ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT VÒNG 1 NĂM 2012 MÔN HÓA HỌC - SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LONG AN

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT VÒNG 1 NĂM 2012 MÔN HÓA HỌC - SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LONG AN

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 VÒNG 1 LONG AN Môn thi: HÓA HỌC (BẢNG B) Ngày thi: 23/10/2012 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian phát đề) Cho khối lượng mol (gam/mol) các nguyên tố; H=1; C=12; O=16; N=14; P=31; F=19; S=32; Cl=35,5; Br=80; I=127; Na=23; Mg=24; K=39; Ca=40; Ba=137; Zn=65; Fe=56; Cu=64. Câu 1 (4,0 điểm). 1.1/ X và Y là hai nguyên tố có hợp chất khí với hiđro là XH a , YH a . Trong đó, khối lượng phân tử chất này gấp đôi khối lượng phân tử chất kia. Mặt khác, oxit cao nhất của hai nguyên tố X, Y là X 2 O b , Y 2 O b và có khối lượng phân tử hơn kém nhau 34 đvC. Biết khối lượng nguyên tử của X nhỏ hơn khối lượng nguyên tử của Y. a/ Hai nguyên tố X, Y là kim loại hay phi kim? b/ Xác định tên hai nguyên tố X, Y? Mô tả liên kết hóa học trong hợp chất hai oxit cao nhất của X, Y. 1.2/ Nén hỗn hợp gồm 4 mol nitơ và 16 mol hiđro vào một bình kín có thể tích là 4 lít (chỉ chứa xúc tác với thể tích không đáng kể) đã được giữ ở nhiệt độ không đổi. Khi phản ứng trong bình đạt cân bằng, áp suất trong bình bằng 0,8 lần áp suất lúc đầu (lúc mới cho các khí vào chưa xảy ra phản ứng). Tính hằng số cân bằng của phản ứng. Câu 2 (3,0 điểm). Cho từ từ dung dịch (X) chứa a mol HCl vào dung dịch (Y) chứa b mol K 2 CO 3 . Sau khi cho hết dung dịch (X) vào dung dịch (Y) ta được dung dịch (T). a/ Dung dịch (T) chứa những chất nào? Tính số mol mỗi chất theo a, b? b/ Trước và sau khi đun nhẹ đuổi hết khí trong dung dịch T có pH như thế nào? (nếu a = 2b) Câu 3 (5,0 điểm). 3.1/ Viết các phương trình hóa học các phản ứng xảy ra trong các trường hợp sau: a/ H 2 O 2 bị oxi hóa bởi dung dịch KMnO 4 (trong môi trường H 2 SO 4 ). b/ Dẫn khí clo qua dung dịch I 2 . c/ Đun nóng Ca 3 (PO 4 ) 2 với hỗn hợp cát và than ở nhiệt độ cao. d/ Cho ít vụn đồng vào hỗn hợp dung dịch chứa KNO 3 , H 2 SO 4 . e/ Dẫn khí CO 2 đến dư vào dung dịch Na 2 SiO 3 . 3.2/ a/ Khi nung nóng một hỗn hợp (X) Na 2 CO 3 .10H 2 O và NaHCO 3 thu được 2,24 lít khí CO 2 (ở đktc) và 31,8 gam chất rắn. Xác định thành phần phần trăm theo khối lượng của mỗi chất trong (X). b/ Dung dịch (Y) chứa các ion: . Cô cạn dung dịch (Y) thu được hỗn hợp chất rắn (A). Nung (A) đến khối lượng không đổi thu được chất rắn (B). Xác định thành phần các chất có trong (Y), (A), (B) c/ Nêu phương pháp hóa học có thể dùng để loại các chất độc sau: - SO 2 , NO 2 , HF trong khí thải công nghiệp - Lượng lớn khí clo trong phòng thí nghiệm. Câu 4 (2,0 điểm). 4.1/ Cho các chất sau: ancol etylic, n-C 9 H 9 OH, glixerol, phenol, axit axetic, toluen, octan. a/ Cho biết: những chất nào tan tốt, những chất nào kém tan và những chất nào không tan 2+ 2+ + - - 3 Mg , Ca , Na , Cl , HSO ĐỀ THI CHÍNH THỨC trong nước? Giải thích? b/ Cho biết dạng liên kết hiđro giữa các phân tử phenol và ancol etylic thì dạng nào bền nhất, dạng nào kém bền nhất? (không giải thích) 4.2/ Từ etylen, các chất vô cơ, xúc tác và các điều kiện cần thiết có đủ. Hãy viết phương trình điều chế etylenglicol oxalat. Câu 5 (2,0 điểm). Cho hỗn hợp X gồm anken và hiđro có tỉ khối hơi so với heli bằng . Nung nóng X với xúc tác niken để toàn bộ anken được hiđro hóa thì tỉ khối hơi của hỗn hợp Y sau phản ứng đối với heli bằng 4. a/ Tìm công thức phân tử của anken. b/ Viết các công thức cấu tạo của anken. Câu 6 (4,0 điểm). 6.1/ Khi phân tích m gam chất hữu cơ (A) (chứa C, H, O) thấy tổng khối lượng hai nguyên tố cacbon và hiđro là 0,46 gam. Nếu đốt cháy hoàn toàn m gam chất (A) cần vừa đủ 0,896 lít O 2 (ở đktc). Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào bình chứa dung dịch NaOH dư, thấy khối lượng bình tăng thêm 1,9 gam. a/ Tính giá trị của m và công thức phân tử của (A). Biết công thức phân tử của (A) trùng với công thức đơn giản nhất. b/ Viết các công thức cấu tạo của (A). Biết m gam (A) tác dụng với natri dư thu được khí hiđro, còn cho m gam (A) tác dụng với dung dịch NaOH với lượng vừa đủ thì số mol NaOH cần dùng đúng bằng với số mol hiđro sinh ra ở trên. c/ Tính thể tích khí H 2 (ở đktc) và thể tích dung dịch NaOH 0,01M đã dùng. 6.2/ Oxi hóa etanol thu được hỗn hợp gồm anđehit axetic, axit axetic và một phần etanol không bị oxi hóa. Cần dùng những phản ứng nào để chứng minh sự có mặt của etanol, anđehit axetic, axit axetic có trong hỗn hợp. (Thí sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn hóa học) -----HẾT---- Họ và tên thí sinh: . Số báo danh: 10 3 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 VÒNG 1 LONG AN Môn thi: HÓA HỌC (BẢNG B) Ngày thi: 23/10/2012 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian phát đề) HƯỚNG DẪN CHẤM CÂU NỘI DUNG ĐIỂM Câu 1 (4,0 điểm) 1.1 (2,0điểm) Ta có: b là hóa trị cao nhất của X, Y trong oxit cao nhất. => a = 8 - b là hóa trị của X, Y trong hợp chất khí với hiđro. - Phân tử khối của YH 8-b gấp đôi phân tử khối của XH 8-b 2M X - M Y = b - 8 (1) ……………………………………… - Khối lượng phân tử X 2 O b kém hơn khối lượng phân tử Y 2 O b là 34 đvC - M X + M Y = 17(2) ………………………………………. Cộng (1), (2) => M X = 9 + b ……………………………… Do X, Y tạo hợp chất khí với hiđro nên b 4 5 6 7 M X 13 14 15 16 Vậy nghiệm hợp lí là b = 5, M X =14u => a = 3, My = 31u Vậy X, Y là 2 nguyên tố phi kim…………………………… X là Nitơ (N), Y là photpho (P) ……………………………. Mô tả liên kết: N 2 O 5 và P 2 O 5 N–O–N P–O–P 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 2x0,25đ 1.2 (2,0điểm) Gọi x là số mol N 2 lúc phản ứng. N 2(r) + 3H 2(k) 2NH 3(k) Ban đầu: 4mol 16 mol Phản ứng: xmol 3x mol 2x mol Cân bằng: (4-x)mol (16-3x)mol 2x mol………………… Vì phản ứng xảy ra ở nhiệt độ không đổi và trong bình kín nên giữa áp suất và số mol ta có tỉ lệ: …………………………………………………… . với P 1 , P 2 lần lượt là áp suất trước, sau phản ứng n 1 , n 2 lần lượt là số mol trước, sau phản ứng ……………………………………. Tổng số mol các chất sau phản ứng là: (4-x) + (16-3x) + 2x = 16 x = 2 …………………………………………………… 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 4 b 7≤ ≤ → ¬  1 1 2 2 P n = P n 1 2 1 2 P 20 = n = 16(mol) 0,8P n ⇒ ⇒ O O O O O ĐỀ THI CHÍNH THỨC O O O O Số mol và nồng độ mol/l các chất sau phản ứng là: ……………… ………………. …………………… ……………………… . 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu 2 (3,0 điểm) Ta có các phản ứng: (1) K 2 CO 3 + HCl KHCO 3 + KCl ………………………… (2) K 2 CO 3 + 2HCl 2KCl + CO 2 + H 2 O ………………… Trường hợp Ptpứ Dung dịch (T) gồm a = b (1) KHCO 3 a hoặc b mol KCl a hoặc b mol a < b (1) K 2 CO 3 dư(b - a) mol KHCO 3 a mol KCl: a mol a = 2b (2) KCl a hoặc 2b mol a > 2b (2) HCl dư: a – 2b mol KCl: 2b mol b<a<2b (1), (2) KCl: 2(b - a) mol KHCO 3 : (2b - a) mol b/ Nếu a = 2b - Trước khi đun: dung dịch chứa KCl và CO 2 tan một phần vào dung dịch. ……………………………………………. CO 2 + H 2 O ………………………………… => pH <7 …………………………………………………… - Sau khi đun: CO 2 bay ra hoàn toàn. Dung dịch (T) chỉ chứa KCl => pH = 7 …………………………………………… 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 2x0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu 3 (5,0điểm) 3.1 (2,0điểm) a/ b/ 5Cl 2 + 6H 2 O + I 2 10HCl + 2HIO 3 c/ Ca 3 (PO 4 ) 2 + 3SiO 2 + 5C3CaSiO 3 + P + 5CO d/3Cu + 2KNO 3 + 4H 2 SO 4 3CuSO 4 +K 2 SO 4 + 2NO +4 H 2 O e/ 2CO 2 +2H 2 O + Na 2 SiO 3 2NaHCO 3 + H 2 SiO 3 (a, c, d viết đúng sản phẩm không cân bằng chấm 0,25đ) 0,5đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ 0,25đ 3.2 (3,0điểm) a. Gọi x, y lần lượt là số mol mỗi muối Na 2 CO 3 .10H 2 O Na 2 CO 3 + 10H 2 O xmol x mol 2NaHCO 3 Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O 0,25đ ⇒ 2 N 2 2 n = 4-2 = 2(mol) [N ]= = 0,5(mol/l) 4 ⇒ 2 H 2 10 n = 16-3.2 = 10(mol) [H ]= = 2,5(mol/l) 4 ⇒ 3 NH 3 4 n = 2.2 = 4(mol) [NH ]= = 1(mol/l) 4 ⇒ 2 2 3 C 3 3 2 2 [NH ] 1 K = = = 0,128 [N ].[H ] (0,5).(2,5) → → + 2- 3 2H + CO€ 2 2 4 2 4 5H O + 2KMnO + 3H SO → 2 4 4 2 2 K SO + 2MnSO + 5O + 8H O → → → → → → → ymol 0,5y mol 0,5y mol Ta có Khối lượng chất rắn là: 106. (x+0,5y)=31,8 => x = 0,2 Vậy b. (Y) gồm: MgCl 2 , CaCl 2 , NaCl, Mg(HSO 3 ) 2 , Ca(HSO 3 ) 2 , NaHSO 3 (A) gồm: MgCl 2 , CaCl 2 , NaCl, MgSO 3 , CaSO 3 , Na 2 SO 3 (B) gồm: MgCl 2 , CaCl 2 , NaCl, MgO, CaO, Na 2 SO 3 (Viết đúng 3 chất trong (B) chấm 0,25đ) c. Dùng nước vôi trong: dẫn khí thải có SO 2 , CO 2 , HF qua nước vôi trong, khí độc sẽ bị giữ lại: Ca(OH) 2 + SO 2 CaSO 3 + H 2 O 2Ca(OH) 2 + 4NO 2 Ca(NO 3 ) 2 + Ca(NO 2 ) 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + 2HF CaF 2 + 2H 2 O Dùng NH 3 : dạng khí hay lỏng, phun vào không khí có lẫn khí clo 3Cl 2 + 2NH 3 6HCl + N 2 ; HCl + NH 3 NH 4 Cl 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu 4 (2,0điểm) 4.1 (1,0điểm) Cho các chất sau: ancol etylic, n-C 9 H 9 OH, glixerol, phenol, axit axetic, toluen, octan. - Những chất tan tốt: ancol etylic, glixerol, axit axetic. Do có liên kết hiđro giữa các phân tử với nước và gốc hiđrocacbon tương đối nhỏ. - Những chất kém tan: n-C 9 H 9 OH, C 6 H 5 OH. Do có liên kết hiđro giữa các phân tử với nước và gốc hiđrocacbon lớn (gốc kị nước) làm giảm độ tan. - Những chất không tan: toluen, octan. Do không có liên kết hiđro với nước. - Dạng liên kết hiđro giữa các phân tử phenol và etanol thì dạng bền nhất (phenol – ancol etylic), dạng kém bền nhất (ancol etylic – phenol) 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 4.2 (1,0điểm) (Viết đúng sản phẩm không cân bằng chấm 0,25đ) 0,5đ 0,25đ 0,25đ Gọi công thức phân tử của anken là (H 2 dư) ………………………… Gọi x, y lần lượt là số mol anken và H 2 Ta có: 14nx + 2y = .(x+y) (1) 0,25đ → 2 CO 2,24 n 0,1 0,5y y = 0,2 22,4 = = = ⇒ 2 3 Na CO 0,2.(106+180) %m = .100%=77,3% 0,2.(106+180)+0,2.84 3 NaHCO %m =22,7% → → → →→ 2 2 4 2 2 2 2 3CH =CH + 2KMnO + 4H O 3(CH OH) + 2KOH + 2MnO→ 0 xt, t 2 2 2 2 (CH OH) + 2O (COOH)→ 0 2 4 H SO ,t 2 2 2 2 2 2 2 (CH OH) + (COOH) (COO) (CH ) 2H O→ + n 2n C H 0 Ni,t n 2n 2 n 2n+2 C H + H C H→ 14nx+2y 10 M = = 4. x+y 3 40 3 Câu 5 (2,0 điểm) ……………………………………. ……………………………… . => nx = y thay vào (1) ta được n = 5 …………………………………………… Vậy công thức cấu tạo là C 5 H 10 Các công thức cấu tạo của C 5 H 10 là: CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH=CH 2 CH 3 -CH 2 -CH=CH-CH 3 CH 3 -CH 2 -C(CH 3 )=CH 2 CH 3 -CH(CH 3 )-CH=CH 2 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu 6 (4,0điểm) 6.1 (3,0điểm) Đặt a là số mol của A Gọi công thức đơn giản nhất của A là: C x H y O z …………… a a ax 0,5ay (1) ………………………… Khối lượng: (2) ………… (3) …………………………… Từ (1), (2) => ax = 0,035; ay = 0,04 => ……………………………………… Do công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất nên ta thế x = 7, y = 8 vào (1), (3) => a = 0,005 mol, z = 2. Vậy công thức phân tử của A là C 7 H 8 O 2 …………………… m = 0,005.124 = 0,62 (gam) Do (A) + Na H 2 (nên A chứa nhóm –OH); nên (A) chứa 2 nhóm –OH. ………………………………………. Mặt khác, số mol NaOH = số mol (A) nên trong (A) phải có chứa phenol. Vậy công thức cấu tạo của (A) có thể là: HO-C 6 H 4 -CH 2 OH (ở các vị trí o-, m- p-) ………………… . HO-C 6 H 4 -CH 2 OH + 2Na NaO- C 6 H 4 -CH 2 ONa + H 2 HO-C 6 H 4 -CH 2 OH + NaOH NaO-C 6 H 4 -CH 2 OH + H 2 O Thể tích khí H 2 : 0,005.22,4 = 0,112 (lít) Thể tích dung dịch NaOH: 0,005: 0,01 = 0,5(lít) 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 3x0,25đ 0,25đ 0,25đ Cho H 2 SO 4 đặc vào hỗn hợp, rồi đun nhẹ. Sau đó nhỏ vài giọt dung dịch NaCl bão hòa. Ta thấy một chất lỏng nổi trên bề mặt dung dịch muối NaCl, đó (14n+2)x+2(y-x) M' = = 4.4=16 x+y-x 0 t x y z 2 2 2 4x+y-2z y C H O + O xCO + H O 4 2 → → 4x+y-2z 4 2 O 4x+y-2z 0,896 n = .a = = 0,04 4 22,4 2 2 CO H O m + m = 44ax + 18.0,5ay = 1,9 C H m + m = 12ax + ay = 0,46 ax 0,035 x 7 = = ay 0,04 y 8 ⇒ → 2 H A n = n → → 6.2 (1,0điểm) chính là este etyl axetat. Điều đó chứng tỏ có mặt của etanol, axit axetic trong hỗn hợp. C 2 H 5 OH + CH 3 COOH CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O Nhỏ dung dịch Br 2 vào A, dung dịch Br 2 mất màu. => A có chứa anđehit axetic CH 3 CHO + Br 2 + H 2 O CH 3 COOH + 2HBr 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ + 0 H ,t → ¬  → . (2,0đi m) Gọi x là số mol N 2 lúc phản ứng. N 2(r) + 3H 2(k) 2NH 3(k) Ban đầu: 4mol 16 mol Phản ứng: xmol 3x mol 2x mol Cân bằng: (4-x)mol (16-3x)mol 2x mol………………… . hoặc b mol KCl a hoặc b mol a < b (1) K 2 CO 3 dư(b - a) mol KHCO 3 a mol KCl: a mol a = 2b (2) KCl a hoặc 2b mol a > 2b (2) HCl dư: a – 2b mol KCl: