : Hòa tan hoàn toàn 0,775 gam đơn chất A dung dịch HNO đặc thu hỗn hợp X gồm hai khí (tồn điều kiện thích hợp ) có khối lượng 5,75 gam dung dịch gồm hai axit có oxi với hàm lượng oxi lớn Để trung hòa hai axit cần dùng vừa hết 0,1 mol NaOH a) Xác định thành phần phần trăm theo số mol chất hỗn hợp X Biết d(X/H2) = 38,3 b) Xác định đơn chất A c) Tính tỉ lệ mol hai axit có dung dịch sau phản ứng A hợp chất chứa nitơ hiđro với tổng điện tích hạt nhân 10 B oxit nitơ, chứa 36,36% oxi khối lượng a) Xác định chất A, B, X, D, E, G hoàn thành phương trình phản ứng: A + NaClO → X + NaCl + H2O X + HNO2 → D + H2O D + NaOH → E + H2O 1:1 → A + Na G + H2 G + B → E + H 2O b) Viết công thức cấu tạo D Nhận xét tính oxi hóa - khử c) D hòa tan Cu tương tự HNO3 Hỗn hợp D với HCl hòa tan vàng tương tự cường thủy Viết phương trình phản ứng xảy Câu ( 2,5 điểm) : Sắp xếp (có giải thích) theo trình tự tăng dần tính axit chất trong dãy sau: a) Axit: benzoic, phenyletanoic, 3-phenylpropanoic, xiclohexyletanoic, 1-metylxiclohexan-cacboxylic b) COOH N ; COOH N (A) CH2COOH COOH ; ; (D) (C) (B) Sắp xếp (có giải thích) theo trình tự tăng dần nhiệt độ nóng chảy chất sau: COOH S (A) COOH COOH ; N (B) ; (C) Câu ( 2,5 điểm) : Cho toluen tác dụng với propilen môi trường axit tạo hợp chất hữu Y Y tác dụng với ancol tert – butylic ( H 2SO4 làm xúc tác) thu sản phẩm Z có công thức cấu tạo : Hãy trình bày giai đoạn tạo thành sản phẩm Z để nói lên chế phản ứng Hợp chất A ( C9H10O2) phản ứng với NaHCO3 giải phóng khí CO2 A không làm màu dung dịch nước brom A không phản ứng với CH 3OH có mặt H2SO4 đặc Khi cho H2SO4 đặc vào A, sau cho hỗn hợp vào CH 3OH làm lạnh chất B (C10H12O2) Xác định công thức cấu tạo A trình bày chế tạo thành B từ A Câu ( 2,5 điểm): Phân tích nguyên tố hợp chất hữu A chứa C, H O có 70,97% C 10,12% H a) Xác định công thức phân tử A, biết khối lượng mol A 340 gam b) Thực nghiệm cho biết: A tác dụng với axit tạo este; hidro hoá A có xúc tác Pd tạo hợp chất X; X tác dụng với axit tạo este; oxi hoá X KMnO tạo thành CO2 axit đicacboxylic mạch dài Dựa vào tính chất hoá học trên, đưa cấu tạo phù hợp có X, A với cấu trúc đối xứng mạch cacbon không phân nhánh Viết phương trình phản ứng (trong trường hợp A X có nhóm chức giống nhau) để giải thích Câu ( 2,5 điểm): Tổng hợp vitamin vấn đề quan tâm, bệnh gây thiếu vitamin dẫn đến hậu vô nghiêm trọng Một số vitamin tổng hợp vitamin D3, vitamin Inhoffen tổng hợp lần vào năm 1949 Sơ đồ tổng hợp vitamin D3 Inhoffen biểu diễn đây: OHC iso -C4H9CH = PPh A OAc hv Vitamin D3 CH2= PPh3 F 7% H /Ni 2 NaOH PCC B CH2 = CH-CH = PPh3 C O LiAlH MnO2 OH O E D EtONa Xác định chất A, B, C, D, E, F sơ đồ Cho sơ đồ sau: O Xiclohexanol HBr A Li CuI Br CH2 C CH2 C NBr O N H /O B (NBS) C D KOH C2H5OH Viết công thức sản phẩm hữu A, B, C D Câu 8( 2,5 điểm): Trong bình kín dung tích không đổi chứa 50 gam hỗn hợp A gồm a gam FeCO3 chứa a% tạp chất trơ a2 gam FeS2 chứa a% tạp chất trơ lượng gấp 1,5 lần lượng cần thiết không khí giàu oxi ( 70% N 30% oxi thể tích) Nung nóng bình để phản ứng xảy hoàn toàn thu oxit B hỗn hợp khí C, sau đưa nhiệt độ bình trạng thái ban đầu thấy áp suất bình trước nung Lấy chất rắn cho vào ống sứ, đốt nóng cho luồng khí CO qua Sau kết thúc thí nghiệm, từ chất rắn lại ống sứ lấy 17,92 gam sắt, biết có 80% sắt oxit bị khử thành sắt Cho hỗn hợp khí C vào bình kín dung tích không đổi lít có mặt xúc tác V 2O5, nung nóng bình 5460C phản ứng oxi hóa SO đạt tới trạng thái cân bằng, thấy áp suất bình lúc 38,304 atm a) Tính khối lượng a1, a2 % tạp chất trơ a b) Tính số cân phản ứng oxi hóa SO thành SO3 5460C Cho biết: H = 1, C = 12, N = 14, O = 16, P =31, S =32, Fe = 56 -Hết (Giám thị coi thi không giải thích thêm) Người thẩm định Bùi Thị Kim Dung; ĐT: 0948539559 Người đề Trần Tuyết Nhung; ĐT: 0974173000 SỞ GD VÀ ĐT BẮC KẠN TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC KẠN HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XII MÔN: HÓA HỌC Lớp: 11 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) ( Đề thi đề xuất) (HDC gồm có trang) Câu 1( 2,5 điểm) Nội dung Xuất phát từ CV = a.T −5 → CV = 38,03.10 T →a= CV 3,042 = T (20) Điểm 0,5 = 38,03.10-5 T2 ∆ CV dT 20 −5 ∫T T = ∫0 38,03.10 T dT = 38,03.10 −5 (203 − 03 ) S= = 1,014 J/K mol Nghĩa là: o S 20 = 0,5 = 1,014 J/K mol -Chấp nhận khí khí lý tưởng, áp suất cân (atm) phản ứng (1) sau: 0,25 C) CO2 2,57 x 0,2545 2,57 x 0,7455 2,30 x 0,0692 1,30 x 0,9308 Hằng số cân KP (1) = pCO PCO2 phản ứng (1) 0,25 * Ở 1073K, KP (1) = (2,57 x0,7455) 2,57 x 0,2545 = 5,6123 atm * Ở 1173K, KP (1) = (2,30 x0,9308) 2,30 x0,0692 atm 0,25 = 28,7962 ∆ H tính theo phương trình: ln 0,25 K P (T2 ) ∆H 1 = ( − ) K P (T1 ) R T1 T2 ln 28,7962 ∆H 1 = ( − ) 5,6123 8,314 1073 1173 → ∆ ∆ 0,5 H = 171,12 kJ/mol Vì H không đổi khoảng 1073K – 1173K ∆ nên xem giá trị H tính ứng với nhiệt độ 1173K phản ứng (1) ∆ -Để tính H1173 phản ứng (2) ta vận dụng định luật Hess: C( r ) + CO2 (k) ∆ 2CO (1) H1173 = 171,12 kJ/mol C( r ) + O2 (k) ∆ CO2 (k) (3) H1173 = -390,7 kJ/mol Đảo ngược (3) tổ hợp với (1) ta được: 2CO2 (k) (2) kJ/mol ∆ 2CO(k) + O2 (k) H1173 = 561,82 Khi áp dụng: -RTlnKP ∆ G= ∆ → G= -8,314x1173ln(1,25.10-16) = 357112 J/mol Áp dụng công thức: ∆ ∆ H -T S→ ∆ ∆H − ∆G T ∆ G= S= 561820 − 357112 1173 ∆ S1173 = 174,5 J/K.mol = Câu ( 2,5 điểm): Nội dung a) Tại điểm bắt đầu điểm tương đương thứ ta có dung dịch đệm H3PO4 H2PO4- [H3PO4] = [H2PO4-] H3PO4 K1 Điểm H+ + H2PO4- [ H PO4 ] [ H PO4− ] 0,5 [H+] = → [H+] = K1 = 7,1.10-3 → pH = 2,15 b) Tại điểm tương đương thứ hai có HPO42H2PO4HPO42- H+ + HPO42H+ + PO43- Tổ hợp (1) (2) → [H+] = →pH = 9,77 K2 = 6,2.10-8 (1) K3 = 4,4.10-13 (2) K K = 6,2.10 −8.4,4.10 −13 0,5 = 1,7.10-10 Ta có: Ag+ + 2S2O32- (aq) Ag(S2O3)23Kd-1 = 1,667.1013 20 → 2.20 → 20 milimol Ta thấy số tạo phức lớn nên hầu hết Ag + thêm vào tạo phức với S2O32- 0,5 [Ag(S2O3)23-] = 20/200 = 0,1M → Số mol S2O32- tự là: 530 – 2.20 = 490 mmol [S2O32-] = 490/200 = 2,45M Tính nồng độ Ag+ tự do: Ag(S2O3)23- Ag+ + 2S2O32- (aq) Kd = 6.10-14 0,5 [ Ag + ].[ S O32− ] [ Ag ( S O3 ) 32− ] Kd = = 6.10-14 →[Ag+] = 10-15 Khi bắt đầu vẩn đục ta có: K sp + [ Ag ] = 0,5 8,5.10 −17 10 −15 Ag + I → AgI (r ) → [I ] = = 8,5.10-2M → số mol KI = 8,5.10-2 200 = 17 mmol + - - Câu ( 2,5 điểm): a) Xác định % khí M = 38,3 = 76,6; Khí có M < 76,6 NO (vì HNO3 đặc), khí có M > 76,6 N2O4 khí 46x + 92 y x 15,4 = 76,6 → = x+ y y 30,6 Gọi x, y số mol NO2 N2O4 : Mặt khác : 46x + 92y = 5,75 (2) Từ (1) (2) → x = 0,025 → %NO2 = 33,33 % y = 0,05 %N 2O4 = 66,67% (1) 0,5 b) Xác định đơn chất A: Gọi số mol A a mol Gọi hóa trị A n (n số nguyên, 1≤ n < 8) A → An+ + n e Mol a na +5 +4 N +1e→ N (trong NO2) 0,025 ←0,025 +5 2N + e → 2N+4 (trong N2O4) 0,1 ← 0,05.2 Theo bảo toàn số mol e ta có: na = 0,125 → a = 0,125/n 0,775 n 0,125 Mặt khác: A.a = 0,775 → A = = 6,2n Nghiệm thích hợp là: n = 5, M = 31 → A photpho (P) c) Tính tỉ lệ axit : Số mol P = a = 0,025 mol P +5HNO3 → H3PO4 + NO2 + 2N2O4 + H2O Hai axit sau phản ứng là: H3PO4 HNO3 dư, đem trung hòa NaOH ( 0,1 mol) H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O 0,025 → 0,075 HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O 0,025 ← 0,025 0,5 0,5 Vậy tỉ lệ hai axit là: H3PO4 : HNO3 = 0,025 : 0,025 = 1: a) - Gọi công thức A là: NxHy Vì tổng điện tích hạt nhân 10 mà N có (z =7) H ( z = 1) nên A NH 16b 36,36 = 14a + 16b 100 - Oxit nitơ: NaOb, ta có %O = → cặp nghiệm thỏa mãn : a = 2, b = Các phản ứng hóa học phù hợp : 2NH3 + NaClO → N2H4+ NaCl + H2O N2H4 + HNO2 → HN3 + H2O HN3 + NaOH → NaN3 + H2O 1:1 → 2NH3 + 2Na 2NaNH2 + H2↑ NaNH2 + N2O → NaN3 + H2O 0,75 Vậy A NH3; B N2O; X N2H4 ; D HN3 ; E NaN3 ; G NaNH2 b) Công thức cấu tạo D (HN3) : −3 +5 −3 H−N =N →N Vì HN3 có N-3 N+5 nên vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử c) HN3 giống HNO3 tính oxi hóa, tác dụng với Cu theo phản ứng : Cu + 3HN3 → Cu(N3)2 + N2 + NH3 - Trộn HN3 với HCl để hòa tan vàng : 2Au + 3HN3 + 8HCl → 2H[AuCl4] + 3N2 + 3NH3 0,25 Câu ( 2,5 điểm): Nội dung a) H3C COOH +I2 CH2COOH +I1 < +I1 < Điể m -I1CH2CH2COOH < CH2COOH -I2 < < -I1 +I2 COOH -I3 < -I2 < -I3 Các gốc hidrocacbon có hiệu ứng +I lớn K a giảm -I lớn K a 1,0 tăng b) -I1 CH2COOH < (D) COOH -I2 (C) < C O H O (A) -C3 N -I3 COOH -I4 < N -C4 (B) Vì: - I1 < - I2 nên (C) có tính axit lớn (D) 1,0 (A) (B) có N nên tính axit lớn (D) (C) (A) có liên kết hidro nội phân tử làm giảm tính axit so với (B) Tăng dần nhiệt độ nóng chảy chất: COOH COOH < < S (A) (C) COOH N (B) Vì MC < MA (B) có thêm liên kết hidro liên phân tử với N phân tử khác 0,5 Câu ( 2,5 điểm): Nội dung CH - CH Điể m CH(CH ) 32 (1) + CH (2) CH(CH ) 32 0,5 Y phải sản phẩm (2) Ta có chế phản ứng tạo sản phẩm Z sau : + + H H (CH3)COH CH3- CH (CH3)3C+ - CH(CH ) + (CH3)3C 32 (CH3)2C = CH2 + CH3- + - C(CH ) + (CH ) C = CH 32 32 + - C(CH ) + (CH ) CH 32 33 CH3- - C(CH ) 32 CH + (CH ) C 32 CH - C(CH ) 32 CH + (CH ) C 32 CH S E CH CH CH CH 3 CH CH CH CH -H + CH CH CH CH CH 1,0 CH A (C9H12O2) : - phản ứng với NaHCO3 giải phóng khí CO2 nên A chứa nhóm – COOH - A không làm màu dung dịch nước brom nên A chứa vòng benzen - A axit mà không phản ứng este hóa với CH 3OH A phải có án ngữ không gian nhóm – COOH lớn, A có cấu tạo : CH COOH CH 0,25 Sự tạo thành B : CH O C CH3 - H2O CH3 + H C OH CH3 CH CH3 + OH CH3 + C O O CH OH + -H O C CH3 0,75 OCH ( Cùng mặt phẳng) Câu ( 2,5 điểm): 10 Điểm Nội dung a) Đặt công thức phân tử A là: CxHyOz, MA = 340 Ta có : x = 70,97.340 100.12 = 20 ; y = 340 − 12.20 − 34 16 10,12.340 100 = 34 → Z= =4 0,5 Vậy công thức phân tử gần A là: C20H34O4 (M = 338) b) Xác định cấu tạo A - A X tác dụng với axit tạo este Suy A X phân tử có nhóm OH - Hidro hoá A có xúc tác Pd tạo hợp chất X Suy A phân tử có liên kết bội - Oxi hoá X KMnO tạo thành CO2 axit đicacboxylic mạch dài Suy A X phân tử có nhóm –OH, nhóm OH nhóm CHO, nhóm OH nhóm C=O 0,25 → Cấu tạo phù hợp có cặp A, X là: A: HOCH2-CH(OH)-C16H24-CH(OH)-CH2OH X: HOCH 2-CH(OH)-C16H32-CH(OH)-CH2OH Hoặc: A: HOCH2-CO-C16H24-CO-CH2OH X: HOCH2-CH(OH)-C16H32-CH(OH)-CH2OH Hoặc: A: OHC-CHOH -C16H24-CHOH-CHO X: HOCH2-CH(OH)-C16H32-CH(OH)-CH2OH Có thể viết công thức cấu tạo mạch cacbon - C 16H24- có liên kết bội phân bố đối xứng) 0,75 *Các phương trình phản ứng với trường hợp: A là: HOCH2-CH(OH)-C16H24-CH(OH)-CH2OH X là: HOCH2-CH(OH)-C16H32-CH(OH)-CH2OH - Phản ứng este hóa A, X: + H 1) HOCH2-CH(OH)-C16H24-CH(OH)-CH2OH+ CH3COOH (CH3COO)CH2-CH(OCOCH3)-C16H24-CH(OCOCH3)-CH2(OOCCH3) 0,25 + H 2)HOCH2-CH(OH)-C16H32-CH(OH)-CH2OH + 4CH3COOH (CH3COO)CH2-CH(OCOCH3)-C16H32-CH(OCOCH3)-CH2(OOCCH3) - Phản ứng hiđro hóa A tạo X: 0,25 Pd → 3) HOCH2-CH(OH)-C16H24-CH(OH)-CH2OH + H2 HOCH2-CH(OH)-C16H32-CH(OH)-CH2OH - Phản ứng X với KMnO4: 0,25 KMnO 4 → 4) HOCH2-CH(OH)-C16H32-CH(OH)-CH2OH HOOC-C 16H32- COOH + CO2 0,25 11 Câu 7( 2,5 điểm): Nội dung Điể m i - C4H OHC iso -C4H9CH = PPh H2 /Ni NaOH PCC OAc OAc C H 17 0,5 C H 17 CH2= CHCH = PPh 1.O3 2.LiAlH 0,5 MnO O C H 17 C H 17 O OH CHO CH = PPh O OH 0,5 CH 17 hv 7% OH OH 0,5 Br Br A B C Br 0,5 D 12 Câu (2,5 điểm): Nội dung Điể m Gọi số mol FeCO3: x mol; FeS2: y mol 2FeCO3 + x 2FeS2 + y 11 11 t → O2 Fe2O3 x x/2 x mol t → O2 Fe2O3 + 4SO2 y y n(O2) phản ứng = x + → n(O2) ban đầu = 1,5( → n(N2) = + 2CO2 11 y= x + 11y 1,5.70 x + 11y 30 x + 11y ) = 3,5 0,5 x + 11y x + 11y → Tổng số mol đầu: n1 = 1,5( Sau phản ứng, ta có: 2y ) + 3,5 x + 11y = CO : x mol SO : 2y Hỗn hợp C : O2 dư : 0,5 N 2: 3,5 P1 = P2 → n1 = n2 → 0,5 x + 11y x + 11y x + 11y x + 11y →n2 = 2x + 13y = 2x + 13y → x = y (1) 0,5 Fe2O3 ( x + y 80 ) 100 + 3CO t → Fe + 3CO2 ( x + y) 80 100 13 ( x + y) 80 100 17,92 56 Ta có: = → x + y = 0,4 (2) Từ (1) (2) → x = 0,2 y = 0,2 - Tổng khối lượng FeS2 FeCO3 : 0,5 m FeS2 + m FeCO3 = 0,2.120 + 0,2 116 = 47,2 gam Vì % tạp chất nên % nguyên chất Ta có tỉ lệ : 116.0,2 120.0,2 116.0,2 + 120.0,2 47,2 = = = a1 a2 a1 + a 50 0,25 a1 = 24,58 gam a2 = 25,42 gam ( a1 − mFeS2 ).100 a1 a= = 2,36% b) Ta có : n1 = n2 = 2x + 13y = mol Khi nạp khí C vào bình dung tích lít ta có : nC = P2 V2 38,304.5 = 22,4 RT2 (546 + 273) 273 0,25 = 2,85 mol 2SO2 + O2 2SO3 Phản ứng: 2b b 2b mol Vậy (2b + b) – 2b = - 2,85 = 0,15 mol → b = 0,15 - Khi trạng thái cân bằng: n(SO2) = 2y – 2b = 0,1 mol n(O2) = 0,5 x + 11y [SO 2] = - b = 0,15 mol → n(SO3) = 2b = 0,3 mol Kc = [ SO3 ] [ SO2 ]2 [ O2 ] [O2] = [SO 3] = 0,1 = 0,02 0,15 0,3 = 0,03 = 0,06 = (0,06) (0,02) ( 0,03) = 300 14