Đang tải... (xem toàn văn)
Mời các bạn cùng tham khảo Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học lớp 12 năm học 2011-2012 – Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nam (Đề chính thức) để có thêm tư liệu tham khảo hỗ trợ quá trình học tập, củng cố kiến thức.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NAM ĐỀ THI CHÍNH THỨC KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT NĂM HỌC 20112012 Mơn: Hố học (Đề thi có 02 trang) Thời gian làm bài: 180 phút khơng kể thời gian giao đề Câu I (3,0 điểm): 1) Viết phương trình hố học của các phản ứng xảy ra khi cho a) Etylamin tác dụng với HNO2 ở nhiệt độ thường b) Anilin tác dụng với hỗn hợp HNO2 và HCl ở nhiệt độ 0 5oC c) Triolein tác dụng với H2 (dư) ở nhiệt độ cao và áp suất cao có Ni xúc tác d) Đimetyl xeton tác dụng với HCN 2) Viết phương trình hố học (Ghi rõ điều kiện của phản ứng) CO2 → (C6H10O5)n → C12H22O11→ C6H12O6 → C2H5OH 3) Khi thuỷ phân hồn tồn 1 mol pentapeptit X thu được 2 mol glyxin, 1 mol alanin, 1 mol valin, 1 mol tyrosin. Khi thuỷ phân khơng hồn tồn X thấy trong hỗn hợp sản phẩm có các đipeptit GlyAla, AlaGly, tripeptit TyrValGly. Cho X tác dụng với HNO2 nhiệt độ thường khơng thấy giải phóng khí N2. Xác định (có lập luận) trình tự các amino axit trong phân tử X Câu II (3,0 điểm): 1) Có 6 lọ hố chất bị mất nhãn, trong mỗi lọ đựng một trong các dung dịch sau: NaCl, NaHCO3, Na2CO3, NaHSO4, NaOH, BaCl2. Trình bày phương pháp hố học nhận biết các dung dịch trên, chỉ được dùng thêm thuốc thử là quỳ tím, các dụng cụ cần thiết có đủ. Viết các phương trình hố học xảy ra 2) Hồ tan Al trong dung dịch HNO3 lỗng, dư được dung dịch D và khí E khơng màu, khơng hố nâu ngồi khơng khí và được điều chế bằng đun nóng dung dịch bão hồ NH4NO2. Chia dung dịch D làm 2 phần: Nhỏ từ từ dung dịch NH3 đến dư vào phần thứ nhất Nhỏ từ từ dung dịch NaOH đến dư vào phần thứ hai, thấy có khí thốt ra. Viết phương trình hố học của các phản ứng xảy ra 3) Hồn thành các phương trình hố học theo sơ đồ sau đây: a) NaCl + H2SO4 đặc, nóng → b) KMnO4 + H2SO4 + HNO2 → c) FeSO4 + KHSO4 + KMnO4 → d) Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O Câu III: (3,0 điểm): 1) Hồn thành các phương trình hố học theo sơ đồ chuyển hố sau (Ghi rõ điều kiện phản ứng, các chất viết ở dạng cơng thức cấu tạo thu gọn) C8H14O4 + NaOH→ X1 + X2 + H2O X1 + H2SO4 → X3 + Na2SO4 X3 + X4 → nilon6,6 + H2O X2 + X3 → X5 + H2O (tỷ lệ số mol X2: số mol X3 = 2:1) 2) Chất X là một amino axit có mạch cacbon khơng phân nhánh Cho 0,02 mol X tác dụng vừa đủ với 80 ml dung dịch HCl 0,25M. Sau phản ứng, đem cơ cạn dung dịch thu được 3,67 gam muối khan. Mặt khác, đem trung hồ 1,47 gam X với một lượng vừa đủ dung dịch NaOH Cơ cạn dung dịch sau phản ứng thu được 1,91 gam muối khan. Xác định cơng thức cấu tạo của X. (Giả thiết các phản ứng xảy ra hồn tồn) Câu IV (3,0 điểm): 1) Điện phân Al2O3 nóng chảy với điện cực bằng than chì, thu được m gam Al và V lít (đktc) hỗn hợp A chỉ gồm 2 khí CO2, CO. Giả thiết tồn bộ lượng oxi sinh ra tham gia vào q trình oxi hố cacbon a) Viết các q trình oxi hố khử xảy ra tại mỗi điện cực b) Tìm khoảng xác định của m theo giá trị V. c) Cho V = 1,12 lít (đktc). Tính m. Biết tỷ khối của A so với hiđro bằng 18,8 2) Đốt cháy hồn tồn một lượng chất X là anđehit có mạch cacbon khơng phân nhánh thu được 38,72 gam CO2 và 7,92 gam nước. Biết rằng, cứ 1 thể tích hơi chất X phản ứng tối đa với 3 thể tích khí H2, sản phẩm thu được nếu cho tác dụng hết với Na (dư) sẽ cho thể tích khí H2 sinh ra bằng thể tích hơi X tham gia phản ứng ban đầu. Các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất a) Xác định cơng thức phân tử, cơng thức cấu tạo của X b) Viết phương trình hố học xảy ra khi cho X lần lượt phản ứng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, nước Br2 dư Câu V (4,0 điểm): Cho 3,6 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu tác dụng với 200 ml dung dịch AgNO3. Sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được dung dịch B và 9,92 gam chất rắn C. Cho tồn bộ dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư, phản ứng xong, lọc kết tủa nung trong khơng khí đến khối lượng khơng đổi được 3,2 gam chất rắn 1) Tính phần trăm khối lượng các kim loại trong A 2) Tính nồng độ mol của dung dịch AgNO3 ban đầu 3) Cho hết 3,6 gam A vào 200 ml dung dịch H 2SO4 0,5 M, sau khi phản ứng hồn tồn cho tiếp m gam NaNO 3 vào hỗn hợp phản ứng. Tính giá trị m tối thiểu để thu được lượng khí NO (sản phẩm khử duy nhất) lớn nhất Câu VI (4,0 điểm): Hỗn hợp X gồm 3 este của cùng một axit hữu cơ đơn chức và 3 ancol đơn chức trong đó có 2 ancol no là đồng đẳng kế tiếp nhau và một ancol khơng no mạch hở chứa một liên kết đơi. Cho hỗn hợp X tác dụng với 250 ml dung dịch NaOH 1M, đun nóng. Sau khi phản ứng xảy ra hồn tồn, cơ cạn dung dịch thu được 20,8 gam chất rắn khan. Ngưng tụ tồn bộ phần ancol đã bay hơi, làm khan rồi chia thành 2 phần bằng nhau: Phần 1: cho tác dụng hết với Na (dư) thu được 1,12 lít khí H2 (đktc) Phần 2: đem đốt cháy hồn tồn thu được 3,584 lít khí CO2 (đktc) và 4,32 gam H2O. 1) Xác định cơng thức cấu tạo thu gọn của axit 2) Xác định cơng thức cấu tạo thu gọn của các ancol 3) Viết cơng thức cấu tạo và gọi tên 3 este Cho: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; Al = 27; S = 32; Cl = 35,5; Ag = 108 HẾT Họ và tên thí sinh: . Số báo danh Họ và tên giám thị số 1: Họ và tên giám thị số 2: SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NAM Câu I 3,0 đ KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT NĂM HỌC 20112012 Hướng dẫn chấm mơn: Hố học (15/02/2012) ý Nội dung a) C2H5NH2 + HNO2 → C2H5OH + N2 + H2O C + 6H5N2 Cl + 2H2O (1đ) b) C6H5NH2 + HNO2 + HCl C t , p , Ni c) (C17H33COO)3C3H5 + 3H2 (C17H35COO)3C3H5 d) CH3COCH3 + HCN → CH3 C(OH)(CN)CH3 0 anhsang , clorophin 6CO2 + 5H2O (C6H10O5)n + 6O2 enzim (1đ) 2(C6H10O5)n + 2nH2O nC12H22O11 enzim C12H22O11 + H2O 2C6H12O6 enzim C6H12O6 C2H5OH + H2O Điể m 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 X có thể có cấu tạo là: Tyr Val Gly Ala Gly (1đ) Tuy nhiên do X tác dụng với HNO2 khơng thấy giải phóng khí N2 chứng tỏ trong X khơng cịn nhóm NH2 tự do. 0,5 Do đó, X phải có cấu tạo mạch vịng với trình tự như sau: Tyr Val Gly II 3,0 đ Gly Ala Cho quỳ tím lần lượt vào các dung dịch: (1đ) + Quỳ tím khơng đổi màu là : NaCl, BaCl2 (nhóm I) + Quỳ tím chuyển thành xanh là: NaHCO3, NaOH, Na2CO3 (nhóm II) + Quỳ tím chuyển màu đỏ là NaHSO4 Dùng NaHSO4 cho vào các chất ở nhóm I. + Trường hợp nào có kết tủa trắng là BaCl2: NaHSO4 + BaCl2 → BaSO4 + HCl + NaCl. + Chất cịn lại ở nhóm I là NaCl Dùng BaCl2 cho vào các chất ở nhóm (II). +Chất p/ư tạo kết tủa trắng là Na2CO3 BaCl2 + Na2CO3 → BaCO3 + 2NaCl +Cịn hai chất: NaHCO3, NaOH (nhóm III) Dùng NaHSO4 nhận được ở trên cho vào các chất ở nhóm III + Trường hợp có khí thốt ra là NaHCO3, 0,5 0,25 0,25 0,25 NaHSO4 + NaHCO3 → Na2SO4 + CO2 + H2O +Trường hợp khơng thấy hiện tượng gì là NaOH (1,0) Khí E là N2, được điều chế theo phản ứng : NH4NO2 → N2 + 2H2O 10Al + 36HNO3 → 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O Dung dịch D chứa: Al(NO3)3, HNO3 dư, NH4NO3 NH3 + HNO3 → NH4NO3 3NH3 + 3H2O + Al(NO3)3 → Al(OH)3 + 3NH4NO3 (1đ) 0,25 0,25 0,25 NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O 3NaOH + Al(NO3)3 → Al(OH)3 + 3NaNO3 0,25 NaOH + Al(OH)3 → Na[Al(OH)4] NaOH + NH4NO3 → NH3 + H2O + NaNO3 NaCl + H2SO4 (đặc, nóng) → HCl + NaHSO4 hoặc: 2NaCl + H2SO4 (đặc, nóng) → 2HCl + Na2SO4 2 KMnO4 + 3 H2SO4 + 5 HNO2 → K2SO4 + 2 MnSO4 + 5HNO3 + 3 H2O 0,25 0,25 0,25 10FeSO4 +16 KHSO4 + 2KMnO4 → 5Fe2(SO4)3 + 9K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O 0,25 (5x2y) Fe3O4 + (46x18y)HNO3 → 3.(5x2y) Fe(NO3)3 + NxOy + (23x9y)H2O III 3,0 đ 0,25 t HOOC [CH2]4COOC2H5 + 2NaOH (1đ) NaOOC [CH2]4COONa + C2H5OH + H2O (X1) (X2) NaOOC [CH2]4COONa + H2SO4 → HOOC [CH2]4COOH + Na2SO4 (X1) (X3) 0,25 0,25 t0 nHOOC [CH2]4COOH + nH2N [CH2]6 NH2 (X3) (X4) 0,25 [NH [CH2]6 NHCO[CH2]4CO]n + 2nH2O (nilon 6,6) H SO4 đăc ,t 2C2H5OH + HOOC [CH2]4COOH (X2) (X3) C2H5OOC [CH2]4COOC2H5 + 2H2O (X5) TN1: Vì nX = 0,02 = n HCl → X có 1 nhóm NH2 Đặt CT của X là: H2NR(COOH)x 0,25 0,25 (2đ) H2NR(COOH)x + HCl → ClH3NR(COOH)x (1) 0,02mol 0,02mol 0,02mol → Mmuối = 3,67/0,02 =183,5 g/mol → MX = 183,5 36,5 = 147 g/mol 0,25 0,25 TN2: H2NR(COOH)x + xNaOH → H2NR(COONa)x + xH2O (2) nX = 1,47/147 = 0,01 mol Theo (2): Cứ 1 mol X chuyển hố thành 1mol muối thì mtăng = 22x (g) → 0,01 mol X chuyển hố thành 0,01mol muối thì mtăng = 0,22x (g) Theo đề có: 0,22x = 1,911,47=0,44g → x = 2 → MR = 1471690 = 41 → R là C3H5 0,25 => Các CTCT của X là : HOOCCH2CH2CH(NH2)COOH ; HOOCCH2CH(NH2)CH2COOH 0,25 0,25 0,25 0,25 IV 3,0 đ a) Tại anot (cực dương) : 2O → O2 + 4e (1,5) C + O2 → CO2 CO2 + C → 2CO (hoặc 2C + O2 → 2CO) Tại catot (cực âm): Al3+ + 3e → Al b) Các PTHH 2Al2O3 → 4Al + 3O2 (1) C + O2 → CO2 (2) 2C + O2 → 2CO (3) Gọi x là tỷ lệ % theo thể tích của CO trong hỗn hợp (0 mAl = . (10,5x). 27 = . (10,5x) 22,4 36V 18V Do 0 m = 1,44 gam 0,25 0,25 0,5 a) X + H2 → ancol, mà ancol + Na => số mol H 2 = nX => anđehit X có 2 0,25 (1,5) nhóm CHO Vì Vhiđro = 3Vanđehit => Trong phân tử X có 3 liên kết , trong đó có 2 liên kết ở nhóm CHO, 1 liên kết ở gốc hiđrocacbon => Cơng thức của 0,25 X có dạng: CmH2m2(CHO)2 P/ư cháy : CmH2m2(CHO)2 + (1,5m + 2) O2 → (m+2)CO2 + mH2O m V 4,0 đ 0,88 0,44 => = => m = 2 m 0,25 => CT của X là C2H2(CHO)2 CTPT: C4H4O2, CTCT của X: OHC CH = CH CHO 0,25 b) Các PTHH OHC CH = CH CHO + 4[Ag(NH3)2]OH → H4NOOCCH=CHCOONH4 + 4Ag + 6NH3 + 2H2O 0,25 OHC CH = CH CHO + 3Br2 + 2H2O→ HOOC CHBr CHBr COOH + 4HBr 0,25 a) Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag (1) Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag (2) Gọi a, b lần lượt là số mol của Fe và Cu trong hh đầu. Ta có (a+b) > 3,6/64 = 0,05625 mol Nếu Fe và Cu hết thì mAg > 2. 0,05625.108 = 12,15 g > mchất rắn thu được = 9,92 gam => AgNO3 hết, kim loại trong hh ban đầu cịn dư 9,92 3,6 2.108 56 0,25 0,25 0,25 Nếu chỉ có Fe p/ư thì theo (1): nFe p/ư = = 0,0395 mol 0,25 Fe2+ → Fe(OH)2 → Fe(OH)3 → Fe2O3 0,0395mol 0,01975mol => mchất rắn = 0,01975. 160 = 3,16 gam Cu đã phản ứng ở (2) : Cu2+ → Cu(OH)2 → CuO Gọi b' là số mol Cu đã p/ư Từ giả thiết, ta có hệ pt: 0,25 a 0,03mol 56a 64b 3,6 b 0,03mol 2(a b' ).108 64(b b' ) 9,92 0,5 a 160 b'.80 0,25 0,25 b' 0,01mol 3,2 => Trong hh đầu: %mFe = (0,03.56)/3,6 = 46,67%; %mCu = 53,33% b) Số mol Ag+ p/ư = 2a+2b' = 0,08 mol => CM(AgNO3) = 0,08/0,2 = 0,4M c) Số mol H+ ban đầu = 0,2 mol Chỉ có Fe tan trong dd H2SO4 lỗng: 0,25 0,25 Fe + 2H+ → Fe2+ + H2 0,03 0,06 0,03mol Khi cho tiếp NaNO3 vào, xảy ra p/ư: 3Cu + 8H+ + 2NO3 → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 0,03 0,08 0,02 3Fe2+ + 4H+ + NO3 → 3Fe3+ + NO + 2H2O 0,03 0,04 0,01 => Tổng số mol H+ p/ư = 0,06 + 0,08 + 0,04 = 0,18 mol => H+ dư => Số mol NaNO3 cần dùng = số mol NO3 p/ư = 0,02+0,01 = 0,03 mol => Khối lượng NaNO3 = 0,03.85 = 2,55gam VI 4,0 đ 1) Gọi CTTQ của 3 este là RCOOR', ta có các PTHH RCOOR' + NaOH → RCOONa + R'OH (1) R'OH + Na → R'ONa + 1/2 H2 (2) Trong 1 phần: nR'OH = 2. 1,12/22,4 = 0,1 mol ; Số mol CO2 = 0,16 mol; số mol H2O = 0,24 mol; nNaOH ban đầu = 0,25 mol Vì nNaOH > nR'OH (tồn bộ) = 0,2 mol => este hết nRCOONa = 0,2 mol; nNaOH dư = 0,05 mol => mchất rắn = (R+67).0,2 + 0,05.40 = 20,8 => R = 27 => axit là : CH2=CHCOOH n 2) Gọi là s ố ngun tử cacbon trung bình của 3 ancol 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,75 n => = 0,16/0,1 = 1,6 => có m ột ancol là CH3OH => ancol đồng đẳng kế tiếp là C2H5OH Đặt CT của ancol khơng no là CxH2x1OH Các p/ư cháy: CH3OH + 1,5O2→ CO2 + 2H2O (3) 0,25 C2H5OH + 3O2→ 2CO2 + 3H2O (4) 3x CxH2x1OH + O2→ xCO2 + xH2O (5) Gọi a, b,c lần lượt là số mol của các ancol: CH3OH, C2H5OH, CxH2x 1OH Ta có hệ pt: a b c 0,1 => c =0,02 ; b = 0,08 0,02x >0 => x x=3 => ancol không no là: CH2 = CH CH2OH 3) CTCT 3 este: CH2=CHCOOCH3 : metyl acrylat; 0,25 0,25 0,25 CH2=CHCOOC2H5 : etyl acrylat; CH2=CHCOOCH2CH=CH2 : anlyl acrylat. Ghi chú: Học sinh làm đúng theo cách khác vẫn cho điểm tương đương Hết ... Họ? ?và? ?tên thí? ?sinh: . Số báo danh Họ? ?và? ?tên giám thị số 1: Họ? ?và? ?tên giám thị số 2: SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ? ?NAM Câu I 3,0 đ KÌ? ?THI? ?CHỌN HỌC? ?SINH? ?GIỎI LỚP? ?12? ?THPT... H2O. 1) Xác định cơng thức cấu? ?tạo? ?thu gọn của axit 2) Xác định cơng thức cấu? ?tạo? ?thu gọn của các ancol 3) Viết cơng thức cấu? ?tạo? ?và? ?gọi tên 3 este Cho: H = 1; C =? ?12; N = 14; O = 16; Na = 23; Al = 27; S = 32; Cl = 35,5; Ag = 108... SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ? ?NAM Câu I 3,0 đ KÌ? ?THI? ?CHỌN HỌC? ?SINH? ?GIỎI LỚP? ?12? ?THPT NĂM HỌC 20112 012 Hướng dẫn chấm mơn: Hố? ?học? ?(15/02/2 012) ý Nội dung a) C2H5NH2 + HNO2 → C2H5OH + N2 + H2O C + 6H5N2 Cl + 2H2O