Nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 32g hỗn hợp các oxit kim loại.. Hai chÊt A, B cßn cã ph¶n øng víi Na; F và G tham gia phản ứng tráng gương.[r]
(1)Së Gd & ®t th¸I nguyªn Trường thpt bắc sơn Đề thi học sinh giỏi cấp trường N¨m häc 2010-2011 M«n: Hãa häc 12 Thời gian làm bài 180 phút (Không kể thời gian giao đề) C©u 1(1,5®iÓm): Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau( ghi rõ điều kiện phản ứng có): (1) ( 2) ( 4) A B C2H5OH C (3) (7) (5) (8) (6) D (9) E Câu 2(1,5điểm): Có dung dịch riêng biệt đựng các bình nhãn: BaCl2, KHCO3, KNO3, Na2SO4, MgSO4, ZnCl2 Dïng mét thuèc thö để nhận biết các dung dịch trên C©u 3(1,5®iÓm): Cho m(g) bét s¾t vµo dung dÞch A gåm AgNO3 vµ Cu(NO3)2 sau c¸c ph¶n øng x¶y hoµn toµn thu ®îc chÊt r¾n B vµ dung dịch nước lọc C Cho nước lọc C tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 36,8g kết tủa hiđroxit kim loại Nung kết tủa không khí đến khối lượng không đổi thu 32g hỗn hợp các oxit kim loại Xác định giá trị m? Câu 4(1,5điểm): Cho các chất A, B, D, E, F, G là đồng phân cấu tạo nhau, phân tử có %C=54,54%; %H=9,1%; %O=36,35% và ph¶n øng víi NaOH theo tØ lÖ 1:1 Hai chÊt A, B cßn cã ph¶n øng víi Na; F và G tham gia phản ứng tráng gương Nếu cùng lượng chất đầu tác dụng với NaOH, E cho lượng muối ít so với D Biện luận và viết công thức cấu tạo chúng Viết các phương trình phản ứng xảy C©u 5(2®iÓm): §èt ch¸y hoµn toµn 0,12mol chÊt h÷u c¬ A m¹ch hë cÇn dïng 50,4 lÝt kh«ng khÝ(®ktc) Sau ph¶n øng cho toµn bé s¶n phÈm ch¸y gåm CO2, H2O, N2 hấp thụ hoàn toàn vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2dư thấy khối lượng bình tăng lên 23,4g và có 70,92g kết tủa Khí thoát khỏi bình cã thÓ tÝch 41,664lÝt(®ktc) BiÕt r»ng A võa t¸c dông víi dung dÞch HCl võa tác dụng với dung dịch NaOH Xác định công thức cấu tạo A(Không khí gồm có 20%O2 và 80%N2 theo thể tích, coi N2 không bị nước hấp thu) C©u 6(2®iÓm): Cho 2,76g chÊt h÷u c¬ A chøa C, H, O t¸c dông víi dung dịch NaOH vừa đủ, sau đó chưng khô thì phần bay có nước, phần chất rắn khan còn lại chứa hai muối Na chiếm khối lượng 4,44g Nung nãng hai muèi nµy oxi d, sau ph¶n øng hoµn toµn, ta thu ®îc 3,18g Na2CO3, 2,464 lít khí CO2(đktc) và 0,9g H2O Biết công thức đơn giản là công thức phân tử Xác định công thức cấu tạo thu gọn A BiÕt C(M=12); H(M=1); O(M=16); N(M=14); Na(M=23); Ba(M=137); Ag(M=108); Cu(M=64); Fe(M=56) Lop10.com (2) Së Gd & ®t th¸I nguyªn Trường thpt bắc sơn §Ò thi häc sinh giái gi¶i to¸n b»ng m¸y tÝnh cÇm tay N¨m häc 2010-2011 M«n: Hãa häc 12 Thời gian làm bài 150 phút (Không kể thời gian giao đề) C©u 1(2,5®iÓm): Một hợp chất hữu A gồm C, H, O có 50% oxi khối lượng Người ta cho A qua ống đựng 10,4g CuO nung nóng thu chất hữu và 8,48g chÊt r¾n MÆt kh¸c, cho hçn hîp hai chÊt h÷u c¬ trªn t¸c dông víi dung dÞch AgNO3 (d) NH3 t¹o hçn hîp hai muèi vµ 38,88gAg Cho hçn hîp hai muối đó tác dụng với NaOH thu khí E a, Tính khối lượng chất A ban đầu b, TÝnh thÓ tÝch khÝ E ë 250C vµ 1atm C©u 2(2®iÓm): Mét hîp chÊt ion cÊu t¹o tõ ion M2+ vµ ion X- Trong ph©n tö MX2 cã tæng sè hạt(p, n, e) là 186 hạt, đó số hạt mang điện nhiều số hạt không mang ®iÖn lµ 54 h¹t Sè khèi cña ion M2+ lín h¬n sè khèi cña ion X- lµ 21 Tæng sè h¹t ion M2+ nhiÒu h¬n ion X- lµ 27 a, ViÕt cÊu h×nh electron vµ sù ph©n bè electron trªn c¸c obitan cña nguyªn tö M vµ X Suy cÊu h×nh electron cña ion M2+ vµ ion X- b, Xác định vị trí M và X bảng tuần hoàn C©u 3(2,5®iÓm): Cho 18,5g hçn hîp Z gåm Fe vµ Fe3O4 t¸c dông víi 200ml dung dÞch HNO3 loãng đun nóng, khuấy Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 2,24lit NO(®ktc) nhÊt, dung dÞch Z1 vµ cßn l¹i 1,46g kim lo¹i a, Viết các phương trình phản ứng xảy b, Tính nồng độ mol dung dịch HNO3 c, Tính khối lượng muối dung dịch Z1 C©u 4(3®iÓm): Dïng 16,8lÝt kh«ng khÝ ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn(oxi chiÕm 20% vµ nit¬ chiÕm 80% thể tích) để đốt cháy hoàn toàn 3,21g hỗn hợp A gồm amino axit kÕ tiÕp cã c«ng thøc tæng qu¸t CnH2n+1O2N Hçn hîp thu ®îc sau ph¶n øng ®em lµm kh« ®îc hçn hîp khÝ B Cho B qua dung dÞch Ca(OH)2 d thu ®îc 9,5g kÕt tña a, Tìm công thức cấu tạo và khối lượng amino axit b, Nếu cho khí B vào bình dung tích 16,8lít, nhiệt độ 136,50C thì áp suất bình là bao nhiêu? Cho biết amino axit đốt cháy tạo khí nitơ BiÕt C(M=12); H(M=1); O(M=16); N(M=14); Ag(M=108); Cu(M=64); Fe(M=56) Lop10.com (3) Së Gd & ®t th¸I nguyªn Trường thpt bắc sơn Đáp án Đề thi học sinh giỏi cấp trường N¨m häc 2010-2011 M«n: Hãa häc 12 Thời gian làm bài 180 phút (Không kể thời gian giao đề) C©u Néi dung as (1): C2H6 + Cl2 C2H5Cl + HCl t (2): C2H5Cl + NaOH C2H5OH + NaCl (3): C2H5OH + HCl C2H5Cl + H2O t (4): C2H5OH + CuO CH3CHO + Cu + H2O Ni ,t (5): CH3CHO + H2 C2H5OH xt (6): C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O §iÓm 1,5 0 H2SO4(đặc), t0 (7); (9): C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5+ H2O xt (8): CH3CHO + 1/2O2 CH3COOH - Cho dung dÞch NaOH tõ tõ vµo dung dÞch c¸c mÉu thö: + MÉu chØ t¹o kÕt tña tr¾ng lµ MgSO4 MgSO4 + 2NaOH Mg(OH)2(tr¾ng) + Na2SO4 + Mẫu tạo kết tủa trắng, sau đó lại tan là ZnCl2 ZnCl2 + 2NaOH Zn(OH)2+ 2NaCl Zn(OH)2+ 2NaOH Na2ZnO2 + 2H2O + Các mẫu còn lại không có tượng(BaCl2, KHCO3, KNO3, Na2SO4) - Cho dung dÞch MgSO4 vµo c¸c mÉu cßn l¹i: + MÉu t¹o kÕt tña tr¾ng lµ BaCl2 BaCl2 + MgSO4 BaSO4(tr¾ng) + MgCl2 + MÉu ®un nãng t¹o kÕt tña tr¾ng vµ cã khÝ bay lµ KHCO3 2KHCO3+ MgSO4MgCO3(tr¾ng) + CO2 +H2O+ K2SO4 + Các mẫu còn lại không có tượng gì( KNO3, Na2SO4) - Cho dung dÞch BaCl2 vµo mÉu cßn l¹i: + MÉu t¹o kÕt tña tr¾ng lµ Na2SO4 Na2SO4 + BaCl2 BaSO4(tr¾ng) + 2NaCl + Mẫu không có tượng là KNO3 - Khi cho nước lọc C + NaOHdư 2hiđroxit kim loại O2 t, 2oxit kh¸c VËy 2oxit : CuO vµ Fe2O3 2hi®roxit: Fe(OH)2; Cu(OH)2 - Dung dÞch C: Fe(NO3)2; Cu(NO3)2d AgNO3hÕt; Cu(NO3)2 có thể đã phản ứng phần - Gọi số mol AgNO3: x; Cu(NO3)2:y(đã phản ứng với Fe); z: n(Cu(NO3)2) cßn d sau ph¶n øng víi Fe Lop10.com 1,5 1,5 (4) Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2+ 2Ag x/2 x x/2 x Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2+ Cu y y y y - Dung dÞch C: (x/2+y)mol Fe(NO3)2; z mol Cu(NO3)2d Fe(NO3)2+ 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaNO3 x/2+y x/2+y Cu(NO3)2+ 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaNO3 z z 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 x/2+y x/2+y t 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 2H2O x/2+y x/4+y/2 t Cu(OH)2 CuO + H2O z z Ta cã: 90(x/2 + y) + 98z = 36,8 160(x/4 + y/2) + 80z = 32 x/2 + y + z =0,4 x = 0,1mol; x/2 + y =0,3mol m = 56(x/2 + y) = 16,8g - CTPT cña c¸c chÊt A, B, D, E, F, G lµ: CxHyOz + x:y:z= (mC/12):(mH/1):(mO/16)= (54,54/12):9,1:(36,35/16)=2:4:1 CTPT cña c¸c chÊt A, B, D, E, F, G lµ: (C2H4O)n 1:1 C¸c chÊt + NaOH chúng thuộc loại axit este đơn chøc VËy CTPT cña c¸c chÊt A, B, D, E, F, G lµ: C4H8O2 - chÊt A vµ B + Na CTCT cña A vµ B lµ axit: CH3-CH2-CH2-COOH; (CH3)2CHCOOH - F và G tham gia phản ứng tráng gương este axit fomic: HCOOCH2-CH2-CH3; HCOOCH(CH3)2 - E vµ D + NaOH (nE=nD) muèi cña E Ýt h¬n cña D CTCT cña E:CH3COOC2H5; CTCT cña D: C2H5COOCH3 - Các phương trình phản ứng xảy ra: CH3-CH2-CH2-COOH+NaOHCH3-CH2-CH2-COONa +H2O (CH3)2CHCOOH + NaOH (CH3)2CHCOONa + H2O CH3-CH2-CH2-COOH + NaCH3-CH2-CH2COONa+1/2H2 (CH3)2CHCOOH + Na (CH3)2CHCOONa + 1/2H2 HCOOCH2-CH2-CH3+NaOHHCOONa +CH3-CH2-CH2-OH HCOOCH(CH3)2 + NaOH HCOONa + (CH3)2CH-OH 0 Lop10.com 1,5 (5) CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH C2H5COOCH3 + NaOH C2H5COONa + CH3OH HCOOCH2CH2CH3+2AgNO3+4NH3+2H2O(NH4)2CO3 +2Ag+ C3H7OH HCOOCH(CH3)2+2AgNO3+4NH3+2H2O(NH4)2CO3+2Ag + (CH3)2CH OH n(kh«ng khÝ)=50,4/22,4=2,25mol; n(O2)=0,45mol; n(N2)=1,8mol Cho s¶n phÈm ch¸y vµo dung dÞch Ba(OH)2d: n(BaCO3)=70,92/197=0,36mol; CO2 + Ba(OH)2 BaCO3(tr¾ng) + H2O 0,36mol 0,36mol m(CO2)= 0,36.44=15,84g; m(b×nh t¨ng)= m(CO2) +m(H2O) =23,4 m(H2O)=7,56g; n(H2O)=7,56/18=0,42mol; n(N2)=41,664/22,4=1,86mol > n(N2)(kh«ng khÝ) A chøa Nit¬ n(N2) A=0,06mol; CTPT cña A: CxHyOzNt CxHyOzNt + (x+y/4-z/2)O2 xCO2 + y/2H2O + t/2N2 0,12 (x+y/4-z/2).0,12 0,12x 0,06y 0,06t Ta cã: (x+y/4-z/2).0,12 =0,45; 0,12x =0,36; 0,06y =0,42; 0,06t =0,06 VËy x=3; y=7; z=2; t=1 CTPT cña A: C3H7O2N - Do A t¸c dông ®îc c¶ dung dÞch HCl vµ dung dÞch NaOH nªn CTCT cña A lµ mét c¸c chÊt sau: H2N-CH2-CH2-COOH; H2N-CH2-COOCH3; H2N-CH(CH3)-COOH; CH3-NH-CH2-COOH; HCOOH3N-CH=CH2; CH2=CH-COONH4 + n(NaOH)=2n(Na2CO3)=2.3,18/106=0,06mol; m(NaOH)=0,06.40=2,4g + m(H2O)=mA+m(NaOH)-m(muèi)=2,76+2,4-4,44=0,72g + mC(A)=mC(CO2)+mC(Na2CO3) =(2,464.12/22,4)+(3,18.12/106)=1,68g + mH(A)=mH(H2O)-mH(NaOH)=(0,72+0,9).2/18-0,06=0,12g + mO(A)=mA-mC-mH=0,96g §Æt CTPT cña A lµ: CxHyOz - Ta cã: x:y:z=(1,68/12):0,12:(0,96/16)=7:6:3 VËy c«ng thức đơn giản và công thức phân tử A là C7H6O3 nA(ph¶n øng víi NaOH)=2,76/138=0,02mol; n(NaOH)=0,06mol; nA: n(NaOH)=1:3 Trong ph©n tö A chØ cã nguyªn tö oxi +, A cã thÓ cã nhãm(-OH)(lo¹i) +, A cã nhãm OH(phenol) vµ nhãm este cña phenol Vì sau phản ứng tạo muối nên trường hợp este phenol ( tho¶ m·n) - CTCT cña A: HCOO-C6H4-OH(cã CTCT) Lop10.com 2 (6) Së Gd & ®t th¸I nguyªn Trường thpt bắc sơn đáp án Đề thi hsg giải toán máy tính cầm tay N¨m häc 2010-2011 M«n: Hãa häc 12 Thời gian làm bài 150 phút (Không kể thời gian giao đề) C©u Néi dung - T×m A: CTPT cña A lµ CxHyOz; 16z/(12x+y)=50/50 12x+y=16z + Thay z=1 12x+y=16 x=1; y=4(CTPT cña A: CH4O) + Thay z=2 12x+y=32 x=2; y=8(CTPT cña A: C2H8O2) - VËy A chØ cã thÓ lµ: CH4O hay CH3OH t CH3OH + CuO HCHO + Cu + H2O (1) xmol xmol xmol xmol t CH3OH + 2CuO HCOOH + 2Cu + H2O (2) ymol 2ymol ymol 2ymol + mCuO d+mCu=8,48g 10,4-80(x+2y)+64(x+2y)=8,48 x+2y=0,12(I) - B vµ C lµ HCHO vµ HCOOH §iÓm 2,5 0 HCHO+4AgNO3+6NH3+2H2O(NH4)2CO3+4Ag+4NH4NO3(3) xmol xmol 4xmol 4xmol HCOOH+2AgNO3+4NH3+H2O(NH4)2CO3+2Ag+2NH4NO3 (4) ymol ymol 2ymol 2ymol - Tõ (3); (4) ta cã: nAg=4x+2y=38,38/108=0,36(II) - Tõ (I); (II) ta cã: x+2y=0,12; 4x+2y=0,36 x=0,08; y=0,02 + n(CH3OH)=x+y=0,08+0,02=0,1 m((CH3OH)=0,1.32=3,2g + n(NH4)2CO3)= x+y=0,08+0,02=0,1 n(NH4NO3)=4x+2y=4.0,08+2.0,02=0,36 (NH4)2CO3 + 2NaOH 2NH3 + H2O + Na2CO3(5) 0,1mol 0,2mol NH4NO3 + NaOH NH3 + H2O + NaNO3(6) 0,36mol 0,36mol - Tõ (5); (6) n(NH3)=0,2+0,36=0,56(mol) V(NH3)(E) =n.R.T/P=0,56.0,082.(273+25)/1=13,68416(lit) Trong ph©n tö MX2 cã nguyªn tö M vµ nguyªn tö X, ph©n tö trung hoµ vÒ ®iÖn Gäi sè h¹t proton vµ sè h¹t n¬tron cña nguyªn tö: - M là: P1 và N1 AM= P1 + N1 - X là: P2 và N2 AX= P2 + N2 Lop10.com (7) - Tổng số hạt MX2 không thay đổi so với tổng sè h¹t c¬ b¶n nguyªn tö M vµ nguyªn tö X, ta cã: (2P1+N1)+ 2(2P2+ N2)=186(1) - Trong MX2 sè h¹t mang ®iÖn nhiÒu h¬n kh«ng mang ®iÖn lµ 54: 2P1+ 4P2- N1 – 2N2 =54(2) - Sè khèi cña cña ion M2+ lín h¬n sè khèi cña ion X- lµ 21: P1 + N1- (P2 + N2)= 21(3) - Tæng sè h¹t c¬ b¶n ion M2+ nhiÒu h¬n ion X- lµ 27: (2P1+N1-2) - (2P2+ N2+1)=27(4) - Nhãm (1) vµ (2): 2P1+ 4P2+ N1+ 2N2=186 2P1+ 4P2- ( N1+ 2N2)=54 2(2P1+ 4P2)=240 P1+ 2P2=240/4=60 - Thay vµo (1) ta cã: P1+ 2P2=60; N1+ 2N2=186-2.60=66 P1+ N1+ 2(P2 + N2)=126(5) P1 + N1- (P2 + N2)= 21(3) - LÊy (5)-(3) 3(P2 + N2)=105 P2 + N2=105/3=35(6) P1 + N1= 21+35=56(7) - Thay c¸c gi¸ trÞ cña (6); (7) vµo (1) vµ (4), ta cã: +, 56+P1+2(35+P2)=186P1+ 2P2= 186-56-70=60(8) +, P1+56-2-(P2+35+1)=27 P1- P2= 27-56+2+35+1=9(9) - Giải hệ phương trình gồm (8) và (9) ta có: 3P2=51; P1- P2=9 P2=17(Cl); P1=26(Fe) - CÊu h×nh electron vµ sù ph©n bè electron trªn c¸c obitan cña nguyªn tö M vµ X: + M(Z1=26): 1s22s22p63s23p63d64 s2 (Thuéc chu k× 4, nhãm VIIIB) + X(Z2= 17): 1s22s22p63s23p5 (Thuéc chu k× 3, nhãm VIIA) - CÊu h×nh electron cña ion M2+ vµ ion X-: M2+: 1s22s22p63s23p63d6 X-: 1s22s22p63s23p6 - §Æt sè mol cña Fe3O4 lµ x; sè mol cña Fe ph¶n øng víi HNO3 lµ y 3Fe3O4 + 28HNO3 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (1) xmol 28x/3mol 3xmol x/3mol Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (2) ymol 4ymol ymol ymol Fe + 2Fe(NO3)33Fe(NO3)2 (3) (3x+y)/2 3x+y 3(3x+y)/2 - V× kim loai Fe cßn d 1,46g nªn Fe(NO3)3 hÕt vµ dung dÞch Z1chØ chøa Fe(NO3)2 +, m(Fe3O4 vµ Fe)=18,5-1,46=17,04g +, nNO=2,24/22,4=0,1mol; - Tõ (1) vµ (2) nNO=x/3+y=0,1 x+3y=0,3(I) - Theo (3): n(Fe(NO3)3)= x+3y; nFe (ph¶n øng víi muèi)= Lop10.com 2,5 (8) (3x+y)/2; m(Fe3O4 vµ Fe)= 232x+56[y+(3x+y)/2]=17,04 232x+84x+84y=17,04 316x+84y=17,04(II) - Tõ (I) vµ (II) x=0,03; y=0,09 - Tõ (1); (2) n(HNO3)=28x/3+4y=28.0,03/3+4.0,09 =0,64(mol) CM(HNO3)=0,64/0,2=3,2(mol/lit) - Trong dung dÞch Z1: n(Fe(NO3)2)= 3(3x+y)/2= 3(3.0,03+0,09)/2=0,27(mol) m(Fe(NO3)2)= 0,27.(56+2.62)=48,6g - TÝnh sè mol cña N2 vµ O2 16,8lit kh«ng khÝ: n(O2)=16,8.20/22,4.100=0,15(mol); n(N2)=16,8.80/22,4.100=0,6(mol) - Gäi n: sè nguyªn tö cacbon trung b×nh ph©n tö amino axit, CTPT chung lµ CnH2n+1O2N ( cã sè mol lµ x) CnH2n+1O2N+(6n-3)/4O2nCO2+(2n+1+)/2H2O+1/2N2(1) xmol nxmol - Hçn hîp khÝ B gåm CO2 vµ N2 Cho B qua dung dÞch Ca(OH)2 d: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O(2) n(CO2)=n(CaCO3)=9,5/100=0,095mol Ta có hệ phương trình: nx= 0,095; (14n+47)x=3,21 x=0,04; n=2,375 CTPT cña 2amino axit: C2H5O2N; C3H7O2N + CTCT cña C2H5O2N: H2N-CH2-COOH + CTCT cña C3H7O2N: H2N-CH2-CH2-COOH; H2N-CH(CH3)-COOH - Gäi sè mol cña C2H5O2N lµ a; sè mol cña C3H7O2N lµ b - Ta cã: a + b = 0,04; 75a + 89b = 3,21 a=0,025; b=0,015 + m(C2H5O2N)=0,025.75=1,875g; m(C3H7O2N)=0,015.89=1.335g - Hçn hîp B sau ph¶n øng gåm O2d, N2, CO2: n(O2d)=0,15-(6n-3)/4=0,0375mol; n(N2)=0,6+x/2=0,62mol; n(CO2)= 0,095mol nB=0,0375+0,62+0,095=0,7525mol - VËy ¸p suÊt b×nh: P= 0,7525.(273+136,5).22,4/(273.16,8)=1,505(atm) Lop10.com (9)