ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 11 THPT NĂM 2013 MÔN HÓA HỌC - SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG BÌNH

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 11 THPT NĂM 2013 MÔN HÓA HỌC - SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG BÌNH

SỞ GD-ĐT QUẢNG BèNH

ĐỀ CHÍNH THỨC

Số BD:………

Kè THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 THPT

Ngày 27 – 3 – 2013 Mụn: Húa Thời gian 180 phỳt (khụng kể thời gian giao đề)

Bài 1 (2,25 điểm)

1 Viết phương trỡnh hoỏ học của cỏc phản ứng xảy ra trong cỏc thớ nghiệm sau (nếu cú):

a) Sục khớ Cl2 vào dung dịch FeSO4 b) Sục khớ etilen vào dung dịch

KMnO4

c) Sục khớ H2S vào dung dịch nước brom d) Sục khớ O3 vào dung dịch KI

e) Sục khớ SO2 vào dung dịch Fe2(SO4)3

f) Nung hỗn hợp quặng photphorit, cỏt và than cốc ở 1200oC trong lũ điện

2 Hoàn thành phương trỡnh húa học của cỏc phản ứng sau (nếu cú):

a) Fe2O3 + HNO3 (đặc) b) Cl2O6 + NaOH (dư)

c) Na2S2O3 + H2SO4 (loóng) d) PCl3 + H2O

e) Naphtalen + Br2 f)

CH3-C≡CH + HBr (dư)

g) C2H5ONa + H2O h) Etylbenzen + KMnO4

Bài 2 (1,75 điểm)

1 Hũa tan hết 31,89 gam hỗn hợp A gồm 2 kim loại Al và Mg trong lượng dư dung dịch HNO3 loóng, thu được 10,08 lớt (đktc) hỗn hợp khớ X (gồm NO và N2O) và dung dịch Y Tỉ khối hơi của X so với khớ hiđro là 59/3 Cụ cạn dung dịch Y thu được 220,11 gam muối khan Tớnh phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A

2 Trong tự nhiờn Bo cú 2 đồng vị: 10B và 11B Biết thành phần % vờ̀ khụ́i lượng của đồng vị 11B trong H3BO3 là 14,407% Tớnh % số nguyờn tử của mỗi đồng vị Bo trong tự nhiờn

Bài 3 (1,5 điểm)

1 Viết tất cả cỏc đồng phõn cấu tạo ứng với cụng thức phõn tử C3H6O

2 Viết cỏc phương trỡnh húa học thực hiện chuyển húa sau (biết A, B, C, D là cỏc sản phẩm chớnh):

2-brom-2-metylbutanAB CAD

Bài 4 (2,0 điểm)

1 Chất A cú cụng thức phõn tử là C7H8 Cho A tỏc dụng với AgNO3 trong dung dịch amoniac dư được chất B kết tủa Phõn tử khối của B lớn hơn của A là 214 Viết cỏc cụng thức cấu tạo cú thể cú của A

2 Hỗn hợp khớ X gồm 2 anken kế tiếp nhau trong dóy đồng đẳng Đốt chỏy hoàn toàn 5 lớt hỗn hợp X cần vừa

đủ 18 lớt khớ oxi (cỏc thể tớch khớ đo ở cựng điều kiện nhiệt độ, ỏp suất)

a) Xỏc định cụng thức phõn tử của 2 anken

b) Hiđrat húa hoàn toàn một thể tớch X với điều kiện thớch hợp thu được hỗn hợp ancol Y, trong đú tỉ lệ về khối lượng cỏc ancol bậc một so với ancol bậc hai là 28:15 Xỏc định % khối lượng mỗi ancol trong hỗn hợp ancol Y

Bài 5 (2,5 điểm)

1 Cho phản ứng: C2H6 (k) + 3,5O2 (k) 2CO2 (k) + 3H2O (l) (1)

Dựa vào 2 bảng số liệu sau:

Chất C2H6 (k) O2 (k) CO2 (k) H2O (l) (kJ.mol-1)

Elk (kJ.mol-1) 413,82 326,04 493,24 702,24 459,80

Nhiệt húa hơi của nước là 44 kJ.mol-1 hóy tớnh hiệu ứng nhiệt của phản ứng (1) theo 2 cỏch

2 Haber là một trong số cỏc nhà hoỏ học cú đúng gúp quan trọng vào phản ứng tổng hợp NH3 từ khớ H2 và N2 Trong thớ nghiệm 1 tại 472oC, Haber và cộng sự thu được [H2] = 0,1207M; [N2] = 0,0402M; [NH3] = 0,00272M khi hệ phản ứng đạt đến cõn bằng Trong thớ nghiệm 2 tại 500oC, người ta thu được hỗn hợp cõn bằng cú ỏp suất riờng phần của H2 là 0,733 atm; của N2 là 0,527 atm và của NH3 là 1,73.10-3 atm

Phản ứng thuận: 3H2(k) + N2(k) 2NH3 (k) là phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt? Tại sao?

3 Hóy tớnh pH của dung dịch A gồm KCN 0,120M; NH3 0,150M và KOH 0,005M Cho biết pKa của HCN là 9,35; của là 9,24

o

t

→→

3

CH COOH

1 : 1

→→

t o→

→

  →KOH / ancol H SO đặc 2 H O 2 4 → →

2 4

H SO đặc, 170 C

→Cl , H O 2 2

0 s ΔH

ƒ

+ 4

NH

Hết

SỞ GD-ĐT QUẢNG BÌNH

KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 THPT Ngày 27 - 3 – 2013

Môn: Hóa HƯỚNG DẪN CHẤM

Bài 1 (2,25 điểm)

1 (1,0 điểm)

a) 3Cl2 + 6FeSO4 → 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3

b) 3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH2OH-CH2OH + 2MnO2 + 2KOH (0,25 điểm)

c) H2S + Br2 → S↓ + 2HBr

điểm)

f) Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C 3CaSiO3 + 5CO +

2 (1,25 điểm)

a) Fe2O3 + 6HNO3 (đặc) 2Fe(NO3)3 + 3H2O

c) Na2S2O3 + H2SO4 (loãng) Na2SO4 + S↓ + SO2 + H2O

(0,25 điểm)

f) CH3

-C≡CH +

2HBr (dư)

CH3-CBr2

-CH3

(0,25 điểm)

Bài 2 (1,75 điểm)

1 (1,25 điểm)

Đặt số mol của NO và N2O lần lượt là a và b, ta có:

⇔

(0,25 điểm) Đặt số mol của Al và Mg lần lượt

là x và y, ta có: 27x + 24y = 31,89

(1)

Khi cho hỗn hợp A tác dụng với dung dịch HNO3:

Al → Al3+ + 3e

x x 3x

Mg → Mg2+ + 2e

y y 2y

N+5 + 3e → N+2

0,45 0,15

o

1200 C

→

o

t

→

+ Br2 CH3COOH

Br

4 to COOK

h)

10,08

a + b = = 0,45

22,4 59 30a + 44b = 2.0,45 = 17,7

3











a = 0,15

b = 0,3







N+5 + 4e → N+1 (0,25 điểm)

2,4 0,6

Nếu sản phẩm khử chỉ cú NO và N2O thỡ:

mmuối = 31,89 + 62(0,45 + 2,4) = 208,59 gam < 220,11 gam: Vụ lớ

N+5 + 8e → N-3

8z z

Ta cú: 3x +2y = 0,45 + 2,4 + 8z hay 3x + 2y - 8z = 2,85 (2)

Giải hệ (1), (2), (3) ta được: x = 0,47; y = 0,8; z = 0,02 (0,25 điểm)

Vọ̃y:

%Mg = 100% - 39,79% =

60,21%

(0,25 điểm)

2 (0,5 điểm)

Gọi % sụ́ nguyờn tử của đụ̀ng vị 11B là x ⇒ % sụ́ nguyờn tử của đụ̀ng vị 10B là (1-x)

Ta có:

Theo bài ra ta có:

(0,25 điểm) Giải phương trình trờn được x =

0,81

Vọ̃y, trong tự nhiờn:

%11B = 81%

Bài 3 (1,5 điểm)

1 (0,75 điểm)

(0,25 điểm)

2 (0,75 điểm)

Cỏc chất: A:

(CH3)2C=CH-CH3, B:

(CH3)2C(OSO3H)-CH2-CH3

C: (CH3)2C(OH)-CH2-CH3 và D: (CH3)2C(OH)-CHCl-CH3

(CH3)2C(Br)-CH2-CH3 + KOH (CH3)2

C=CH-CH3 + KBr + H2O (1)

(CH3)2C=CH-CH3 + HOSO3H (đặc) (CH3)2C(OSO3H)-CH2-CH3 (2) (0,25 điểm)

(CH3)2C(OSO3H)-CH2-CH3 + H2O (CH3)2C(OH)-CH2-CH3 + H2SO4 (3)

(CH3)2C(OH)-CH2-CH3 (CH3)2C=CH-CH3

+ H2O (4) (0,25 điểm)

(CH3)2C=CH-CH3 + H2O + Cl2 (CH3)2C(OH)- CHCl-CH3 + HCl (5) (0,25 điểm)

Bài 4 (2,0 điểm)

1 (0,75 điểm)

Hợp chất A (C7H8) tỏc dụng với AgNO3 trong dung dịch NH3, đú là hiđrocacbon cú liờn kết

ba ở đầu mạch cú dạng R(C≡CH)x

R(C≡CH)x + xAgNO3 + xNH3 R(C≡CAg)x + xNH4NO3 (0,25 điểm)

0, 47.27.100%

31,89

B

M = 11x + 10(1-x) = x + 10

=

3 + 16.3 + 10 + x 100

ancol

→

→

→

2 4

H SO đặc, 170 C

→

→

R + 25x R + 132x

MB – MA = (R + 132x) - (R + 25x) = 107x = 214 x = 2

Các công thức cấu tạo có thể có của A:

(0,25

điểm)

2 (1,25

điểm)

Đặt công

thức chung

của 2 anken là ( là số cacbon trung bình của 2 anken)

(1)

Ta có:

Anken duy nhất có số nguyên tử cacbon < 2,4

là C2H4 và anken kế tiếp là C3H6 (0,25 điểm)

CH2 = CH2 + HOH → CH3–CH2OH (2)

CH3CH = CH2 + HOH → CH3–CH(OH)–CH3 (3)

CH3CH = CH2 + HOH → CH3–CH2–CH2OH (4)

(0,25 điểm)

Gọi a, b lần lượt là số mol của

C2H4 và C3H6

Theo các phản ứng (2), (3), (4): số mol H2O = số mol anken = 2,5b

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

Khối lượng hỗn hợp ancol Y = khối lượng hỗn hợp anken X + khối lượng nước

(0,25 điểm)

Bài 5 (2,5 điểm)

1 (0,5 điểm)

= 2+ 3 – – 3,5

= 2(–394) + 3(–285,8) – (–84,7) – 3,5.0 = –

Mặt khác: = 6EC-H + EC-C + 3,5EO=O – 4EC=O – 6 EO-H – 3

= 6(413,82) + 326,04 + 3,5(493,24) – 4(702,24) – 6(459,8) – 3(44) = –1164,46 (kJ)

(0,25 điểm)

2 (1,0 điểm)

Tại 472oC:

(0,25 điểm) (0,25 điểm)

Tại 500oC: < 2,81.10-5

⇒

CH C-CH2-CH2-CH2-C CH CH C-CH2-CH-C CH

CH3

CH C-CH-C CH

CH2CH3

CH C-C-C CH

CH3

CH3

n 2n

C Hn

o

t

2 C H + 3n O → 2n CO +2n H O

2⇒= 5

n 2, 4=

3 7

15

%i-C H OH = = 34,88%

28+15

⇒

2 5

1,5b.46

129b

3 7

%n-C H OH = 100% - 34,88% - 53,49% = 11,63%

ΔH0p­

2

0 s(CO ,k) ΔH

2

0 s(H O,l) ΔH

2 6

0 s(C H ,k) ΔH

2

0 s(O ,k)

ΔH

ΔH0p­

ΔH0hhp­

ΔH

ΔH0p­

3

[H ] [N ] (0,1207) (0,0402)

K K (RT)∆ 0,105[0,082.(472 273)]− 2,81.10

3

2 2

p p (0,733) (0,527)

(0,25 điểm) Nhiệt độ tăng, giảm phản ứng thuận là phản ứng tỏa nhiệt (theo nguyên lí của Lơ Satơlie)

(0,25 điểm)

3 (1,0 điểm)

CN- + H2O HCN + OH- Kb1 = 10- 4,65 (1)

NH3 + H2O + OH

Kb2 = 10- 4,76 (2)

H2O H+ + OH- KW = 10-14

(3) (0,25 điểm)

So sánh (1)(3), tính pH theo ĐKP áp dụng cho (1) và (2):

[OH-] = CKOH + [HCN] + []

Đặt [OH-] = x x = 5.10-3 + +

x2 - 5.10-3x - (Kb1[CN-] + Kb2[NH3]) = 0

(0,25 điểm)

Chấp nhận: [CN-] = CCN- = 0,12M ; [NH3] = = 0,15M

Ta có: x2 - 5.10-3x - 5,29.10-6 = 0 x = [OH-] = 5,9.10-3M = 10-2,23M

Kiểm tra: [CN-] = 0,120,12 M; [NH3] =

0,150,15 M

Vậy cách giải gần đúng trên có thể chấp

Lưu ý:

- Thí sinh có thể giải nhiều cách, nếu đúng vẫn được điểm tối đa tùy theo điểm của từng câu.

- Nếu thí sinh giải đúng trọn kết quả của một ý theo yêu cầu đề ra thì cho điểm trọn ý mà không cần tính điểm từng bước nhỏ, nếu từng ý giải không hoàn chỉnh, có thể cho một phần của tổng điểm tối đa dành cho ý đó, điểm chiết phải được tổ thống nhất; Điểm toàn bài chính xác đến 0,25 điểm.

p

K→

→

¬ 

→

¬ NH+4

→

¬ →

+ 4

NH

-b1

K [CN ] x b2 3

K [NH ] x

→

3

NH

C

→

→ 9,35 9,35 11,77

10

−

+

9,24 9,24 11,77

10

−

+→