HSG hóa 12 2018

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NAM ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi gồm trang) KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT NĂM HỌC 2017 - 2018 Mơn: HĨA HỌC - LỚP 12 Thời gian làm bài: 180 phút Câu (4 điểm) 1) Cho dãy phản ứng: a) (X) + NaOH → (Y) + (Z) + (T) b) (Y) + H2SO4 loãng → Na2SO4 + (Y’) c) (Z) + H2SO4 loãng → Na2SO4 + (Z’) o H 2SO đặ c,170 C d) (Z) (M) + H2O g) (T) + AgNO3 + NH3 + H2O → Ag + … e) (Y’) + AgNO3 + NH3 + H2O → Ag +… Biết X có cơng thức phân tử C 6H8O4 Xác định công thức cấu tạo thu gọn X, Y, Y', Z, Z', M, T hoàn thành dãy phản ứng 2) Các chất A, B, C D mạch hở, có cơng thức phân tử C 3H7O2N, không tham gia phản ứng tráng gương Ở điều kiện thường A B chất rắn, C D chất lỏng Khi phản ứng với hiđro điều kiện thích hợp, từ A thu C3H9O2N, từ D thu C3H9N Các chất A, B C tác dụng với dung dịch HCl lỗng dung dịch NaOH, phản ứng B C với dung dịch NaOH tạo muối α- amino axit Xác định công thức cấu tạo, gọi tên chất A, B, C, D viết phương phản ứng nêu Câu (2 điểm) Hợp chất hữu X (chứa C, H, O) có loại nhóm chức Cho 0,2 mol X phản ứng vừa đủ với 240 gam dung dịch NaOH, thu dung dịch Y Làm bay Y, thu 219,6 gam nước 59,2 gam hỗn hợp chất rắn khan Z Đốt cháy hoàn toàn Z, thu 31,8 gam Na 2CO3; 74,8 gam CO2 19,8 gam H2O Mặt khác, Z phản ứng với dung dịch H 2SO4 loãng (dư), thu hai axit cacboxylic đơn chức hợp chất T (chứa C, H, O MT < 126) 1) Xác định công thức phân tử X 2) Chọn số công thức cấu tạo phù hợp X để viết phương trình phản ứng X với dung dịch NaOH, Z với dung dịch H2SO4 loãng, dư Câu (2 điểm) Thực trình sản xuất rượu etylic từ 50 kg gạo nếp (chứa 80% tinh bột, phần lại tạp chất khơng tạo ancol etylic) qua bước: Bước 1: Nấu cơm tủ điện có cơng suất 12 kW, thời gian 45 phút; Bước 2: Trộn cơm với 2,5 túi mem rượu, sau ủ ngày; Bước 3: Nấu rượu nồi điện có cơng suất 18 kW, thời gian 45 phút Hỏi lợi nhuận nhà đầu tư sau q trình sản xuất rượu nói tiền? Biết rằng: - Hiệu suất tồn q trình sản xuất rượu 70%; khối lượng riêng C 2H5OH 0,8 gam/ml; rượu sản xuất rượu 350, giá bán 25.000 đồng/lít; - Chi phí: giá gạo nếp 12.000 đồng/kg; giá túi men rượu 20.000 đồng; giá điện 2.500 đồng/kWh; tổng tiền thuê nhân công 150.000 đồng; tiền hao mòn thiết bị 50.000 đồng; giả sử khơng chi phí khác Câu (2 điểm) Cho hỗn hợp A chứa hai peptit X Y tạo bởi Gly Ala Đun nóng 0,3 mol A dung dịch NaOH dư phản ứng hồn tồn, thấy có 1,6 mol NaOH phản ứng, thu m gam muối Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 54,6 gam A, cho sản phẩm cháy hấp thụ hoàn tồn vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư, thấy khối lượng bình tăng 122,6 gam Tính giá trị m Câu (4 điểm) 1) Cho khí: Cl2, NO2, NH3, SO2, H2 C2H4 Trong phòng thí nghiệm, với dụng cụ hình Bơng tẩm chất D vẽ, dùng để điều chế khí nào, sao? Chất D chất gì, chất D có tác dụng gì, giải thích (viết phương trình phản ứng xảy có)? Với khí điều chế được, chọn cặp A B thích hợp để viết phản ứng điều chế khí đó? 2) Hợp chất A tạo thành từ ion có cấu hình electron 1s 22s22p63s23p6 Tổng số hạt (e, p n) có phân tử A 164 a) Hãy xác định công thức chất A b) Hòa tan chất A ở vào nước dung dịch B làm q tím hóa xanh Xác định cơng thức A viết phương trình phản ứng xảy cho dung dịch B vào dung dịch AlCl3, FeCl3 FeCl2 Câu (2 điểm) Điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl 0,04 mol CuSO4 dòng điện chiều có cường độ 5A (điện cực trơ, có màng ngăn) Sau thời gian t giây ngừng điện phân, thu khí ở hai điện cực có tổng thể tích 0,896 lít (đktc) dung dịch X Dung dịch X hòa tan tối đa 1,02 gam Al 2O3 Giả sử hiệu suất điện phân 100%, khí sinh khơng tan dung dịch Tính giá trị t Câu (2 điểm) Cho m gam hỗn hợp chất rắn khan gồm muối K2CO3, BaCO3, Ba(HCO3)2 vào nước dư thu kết tủa X dung dịch Y Chia Y thành phần nhau: phần phản ứng vừa đủ với 60 ml dung dịch NaOH 0,5M; phần phản ứng vừa đủ với 150 ml dung dịch HCl 0,5M Hòa tan hết X dung dịch HCl dư, khí hấp thụ hồn toàn 500 ml dung dịch NaOH 0,25M thu dung dịch chứa 8,95 gam hỗn hợp muối Tính giá trị m, biết phản ứng xảy hoàn toàn Câu (2 điểm) Thực phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al Fe 3O4 (trong điều kiện khơng có khơng khí) thu 18,54 gam hỗn hợp X Nghiền nhỏ, trộn chia X thành phần Cho phần tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 4,032 lít khí H (đktc) 5,04 gam chất rắn khơng tan Hòa tan hết phần 480 ml dung dịch HNO3 1M thu 0,896 lít khí NO (đktc) dung dịch chứa m gam hỗn hợp muối Tính giá trị m, biết phản ứng xảy hoàn toàn Cho: H=1; C=12; N=14; O=16; F=19; Na=23; Mg=24; Al=27; P=31; S=32; Cl=35,5; K=39; Ca=40; Cr=52; Mn=55; Fe=56; Ni=59; Cu=64; Zn=65; Br=80; Ag=108; Sn=119; I=127; Ba=137; Pb=207 Thí sinh khơng sử dụng bảng tuần hoàn _HẾT _ Họ tên thí sinh:………………… ………………Số báo danh:…… ………… … Người coi thi số 1:………………… ………………Người coi thi số 2………… ………… SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT HÀ NAM NĂM HỌC 2017 - 2018 HƯỚNG DẪN CHẤM Mơn: HĨA HỌC - LỚP 12 (Bản hướng dẫn chấm thi gồm có 04 trang) A Hướng dẫn chung Với yêu cầu viết phương trình phản ứng: thiếu điều kiện phản ứng không cân bằng, trừ ½ số điểm phương trình phản ứng đó; thiếu thừa chất khơng điểm Với yêu cầu định lượng: + Nếu học sinh định lượng theo phương trình phản ứng sai, khơng điểm phần định lượng + Học sinh định lượng theo sơ đồ phản ứng, định luật bảo toàn - Học sinh làm theo cách khác tương đương - Điểm tồn thi giữ ngun, khơng làm tròn B Đáp án thang điểm Câu (4 điểm) Nội dung Điểm 1) 0,5 t0 a) HCOOCH2-CH2COO-CH=CH2+2NaOH  → HCOONa+ HOCH2CH2COONa+ CH3CHO t0 HCOOCH(CH3)COOCH=CH2+ 2NaOH  → HCOONa+HOCH(CH3)COONa + CH3CHO (X) (Y) (Z) (T) b) 2HCOONa + H2SO4 loãng → 2HCOOH (Y’) + Na2SO4 0,25 c) 2HOCH2CH2COONa + H2SO4 loãng → 2HOCH2CH2COOH + Na2SO4 2HOCH(CH3)COONa +H2SO4 loãng→ 2HOCH(CH3)COOH + Na2SO4 (Z) o H 2SO đặ c,170 C HOCH2CH2COOH CH2=CH-COOH +H2O H 2SO đặ c,170o C HOCH(CH3)COOH  → CH2=CH-COOH +H2O (M) t0 e) HCOOH + 2AgNO3 + 4NH3 + H2O  → (NH4)2CO3 + 2NH4NO3 + 2Ag d) t g) CH3CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O  → CH3COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag 2) * A C2H3COONH4 (amoni acrylat) Ni,t o C2H3COONH4 + H2  → C2H5COONH4 C2H3COONH4 + NaOH → C2H3COONa + NH3 + H2O C2H3COONH4 + HCl → C2H3COOH + NH4Cl * B CH3CH(NH2)COOH (alanin) CH3CH(NH2)COOH + NaOH → CH3CH(NH2)COONa + H2O CH3CH(NH2)COOH + HCl → [CH3CH(NH3+)COOH]Cl* C H2N-CH2-COOCH3 (metyl amino axetat) t0 H2N-CH2-COOCH3 + NaOH  → H2N-CH2-COONa + CH3OH H2N-CH2-COOCH3 + HCl → ClH3N-CH2-COOCH3 * D CH3-CH2-CH2-NO2 (1-nitropropan) CH3-CH(NO2)-CH3 (2-nitropropan) CH3-CH2-CH2-NO2 + 6H → CH3-CH2-CH2-NH2 + 2H2O Hoặc CH3-CH(NO2)-CH3 + 6H → CH3-CH(NH2)-CH3 + 2H2O Câu (2 điểm) * X + dd NaOH → Y →H2O + Z (I) 0,2.X + 240 = 219,6 + 59,2 => X=194 O2 * Z → 0,3 mol Na2CO3 + 1,7 mol CO2 + 1,1 mol H2O (II) Áp dụng định luật bảo toàn Na, ta có n NaOH = 0,3.2=0,6 mol => 240 gam dd NaOH gồm 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 24 gam NaOH 216 gam H2O Áp dụng định luật bảo toàn C, ta có: nC=0,3+1,7=2 mol => số nguyên tử C=2/0,2=10 Áp dụng định luật bảo toàn H cho sơ đồ I II, ta có: 216 219, n H ( X ) + 0, + = + 1,1.2 => n H ( X ) = (mol) 18 18 số nguyên tử H X = 2/0,2=10 194 − 12.10 − 10 * Số nguyên tử O = =4 => CTPT X C10H10O4 16 * X có loại nhóm chức; 0,2mol X tác dụng vừa đủ với 0,6 mol NaOH (tỉ lệ 1:3); Z phản ứng với dd H2SO4 loãng thu axit cacboxylic đơn chức hợp chất T (MT CTCT X HCOO-C6H4-CH2-OOCCH3 t0 HCOO-C6H4-CH2-OOCCH3+3NaOH  → HCOONa+CH3COONa+NaO-C6H4-CH2OH +H2O 2HCOONa + H2SO4 → 2HCOOH + Na2SO4 2CH3COONa + H2SO4 → 2CH3COOH + Na2SO4 2NaO-C6H4-CH2OH + H2SO4 → 2HO-C6H4-CH2OH + Na2SO4 Câu (2 điểm) Phản ứng xảy trình sản xuất rượu: men (C6H10O5)n + nH2O   → nC6H12O6 men C6H12O6  → 2C2H5OH + 2CO2 Thể tích rượu thu VR_350 VR_350 _ TT Đại lượng mgạo mTb nTb nR mR VR Phép tính 50 x0,8 :162 x2 x46 :0,8 :0,35 x0,7 Giá trị 22,72 kg 28,40 lít 81,13 lít 56,79 lít Tiền bán rượu = 56,79x25000=1.419.750 đồng Chi phí ngun liệu, tiền điện, nhân cơng, hao mòn thiết bị Gạo Men rượu Tiền điện Nhân công Thiết bị Tổng 45 165 50x12000 2,5x20000 150000 50000 996.250 đ (12x +18x )x2500 60 60 Lợi nhuận nhà đầu tư = 1.419.750 – 996.250 = 423.500 đồng Câu (2 điểm) * Xét phản ứng 0,3 mol A với 1,6 mol NaOH Quy đổi A hỗn hợp gồm –NH-CH2-CO-; -CH2- H2O nA = 0,3mol => n H2O = 0,3 mol - NH – CH2 – CO - + NaOH → NH2 – CH2 – COONa 1,6mol  1,6 mol  1,6 mol Đặt số mol –CH2- = a mol => mA=1,6.57+14a+0,3.18=96,6+14a (gam) * Xét phản ứng đốt cháy 54,6 gam A Đặt 54,6 gam = k.(96,6+14a) (I) => khối lượng bình đựng dung dịch Ca(OH)2 tăng = m CO2 ,H 2O =122,6= k.[44.(3,2+a)+18.(2,7+a)]=k.(189,4+62a) (II) Giải hệ I II, ta k = 0,5; ak=0,45 => a=0,9 => khối lượng muối = m NH2CH 2COONa + mCH =1,6.97+0,9.14=167,8 (gam) Câu (4 điểm) 1) Các khí điều chế gồm Cl2, NO2 SO2 khí nặng khơng khí nên đẩy khơng khí khỏi bình, khí H 2, NH3, C2H4 nhẹ khơng khí nên khơng giữ lại bình 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 1,0 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Chất D dung dịch kiềm, có tác dụng ngăn khơng cho Cl 2, NO2 SO2 ngồi gây nhiễm mơi trường Cl2 + 2NaOH →NaCl + NaClO + H2O 2NO2 + 2NaOH → NaNO2 + NaNO3 + H2O SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O t0 MnO2 + 4HCl  → MnCl2 + Cl2 + 2H2O Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2 + H2O 2) Trong A : đặt Z số proton; N số nơtron ; a số ion Theo ta có:  2Z+N = 164 a ≥ 164 = 2, 60   3,5.18  Z=18a ⇒ ⇒a =3   164  N a ≤ = 3, 04 1 ≤ ≤ 1,5  3.18  Z A có dạng M2X  K2S Hoặc MX2  CaCl2 Cho A vào H2O dd B làm xanh quỳ tím => A K2S Vì: S2 - + H2O € HS – + OH – 3K2S + 2AlCl3 + 6H2O  → 6KCl + 2Al(OH)3 + 3H2S 3K2S + 2FeCl3  → 6KCl + 2FeS + S K2S + FeCl2  → 2KCl + FeS Câu (2 điểm) * Điện phân dung dịch NaCl CuSO4, phương trình điện phân: Cu2+ + 2Cl-  → Cu + Cl2 (1) Có thể có: 2Cu2+ + 2H2O  → 2Cu + 4H+ + O2 (2) Hoặc 2Cl + H2O  → 2OH- + H2 + Cl2 (3) 2H2O  → 2H2 + O2 (4) * Nếu có phản ứng 3, thì: Cu2+ + 2Cl-  → Cu + Cl2 (1) 0,04  0,04 (mol) => n khÝ =n Cl2 (1) + n Cl2 (3) + n H (3) = 0, 04 + n Cl2 (3) + n H2 (3) > 0, 04 mol = nkhí cho => loại 0,25 0,25 0,25 0,25 *Xảy phản ứng 2, phản ứng hòa tan 0,01 mol Al2O3 Al2O3 + 6H+  → 2Al3+ + 3H2O 0,01  0,06 2Cu2+ + 2H2O  → 2Cu + 4H+ + O2 (2) 0,03  0,06 0,015 (mol) 2+ Cu + 2Cl  Cl2 (1) → Cu + 0,01  0,01 (mol) n H2 ,O2 (4) = 0,04 – 0,025 = 0,015 mol Theo phương trình 4, n H2 (4) =0,01mol; n O2 (4) =0,005mol 0,25 Xét trình nhận e ở cực âm: Cu2+ + 2e  → Cu 0,04  0,08 2H2O + 2e → 2OH- + H2 0,02 mol  0,01 mol => ne nhận = 0,1mol 0,25 Áp dụng định luật Faraday, ta có: 0,1 = t => t=1930 giây 96500 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Câu (2 điểm) Hòa tan hỗn hợp A vào nước xảy phản ứng: CO32- + Ba2+ → BaCO3 (1) => Dung dịch Y gồm K+, HCO3-, có Ba2+ dư CO32- dư; kết tủa X BaCO3 Phản ứng ½ dd Y với 0,03 mol NaOH: HCO3- + OH- → CO32- + H2O (2) 0,03  0,03 mol Phản ứng ½ dd Y với 0,075 mol HCl HCO3- + H+ → H2O + CO2 (3) 0,03  0,03 mol Dư 0,045 mol H+ => Y chứa CO32- dư CO32- + 2H+ → H2O + CO2 (4) 0,0225  0,045 mol => dd Y chứa K+; 0,06 mol HCO3-; 0,045 mol CO32- => n K + = 0, 06+0, 045.2=0,15 (mol) => mY = 0,15.39 + 0,06.61+ 0,045.60 = 12,21 gam Phản ứng X với dung dịch HCl dư: BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + CO2 + H2O (5) CO + NaOH → NaHCO3 ( x mol ) + Na 2CO3 ( y mol )  n NaOH = 0,125 mol =   m muèi = n CO2 = x + 84x + 0, 075 + 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25  x = 0, 075 ⇔ 106 y = 8,95gam  y = 0, 025 0, 025 = 0,1mol 2y Theo phương trình ta có n BaCO3 = n CO2 = 0,1mol => m BaCO3 =0,1.197=19,7 gam = mX 0,25 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta m = mX+mY=19,7+12,21=31,91 gam Câu (2 điểm) t0 Phản ứng nhiệt nhôm: 8Al + 3Fe3O4  → 4Al2O3 + 9Fe (1) Phần phản ứng với dd NaOH dư  khí H2 => phản ứng nhiệt nhôm dư Al; Al2O3 + 2NaOH → NaAlO2 + H2O (2) 2Al dư + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 (3) 0,12 mol  4,032/22,4 = 0,18 mol 5,04 gam chất rắn không tan Fe, nFe = 5,04/56 = 0,09 mol 4 Theo phản ứng (1): n Al2O3 = n Fe = 0, 09 =0,04mol 9 => Phần gồm 0,04mol Al2O3; 0,09 mol Fe 0,12 mol Al dư => mphần = 12,36 gam => mphần = 18,54-12,36=6,18 gam = ½ mphần 1=> phần gồm 0,02mol Al2O3; 0,045 mol Fe 0,06 mol Al dư * Phần tác dụng với 0,48mol HNO3 theo sơ đồ: (Al2O3+Fe+Al dư) + HNO3 → Al(NO3)3+Fe(NO3)3+Fe(NO3)2+NH4NO3+NO+H2O (4) Số mol 0,02 0,045 0,06 0,48 0,1 a b x 0,04 y n Al( NO3 ) = 2.n Al2O3 + n Al = 2.0, 02 + 0, 06 = 0,1mol 0,25 Bảo toàn e: 0,06.3 + (3a+2b) =8x+0,04.3  8x-(3a+2b)=0,06 (I) Bảo toàn H: 0,48 = 4x + 2y (II) Bảo toàn N: 0,48 = 0,3 + (3a+2b) +2x+0,04  2x+(3a+2b)=0,14(III) Lấy (III) + (I) => 10x= 0,2 => x = 0,02 => y =0,2 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: 6,18 + 0,48.63=m+0,04.30 + 0,2.18 => m=31,62 gam _HẾT _ 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25