Xác định công thức phân tử của A và tính nồng độ mol/l của dung dịch NaOH cần thiết để thuỷ phân hết lượng este nói trên, biết rằng thể tích dung dịch NaOH là 50 ml.. 2..[r]
(1)ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VÒNG TRƯỜNG MƠN: HỐ HỌC – KHỐI 12 – NĂM HỌC: 2008-2009
THỜI GIAN: 120 PHÚT ******** Câu 1: (4,0 điểm)
Hợp chất A có cơng thức MXx, M chiếm 46,67% khối lượng M kim loại, X phi kim chu kỳ Biết hạt nhân nguyên tử M có: n – p = 4, X có n’ = p’ (trong n, n’, p, p’ số nơtron proton) Tổng số proton MXx 58
1 Xác định MXx ?
2 Hoà tan 1,2 gam A hoàn toàn vừa đủ dung dịch HNO3 0,36M thu V lít khí màu nâu đỏ (đktc) dung dịch B làm quỳ tím hố đỏ
Hãy xác định giá trị V thể tích dung dịch HNO3 cần dùng Câu 2: (4,0 điểm)
1 Một dung dịch chứa cation: Fe2+ (0,1 mol); Al3+ (0,2 mol) anion: Cl– (x mol); SO42– (y mol). Tính x, y biết cạn dung dịch thu 46,9 gam chất rắn
2 Cho 40 ml dung dịch HCl 0,75 M vào 160 ml dung dich chứa đồng thời Ba(OH)2 0,08M KOH 0,04M Tính pH dung dịch thu
3 Cho phản ứng: CH3COOH + C2H5OH
0
H , t
CH3COOC2H5 + H2O Có số cân K =
Tính % C2H5OH bị este hố bắt đầu với C2H5OH = 1M CH3COOH = 2M Câu 3: (4,0 điểm).
Cho 20,0 gam hỗn hợp gồm kim loại M Al vào 200 ml dung dịch hỗn hợp gồm H2SO4 HCl (Số mol HCl gấp lần số mol H2SO4) thu 11,2 lít khí H2 (đktc) dư 3,4 gam kim loại Lọc lấy phần dung dịch đem cạn thu lượng muối khan Biết M có hố trị II muối
1 Hãy viết phương trình phản ứng dạng ion rút gọn
2 Tính tổng khối lượng muối khan thu nồng độ mol/l axit dung dịch Xác định kim loại M, biết số mol kim loại tham gia phản ứng
Câu 4: (4,0 điểm).
Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp hai ankan A, B k nguyên tử cacbon thu b gam khí CO2
1 Hãy tìm khoảng xác định nguyên tử cacbon phân tử ankan chứa nguyên tử cacbon theo a, b, k
2 Cho a = 2,72 gam, b = 8,36 gam k = Tìm cơng thức phân tử A, B tính thành phần phần trăm theo khối lượng ankan hỗn hợp
Câu 5: (4,0 điểm).
Cho 2,64 gam este A vào bình kín có dung tích 500 ml đem nung bình đến 2730C, tồn bộ este hố áp suất 1,792 atm
1 Xác định cơng thức phân tử A tính nồng độ mol/l dung dịch NaOH cần thiết để thuỷ phân hết lượng este nói trên, biết thể tích dung dịch NaOH 50 ml
2 Xác định công thức cấu tạo A tính khối lượng muối thu sau phản ứng (với hiệu suất phản ứng 100%)
Cho: C = 12; O = 16; H = 1; Na = 23; S = 32; Cl = 35,5; Al = 27; Fe = 56; Mg = 24, Ca = 40; Ba = 137.
Học sinh khơng xem bảng hệ thống tuần hồn ngun tố hoá học
(2)
THỜI GIAN: 120 PHÚT ********
CÂU ĐÁP ÁN THANG ĐIỂM
1
1 Xác định MXx ?
- Trong M có: n – p =4 n = p + - Trong X có: n’ = p’ - Do electron có khối lượng khơng đáng kể nên: M = 2p + (1) X = x.2p’ (2)
2p 46,67
(1),(2) 7p ' x 8p 16 (3)
x.2p ' 53,33
- Theo đề bài: p’x + p = 58 (4) - Giải (3), (4) p’x = 32, p = 26, n = 30
p = 26 nên M Fe
- Do x thuộc số nguyên dương: Bi n lu n:ệ ậ
x
p’ 32 16 10,7
Kết luận Loại Nhận Loại Loại
X = 2, p’ = 16 nên X S
Vậy công thức A FeS2
0,5 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm
0,5 điểm
2 Hãy xác định giá trị V thể tích dung dịch HNO3 cần dùng:
Phương trình phản ứng:
FeS2 + 18HNO3 Fe(NO3)3 + 15NO2 + 2H2SO4 + 7H2O 0,01(mol) 0,18 0,15
A 1,
n 0,01(mol)
120
V = 0,15.22,4 = 3,36(mol)
HNO
0,18
V 0,5(lít)
0,36
0,5 điểm 0,5 điểm
0,5 điểm
2
1 Tính x, y:
Theo định luật bảo tồn điện tích thì:
x + 2y = 2.0,1 + 3.0,2 = 0,8 (1) Tổng khối lượng muối tổng khối lượng ion: 56.0,1 + 27.0,2 + 35,5x + 96y = 46,9
35,5x + 96y = 35,9 (2) Giải (1), (2) x = 0,2, y = 0,3
0,5 điểm 0,5 điểm
2 Tính pH dung dịch thu được:
2
HCl H
Ba(OH) OH
OH
KOH OH
n 0,03(mol) n 0,03(mol)
n 0,0128(mol) n 0,0256(mol)
n 0,032(mol)
n 0,0064(mol) n 0,0064(mol)
Phản ứng trung hoà:
H+ + OH– H2O 0,03(mol) 0,03
(3)
dö
H (dö )
0,002
n 0,002(mol) [H ] 0,01M 0,2
14 12
[H ].[OH ] 1,0.10 [H ] 1,0.10 M
Vậy pH = 12 0,5 điểm
3 Tính % C2H5OH bị este hố:
Phản ứng este hoá:
CH3COOH + C2H5OH
0
H , t
CH3COOC2H5 + H2O Ban đầu 2(mol) Phản ứng x(mol) x x x Cân (2 – x)(mol) (1 – x)(mol) x x
3
3
[CH COOC H ].[H 0]
K x 12x
[CH COOH].[C H ] x 3,154 1(loại) x 0,845 (nhận) Vậy:
2 (bò este hoa)ù 0,845
%C H OH 100 84,5%
0,5 điểm 0,5 điểm
0,5 điểm
3 1 Hãy viết phương trình phản ứng dạng ion rút gọn:
M + 2H+ M2+ + H2 (1) 2Al + 6H+ 2Al3+ + 3H2 (2) H2SO4 2H+ + SO42–
a(mol) 2a a HCl H+ + Cl– 3a(mol) 3a 3a
0,5 điểm 0,5 điểm
2 Tính tổng khối lượng muối khan thu nồng độ mol/l axit trong dung dịch:
Gọi a số mol H2SO4 3a số mol HCl
H 5a(mol) SO a(mol) Cl 3a(mol)
Gt: Kim loại dư nên axit phản ứng hết (1), (2)
2
H H
11,2
n 5a 2n a 0,2(mol) 22,4 M(HCl) 0,6 C 3M 0,2
M(H SO ) 0,2
C 1M
0,2
0,5 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm
3 Xác định kim loại M:
Theo định luật bảo toàn khối lượng:
muoái 5a
m (20 3,4) (98a 36,5.3a) 57,1(gam)
(4)(1), (2)
x x 0,5 x 0,2(mol)
Mx + 27x = 20 – 3,4 = 16,6 M = 56 (Fe)
0,5 điểm 0,5 điểm
4
1 Hãy tìm khoảng xác định nguyên tử cacbon phân tử ankan chứa ít nguyên tử cacbon theo a, b, k:
Gọi công thức ankan A CnH2n+2 B Cn+kH2n+2+2k
Gọi cơng thức trung bình ankan là: C Hn 2n 2 (n n n k)
Phương trình đốt cháy:
n 2n C H
+
3n ( )
2 O2 nCO2 + (n 1) H2O
a(mol) b(mol) 14n + 44n
a b n b
22a 7b
14n 14n (1) Ta có: n <
b
22a 7b < n + k
b k n b
22a 7b 22a 7b
b k(22a 7b) n b 22a 7b 22a 7b 22a 7b
b k(22a 7b) n b 22a 7b 22a 7b
(2)
0,5 điểm
0,5 điểm
1,0 điểm
2 Tìm cơng thức phân tử A, B tính thành phần phần trăm theo khối lượng ankan hỗn hợp:
Thế a, b, k vào (2) 4,33 < n < 6,33 Chọn n = n =
*Trường hợp 1: n = n + k = 7
Vậy công tức phân tử ankan C5H12 C7H16
hh 2,72
n 0,03(mol) 14.6,33
72x 100y 2,72 x 0,01 x y 0,03 y 0,02
%C5H12 = 26,47% %C7H16 = 73,53% *Trường hợp 2: n = n + k = 8
Vậy công tức phân tử ankan C6H14 C8H18
86x 144y 2,72 x 0,025 x y 0,03 y 0,005
%C6H14 = 79,04% %C8H18 = 20,96%
0,5 điểm
0,5 điểm
0,5 điểm
0,5 điểm 1 Xác định công thức phân tử A tính nồng độ mol/l dung dịch
NaOH cần thiết để thuỷ phân hết lượng este nói trên:
Gọi cơng thức este A CxHyOz
(5)
x y z
A 1,792.0,5.273 C H O 2,64
n 0,02(mol) M 132(gam / mol) 22,4(273 273) 0,02
Hay: 12x + y + 16z = 132 Vì A este nên số chẳn *Nếu z = 12x + y = 100
x
y 88 76 64 52 40 28 16
Chọn x = 7, y = 16
Vậy công thức phân tử A là: C7H16O2
2.7 16 0(loại)
2
*Nếu z = 4 12x + y = 68
x
y 56 44 32 20
Chọn x = 5, y =
Vậy công thức phân tử A là: C5H8O4
2.5 2 (nhaän)
2
nNaOH = 2.0,02 = 0,04(mol) CM(NaOH) = M(NaOH)
0,04
C 0,8M
0,05 *Nếu z = 6 12x + y = 36
x
y 24 12 -12
Kết luận: loại
0,5 điểm
0,5 điểm
0,5 điểm
0,5 điểm
2 Xác định cơng thức cấu tạo A tính khối lượng muối thu sau phản ứng:
*Trường hợp 1:Este A tạo từ axit đơn chức ancol hai chức: Cơng thức A có dạng:
R3
R1COO
R2COO
Ta có: C1 + C2–2 = 5–2 = (với chức COO)
Vì R1 R2 ancol chức có tối thiểu 2C nên ancol hai chức là: CH2OHCH2OH Nên R1 H (HCOOH) R2 CH3–(CH3COOH)
Vậy công thức cấu tạo este là:
HCOO CH3COO
CH2
CH2
HCOO CH3COO
CH2
CH2
+ 2NaOH t0
HCOONa CH3COONa
0,02 0,02 0,02
+ CH2OHCH2OH
(6)muoái
*Trương hợp 2: Este A tạo từ axit hai chức ancol đơn chức:
R1 COOR2
R3OOC
Ta có: R1 + R2 + R3 = – =
Vì hai ancon đồng đẳng ancol có tối thiểu 1C
Nên R2 CH3– (CH3OH) R3 CH3CH2– (CH3CH2OH) R1 = Vậy công thức cấu tạo A là:
CH3OOC COOCH2CH3
COOCH3
COOCH2CH3
+ 2NaOH t
0 COONa
COONa
+
CH3OH CH3CH2OH
0,02 0,02
muoái