ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA MÔN HÓA HỌC năm 2012
Đề thi chọn đội tuyển HSG Quốc gia THPT-Môn Hóa học SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG QUỐC GIA QUẢNG TRỊ Khoá ngày: 18 tháng 9 năm 2012 Môn thi: HOÁ HỌC (Vòng 1) Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1. (4,0 điểm) 1. Một nguyên tố R có 3 đồng vị X, Y, Z biết tổng số hạt của 3 đồng vị bằng 129, số nơtron đồng vị X hơn đồng vị Y một hạt. Đồng vị Z có số proton bằng số nơtron. a) Xác định điện tích hạt nhân nguyên tử và số khối của 3 đồng vị X, Y, Z. b) Biết tỉ lệ số nguyên tử các đồng vị như sau: Z:Y=2769:141 và Y:X=611:390. Xác định nguyên tử khối trung bình của R. 2. Cho 3,25 gam hỗn hợp X gồm một kim loại kiềm M và một kim loại M ’ (hoá trị II) hoà tan hoàn toàn trong nước được 1,008 lít khí (đktc) và dung dịch D. Chia D thành 2 phần bằng nhau: - Phần 1 đem cô cạn được 2,03 gam chất rắn A. - Phần 2 cho tác dụng với 100 ml dung dịch HCl 0,35 M được kết tủa B. Xác định M, M’, khối lượng mỗi kim loại ban đầu và tính khối lượng kết tủa B. Câu 2. (4,0 điểm) 1. Chỉ dùng thêm một thuốc thử, trình bày phương pháp hóa học nhận biết các dung dịch riêng biệt sau: NaOH, NaCl, K 2 S, KI, Pb(NO 3 ) 2 và NH 3 . 2. Cho 10 ml dung dịch HA tác dụng với các thể tích khác nhau của dung dịch NaOH a mol/l, nhận thấy: phản ứng xảy ra vừa đủ khi thêm 10 ml dung dịch NaOH, nhưng nếu thêm 5 ml dung dịch NaOH thì thu được dung dịch có pH = 4,76. a) Tính K a của axit nói trên. b) Thêm 15 ml dung dịch NaOH vào 10 ml HA thì được dung dịch có pH = 12. Tính a. Câu 3. (4,0 điểm) 1. Phát hiện và sửa lỗi trong các phương trình sau (nếu có): a) 3FeCl 2 + 2H 2 SO 4 đặc ® FeSO 4 + 2FeCl 3 + SO 2 +2H 2 O c) HF + NaOH ® NaF +H 2 O b) 2CrCl 3 +3Cl 2 +14KOH ® K 2 Cr 2 O 7 + 12KCl + 7H 2 O d) Cl 2 +2KI dư ® 2KCl + I 2 2. Cho kim loại A tồn tại ở cả hai dạng lập phương tâm khối và lập phương tâm diện. Khi tồn tại dạng lập phương tâm khối thì khối lượng riêng của A là 15,0 g/cm 3 . Hãy tính khối lượng riêng của A ở dạng lập phương tâm diện. Cho rằng bán kính của A là như nhau trong cả hai loại tinh thể. Câu 4. (4,0 điểm) 1. Một dung dịch chứa 0,2 mol Fe 2+ và 0,2 mol Fe 3+ , dung dịch được điều chỉnh đến pH = 1 (dung dịch X). a) Xác định thế của dung dịch X. b) Thêm vào dung dịch X ion OH - đến khi pH = 5 (coi thể tích là không đổi), thế của dung dịch đo được 0,152V. Chất nào đã kết tủa và khối lượng là bao nhiêu? Tính 3 Fe(OH) T . Biết 0 E 3+2+ Fe/Fe = 0,77V. 2. Thực tế khoáng pirit có thể coi là hỗn hợp của FeS 2 và FeS. Khi xử lí 1 mẫu khoáng pirit bằng brom trong dung dịch KOH dư, người ta thu được kết tủa đỏ nâu A và dung dịch B. Nung A đến khối lượng không đổi được 0,2 gam chất rắn. Thêm lượng dư dung dịch BaCl 2 vào dung dịch B thì thu được 1,1087 gam kết tủa trắng không tan trong axit. Viết phương trình hoá học các phản ứng ở dạng ion và xác định công thức tổng quát của pirit. Câu 5. (4,0 điểm) Hỗn hợp X gồm một kim loại R và muối cacbonat của nó (có tỉ lệ mol tương ứng là 2:1). Hoà tan hoàn toàn 68,4 gam hỗn hợp X trong dung dịch HNO 3 thấy thoát ra hỗn hợp khí Y gồm NO và CO 2 . Cho hỗn hợp khí Y qua dung dịch KMnO 4 1M trong H 2 SO 4 loãng dư đến mất màu thì hết 420 ml dung dịch KMnO 4 , khí còn lại cho qua dung dịch Ca(OH) 2 dư thấy xuất hiện kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch giảm đi 16,8 gam. 1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra dưới dạng ion thu gọn. 2. Xác định công thức muối cacbonat của R và tính thành phần phần trăm theo khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X. ………………………HẾT……………………. Thí sinh được phép sử dụng bảng HTTH các nguyên tố hóa học. ĐỀ CHÍNH THỨC Đề thi chọn đội tuyển HSG Quốc gia THPT-Môn Hóa học-Trang 1/2 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG QUỐC GIA QUẢNG TRỊ Khoá ngày: 18 tháng 9 năm 2012 Môn thi: HOÁ HỌC (Vòng 2) Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1. (3,0 điểm) So sánh và giải thích ngắn gọn: 1. Tính bazơ của N,N-Đimetylanilin (1) và 2,4,6-trinitro-N,N-Đimetylanilin (2). 2. Tính axit của dãy: HO COOHCOOH HO COOH OH COOH M N P Q , , , 3. Nhiệt độ sôi của: cumen (A), ancol benzylic (B), anisol (C) (metylphenyl ete), benzanđehit (D) và axit benzoic (E). Câu 2. (5,0 điểm) 1. Từ đá vôi, than đá, nước và các chất vô cơ khác, hãy viết phương trình phản ứng điều chế các chất sau: phenol; axit oxalic; 2,4,6-tribromphenol; 2,4,6-tribromanilin. 2. So sánh khả năng phản ứng thế của các nguyên tử hiđro ở các nguyên tử cacbon bậc 1, bậc 2, bậc 3 trong phân tử isopentan. Biết rằng khi clo hóa isopentan thu được hỗn hợp đồng phân dẫn xuất một lần thế như sau: 1 – clo – 2 – metyl butan 30%; 1 – clo – 3 – metyl butan 15%; 2 – clo – 3 – metyl butan 33%; 2 – clo – 2 – metyl butan 22%. 3. Hiđrocacbon (A) có công thức phân tử là C 9 H 10 . (A) có khả năng tác dụng với Br 2 khan, xúc tác bột Fe, t 0 . Hiđro hóa A với xúc tác Ni, t 0 thu được (B) có công thức phân tử là C 9 H 12 . Oxi hoá (B) bằng O 2 trong H 2 SO 4 thu được axeton. Xác định công thức cấu tạo, gọi tên A, B và viết các phương trình phản ứng xảy ra. Câu 3. (4,0 điểm) 1. Xác định công thức cấu tạo của các chất từ A đến J trong sơ đồ sau: CH 3 -CH=CH 2 + Cl 2 + CH 3 OH A B C CO 2 Mg,ete D CO 2 PCl 5 F Br 2 NH 3 H I C 6 H 13 NO 3 Mg,ete Kh«ng ph¶n øng E G (3 mol) NaHCO 3 ,t 0 CH 3 OH, HCl ( ) J 2. A, B, C, D, E là những axit xiclobutanđicacboxylic đồng phân của nhau. A dễ dàng tạo anhiđrit nội phân tử. B chỉ tạo anhiđrit khi đun nóng lâu. Đun khan C sinh ra CO 2 , còn D và E không thay đổi. Xác định cấu trúc của 5 axit trên, biết rằng có thể tách D thành 2 chất đối quang. Câu 4. (4,0 điểm) 1. Hợp chất A (C 8 H 16 O) cho phản ứng iođofom nhưng không cho phản ứng cộng H 2 . Khi đun nóng A với H 2 SO 4 đặc ở 170 0 C thì ngoài sản phẩm chính là B (C 8 H 14 ) còn thu được 1,2 – Đimetylxiclohexen. Oxi hóa B rồi thực hiện phản ứng đề cacboxyl hóa thì thu được metylxyclopentan. B không có đồng phân hình học. Lập luận để xác định cấu tạo của A và giải thích sự tạo thành 1,2 – Đimetylxiclohexen bằng cơ chế phản ứng. 2. Khi thủy phân hoàn toàn 1 mol tripeptit B thu được 2 mol Glu, 1 mol Ala và 1 mol NH 3 . X không phản ứng với 2,4-đinitroflobenzen và X chỉ có một nhóm cacboxyl tự do. Thủy phân X nhờ enzim cacboxipeptiđaza thu được alanin. Xác định công thức cấu tạo của B. Câu 5. (4,0 điểm) 1. Một este E (không có nhóm chức khác) chứa 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 được phần hơi chỉ có nước và phần rắn là 2,16 gam hỗn hợp muối. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp muối này thu được 2,64 gam CO 2 ; 0,54 gam H 2 O và a gam K 2 CO 3 . ĐỀ CHÍNH THỨC Đề thi chọn đội tuyển HSG Quốc gia THPT-Môn Hóa học-Trang 2/2 a) Tính a và xác định công thức phân tử. b) Công thức cấu tạo của E. Biết khối lượng 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 lượng riêng 5,447 gam/lít (đktc). A có khả năng phản ứng với kim loại Na giải phóng H 2 và có phản ứng tráng gương. B phản ứng được với Na 2 CO 3 giải phóng khí CO 2 . a) Viết công thức cấu tạo của A, B. b) A 1 là đồng phân của A và có nhiệt độ sôi nhỏ nhất. Xác định công thức cấu tạo của A 1 và giải thích. 3. Từ m-bromtoluen, hãy viết sơ đồ tổng hợp: O Gợi ý: C 6 H 5 CH 2 Br C 6 H 5 CH 3 RCOOH Ca(OH) 2 R C=O R , RBr CuCN RCN , NBS ………………………HẾT……………………. Thí sinh được phép sử dụng bảng HTTH các nguyên tố hóa học. . định nguyên tử khối trung bình của R. 2. Cho 3,25 gam hỗn hợp X g m một kim loại ki m M và m t kim loại M ’ (hoá trị II) hoà tan hoàn toàn trong nước được. Phần 1 đem cô cạn được 2,03 gam chất rắn A. - Phần 2 cho tác dụng với 100 ml dung dịch HCl 0,35 M được kết tủa B. Xác định M, M , khối lượng m i kim loại