Viết phương trình hoá học biểu diễn các phản ứng xảy ra ( nếu có ) và nêu hiện tượng khi cho từ từ ure lần lượt vào cốc chứa:.. a) Dung dịch Na2CO3.[r]
(1)Së GD&§T NghƯ An
TRƯỜNG THPT ANH SƠN K× thi chän häc sinh giái tØnh lớp 12(Năm học 2010 - 2011 ln5) Môn thi: Hoá học 12 THPT Thời gian làm bài: 180 phút
Câu (2,0 điểm) Hợp chất A (chứa vòng benzen) có cơng thức phân tử C9H11NO2 phản ứng đợc với axit
baz¬ BiÕt:
A + HNO2 B(C9H10O3)
Đun B với H2SO4 đặc C(C9H8O2)
C ph¶n øng víi dd KMnO4 môi trờng H2SO4 loÃng đun nóng tạo hợp chÊt D(C8H6O4) vµ D cã tÝnh
đối xứng cao Xác định công thức cấu tạo A, B, C, D viết phơng trình phản ứng
Câu (2,0 điểm): Đun nóng ancol no, đơn chức mạch hở A với H2SO4 đặc thu đợc chất hữu B có d
B A = 0,7. Sục B vào dd nớc Br2 có pha lợng nhỏ NaCl, CH3OH thu đợc dd X
a Xác định công thức cấu tạo A B
b Hãy xác định công thức cấu tạo sản phẩm hữu có X (sản phẩm chính, sản phẩm phụ) trình bày chế phản ứng xảy
Câu (2,5 điểm) Từ nguyên liệu ban đầu than, đá vôi, nớc, ta điều chế đợc khí A Từ A có sơ đồ chuyển hóa sau:
A B D E F G H I Biết chất E khơng chứa oxi, đốt cháy hồn tồn E cn 3,808 dm3 O
2 (đktc), sản phẩm sinh có 0,73 g
HCl, CO2 níc t¹o theo tØ lƯ thĨ tÝch CO2 H O2
V : V
= 6:5 (đo điều kiện nhiệt độ, áp suất) Tìm cơng thức cấu tạo chất hữu ứng với chữ có sơ đồ viết phơng trình phản ứng Câu (1,5 điểm) Polime A đợc tạo phản ứng đồng trùng hợp but-1,3-dien stiren Biết 6,234 g A
ph¶n øng võa hÕt víi 3,807 g Br2 TÝnh tû lƯ sè m¾t xÝch but-1,3-dien stiren polime Viết công
thức cấu tạo đoạn mạch A thõa mÃn tỉ lệ
Câu (2,0 điểm) Chất A có công thức phân tử C5H6O4 este hai chức, chất B có công thức phân tử C4H6O2
este đơn chức Cho A B lần lợt tác dụng với dd NaOH d, sau cạn dung dịch lấy chất rắn thu đợc tơng ứng nung với NaOH (có mặt CaO) trờng hợp thu đợc khí CH4 Tìm cơng thức cấu tạo A, B, viết phơng trình phản ứng xảy
Câu (2,0 điểm) Có thể dùng dd nớc Br2 để phân biệt khí sau đây: NH3, H2S, C2H4, SO2 đựng
bình riêng biệt đợc khơng? Nếu đợc nêu tợng quan sát, viết phơng trình phản ứng để giải thích Câu (2,5 điểm) Trong bình kín chứa N2 (1M), H2 (4M) xúc tác (thể tích khơng đáng kể) Thực
phản ứng t0c áp suất p Khi hệ đạt tới trạng thái cân áp suất 0,8p, nhiệt độ t0c.
H·y tÝnh:
a Hằng số cân phản ứng
b Hiệu suất phản ứng nồng độ mol chất thời điểm cân
Câu (1,5 điểm) Lấy sợi dây điện gọt bỏ vỏ nhựa PVC đốt lõi đồng lửa đèn cồn thì thấy lửa có màu xanh mạ Sau lúc, lửa màu xanh Nếu áp lõi dây đồng nóng vào vỏ nhựa đốt lửa lại có màu xanh mạ Giải thích t ợng Viết phơng trình phn ng xy
Câu (1,0 điểm) Vit phương trình hố học biểu diễn phản ứng xảy (nếu có) nêu tượng cho từ từ ure vào cốc chứa:
a) Dung dịch Na2CO3 b) Dung dịch Ba(OH)2
Câu 10 (3,0 điểm) Hịa tan hồn tồn hỗn hợp A gồm FeS FeCO3 dung dịch HNO3 đặc, nóng thu đợc hỗn
hợp B màu nâu nhạt gồm hai khí X Y có tỉ khối H2 22,8 dung dịch C
BiÕt FeS phản ứng với dung dịch HNO3 xảy nh sau: FeS + HNO3 Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO2+ H2O
a TÝnh tØ lƯ % theo khèi lỵng c¸c muèi A
b Làm lạnh hỗn hợp khí B nhiệt độ thấp đợc hỗn hợp D gồm ba khí X, Y, Z có tỉ khối so vi H2 l
28,5 Tính thành phần % theo thĨ tÝch c¸c khÝ D
c ë -110C hỗn hợp D chuyển thành hỗn hợp E gồm hai khÝ TÝnh tØ khèi cđa E so víi H
BiÕt: C=12; H=1; O=16; N=14; Fe=56; Br= 80; S= 32
-Hết -híng dÉn vµ biểu điểm Môn: hoá học 12 tHPT
Câu Néi dung ®iĨmBiĨu
1
6000c Than
(2)Do A phản ứng đợc với axit bazơ, và:
A + HNO2 B(C9H10O3) kh«ng chứa Nitơ nên A có nhóm chức amin bậc I
B(C9H10O3) C(C9H8O2) + H2O Phản ứng tách nớc
C phản ứng với dd KMnO4 H2SO4 đun nóng cho D có vịng benzen, có tính đối
xứng cao nên D cấu tạo C có cấu tạo
B có cấu tạo A có cấu tạo
Tìm công thức cấu tạo chất cho 4x0,25=
Các phơng trình phản ứng:
+ HNO2 + N2 +H2O
+H2O
+ 2KMnO4 +3H2SO4
+2MnSO4 +CO2 + K2SO4 +4H2O
0,5 0,25 0,25
2
a Gọi A CnH2n+1OH Khi đun nóng A với H2SO4 đặc xảy hai phản
øng:
CnH2n+1OH CnH2n + H2O (1)
2CnH2n+1OH (CnH2n+1)2O + H2O (2)
V× d B
A= 0,7 MB < MA nên xảy phản øng (1)
MA= 14n + 18, MB=14n
14n
14n+18=0,7 n=3
0,25
VËy c«ng thøc cđa A: C3H7OH cã hai c«ng thøc cấu tạo:
CH3CH2CH2OH CH3 - CH - CH3
OH
CÊu t¹o cña B: CH3 - CH = CH2 0,25
b Khi sục B vào dd nớc Brom, theo chế phản ứng: Bớc 1: Tạo cacbocation ( giai đoạn nµy chËm) CH3 - CH = CH2 + Br2 CH3 - CH-CH2Br + Br
BÒn h¬n
CH3-CHBr-CH2 + Br
Kém bền hơn
Bớc 2: Cacbocation kết hợp với anion phân tử (giai đoạn nhanh)
CH3 - CH-CH2Br + Br- CH3 - CHBr-CH2Br (1)
CH3 - CH-CH2Br + Cl- CH3 - CHCl-CH2Br (2)
Viết chế cho 0,5 điểm
Viết đợc bốn sản phẩm ba sản phẩm phụ cho điểm
HOOC COOH
HOOC CH=CH
2
HOOC
CH2-CH2OH
HOOC CH2-CH2NH2
HOOC CH2-CH2NH2 HOOC
CH2-CH2OH
HOOC
CH2-CH2OH HOOC CH=CH2
HOOC CH=CH
2
HOOC COOH
H2SO4 đặc t0c
H2SO4 đặc
1700c
t0
H2SO4 đặc1700c
H2SO4 đặc 1400c
+
+
(3)CH3 - CH-CH2Br + HOH CH3 - CHOH-CH2Br + H+ (3)
CH3 - CH-CH2Br + CH3OH CH3- CH-CH2Br + H+ (4)
OCH3
Cã s¶n phÈm chÝnh CH3-CHBr-CH2 + Br- CH3 - CHBr-CH2Br
CH3-CHBr-CH2 + Cl- CH3 - CHBr-CH2Cl (5)
CH3-CHBr-CH2 + HOH CH3 - CHBr-CH2OH + H+ (6)
CH3-CHBr-CH2 + CH3OH CH3 - CHBr-CH2OCH3 + H+ (7)
Cã ba s¶n phÈm phơ
3 2,5
Xác định chất E:
3,808 0,17
22, O
n
mol;
0,73 0,02
36,5 HCl
n
mol
Theo giả thiết, chất E chứa nguyên tè C, H, Cl nªn oxi cã CO2, H2O
bằng lợng oxi tham gia phản ứng (theo định luật bảo toàn khối lợng) Nếu coi số mol CO2 = 6a số mol H2O = 5a
Ta cã 6a + 5a = 0,17.2 a=0,02
Suy sè mol CO2 = 6a = 0,12 sè mol C = 0,12
Sè mol H2O = 5a = 0,1 sè mol H = 0,2
Sè mol HCl = 0,02 sè mol H = sè mol HCl = 0,02 Tæng sè mol H = 0,2 + 0,02 = 0,22
TØ lÖ C:H:Cl = 0,12:0,22:0,02 = : 11 : 1
Công thức đơn giản E là: C6H11Cl Theo sơ đồ cho, cơng thức E phải
lµ C6H11Cl
Tìm cơng thức chất hữu nêu sơ đồ viết phơng trình phản ứng
CaCO3 CaO + CO2 (1)
CaO + 3C CaC2 + CO (2)
CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2 (3)
(A)
3C2H2 (4)
(B)
+ 3H2 (5)
(D)
+ Cl2 + HCl (6)
(E)
+ + HCl (7) (F)
+ Cl2 (8)
(G)
+ 2NaOH + 2NaCl (9) (H)
+ 2H2O (10)
hc + 2H2O
Xác định đ-ợc công thức phân tử chất E cho 0,5 điểm
Xác định công thức cấu tạo cho điểm Viết đ-ợc 10 phản ứng cho 1 điểm. Nếu không xác định E mà hồn thành sơ đồ thì trừ 0,5 điểm
as Cl
Cl
Cl Cl Cl
Cl
OH OH OH
OH
+
+ + + +
t0 lò điện
than 6000
Ni
t0
kiÒm ancol
t0
(4)hc + 2H2O
(I)
4 1,5
Gọi A (C4H6)n-(C8H8)m Phơng trình phản ứng víi Br2
(-CH2-CH=CH-CH2)n(CH2-CH-)m + nBr2
0,5
Theo phơng trình (54n + 104m) g cần 160n g Br2
Theo kiện 6,324 g cÇn 3,807 g Br2
Ta cã
54 104 160
6,324 3,807
n m n
1 n m
0,5
Công thức cấu tạo đoạn mạch cña A: -CH
… 2-CH=CH-CH2-CH-CH2-CH-CH2-…
0,5
5
Các cấu tạo thoà mÃn A phơng trình phản ứng: CH2-COO-CH2
COO-CH2
CÊu t¹o cđa B: CH3-COOCH=CH2
Viết đợc công thức cấu tạo cho 0,75 điểm Các phản ứng:
CH2-COO-CH2 + 2NaOH CH2-COONa + C2H4(OH)2 (1)
COO-CH2 COONa
+ 2NaOH CH2-COONa + CH3CHO + H2O (2)
COONa
CH3COOCH=CH2 + NaOH CH3COONa + CH3CHO (3)
CH2-COONa +2NaOH CH4 + 2Na2CO3 (4)
COONa
CH3COONa + NaOH CH4 + Na2CO3 (5)
Viết đợc phơng trình phản ứng cho 1,25 điểm
C6H
5 C6H5
CH2 COO
COO
CH-CH3
CH2 COO
COO
CH-CH3
(-CH2-CHBr-CHBr-CH2)n (CH2-CH-)m
(5)6 Có thể dùng dd nớc Br2 để nhận biết khí đó, cụ thể:
NH3: dd Br2 màu, có khí không màu không mïi tho¸t
2NH3 + 3Br2 N2 + 6HBr
Hc 8NH3 + 3Br2 N2 + 6NH4Br
0,5
H2S: dd Br2 mÊt mµu, cã kÕt tđa mµu vµng
H2S + Br2 2HBr + S
0,5 C2H4: dd brom mÊt màu, tạo chất lỏng phân lớp
C2H4 + Br2 C2H4Br2
0,5 SO2: dd brom màu, tạo dd suốt đồng
SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4
0,5
7 2,5
Tổng nồng độ hệ trớc cân là: + = (mol.l) 0,25 Gọi nồng độ N2 phản ứng x (mol.l)
N2 + 3H2 2NH3
2
3
2
c
NH K
N H
0,25
Ban đầu: (mol.l) Phản ứng x 3x
Cân (1-x) (4-3x) 2x (mol.l) 0,25
Tổng nồng độ hệ cân (5-2x) mol.l 0,25
Vì nhiệt độ khơng đổi, thể tích khí trớc sau phản ứng thể tích bình chứa nên: PT: PS = nT:nS =
:
T S M M
C C
0,25
Suy
5
0,8
p
p x x=0,5 (mol.l)
0,5
Nồng độ chất thời điểm cân bằng[N2]=1-x=0,5M
[H2]= 4- 3x = 2,5M [NH3] = 2x =1M
0,25
2
1 0,128
0,5 2,5 c
K
0.25
Vì
1
1 3 nên hiệu suÊt ph¶n øng tÝnh theo N2
0,25
H= 0,5
1 =50%
0,25
8 1,5
Khi gọt bỏ vỏ PVC, lõi đồng nhiều cịn PVC nên đốt có q trình sinh CuCl2, CuCl2 phân tán vào lửa, ion Cu2+ tạo màu xanh mạ đặc trng Khi
hết CuCl2 (hết PVC) lửa lại không màu Nếu cho dõy ng ỏp vo PVC thỡ
hiện tợng lặp lại
0,5
Các phản ứng: PVC cháy:
(-CH2-CHCl-)n + 2,5nO2 2nCO2 + nH2O + nHCl
0,5 2Cu + O2 2CuO
0,25
2HCl + CuO CuCl2 + H2O
(NÕu häc sinh viết Cu + HCl không cho điểm)
0,25
(6)9. 1,0 a) Khi cho urê vào dung dịch Na2CO3 , Ba(OH)2 trớc hÕt cã ph¶n øng:
(NH2)2CO + 2H2O (NH4)2CO3
Cã ph¶n øng Na2CO3 + (NH4)2CO3 → 2CO2↑ + 2NH3↑+ 2NaOH
VËy cho ure vµo sÏ thÊy xt hiƯn sđi bät khÝ CO2 vµ NH3 (mïi khai)
(Hay Na2CO3 + (NH4)2CO3 → 2NH3↑+
2NaHCO3 )
b) Cã ph¶n øng Ba(OH)2 + (NH4)2CO3→ BaCO3 + 2NH3 ↑+ 2H2O
VËy cho ure vµo sÏ thÊy xt hiƯn sđi bät khÝ NH3 (mïi khai) vµ kÕt
tđa
0,5 0,5
10
a Theo đề hỗn hợp khí B phải NO2 CO2 theo phản ứng sau 0,25
FeS + 12HNO3 Fe(NO3)3 + H2SO4 +9NO2 + 5H2O
FeCO3 + 4HNO3 Fe(NO3)3 + CO2 +NO2 + 2H2O
0.5
Đặt nFeS=a (mol), nFeCO3 = b (mol) suy nNO2=9a + b, nCO2 = b 0,25
Ta cã:
46(9 ) 44
22,8
2(9 )
a b b
a b
a:b=1:3
nFeS : nFeCO3 = 1:3
0,25
TØ lƯ khèi lỵng:
88 20,18%
348 79,82%
FeS
FeCO
0,25
b Làm lạnh B có phản øng sau:
2NO2 N2O4
92
N O
M
, lµm M = 57
0,25
Gäi x số mol N2O4 có hỗn hợp D
Trong D gåm: (9a + b) - 2x = 4b -2x mol NO2, x mol N2O4 , b mol CO2
0,25
Suy
46(4b-2x)+92x+44b=57
(4b-2x+x+b) x=b
0,25
Tæng sè mol D =4b gåm NO2 = 2b chiÕm 50%, N2O4=b chiÕm 25%, CO2=b
chiÕm 25%
0,25
C ë -110c ph¶n øng: 2NO
2 N2O4 x¶y hoµn toµn
Hỗn hợp E gồm N2O4 CO2 nN2O4 =2b; nCO2=b
0,25
Tỉ khối H2:
92.2 44 38
2( )
b b
b b