Thông tin tài liệu
1 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC LỚP TỈNH THANH HÓA Năm học 2017-2018 Thời gian làm bài: 150 phút -Câu (2,0 điểm) Cho hợp chất X có dạng AB2, có phân tử khối 34 có tính chất sau: t0 X + O2 Y + Z X + Y A + Z X + Cl2 A + HCl Xác định X hoàn thành phương trình hóa học Ngun tử ngun tố X có tổng số hạt (proton, nơtron electron) 82 Trong đó, số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 22 Xác định số lượng loại hạt proton, nơtron, electron số khối A nguyên tử nguyên tố X Câu (2,0 điểm) Hãy lập biểu thức liên hệ độ tan nồng độ % dung dịch bảo hòa Độ tan phụ thuộc chủ yếu vào yếu tố nào? Hỗn hợp A gồm C3H4, C3H6, C3H8 có tỷ khối H2 20,5 Đốt cháy hồn tồn 1,12 lít (đktc) hỗn hợp A dẫn toàn sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi dư Khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng hay giảm gam? Câu (2,0 điểm) Nêu tượng giải thích cho thí nghiệm sau: - Thí nghiệm 1: Rắc bột nhơm lửa đèn cồn - Thí nghiệm 2: Cho sợi dây đồng vào dung dịch AgNO3 - Thí nghiệm 3: Cho mẩu Na vào dung dịch CuSO4 - Thí nghiệm 4: Cho dung dịch NH3 vào dung dịch FeCl3 Hòa tan hồn tồn lượng oxit kim loại hóa trị (II) vào lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 có nồng độ a% tạo thành dung dịch muối sunfat có nồng độ b% a Xác định khối lượng mol kim loại theo a b b Cho a% = 10% b% = 11,76% Hãy xác định oxit kim loại Câu (2,0 điểm) Cho hai khí A B tác dụng với bình kín (có điều kiện phản ứng thích hợp), thu hỗn hợp ba khí Nếu dẫn ba khí qua nước, sau qua ống thủy tinh nung nóng đựng Fe2O3 lại khí Xác định khí A, B viết phương trình hóa học xảy Đốt m gam phoi bào sắt khí oxi 32,8 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 Cho X phản ứng hết với dung dịch HNO3 lỗng dư dung dịch B 6,72 lít khí NO (sản phẩm khử đktc) Hãy tính m Câu (2,0 điểm) Trình bày cách tiến hành thí nghiệm oxi tác dụng với natri Vì thí nghiệm đốt natri người ta thường cho trước vào đáy bình lớp cát mỏng Nếu thay lớp cát mỏng nước có khơng? Phải làm để xử lý natri dư sau phản ứng cách an toàn Nhiệt phân hoàn toàn 80,6 gam hỗn hợp X gồm KMnO4, KClO3 MnO2 hỗn hợp rắn Y V lít khí O2 (đktc) Trong Y chứa 14,9 gam KCl chiếm 22,508% Tính V tính % khối lượng chất X Câu (2,0 điểm) askt Cho phản ứng sau: C5H12 + Cl2 C5H11Cl + HCl tØ lÖ 1:1 Biết sản phẩm thu có chất hữu Viết công thức cấu tạo C5H12 phản ứng viết phương trình hóa học dạng cơng thức cấu tạo Cho 100 ml rượu etylic 46 phản ứng hết với kim loại Na dư thu V lít khí (đktc) Tính giá trị V Biết khối lượng riêng rượu etylic nguyên chất 0,8 gam/ml khối lượng riêng nước gam/ml 2 Câu (2,0 điểm) Hồn thành phương trình hóa học theo sơ đồ, ghi rõ điều kiện phản ứng (nếu có): (1) (2) (3) (4) a A B C D Cao su buna 1500o C, LLN (6) (7) (8) (5) b X NH4NO3 Y Z T + O , Pt, 850o C +X 2 Có cốc đựng dung dịch hỗn hợp sau: - Cốc 1: NaHCO3 Na2CO3 - Cốc 2: Na2CO3 Na2SO4 - Cốc 3: NaHCO3 Na2SO4 Chỉ dùng tối đa thuốc thử, nhận cốc Câu (2,0 điểm) Nung hỗn hợp X gồm cacbon CuO đến phản ứng hoàn toàn thu chất rắn A Cho chất rắn A phản ứng vừa đủ với 0,5 lít dung dịch HCl 0,4 M Lọc lấy phần không tan sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng, dư thu 1,344 lít khí (đktc) Tính khối lượng hỗn hợp X Cho lượng hỗn hợp X tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc 7M vừa đủ Tính thể tích khí (đktc) thể tích dung dịch axit dùng Câu (2,0 điểm) Thực phản ứng este hóa axit CxHyCOOH rượu CnH2n+1OH Sau phản ứng tách lấy hỗn hợp X gồm este, axit rượu Đốt cháy hoàn toàn 13,2 gam hỗn hợp X, thu 12,768 lít khí CO2 (đktc) 8,28 gam H2O Nếu cho hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 150ml dung dịch NaOH 1M, thu 3,84 gam rượu Hóa hồn tồn lượng rượu thu thể tích hơu thể tích 3,36 gam N2 (đo điều kiện nhiệt độ áp suất) Viết phương trình hóa học xảy dạng tổng quát Xác định công thức cấu tạo axit, rượu, este tính hiệu suất phản ứng este hóa Câu 10 (2,0 điểm) Trong thí nghiệm hình đây, người ta dẫn khí clo ẩm vào bình A có đặt miếng giấy quỳ tím khơ Dự đốn giải thích tượng xảy hai trường hợp sau: * Trường hợp 1: Đóng khóa K * Trường hợp 2: Mở khóa K Có nên bón loại phân đạm amoni ure với vôi không? Tại sao? -HẾT - HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI HSG MƠN HĨA HỌC LỚP TỈNH THANH HĨA Năm học 2017-2018 Câu 1: Theo đề M A 2M B 34 Chỉ có MA = 32 (S) ; MB = (H) thỏa mãn X H2S Y: SO2 ; Z: H2O ; A: S Các phương trình hóa học: t0 2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O 2H2S + SO2 3S + 2H2O H2S + Cl2 S + 2HCl Gọi số proton, nơtron nguyên tử X Z, N 2Z N 82 Z 26 2Z N 22 N 30 Số lượng loại hạt là: + Số proton = số electron = 26 hạt + Số nơtron = 30 hạt Số khối A = N + P = 30 + 26 = 56 đvC Câu 2: Thiết lập cơng thứ tính liên hệ C% độ tan (S): Xét dung dịch bão hòa chất tan A có độ tan S 100 gam nước hòa tan S (gam) A (100 + S) gam dung dịch bão hòa Cơng thức tính C% dung dịch bão hòa: S C% = 100% (1) 100 S C% (2) Biến đổi (1) S = 100 100 C% Lưu ý: Có thể thiết lập công thức độ tan từ nồng độ C% Xét dung dịch bão hòa có nồng độ chất tan C% Cứ 100 gam dung dịch có C gam chất tan (100 – C) gam nước C% Độ tan: S = 100 (1) 100 C% S Biến đổi (1) C% = 100% (2) 100 S - Độ tan chủ yếu phụ thuộc: + Bản chất chất tan + Bản chất dung môi + Nhiệt độ + Áp suất (ảnh hưởng rõ chất khí) n A 0, 05 mol Đặt công thức chung A: C3Hx x6 t0 C3H2x + O2 3CO2 + xH2O 0,05 0,15 mol Theo BTKL C, H 2n H O 0,15.12 0, 05.20,5.2 n H O = 0,125 mol CO2 + Ca(OH)2 dư CaCO3 + H2O 0,15 0,15 mol Độc lệch khối lượng dung dịch: m = m CO m H O mCaCO = 0,15.44 + 0,125.18 – 0,15.100 = - 6,15 gam < 2 Vậy dung dịch giảm 6,15 gam Câu 3: -Thí nghiệm 1: Bột nhơm cháy sáng chói lửa đèn cồn t 4Al + 2O2 2Al2O3 -Thí nghiệm 2: dung dịch chuyển dần từ không màu sang màu xanh, dây đồng màu đỏ bị phủ lớp chất rắn màu xám đen Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag đỏ khơng màu xanh xám đen -Thí nghiệm 3: Mẩu natri tan mạnh, có khí khơng màu ra, dung dịch màu xanh lam chuyển dần sang kết tủa màu xanh lơ 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 (xanh lam) (xanh lơ) -Thí nghiệm 4: Dung dịch màu vàng nâu chuyển dần sang kết tủa màu nâu đỏ 3NH3 + 3H2O + FeCl3 Fe(OH)3 + 3NH4Cl (vàng nâu) (nâu đỏ) a Giả sử có 1mol MO MO + H2SO4 MSO4 + H2O 1 1 (mol) (M+16) 98 (M+96) 18 (gam) 9800 9800 aM 16a 9800 (gam) m ddH SO (gam) m dd (sau p) M 16 a a a Phương trình nồng độ % muối dung dịch sau phản ứng: (M 96).a 100 b 9800b + abM + 16ab = 100aM + 9600a aM 16a 9800 9800b - 9600a + 16ab 98b - 96a + 0,16ab M= = 100 (*) 100a - ab 100a - ab b Thay a = 10% ; b = 11,76% vào (*) ta được: 98.11,76 - 96.10 + 0,16.10.11,76 M= 100 24 (Mg) 100.10 - 10.11,76 Vậy công thức oxit kim loại là: MgO Câu 4: Theo đề Hỗn hợp khí gồm khí tan tốt nước, khí có tính khử khí khơng tan nước khơng có tính khử Chọn A: N2, B: H2, khí sản phẩm NH3 (tan tốt nước) - Phương trình hóa học: t o ,xt,P 2NH3 N2 + 3H2 NH3 + H2O NH3.H2O (dung dịch amoniac, thực chất tồn dạng ion: NH4 + + OH-) t0 H2 + 3Fe2O3 2Fe3O4 + H2O t0 H2 + Fe2O3 2FeO + H2O t0 3H2 + Fe2O3 2Fe + 3H2O n NO = 0,3 mol Đặt công thức rắn X FexOy y t0 xFe + O2 (1) FexOy 3FexOy + (12x-2y)HNO3 3xFe(NO3)3 + (6x-y)H2O + (3x-2y)NO (2) Theo phản ứng (2): n NO n Fe n O n n 0,3 n Fe 0,5 Fe O m = 0,5.56 = 28 gam n 0,3 56n 16n 32,8 O Fe O Lưu ý: Bài tốn nhiều cách giải, chẳng hạn như: phương pháp bảo toàn số mol bảo toàn khối lượng, phương pháp quy đổi hỗn hợp (Fe, Fe2O3), phương pháp sử dụng quy tắc hóa trị (như bảo tồn electron hóa THPT), phương pháp ghép ẩn, phương pháp đồng tỷ lệ, phương pháp sử dụng tỷ lệ chuyển chất Một số phương pháp chúng tơi giới thiệu chi tiết sách "22 chuyên đề hay khó bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học THCS" Sau cách giải theo phương pháp sử dụng quy đổi Quy đổi hỗn hợp X gồm Fe Fe2O3 Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O x(mol) Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + 2H2O + NO 0,3 0,3 (mol) BTKL 160x + 0,3.56 = 32,8 x = 0,2 mol Bảo toàn lượng Fe m = (0,3 + 0,1.2).56 = 28 gam Câu 5: Thí nghiệm đốt kim loại Na khí oxi -Thu khí oxi vào lọ thủy tinh miệng rộng Trong lọ thủy tin có chứa sẵn cát - Cắt mẩu nhỏ Na (cỡ hạt đậu xanh) cho vào thìa đốt (bằng sắt), hơ nóng lửa đèn cồn mẩu natri nóng chảy hồn tồn (hoặc cháy ngồi khơng khí) Sau đưa nhanh mẩu Natri nóng vào lọ khí oxi t 4Na + O2 2Na2O - Phản ứng tỏa nhiều nhiệt, làm nhiệt độ bình tăng nhanh Vì cho vào đáy bình lớp cát mỏng để hấp thụ phân tán nhiệt, tránh tượng vỡ nứt bình nhiệt độ tăng lên đột ngột - Không thể thay lớp cát nước, cháy kim loại Natri rơi xuống đáy bình tác dụng mãnh liệt với nước, sinh H2 cháy mạnh bình gây nổ mạnh, nguy hiểm Na2O + H2O 2NaOH 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 t0 2H2 + O2 2H2O - Để xử lý Na dư cách an toàn, người ta cho mẫu natri dư vào cồn đặc (960) natri bị hòa tan phản ứng rượu đặc êm ả, không gây nổ 2Na + 2C2H5OH 2C2H5ONa + H2 Gọi x, y, z số mol KMnO4, KClO3, MnO2 ban đầu t0 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 x 0,5x (mol) t ,MnO2 2KClO3 2KCl + 3O2 y y 1,5y (mol) 14,9.100 66,2 gam 22,508 Bảo toàn khối lượng 80,6 = 66,2 + 32n O n O = 0,45 mol mY 2 V = 0,45.22,4 = 10,08 lít 158x 122,5y 87z 80, x 0,3 Ta có: 74,5y 14,9 y 0, 0,5x 1,5y 0, 45 z 0,1 0,3.158.100% %mKMnO 58,81% 80, 0, 2.122,5.100% %m KClO 30,40% %mMnO 10,79% 80, Câu 6: C5H12 tác dụng Cl2 (tỉ lệ mol = 1:1) tạo sản phẩm monoclo nên C5 H12 có cấu tạo đối xứng tâm Cơng thức cấu tạo C5H12 là: CH3 H3 C C CH3 CH3 Phương trình hóa học: CH3 CH3 H3 C C askt CH3 + Cl2 H3 C CH3 C CH2 Cl + HCl CH3 100.46 46.0,8 VC H OH 46 ml n C H OH 0,8 mol 5 100 46 54.1 VH O 100 46 54 ml n mol H 2O 18 C2H5OH + Na C2H5ONa + ½ H2 H2O + Na NaOH + ½ H2 0,8 Theo phản ứng: n H n C H OH H O 1,9 mol 2 2 V = 1,9.22,4 = 42,56 lít Nhận xét: Khi thiết kế toán hỗn hợp rượu nước, cần phải cho thêm giả thiết "giả sử thể tích dung dịch rượu tổng thể tích rượu nguyên chất nước" câu có nghĩa tương đương Vì thực tế hòa tan 46 ml etanol nguyên chất 54 ml nước cất thể tích dung dịch thu nhỏ 100ml, phân tử nước xen vào khe trống phân tử etylic gây nên tượng thiếu hụt thể tích (tương tự trộn hạt gạo với hạt ngô) Câu 7: (1) (2) (3) (4) a) CH4 C2H2 C4H4 C4H6 Cao su buna 1500o C, LLN (A) B) (C) Phương trình hóa học: 15000 C 2CH4 C2H2 + 3H2 Làm lạnh nhanh (D) Nhị hỵp 2C2H2 CHC – CH=CH2 t (Pd / PbCO3 ) CHC–CH=CH2 + H2 CH2=CH–CH=CH2 t ,xt,P nCH2=CH-CH=CH2 – CH2–CH= CH–CH2 – n poli(buta-1,3-dien) (6) (7) (5) (8) b NH3 NO NO2 HNO3 NH4NO3 + O , Pt, 850o C + NH (X) (Y) (Z) Phương trình hóa học: Pt, 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 850o C (Y) NO + ½ O2 NO2 2NO2 + H2O + ½ O2 2HNO3 HNO3 + NH3 NH4NO3 Chọn thuốc thử dung dịch BaCl2 dung dịch HCl - Cho dung dịch BaCl2 vào cốc, cốc xuất kết tủa trắng + Cốc 1: Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl + Cốc 2: Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl Na2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2NaCl + Cốc 3: Na2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2NaCl - Lọc lấy kết tủa cốc, nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl lên kết tủa + Nếu kết tủa tan hồn tồn nhận cốc + Nếu kết tủa tan phần nhận cốc + Nếu kết tủa khơng tan nhận cốc BaCO3 + 2HCl BaCl2 + H2O + CO2 Câu 8: Mấu chốt toán nằm hỗn hợp rắn A tác dụng với dung dịch HCl, rắn A phải CuO (vì cacbon Cu không tác dụng với dung dịch HCl) t0 2CuO + C 2Cu + CO2 2a a 2a (mol) Rắn A: gồm Cu, CuO CuO + 2HCl CuCl2 + H2O 0,1 0,2 mol Rắn khơng tan có Cu Cu + 2H2SO4 đặc CuSO4 + 2H2O + SO2 2a 2a = 0,06 mol a = 0,03 mol m X m CuO m C 0,16.80 + 0,03.12 = 13,16 gam Phản ứng X với H2SO4 đặc nóng CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O 0,16 0,16 mol C + 2H2SO4 đặc CO2 + 2H2O + 2SO2 0,03 0,06 0,03 0,06 mol VkhÝ 0,09.22, 2,016 lít 0,16 0,03 VddH SO 0,027 lít = 27 ml Câu 9: Các phương trình hóa học - Phản ứng este húa: H SO đặc, t o RCOOCnH2n+1 + H2O RCOOH + CnH2n+1OH -Phản ứng X với O2 (đốt nóng) Đặt cơng thức chung hỗn hợp (X): Cx'Hy'Oz' y' z' y' t0 Cx'Hy'Oz' + (x ' ) O2 H2O x'CO2 + 2 - Phản ứng X với NaOH (1) (2) Gọi a, b, c số mol axit, este, rượu X RCOOH + NaOH RCOONa + H2O a a (mol) t RCOOCnH2n+1 + NaOH RCOONa + CnH2n+1OH b b (mol) b (mol) n CO 0,57 mol ; n H O 0,46 mol ; n NaOH 0,15mol (3) (4) 3,36 3,84 0,12 mol Mancol 32 g/mol 28 0,12 Ta có: 14n + 18 = 32 n = ancol CH4O 13, 0,57.12 0, 46.2 BTKL hỗn hợp X n O 0,34 mol (X) 16 a b n 0,15 a 0, 07 NaOH 2a 2b c n O 0,34 b 0, 08 c 0, 04 b c n CH3 0,12 Bảo toàn khối lượng 0,07.(R + 45) + 0,08.(R+59) + 0,04.32 = 13,2 R =27 (-C2H3) CTCT axit: CH2=CH-COOH CTCT este: CH2=CH-COOCH3 CTCT ancol: CH3OH Bảo toàn số mol COO n axit (ban đầu) = n NaOH 0,15 mol Theo đề n ancol n CH (ban đầu) 3OH = n CH (sau thủy phân) 3OH Hiệu suất phản ứng este hóa: H% = 0,12 mol < 0,15 mol CH3OH thiếu 0, 08 100% 66,67% 0,12 Câu 10: * Đóng khóa K: Khí Cl2 vào bình A H2SO4 đặc hút ẩm làm khô, quỳ tím khơng đổi màu * Mở khóa K: Khí Cl2 ẩm vào bình A, làm cho quỳ tím hóa đỏ sau màu (do tính oxi hóa HClO) Giải thích: Cl2 + H2O (ẩm) HCl (làm đỏ quỳ tím) + HClO (tẩy màu) Khơng bón chung phân đạm amoni Ure với vơi xảy phản ứng giải phóng NH3 làm thất lượng đạm (N) dự tính cung cấp cho trồng CO(NH2)2 + 2H2O (trong đất) (NH4)2CO3 (NH4)2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + 2H2O + 2NH3 2NH4NO3 + Ca(OH)2 Ca(NO3)2 + 2H2O + 2NH3 (NH4)2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + 2H2O + 2NH3 v.v -HẾT ĐÁP ÁN ... khóa K * Trường hợp 2: Mở khóa K Có nên bón loại phân đạm amoni ure với vôi không? Tại sao? -HẾT - HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI HSG MƠN HĨA HỌC LỚP TỈNH THANH HÓA Năm học 2017- 2018 Câu 1:... 0,03 0,06 0,03 0,06 mol VkhÝ 0,09.22, 2,016 lít 0,16 0,03 VddH SO 0, 027 lít = 27 ml Câu 9: Các phương trình hóa hc - Phn ng este húa: H SO đặc, t o RCOOCnH2n+1 + H2O RCOOH + CnH2n+1OH... phản ứng este hóa: H% = 0,12 mol < 0,15 mol CH3OH thiếu 0, 08 100% 66,67% 0,12 Câu 10: * Đóng khóa K: Khí Cl2 vào bình A H2SO4 đặc hút ẩm làm khơ, quỳ tím khơng đổi màu * Mở khóa K: Khí Cl2
Ngày đăng: 15/02/2019, 18:40
Xem thêm:
