Đê thi HSG cấp trường (QN)

SỞ GD - ĐT QUẢNG NGÃI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG TRƯỜNG THPT SỐ 2 ĐỨC PHỔ MÔN HOÁ HỌC LỚP 12 NĂM HỌC: 2010 – 2011 ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian : 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi : …… /……… / 2010 (Đề gồm 02 trang; thí sinh được sử dụng Bảng tuần hoàn và máy tính cầm tay) ------------------------ Câu 1. ( 4 điểm). Cho n- butan phản ứng với clo theo tỉ lệ mol 1:1 có chiếu sáng thu được hỗn hợp A và hỗn hợp khí B. Để hấp thụ hết khí HCl trong B cần vừa đủ 1,6 lít dung dịch NaOH 1,25M. a. Viết phương trình phản ứng thế n-butan với Clo và cơ chế phản ứng. b. Tính khối lượng hỗn hợp A. c. Sản phẩm chính của n-butan với clo chiếm 72,72%khối lượng hỗn hợp A. Tính khối lượng sản phẩm chính và phụ. d. Hãy cho biết nguyên tử H ở cacbon bậc II tham gia phản ứng thế dễ hơn ở cacbon bậc I bao nhiêu lần. Câu 2. ( 3 điểm). Một hợp chất A có M A < 170. Đốt cháy hoàn toàn 0,486 gam A sinh ra 405,2 ml CO 2 (đktc) và 0,27g H 2 O. a. Xác đinh công thức phân tử của A. b. A tác dụng với dung dịch NaHCO 3 với Na đều sinh ra chất khí với số mol đúng bằng số mol A đã dùng. Những nhóm chức nào của A đã phản ứng với NaHCO 3 và với natri? Số lượng mỗi nhóm chức đó trong phân tử là bao nhiêu? Viết phương trình phản ứng. Câu 3. ( 3 điểm). a. Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau (các chất từ A 1 … , G 2 là các chất hữu cơ, viết ở dạng công thức cấu tạo): Fe → E 1 + E 2 C 6 H 5 -CH 3 2 (1 ),asCl mol → A (ete )Mg khan → B 2 1. 2. / Etilenoxit H O H + → C 0 2 4 ,15H SO C → D 2 (1 )Br mol → (1 mol) (1mol) as → G 1 + G 2 b. Viết phương trình phản ứng khi cho alanin tác dụng lần lượt với: Dung dịch KOH; dung dịch H 2 SO 4 , C 2 H 5 I; metanol/dung dịch HCl bão hoà; CH 3 COCl; NaNO 2 /dung dịch HCl. c. Cho dung dịch NH 3 dư vào dung dịch X gồm AlCl 3 , ZnCl 2 và FeCl 3 thu được kết tủa Y. Nung kết tủa Y thu được chất rắn Z. Cho luồng khí H 2 dư qua Z (đun nóng) thu được chất rắn T. các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hãy viết các phản ứng xảy ra và xác định các chất trong T. Câu 4. ( 4 điểm). a. Cho 0,15 mol este X Mạch hở vào 150 g dung dịch NaOH 8%, đun nóng để phản ưng thuỷ phân este xảy ra hoàn toàn thu được 165g dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được 22,2g chất rắn khan. Tìm công thức cấu tạo của X, gọi tên? b. Z và Y lần lượt là các tripeptit và tetrapeptit được tạo thành từ cùng một amino axit no mạch hở, có một nhóm – COOH và một nhóm –NH 2 . Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol Y thu được sản phẩm CO 2 , H 2 O và N 2 , trong đó tổng khối lượng CO 2 và H 2 O là 47,8 gam. Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol Z thì cần bao nhiêu mol O 2 ? c. Cân bằng phản ứng oxi hoá – khử sau theo phương pháp thăng bằng ion – electron, chỉ rõ quá trình oxi hoá và quá trình khử. Zn + NO 3 - + OH - 2 2 ZnO − → + NH 3 + H 2 O Câu 5. ( 6 điểm). a. Cho 18,3 gam hỗn hợp X gồm Na và Ba vào nước thu được dung dịch Y và 4,48 lít khí hidro (đktc). Xác định thể tích khí CO 2 (đktc) cho vào dung dịch Y để thu được kết tủa cực đại? b. Cho 11,6g FeCO 3 tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO 3 thu được hỗn hợp khí (CO 2 và NO) và dung dịch X. Khi thêm dung dịch HCl dư vào dung dịch X thì hoà tan tối đa được bao nhiêu gam đồng? (iết có khí NO bay ra). c. Một dung dịch muối nitrat có [Ba 2+ ] = 10 -3 M và [Sr 2+ ] = 10 -1 M. Dùng dung dịch thích hợp Na 2 SO 4 tác dụng với dung dịch trên. Biết T BaSO 4 = 10 -10 (T 1 ); T SrSO 4 = 10 -6 (T 2 ) ở 25 o C trong nước. Kết tủa nào được hình thành trước? Vì sao? d. Cho biết độ tan của CaSO 4 là 0,2 gam trong 100gam nước ở 20 o C và khối lượng riêng của dung dịch CaSO 4 bão hoà là D = 1g/ml. Hỏi khi trộn 50ml dung dịch CaCl 2 0,012M với 150 ml dung dịch Na 2 SO 4 0,04M (ở 20 OC ) có kết tủa xuất hiện không? Giải thích? Hết; Giám thị coi thi không giải thích gì thêm; ĐÁP ÁN MÔN HOÁ HỌC 12; KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG 2010-2011 CÂU HƯỚNG dẫn giải Điể m Tổng cộng 1 a CH 3 -CH 2 CHCl-CH 3 + HCl (1) CH 3 -CH 2 -CH 2 CH 3 + Cl 2 as → (X) CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 Cl + HCl (2) (Y) NaOH + HCl  NaCl + H 2 O (3) + Cơ chế phản ứng :tạo sản phẩm chính: - khơi mào: Cl 2 as → Cl . + Cl . - phát triển mạch: . CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + Cl .  CH 3 CH 2 CH-CH 3 + HCl CH 3 – CH 2 -CH –CH 3 + Cl 2  CH 3 CH 2 CHCl-CH 3 + Cl . ……………… - tắt mạch: Cl . + Cl .  Cl 2 2 CH 3 – CH 2 -CH –CH 3  CH 3 – CH 2 -CH – CH-CH 2 -CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 – CH 2 -CH –CH 3 + Cl .  CH 3 CH 2 CHCl-CH 3 + Cơ chế tạo sản phẩm phụ cũng xảy ra tương tự: 0,5 0,5 0,5 1,5 b Từ (1),2,3) suy ra : . m A = 1,6 . 1,25 . 92,5 = 185 gam 0,5 0,5 c . Khối lượng mỗi sản phẩm: . m X = 72,72% . 185 = 134,532g . m Y = 185 – 134,532 = 50,468g 1,0 1 d Gọi khả năng phản ứng thế bởi clo của nguyên tử H liên kế nguyên tử C bậc II là x và cacbon bậc I là y; Ta có: 4 .100 4 6 x x y+ = 72,72% => x y = 3,998 ≈ 4 lần. 1,0 1 2 a Xác định CTPT: C x H y O z Tính n C = 0,018; n H = 0,03 ; n O = 0,015 Lập tỉ lệ: x:y:z = 6: 10: 5 => CTPT là C 6 H 10 O 5 (vì M < 170). 0,5 0,5 1 b . - A tác dngj với NaHCO 3  CO 2 chứng tỏ A có nhóm –COOH. - A + Na  H 2 => A có nhóm –COOH và có thể có nhóm –OH. Đặt CT của A là: (HO) n – R – (COOH) m Pư: (HO) n R(COOH) m + mNaHCO 3  (HO) n R(COONa) m + mCO 2 + H 2 O 1 mol 1mol => m = 1, CT của A là : (HO) n RCOOH (HO) n RCOOH + (1+n)Na  (NaO) n RCOONa + (1+n)/2H 2 1 mol 1 mol => n = 1 ; Vậy CT của A là: HO – C 5 H 8 O 2 – COOH - Viết lại hai phản ứng: 1. (HS tự viết) 2. 0,5 0,5 0,5 0,5 2 3 a Hoàn thành sơ đồ pư: C 6 H 5 -CH 3 + Cl 2 as → C 6 H 5 -CH 2 Cl (A) + HCl C 6 H 5 -CH 2 Cl + Mg Ete → C 6 H 5 -CH 2 Mg Cl (B) 0,25 0,25 C 6 H 5 -CH 2 Mg Cl 2 1. 2. / Etilenoxit H O H + → C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH 0 2 4 ,15H SO C → (E 1 ) +HBr + Br 2 Fe → (E 2 ) +HBr (G 1 ) + HBr + Br 2 AS → (G 2 ) +HBr 0,25 0,25 0,25 0,25 1,5 b Các ptpu: CH 3 CHNH 2 -COOH + NaOH  CH 3 CHNH 2 -COOH + H 2 SO 4  CH 3 CHNH 2 -COOH + C 2 H 5 I  CH 3 CHNH(C 2 H 5 )-COOH + HI CH 3 CHNH 2 -COOH + CH 3 OH + HCl  CH 3 CHNH 3 Cl-COOCH 3 + H 2 O CH 3 CHNH 2 -COOH + CH 3 COCl  CH 3 -CHNH(COCH 3 )- COOH + HCl CH 3 CHNH 2 -COOH + HO-NO  CH 3 -CHOH-COOH + N 2 + H 2 O 0,25 /2pu 0,25 0,75 c 3NH 3 + 3H 2 O + AlCl 3  Al(OH) 3 + 3NH 4 Cl 3NH 3 + 3H 2 O + FeCl 3  Fe(OH) 3 + 3NH 4 Cl 2NH 3 + 2H 2 O + ZnCl 2  Zn(OH) 2 + 2NH 4 Cl Zn(OH) 2 + NH 3  Zn[NH 3 ] 4 (OH) 2 tan 2Fe(OH) 3  Fe 2 O 3 + H 2 O 2Al(OH) 3  Al 2 O 3 + H 2 O Fe 2 O 3 + H 2  Fe + H 2 O Chất rắn: Al 2 O 3 và Fe 0,25 0,25 0,25 0,75 4 a Este + (150g)ddNaOH  165g dd Y =>m este = 165-150 = 15g M este = 15/0,15 = 100g/mol n NaOH = 0,3 mol mà n este = 0,15 mol, M = 100 => este đơn chức: m NaOH dư = 0,15.40 = 6g; m R-COONa = 22,2 – 6 = 16,2g R – COO – R’ + NaOH  R-COONa + ROH 100 R + 67 15g ………………………….16,2g  R = 41 : C 3 H 5 –  R’ = 15 : CH 3 –  CTCT: CH 2 = CH – CH 2 – COOCH 3 metyl vinylaxetat CH 3 - CH= CH – COOCH 3 metylcrotonat CH 2 =CCH 3 – COOCH 3 metyl metacrylat. 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 1,5 b Gọi CT tripeptit và tetrapeptit là: (-NH-C n H 2n -CO-) 3 ; (-NH-C n H 2n -CO-) 4 Hay C 3n H 6n-3 O 3 N 3 và C 4n H 8n-4 O 4 N 4 . - pt cháy tetrapeptit: C 4n H 8n-4 O 4 N 4 oxi → 4nCO 2 + (4n-2)H 2 O + 2N 2 . 0,1mol 4n.0,1 (4n-2).0,1 mol Khối lượng CO 2 +H 2 O = 44.4n.0,1 + 18.(4n-2).0,1 = 47,8  n ≈ 3 C 3n H 6n-3 O 3 N 3 + ((18n-9)/4)O 2 oxi → 3nCO 2 + (3n-3/2)H 2 O + 3/2N 2 0,3 mol ------------ ((18n-9)/4).0,3 Vậy: n oxi = (18.3- 9).0,3/4 = 3,375 mol 0,5 0,25 0,25 0,25 1,25 c Zn + NO 3 - + OH - 2 2 ZnO − → + NH 3 + H 2 O 4 Zn + 4OH - - 2e  ZnO 2 2- + 2H 2 O 1 NO 3 - + 6H 2 O + 8e  NH 3 + 9OH - 4Zn + NO 3 - + 7OH - 2 2 4ZnO − → + NH 3 + 2H 2 O 0,5 0,5 0,25 1,25 5 a Pư: Na ---------------------------------------- 1/2H 2 (1) Goi x 1/2x Ba ---------------------------------------- H 2 (2) Gọi y y 23 137 18,3 1/ 2 4,48 / 22,4 x y x y + =   + =  => 0,2 0,1 x y =   =  CO 2 + Ba(OH) 2  BaCO 3 + H 2 O (3) 0,1 0,1 CO 2 + 2NaOH  Na 2 CO 3 + H 2 O (4) 0,1 0,2 Để thu được kết tủa lớn nhất thì chỉ (3) xảy ra ; hoặc cả (3) và (4) cùng xảy ra vừa đủ. Vậy : 0,1 ≤ n CO 2 ≤ 0,2 hay 2,24 lit ≤ V CO2 ≤ 4,48 lit 0,25 0,25 0,25 0,25 1 b .n FeCO3 = 0,1 mol 3FeCO 3 + 10HNO 3  3Fe(NO 3 ) 3 + 3CO 2 + NO + 5H 2 O 0,1 mol 0,1 2Fe(NO) 3 + 24HCl + 9Cu  9CuCl 2 + 2FeCl 3 + 6NO + 12H 2 O 0,1 9/2 . 0,1 Vậy: .m Cu = 28,8g 0,25 0,25 0,5 1 c Pt: BáSO 4 1 1 à tan( ); ( )ho T ktua T≤ > ¬ → Ba 2+ + SO 4 2- . (1) SrSO 4 2 2 à tan( ); ( )ho T ktua T≤ > ¬ → Sr 2+ + SO 4 2- (2) - Từ (1) suy ra để tạo kết tủa BaSO 4 thì : T BaSO 4 = [Ba 2+ ] . [SO 4 2- ] > T 1 => [SO 4 2- ] > T 1 /[Ba 2+ ] = 10 -10 /10 -3 = 10 -7 (3) - từ (2) suy ra , để tạo kết tủa SrSO 4 thì: T SrSO4 = [Sr 2+ ].[SO 4 2- ] > T 2 => [SO 4 2- ] > T 2 /[Sr 2+ ] = 10 -6 /10 -1 = 10 -5 (4) Từ (3) và (4) suy ra: để cần [SO 4 2- ] kết tủa BaSO 4 thì nhỏ hơn [SO 4 2- ] để cần kết tủa SrSO 4 đến 100 lần. Vậy BaSO 4 đễ kết tủa hơn, nên là kết tủa tạo ra trước. 0,5 0,5 0,25 0,25 0,5 2 d + Ở nồng độ bão hoà: . m dd = 100 + 0,2 = 100,2g Ta có n CaSO4 = 0,2/136 mol D = 1g/ml => V dd = 100,2 ml [CaSO 4 ] = [Ca 2+ ] = [SO 4 2- ] = 0,2/136 x1000/100,2 = 1,47.10 -2 .M + Khi trộn CaCl 2 + Na 2 SO 4  CaSO 4 + 2NaCl [Ca 2+ ] = 3 3 0,012.50.10 (50 150).10 − − + = 3. 10 -3 M [SO 4 2- ] = 3 3 0,04.150.10 (50 150).10 − − + = 3. 10 -2 M Vì nồng độ [Ca 2+ ] chưa fđật đến nồng độ bão hoà nên khoog có kết tủa tạo thành. 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 2 . SỞ GD - ĐT QUẢNG NGÃI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG TRƯỜNG THPT SỐ 2 ĐỨC PHỔ MÔN HOÁ HỌC LỚP 12 NĂM HỌC: 2010 –. không? Giải thích? Hết; Giám thị coi thi không giải thích gì thêm; ĐÁP ÁN MÔN HOÁ HỌC 12; KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG 2010-2011 CÂU HƯỚNG dẫn giải