Đề thi HSG môn hóa bảng b chính thức tỉnh gia lai 2014 2015

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO GIA LAI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT, NĂM HỌC 2014 - 2015 Mơn: Hóa học-Bảng B Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 20/01/2015 (đề gồm trang) ĐỀ CHÍNH THỨC Cho biết nguyên tử khối nguyên tố: H = 1; He = 4; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; Mg = 24; Al = 27; S = 32; Cl = 35,5; K = 39; Ca = 40; Cr = 52; Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; Br = 80; Ag = 108; Ba = 137 Học sinh phép sử dụng bảng tuần hồn ngun tố hóa học Câu (3 điểm) (2 điểm) Xác định chất: (M), (X), (Y), (Z), (T), (H), (L) (G) để hồn thành dãy chuyển hóa (mỗi mũi tên viết phương trình phản ứng hóa học không lặp lại) Biết: (X), (Y) chứa ion sunfat; (T), (H) chứa ion nitrat M(T) < M(H) (2) (M) + CO (1) Fe (X) +(G (3) (T) (10) +(G) (H) (4) (8) (7) (6) +HCl (Y) (L) +(G (H) (Z) (M) + dd Na2CO3 (12) (11) (5) (9) CO2 (M) (X) + (1 điểm) Xác định chất: (A), (B), (C), (D), (E) viết phương trình phản ứng biểu diễn chuỗi biến hóa sau (các chất sản phẩm chính, mũi tên phản ứng) Br2 ,as Br ,CCl NaOH / ROH KOH / ROH Br2 ,CCl4 ,400 C (CH3)2CH–CH2–CH3  → (D)   → (B)  → (C)  → (A)  → (E) Câu ĐÁP ÁN - HƯỚNG DẪN CHẤM Điểm điểm 1.1 (M): Fe2O3, (X): Fe2(SO4)3, (Y): FeSO4 , (Z): Fe(OH)2, (T): Fe(NO3)2, (H): Fe(NO3)3, (L): FeCl2 (G): AgNO3 to (1) Fe2O3 + 3CO  → 2Fe +3CO2 o t (2) 2Fe + 6H2SO4 (đặc)  → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (3) Fe2(SO4)3 + Fe → 3FeSO4 (4) FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4 to (5) 4Fe(OH)2 + O2  → 2Fe2O3 + 4H2O (6) Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag (7) Fe(NO3)2 + AgNO3 → Fe(NO3)3 + Ag to (8) 4Fe(NO3)3  → 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2 (9) Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O (10) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (11) FeCl2 + 3AgNO3 → Fe(NO3)3 + Ag + 2AgCl (12) 2Fe(NO3)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3 + 6NaNO3 + 3CO2 1.2 as (CH3)2CH – CH2 – CH3 + Br2  → (CH3)2CBr – CH2 – CH3 + HBr http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word NaOH / ROH (CH3)2CBr – CH2 – CH3  → (CH3)2C=CH – CH3 + H2 CCl4 (CH3)2C=CH – CH3 + Br2  → (CH3)2CBr – CHBr – CH3 KOH / ROH (CH3)2CBr – CHBr – CH3  → CH2 = C(CH3) – CH = CH2 + 2H2 CH2 = C(CH3) – CH = CH2 + Br2 Câu điểm 1.1 CCl4 ,40 C  → CH3 – C(CH3) = CH – CH2Br ĐÁP ÁN - HƯỚNG DẪN CHẤM Điểm Câu (2,0 điểm) X, Y hai nguyên tử hai nguyên tố thuộc phân nhóm, hai chu kỳ liên tiếp bảng hệ thống tuần hồn ngun tố hóa học có tổng số hiệu nguyên tử 24 (ZX < ZY) A, B hai nguyên tử hai nguyên tố đứng chu kỳ bảng hệ thống tuần hồn ngun tố hóa học có: tổng số khối chúng 51, số nơtron B lớn A số electron A số nơtron a Xác định nguyên tử viết cấu hình electron chúng (ở trạng thái bản) b Sắp xếp nguyên tố tương ứng nguyên tử theo chiều giảm dần tính khử c Viết cơng phân tử hợp chất tạo thành từ hai nguyên tố (1 điểm) Trộn 25,0 cm3 dung dịch NH3 0,2 M với 15,0 cm3 dung dịch HCl 0,2 M thu dung dịch X Tính pH X Biết NH3 có Kb=1,8.10-5 Câu ĐÁP ÁN - HƯỚNG DẪN CHẤM Điểm điểm 2.1 a Gọi ZX, ZY, ZA, ZB số proton nguyên tử nguyên tố X, Y, A, B *Xác định X, Y Đề ZX + ZY = 24 (1) 24 ⇒ Z= = 12 ⇒ X, Y nguyên tố thuộc chu kỳ nhỏ 12 Và X, Y thuộc nhóm chu kỳ liên tiếp nên chúng cách ô ZY – Zx =8 (2) Từ (1) (2) suy ZX = oxi (O) ZY = 16 lưu huỳnh (S) Cấu hình electron: 2 8O: 1s 2s 2p 2 16S: 1s 2s 2p 3s 3p *Tìm A, B  Z A + N A + Z B + N B = 51  Z A = 12 Z − Z =  N = 12  B  A A ⇒   NB − N A =  Z B = 13  Z A = N A  N B = 14 A Mg; B Al http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 2.2 Cấu hình electron: 2 12Mg: 1s 2s 2p 3s 2 13Al: 1s 2s 2p 3s 3p b Mg < Al < S < O c Công thức hợp chất chúng Al2O3, Al2S3, MgO, MgS, SO2, SO3 nNH3 = 5.10-3 (mol) nHCl = 3.10-3 (mol) → NH4Cl NH3 + HCl -3 -3 3.10 (mol) 3.10 (mol) 3.10-3(mol) Trong 40 cm3 dung dịch sau phản ứng có CNH4Cl =0,075 (M); CNH3 dư = 0,05(M) NH4Cl → NH4+ + ClNH   + H 2O  € NH +  + OH −  K b = 1,8.10−5 0,05                   0,075  x                        x          0,05-x 0,075+x x x Kb = [NH +4 ][OH - ] x(0,075+x) = → x = 1, 2.10 −5 [NH ] 0,05-x ⇒ [OH-] = K b [NH ] =1,2.10-5 [NH 4+ ] ⇒ pH = 9,08 Câu (1 điểm) Tiến hành thí nghiệm sau: Trộn hai lượng bột S bột Fe cốc nung nung khơng khí lửa đèn khí phản ứng xảy hoàn toàn (như hình vẽ) Nêu tượng xảy ra, giải thích, viết phương trình phản ứng xảy Câu điểm ĐÁP ÁN - HƯỚNG DẪN CHẤM Điểm -Hiện tượng + S chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng; +Hỗn hợp chuyển thành màu đen (do phản ứng sinh FeS, ); +Lượng chất rắn giảm dần (do S phản ứng O2 tạo khí SO2, S dư sau phản ứng với Fe); +Chất rắn màu đen chuyển dần thành màu đỏ nâu (do FeS phản ứng với O2 tạo Fe2O3) -Phương trình phản ứng to Fe + S  → FeS o t S + O2  → SO2 FeS + O2 → Fe2O3 + SO2 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Câu (3,0 điểm) Hòa tan m gam Al2(SO4)3 vào nước thu 500 ml dung dịch X Cho 250 ml dung dịch X tác dụng với dung dịch chứa 12 gam NaOH, kết thúc phản ứng thu 2a gam kết tủa Mặt khác, cho 250 ml dung dịch X lại phản ứng với dung dịch chứa 30,8 gam KOH, kết thúc phản ứng sinh a gam kết tủa Tính giá trị m a Hịa tan hồn tồn 8,0 gam hỗn hợp gồm FeS CuS dung dịch HNO3 đặc, dư, sau phản ứng thu dung dịch X 19,04 lít NO (đktc) sản phẩm khử N +5 Cho dung dịch NH3 tới dư vào dung dịch X, lọc lấy kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi thu x gam chất rắn Các phản ứng xảy hoàn toàn Viết phương trình phản ứng xảy tính x Câu (1,5 điểm) Cho 19,6 gam hỗn hợp X gồm kim loại M (hóa trị khơng đổi), oxit muối cacbonat tác dụng HCl dư thu 4,48 lít hỗn hợp khí Z (đktc, d Z/He= 5,75) dung dịch Y Cô cạn Y 33,3 gam muối khan Viết phương trình phản ứng xảy ra, tìm M, tính phần trăm khối lượng chất X (1 điểm) Hòa tan a gam hỗn hợp X gồm hai muối M 2CO3 MHCO3 vào nước dung dịch Y (M kim loại kiềm, X phần trăm số mol M 2CO3 nhỏ 63%) Cho từ từ đến dư dung dịch HCl vào Y khuấy Sau phản ứng hoàn toàn thu 4,256 lít CO (đktc) dung dịch Y Cô cạn Y 14,04 gam muối khan Viết phương trình phản ứng xảy ra, tìm M tính giá trị a Câu ĐÁP ÁN - HƯỚNG DẪN CHẤM Điểm 2,5 điểm 5.1 2M + 2nHCl → 2MCl n + nH  x                              x             xn / M ( CO ) n + 2nHCl → 2MCl n + nCO + nH 2O   y                                      2y               ny M 2On + 2nHCl → 2MCl n + nH 2O   z                                2z Ta có: + Khối lượng X: xM + y ( 2M + 60n ) + z ( 2M + 16n ) = 19, ( 1) + Khối lượng muối khan: ( x + 2y + 2z ) ( M + 35, 5n ) = 33,  ( ) + hỗn hợp khí nCO2 + nH2 = 0,  nCO2 44 + nH 2 = 0, 2.5, 75.4 → nCO2 = 0,1 = ny (3)  nH = 0,1 = nx / (4) Lấy ( 1) − ( ) 44 + ( ) 16 vế theo vế ta xM + 8xn + 2yM + 16yn + 2zM + 16zn = 16, http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word → (x + 2y + 2z ) ( M + 8n ) = 16, ( ) Từ (2) (5) → 16,8 33,3 = M+8n M+35,5n → M = 20n → n = M = 40 (Ca) 0,1.40 100% = 20, 41% → %mCa = 19, 0,1.100 100% = 51, 02% → %mCaCO3 = 19, → %mCaO = 28,57% 5.2 Trong hỗn hợp X số mol M2CO3 MHCO3 x y M 2CO3 + HCl → MCl + MHCO   x                                x         x MHCO3 + HCl → MCl + CO + H 2O  x + y                                x + y -Ta có nCO2 = 4, 256 = 0,19 mol = x+y 22, - nM 2CO3 = x < 0, 63.( x + y ) = 0,1197 - nMCl = 2x+y → 0, 19 = x + y < n MCl = 2x + y < 0, 19 + 0, 1197 = 0, 3097 14, 04 < 0,3097 M + 35,5 → 9,83 < M < 38,39 → Na 14, 04 = 0, 24 → nMCl = 2x+y = 58,5 → x = 0, 05 mol y = 0, 14 mol → 0,19 < → a = 11, 76 + 5, = 17, 06 gam Câu (2 điểm) Cho 7,32 gam Mg vào 420 gam dung dịch HNO 12,0%, sau phản ứng xong, thấy Mg tan hết, thu 1,12 lít hỗn hợp khí X gồm N2 N2O (đo đktc) dung dịch Y Cho vào Y 280 ml KOH 2,5M, lọc bỏ kết tủa, cô cạn nước lọc nung đến khối lượng không đổi m gam chất rắn khan (Z) a Viết phương trình phản ứng xảy b Tính phần trăm thể tích hỗn hợp X nồng độ C% chất Y với m = 58,92 Câu ĐÁP ÁN - HƯỚNG DẪN CHẤM Đi http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ểm điểm 4Mg + 10HNO3 → 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O 5Mg + 12HNO3 → 5Mg(NO3)2 + N2 + 6H2O 4Mg + 10HNO3 → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O KOH + HNO3 → KNO3 + H2O KOH + NH4NO3 → NH3 + KNO3 + H2O KOH + Mg(NO3)2 → Mg(OH)2 + KNO3 o 250 C NH4NO3  → N2O + 2H2O o 400 C NH4NO3  → N2 + H2O o t Mg(NO3)2  → MgO + NO2 + O2 o t KNO3  → KNO2 + 1/2O2 nMg = 0,305 mol ; nHNO3 = 0,8 mol ; nX = 0, 05mol; nKOH = 0, mol -Giả sử tất KOH ban đầu chuyển thành KNO2 khối lượng 0,7.85 = 59,5gam > mZ = 58,92 nên Z gồm có KNO2 KOH dư 58,92 − 0, 7.56 = 0, 68 mol -Số mol KNO2 Z nKNO2 = 46 − 17 -Số mol NH3 thoát khỏi dung dịch cho Y phản ứng KOH nNH = nHNO3 − nKNO2 − 2.nX = 0, 02 mol  nN 2O + nN = 0, 05 -  nN 2O + nN2 10 = 0,305.2 − 0, 02.8 → nN2 = nN2O = 0, 025 mol → %VN = %VN 2O = 50% -Khối lượng Y là: mY = 7,32 + 420 − 0, 025.28 − 0, 025.44 = 425,52 gam -Số mol HNO3 phản ứng với Mg nHNO3 ( pu ) = 0, 025.10 + 0, 025.12 + 0, 02.10 = 0, 75 mol (0,8 − 0, 75).63 100% = 0, 74% 425,52 0,305.(24 + 62.2) = 100% = 10, 61% 425,52 → C % HNO3( Y ) = → C % Mg ( NO3 )2 Câu (1,5 điểm) Chất hữu A chứa vịng benzen có cơng thức phân tử CxHyO Biết %O = 14,81% (theo khối lượng) a Tìm cơng thức phân tử, viết cơng thức cấu tạo có A b Xác định cấu tạo A, biết A không phản ứng với Na Viết phương trình phản ứng xảy cho A vào dung dịch nước brom c Từ axetilen, metan chất vơ khác, viết phương trình phản ứng điều chế A http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word (1 điểm) Cho 0,1 mol amino axit X phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch HCl 1M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 17,35 gam muối khan Biết X hợp chất thơm, xác định công thức phân tử viết cơng thức cấu tạo có X Câu ĐÁP ÁN - HƯỚNG DẪN CHẤM Điểm 2,5 điểm 7.1 a 16.100 MA = ≈ 108=12x+y+16 14,81 → x = 7; y = → C7H8O OH O OH OH OH O b Công thức cấu tạo A Br O O +3Br2 + 3HBr Br Br c C ,600o C 3C2H2  → C6H6 o Fe ,t C6H6 + Cl2  → C6H5Cl + HCl o P ,t C6H5Cl + 2NaOH (đặc)  → + NaCl + H2O ánh sáng CH4 + Cl2  → CH3Cl + HCl o xt ,t CH3Cl + C6H5ONa  → C6H5OCH3 + NaCl 7.2 nHCl =0,1 mol -Vì nHCl = nX nên phân tử X có nhóm –NH2 -Đặt CTTQ X: NH2R(COOH)a (a ≥ 1, nguyên) -NH2R(COOH)a + HCl → ClH3NR(COOH)a -Theo định luật bảo toàn khối lượng: mX = 17,35 – 0,1.36,5 = 13,7 gam ⇒ MX = 137 ⇒ R + 45a =121 ⇒ R = 121 – 45a >0 ⇒ a mZ = 58,92 nên Z gồm có KNO2 KOH dư 58,92 − 0, 7.56 = 0, 68 mol -Số mol KNO2 Z nKNO2 = 46 − 17 -Số mol NH3 thoát khỏi dung dịch cho Y phản ứng KOH nNH = nHNO3 − nKNO2 − 2.nX = 0, 02 mol  nN 2O + nN2 = 0, 05 -  nN 2O + nN2 10 = 0,305.2 − 0, 02.8 → nN2 = nN2O = 0, 025 mol → %VN = %VN 2O = 50% -Khối lượng Y là: mY = 7,32 + 420 − 0, 025.28 − 0, 025.44 = 425,52 gam -Số mol HNO3 phản ứng với Mg nHNO3 ( pu ) = 0, 025.10 + 0, 025.12 + 0, 02.10 = 0, 75 mol (0,8 − 0, 75).63 100% = 0, 74% 425,52 0,305.(24 + 62.2) = 100% = 10, 61% 425,52 → C % HNO3( Y ) = → C % Mg ( NO3 )2 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ Câu (2,5 điểm) Chất hữu A chứa vịng benzen có công thức phân tử CxHyO Biết %O = 14,81% (theo khối lượng) a Tìm cơng thức phân tử, viết cơng thức cấu tạo có A b Xác định cấu tạo A, biết A không phản ứng với Na Viết phương trình phản ứng xảy cho A vào dung dịch nước brom c Từ axetilen, metan chất vô khác, viết phương trình phản ứng điều chế A Cho 0,1 mol amino axit X phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch HCl 1M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 17,35 gam muối khan Biết X hợp chất thơm, xác định công thức phân tử viết cơng thức cấu tạo có X Câu ĐÁP ÁN - HƯỚNG DẪN CHẤM Điểm 2,5 điểm 7.1 (1,5 điểm) a http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 15 MA = 16.100 ≈ 108=12x+y+16 14,81 → x = 7; y = 0,1đ → C7H8O 0,1đ OH 0,1đ O OH Mỗi cấu tạo 0,1đ (0.1.5=0,5) OH OH O b Công thức cấu tạo A Br O O +3Br2 + 3HBr Br Br c C ,600o C 3C2H2  → C6H6 Fe ,t o C6H6 + Cl2  → C6H5Cl + HCl P ,t o C6H5Cl + 2NaOH (đặc)  → C6H5ONa + NaCl + H2O ánh sáng CH4 + Cl2  → CH3Cl + HCl xt ,t o CH3Cl + C6H5ONa  → C6H5OCH3 + NaCl 7.2 0,1 0,1 Mỗi phản ứng 0,1 điểm 0,1.5=0,5đ nHCl =0,1 mol -Vì nHCl = nX nên phân tử X có nhóm –NH2 -Đặt CTTQ X: NH2R(COOH)a (a ≥ 1, nguyên) -NH2R(COOH)a + HCl → ClH3NR(COOH)a 0,1đ 0,1đ -Theo định luật bảo toàn khối lượng: mX = 17,35 – 0,1.36,5 = 13,7 gam 0,1đ 0,1đ ⇒ MX = 137 ⇒ R + 45a =121 ⇒ R = 121 – 45a >0 ⇒ a