Sở GD&ĐT Cao Bằng --------------------- Kì thi chọn Học Sinh Giỏi lớp 12 Môn: hoá học Năm học 2007 - 2008 Thời gian làm bài: 180 phút Không kể thời gian giao đề - Đề gồm 2 trang Bài 1: (3,75 điểm) 1-Thực hiện các chuyển hoá sau bằng phơng trình phản ứng: Etilen (A) 0 ,CuO t (B) B OH + (C) 2 H O (D) 2 O+ (E) 2 H+ (F) 3 PBr (G) (I) IBr+ 2 Br as (H) Biết (F) là CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH 2- Thực hiện dãy chuyển hoá sau bằng phơng trình phản ứng, các phản ứng diễn ra theo tỉ lệ mol 1:1, các chất sau phản ứng đều là sản phẩm chính. 2 Br Fe + B 0 ; KOH t cao Pcao C n-C 3 H 7 -C 6 H 5 (A) 2 Br as D 2 5 0 /KOH C H OH t E 2 2 /Br H O F 2 0 /KOH H O t G Bài 2: (4,5 điểm) 1- Chỉ từ KMnO 4 , FeS, Zn và dung dịch axit clohidric với các thiết bị thí nghiệm và điều kiện phản ứng coi nh có đủ hãy viết các phơng trình phản ứng để có thể điều chế đợc 6 chất khí khác nhau. 2-Từ đá vôi, than đá, nớc và các chất vô cơ khác, hãy viết phơng trình phản ứng điều chế các chất sau ( ghi rõ các điều kiện phản ứng): a) phenol b) axit oxalic ( HOOC-COOH). c) 2,4,6-tribromphenol. d) 2,4,6- tribrom anilin. 3- Cho sơ đồ phản ứng: Ben zen 2 /H Pd A 2 Cl as + B 2 KOH H O + C 4 0 KMnO t + D (C 6 H 10 O 4 ) Xác định công thức cấu tạo của A , B , C , D. Bài 3: (6,0 điểm) 1- Một este E (không có nhóm chức khác) có 3 nguyên tố C, H, O. Lấy 1,22 gam E phản ứng vừa đủ với 200ml dung dịch KOH 0,1M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu đợc phần hơi chỉ có nớc và phần rắn là 2,16 gam hỗn hợp muối. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp muối này thu đợc 2,64 gam CO 2 , 0,54 gam H 2 O và a gam K 2 CO 3 . Tính a gam và xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của E. Biết khối lợng phân tử của E nhỏ hơn 140 đvc. 2- Hai hợp chất thơm A và B đều có công thức phân tử C n H 2n-8 O 2 . Hơi B có khối lợng riêng 5,447 g/l (đktc). A có khả năng phản ứng với kim loại Na giải phóng H 2 và có phản ứng tráng gơng. B phản ứng đợc với Na 2 CO 3 giải phóng khí CO 2 . a) Viết công thức cấu tạo của A,B. b) A có 3 đồng phân A 1 ; A 2 ; A 3 , trong đó A 1 là đồng phân có nhiệt độ sôi nhỏ nhất. Xác định công thức cấu tạo của A 1 , giải thích. c) Viết sơ đồ chuyển hoá o-crezol thành A 1 ; toluen thành B. Bài 4: (2,5 điểm) 1 Đề chính thức 1- Tính pH của dung dịch AlCl 3 0,10M biết hằng số thuỷ phân của AlCl 3 K (1) = 1,2.10 -5 2- Trong điều kiện áp suất 1 atm, khối lợng riêng của nhôm clorua phụ thuộc nhiệt độ nh sau: Nhiệt độ ( 0 C) Khối lợng riêng (g/dm 3 ) 200 6,9 600 2,7 800 1,5 a) Tính khối lợng phân tử nhôm clorua tại các nhiệt độ trên b) Viết công thức phân tử, công thức cấu tạo của nhôm clorua ở nhiệt độ 200 0 C và 800 0 C. Bài 5: (3,25 điểm) Cho 3,87 gam hỗn hợp A gồm Mg và Al v o 250 ml dung d ch X chứa axit HCl 1M v axit H 2 SO 4 0,5M, đợc dung dịch B và 4,368 lít khí H 2 ( đktc). 1. Chứng minh rằng trong dung dịch B vẫn còn axit d. 2. Tính tỉ lệ phần trăm khối lợng mỗi kim loại trong hỗn hợp A. 3. Tính thể tích dung dịch C gồm NaOH 0,02M và Ba(OH) 2 0,01M để trung hòa hết l- ợng axit d trong dung dịch B. 4. Tính thể tích tối thiểu của dung dịch C ( với nồng độ trên ) tác dụng với dung dịch B để đợc lợng kết tủa nhỏ nhất . Tính khối lợng kết tủa đó. Cho : Mg = 24, Al=27, Ba = 137, S = 32, O= 16, H =1 , Cl = 35,5, K =39, C= 12 *Học sinh đợc dùng bảng tuần hoàn thông dụng do Nhà xuất bản giáo dục phát hành Họ và tên thí sinh : Số báo danh : 2 Sở GD&ĐT Cao Bằng --------------------- hớng dẫn chấm đề thi Học Sinh Giỏi lớp 12 Môn: hoá học Năm học 2007 - 2008 Bài 1: (3,25 điểm) 1- (2,25 điểm) . Mỗi phơng trình phản ứng cho 0,25 điểm Thực hiện các chuyển hoá : CH 2 =CH 2 + HOH H + CH 3 -CH 2 OH (A) CH 3 -CH 2 OH 0 ,CuO t+ CH 3 -CH=O (B) 2CH 3 -CH=O OH CH 3 -CH(OH)-CH 2 -CH=O (C) CH 3 -CH(OH)-CH 2 -CH=O 2 H O CH 3 -CH=CH-CH=O (D) CH 3 -CH=CH-CH=O 2 O CH 3 -CH=CH-COOH (E) CH 3 -CH=CH-COOH 2 H+ CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH (F) CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH 3 PBr CH 3 -CH 2 -CHBr-COOH (G) CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH 2 Br as CH 3 -CHBr-CH 2 -COOH (H) CH 3 -CH=CH-COOH IBr CH 3 -CHBr-CHI-COOH (I) 2- (1,5 điểm) . Mỗi phơng trình phản ứng cho 0,25 điểm Các phơng trình phản ứng : C 6 H 5 -CH 2 -CH 2 -CH 3 + Br 2 as C 6 H 5 -CHBr-CH 2 -CH 3 + HBr (A) (D) C 6 H 5 -CHBr-CH 2 -CH 3 + KOH 2 5 0 C H OH t C 6 H 5 -CH=CH-CH 3 + KBr + H 2 O (D) (E) C 6 H 5 -CH=CH-CH 3 + Br 2 C 6 H 5 -CHBr - CHBr-CH 3 (E) (F) C 6 H 5 -CHBr - CHBr-CH 3 + KOH C 6 H 5 -CH(OH) - CHBr-CH 3 + KBr (F) (G) -CH 2 -CH 2 -CH 3 + Br 2 Fe Br- - -CH 2 -CH 2 -CH 3 + HBr (A) (B) Br - -CH 2 -CH 2 -CH 3 + KOH 0 ;t cao P cao HO- - -CH 2 -CH 2 -CH 3 + KBr (B) (C) Bài 2:(4,5 điểm) 1-( 1,5 điểm) . Điều chế đợc mỗi chất cho 0,25 điểm) * Điều chế O 2 : 2KMnO 4 0 t K 2 MnO 4 + O 2 + MnO 2 * Điều chế H 2 Zn + 2HCl ZnCl 2 + H 2 * Điều chế Cl 2 2KMnO 4 + 16 HCl 2MnCl 2 + 2KCl + 5Cl 2 + 8H 2 O 3 Đề chính thức * Điều chế hidrounfua H 2 S : FeS + 2HCl FeCl 2 + H 2 S * Điều chế khí SO 2 : 4FeS + 7O 2 2Fe 2 O 3 + 4SO 2 * Điều chế khí hidroclorua HCl : H 2 + Cl 2 HCl ( Nếu cân bằng sai trừ 1/2 số điểm) 2- ( 2,0 điểm) điều chế mỗi chất 0,5 điểm . (Chú ý hợp chất hữu cơ phải viết bằng công thức cấu tạo) * Điều chế phenol : CaCO 3 C 0 950 CaO + CO 2 Than đá C 0 1000 C ( cốc) CaO + 3C dienloC ,2000 0 CaC 2 + CO CaC 2 + H 2 O Ca(OH) 2 + C 2 H 2 C 2 H 2 C 0 600 C 6 H 6 C 6 H 6 + Br 2 0 ,tFe C 6 H 5 Cl + HBr C 6 H 5 Cl + NaOH ptxt ,, 0 C 6 H 5 OH + NaBr * Điều chế axit oxalic : C 2 H 2 + H 2 0 ,tPd CH 2 = CH 2 CH 2 = CH 2 + Br 2 CH 2 Br - CH 2 Br CH 2 Br - CH 2 Br + 2NaOH CH 2 OH - CH 2 OH + 2NaBr CH 2 OH - CH 2 OH + 2CuO 0 t CHO - CHO + 2Cu + 2H 2 O CHO - CHO + O 2 xtt , 0 COOH - COOH * Điều chế : 2,4,6 tribrom phenol: C 6 H 6 + Cl 2 Fe C 6 H 5 Cl + HCl C 6 H 5 Cl + NaOH C 6 H 5 OH + NaCl C 6 H 5 OH + 3Br 2 C 6 H 2 Br 3 OH + 3 HBr * Điều chế : 2,4,6 tribrom amilin : C 6 H 6 + HO-NO 2 dSOH 42 C 6 H 5 -NO 2 + H 2 O C 6 H 5 -NO 2 + 6H + HClFe C 6 H 5 -NH 2 + 2H 2 O C 6 H 5 -NH 2 + 3Br 2 Br 3 -C 6 H 2 -NH 2 + 3HBr 3- (1,0 điểm) Sơ đồ chuyển hoá: C 6 H 6 2 /H Pd C 6 H 12 2 Cl as + C 6 H 11 Cl 2 KOH H O + C 6 H 10 4 0 KMnO t + HOOC-(CH 2 ) 4 -COOH (A) (B) (C) (D) Công thức cấu tạo: Cl HOOC-(CH 2 ) 4 -COOH (A) (B) (C) (D) Bài 3: (6,0 điểm) 1- (3,25 điểm) . 4 Nhận xét : Khi cho este tác dụng với KOH cho : * H 2 O ( Gồm H 2 O của dung dịch + H 2 O sinh ra ( 0,18 g) * Hai muối + O 2 CO 2 + H 2 O + K 2 CO 3 (2,16 g) 0,06 mol 0,03 mol 0,01 mol K trong KOH chính là K trong K 2 CO 3 )(02,01,0.2,0 molnn KOHK === gammmoln COK COK 38,101,0.13801,0 32 32 === a gam = 1,38 gam )(06,0 44 64,2 2 moln CO == )(03,0 18 54,0 2 moln OH == 322 COKtrongmCOtrongmEtrongm CCC += = 12.0,07=0,84 (gam) E + KOH 2,16 gam hai muối + H 2 O 1,22 g 0,02 mol )(18,016,202,0.5622,1 2 gm OH =+= = KOHtrongmOHtrongmEtrongm HHH 2 = )(06,02.1)03,0.2 9 18,0 ( gam =+ )(32,006,084,022,1 gamm O == 2:6:7 16 32,0 : 1 06,0 : 12 84,0 :: == zyx E : (C 7 H 6 O 2 ) n vì M E < 140 suy ra n= 1 E : công thức phân tử C 7 H 6 O 2 Công thức cấu tạo : H - C- O - C 6 H 5 II O Chú ý cho điểm câu 3 ý 1 : Nhận xét đúng : 1,0 điểm Tính đúng khối lợng C,H,O : 1,5 điểm Xác định tỉ lệ đúng : 0,5 điểm Xác định cong thức cấu tạo E : 0,25 điểm 2- (2,75 điểm) M B = 5,447.22,4 = 122 (g) => CTPT của A,B: C 7 H 6 O 2 A + Na H 2 => A có nhóm -OH. A + AgNO 3 3 NH Ag => A có nhóm -CH=O ( 0,75 điểm) a)CTCT của A: ( 0,5 điểm) CH=O CH=O CH=O OH OH 5 COOH OH B + Na 2 CO 3 CO 2 => B là axit: CH=O b) A 1 là: OH vì A 1 có liên kết hiđro nội phân tử làn giảm nhiệt độ sôi. Tính axit của B mạnh hơn axit CH 3 -COOH vì nhóm -C 6 H 5 là nhóm hút e. ( 0,5 điểm) c) Sơ đồ phản ứng từ o-crezol thành A 1 : ( 1,0 điểm ) CH 3 CH 2 Cl CH 2 OH CH=O OH OH OH OH 2 Cl as + 0 NaOH t + 0 CuO t + Từ toluen B: CH 3 COOH 0 4 ( )KMnO t+ Bài 4: (2,5 điểm) 1- (1,0 điểm) AlCl 3 Al 3+ + 3Cl - Al 3+ + H 2 O Al(OH) 2+ + H + K (1) = 1,2.10 -5 Bđ: 0,10 0 0 Cb: (0,10 -x) x x K (1) = 2 (0,10 ) x x = 1,2.10 -5 => x 2 -1,2.10 -6 + 1,2.10 -5 x. Giải đợc x= 1,08.10 -3 => H + = 1,08.10 -3 => pH =2,97. 2- (1,5 điểm) a)Dùng công thức : V = nRT P tính đợc thể tích 1 mol phân tử nhôm clorua ở các nhiệt độ: V(200 0 C) = 0,082.473 = 38,78 (l) V(600 0 C) = 0,082.873 = 71,58 (l) V(800 0 C) = 0,082.1073 = 87,98 (l) Khối lợng phân tử của nhôm clorua ở các nhiệt độ: M(200 0 C) = 38,78l x 6,9 g/l = 267,62 => KLPT = 267,62 dvC M(600 0 C) = 71,58l x 2,7 g/l = 193,27 => KLPT = 193,27 dvC M(800 0 C) = 87,98l x 1,5 g/l = 131,87 => KLPT = 131,87 dvC b) Công thức phân tử nhôm clorua có dạng (AlCl 3 ) n ở nhiệt độ 200 0 C : n= 267, 62 133,5 2 => CTPT: Al 2 Cl 6 CTCT: Cl Cl Cl 6 Al Al Cl Cl Cl ở nhiệt độ 800 0 C n = 1 => CTPT: AlCl 3 CTCT: Cl Al Cl Cl Bài 5: (3,25 điểm) 1. Các phản ứng xảy ra ở dạng ion : Mg + 2H + Mg 2+ + H 2 (1) Al + 3H + Al 3+ + 2 3 H 2 (2) Số mol H 2 = )(195,0 4,22 368.4 mol = số mol H + =0,195.2= 0,39 ( mol) Số mol H + trong 250ml dung dịch X : HCl H + + Cl - )(25,025,0.1 molnn HCl H === + H 2 SO 4 2H + + SO 4 2- )(25,025,0.5,0.22 42 molnn SOH H === + Tổng số mol H + = 0,25 + 0,25 = 0,5 (mol) Số mol H + phản ứng : 0,39 < 0,5 mol vậy dung dịch B axit vẫn còn d. ( làm đúng ý 1 : 0,5 điểm) 2. Thành phần % các kim loại Đặt x là số mol Mg Đặt y là số mol Al Từ (1) và ( 2) ta có : 195,0 2 3 =+ yx 87,32724 =+ yx Giải hệ ta đợc x= 0,06 và y = 0,09 Số gam Mg = 0,06. 24 = 1,44 gam Số gam Al = 0,09.27= 2,43 gam %21,37 87,3 %100.44,1 % == Mg , %79,6221,37100% == Al ( làm đúng ý 2 : 0,75 điểm) 3. Số mol OH - trong 1 lít dung dịch C: + + OHNaNaOH 0,02 mol 0,02 mol + + OHBaOHBa 2)( 2 2 0,01 mol 0,02 mol Số mol OH - = 0,02 + 0,02 =0,04 mol Phản ứng trung hòa với axit d : OHOHH 2 + + Số mol H + d = 0,5 0,39 = 0,11 mol suy ra số mol OH - = 0,11 mol Thể tich dung dịch C ; )(75,2 04,0 11,0 lV == ( làm đúng ý 3 : 1,0 điểm) 4. Phản ứng : Mg 2+ + 2OH - Mg(OH) 2 ; số mol Mg 2+ : 0,06 mol 7 Al 3+ + 3OH - → Al(OH) 3 ↓ ; sè mol Al 3+ : 0,09 mol OHOHH 2 ⇔+ −+ ; sè mol H + d : 0,11 mol Sè mol OH - : 0,06.2 +0,09.3 + 0,11 = 0,5 mol ThÓ tÝch dung dÞch C )(5,12 04,0 5,0 litV C == Lîng kÕt tña Mg(OH) 2 = 0,06 . 58 = 3,48 (gam) Trong dung dÞch B : sè mol − 2 4 SO =0,5 . 0,25= 0,125 mol Sè mol Ba 2+ trong 12,5 lÝt dung dÞch C ; 12,5 . 0,01 = 0,125 (mol) ↓→+ −+ 4 2 4 2 BaSOSOBa mol 0,125 0,125 0,125 Sè gam kÕt tña BaSO 4 = 0,125 . 233 = 29,125 (gam) Lîng kÕt tña nhá nhÊt khi lîng kÕt tña Al(OH) 3 ↓ tan trong kiÒm: Al(OH) 3 ↓ + OH - → − 2 AlO + 2H 2 O mol : 0,09 0,09 Sè mol OH - cÇn thªm lµ 0,09 mol suy ra sè mol OH - cÇn lµ 0,5 + 0,09 = 0,59 mol VËy thÓ tÝch dung dÞch C : )(75,14 04,0 59,0 litV C == Lîng kÕt tña nhá nhÊt gåm : ( Mg(OH) 2 vµ BaSO 4 ) 3,48 + 29,125 = 32,605 gam ( lµm ®óng ý 4 : 1,0 ®iÓm) 8 . --------------------- Kì thi chọn Học Sinh Giỏi lớp 12 Môn: hoá học Năm học 2007 - 2008 Thời gian làm bài: 180 phút Không kể thời gian giao đề - Đề gồm 2 trang Bài. 2 Sở GD&ĐT Cao Bằng --------------------- hớng dẫn chấm đề thi Học Sinh Giỏi lớp 12 Môn: hoá học Năm học 2007 - 2008 Bài 1: (3,25 điểm)