TÝnh thµnh phÇn % theo thÓ tÝch c¸c khÝ trong Db. c..[r]
(1)Sở GD&ĐT Nghệ An Kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 12 Năm học 2008 - 2009
Môn thi: Hoá học 12 THPT- bảng a
Thêi gian lµm bµi: 180 phót
Câu 1 (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 chất 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 cơng 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 3(2,5 điểm) Từ nguyên liệu ban đầu than, đá vơi, 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 không chứa oxi, đốt cháy hoàn toàn E cần 3,808 dm3 O
2 (đktc), sản phẩm sinh có 0,73 g
HCl, CO2 nớc tạo theo tỉ lệ thể tích VCO2 : VH O2 = 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 phản ứng vừa hết với 3,807 g Br2 Tính tỷ lệ số mắt xích but-1,3-dien stiren polime Viết cơng
thức cấu tạo đoạn mạch A thõa mÃn tỉ lệ
Câu 5(2,0 điểm) Chất A có công thức phân tử C5H6O4 este hai chức, chất B có công thức phân tử C4H6O2 lµ
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 không? Nếu đợc nêu tợng quan sát, viết phơng trình phản ứng để giải thích
Câu 7 (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.
HÃy tính:
a Hằng số cân phản øng
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 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 phản ứng xảy
Câu 9(1,0 điểm) Kết xác định số mol ion dung dịch X nh sau: Na+ có 0,1 mol; Ba2+ có 0,2
mol; HCO3- có 0,05 mol; Cl- có 0,36 mol Hỏi kết hay sai? Giải thích
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
Biết FeS phản ứng với dung dịch HNO3 x¶y nh sau: FeS + HNO3 Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO2+ H2O
a TÝnh tØ lÖ % theo khối lợng muối 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 với H2
28,5 Tính thành phần % theo thể tích khí D
c -110C hỗn hợp D chuyển thành hỗn hợp E gồm hai khí Tính tỉ khối E so víi H
BiÕt: C=12; H=1; O=16; N=14; Fe=56; Br= 80; S= 32
-Hết -Họ tên thí sinh: Số báo danh:
Së Gd&§t NghƯ an Kú thi chän häc sinh giỏi tỉnh lớp 12 Năm học 2008 - 2009
hớng dẫn biểu điểm Chấm đề thức
(Hớng dẫn biểu điểm chấm gồm 06 trang) Môn: hoá học 12 tHPT - bảng A
Câu Néi dung ®iĨmBiĨu
1
Do A phản ứng đợc với axit bazơ, và:
A + HNO2 B(C9H10O3) không chứa Nitơ nên A có nhóm chức amin bậc I
Tìm công Đề thức
6000 c Than
-HCl +dd Cl
2 +NaOH H2SO4đặc 1700
c
H2SO4 đặc t0
(2)H2SO4 đặc
170 c
H2SO4 đặc
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
thức cấu tạo chất cho 4x0,25 =1
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 ph¶n øng:
CnH2n+1OH CnH2n + H2O (1)
2CnH2n+1OH (CnH2n+1)2O + H2O (2)
V× dB
A= 0,7 MB < MA nên xảy phản ứng (1)
MA= 14n + 18, MB=14n 14n
14n+18=0,7 n=3
0,25 VËy c«ng thøc cđa A: C3H7OH có hai công thức cấu tạo:
CH3CH2CH2OH CH3 - CH - CH3
OH
CÊu t¹o cđa B: CH3 - CH = CH2 0,25
1400c
HOOC COOH
HOOC CH=CH
2
HOOC CH
2-CH2OH
HOOC CH
2-CH2NH2
HOOC CH
2-CH2NH2 HOOC CH2-CH2OH
HOOC CH
2-CH2OH
H2SO4 đặc
1700c HOOC CH=CH2
HOOC CH=CH
2
t0
(3)+
b Khi sơc B vµo dd nớc Brom, theo chế phản ứng:
Bớc 1: Tạo cacbocation ( giai đoạn chậm) CH3 - CH = CH2 + Br2 CH3 - CH-CH2Br + Br BỊn h¬n
CH3-CHBr-CH2 + Br
KÐm bỊn h¬n
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)
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
Viết chế cho 0,5 điểm Viết đợc bốn sản phẩm ba sản phẩm phụ cho điểm 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 tố C, H, Cl nên oxi có CO2, H2O lợng oxi tham gia phản ứng (theo định luật bảo tồn
khèi lỵng)
NÕu coi sè mol CO2 = 6a th× sè 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
cđa E phải C6H11Cl
Tỡm cụng thc 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)
(4)(D)
+ Cl2 + HCl (6)
(E)
+ + HCl (7) (F)
+ Cl2 (8)
(G)
+ 2NaOH + 2NaCl (9) (H)
+ 2H2O (10)
hc + 2H2O
hc + 2H2O
(I)
điểm. Nếu không xác định E mà vẫn hoàn thành sơ đồ thì trừ 0,5 điểm
4 1,5
Gọi A (C4H6)n-(C8H8)m Phơng trình phản øng 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
2 n
m
0,5 C«ng thức cấu tạo đoạn mạch A:
-CH
… 2-CH=CH-CH2-CH-CH2-CH-CH2-…
0,5
5
C¸c cấu tạo thoà mÃn A phơng trình phản ứng: CH2-COO-CH2
COO-CH2
Cấu tạo B: CH3-COOCH=CH2
Viết đ-ợc công thức cấu tạo cho 0,75 điểm Các phản ứng:
CH2-COO-CH2 + 2NaOH CH2-COONa + C2H4(OH)2 (1) COO-CH2 COONa
Viết đ-ợc phơng trình phản øng cho as
Cl
Cl
kiÒm ancol
Cl Cl Cl
Cl
t0
OH OH OH
OH
H2SO4 đặc
1800c
C
6H5 C
6H5
CH
2
COO
COO
CH-CH
3
CH
2
COO
COO
CH-CH
3
(5)+ 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)
1,25 ®iĨm
(6)6 Có thể dùng dd nớc Br2 để nhận biết khí đó, cụ thể:
NH3: dd Br2 màu, có khí không màu không mùi 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 màu, tạo chất láng ph©n líp
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) Ph¶n øng 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 phn ng u bng
thể tích bình chứa nên: PT: PS = nT:nS = CMT :CMS
0,25
Suy
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
V×
1 nên hiệu suất phản ứng 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 dây đồng áp vào PVC thỡ hin tng lp li
0,5
Các phản øng: PVC ch¸y:
(-CH2-CHCl-)n + 2,5nO2 2nCO2 + nH2O + nHCl
0,5 2Cu + O2 2CuO
0,25
2HCl + CuO CuCl2 + H2O
(NÕu häc sinh viÕt Cu + HCl th× không cho điểm)
0,25 t0
(7)9 Trong dd X tổng điện tích dơng: 0,1 + 0,2.2 = 0,5
Trong dd X tỉng ®iƯn tích âm: 0,05 + 0,36 = 0,41 0,5 Kết sai tổng điện tích dơng không tổng điện tích âm 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:
3
88 20,18%
348 79,82%
FeS
FeCO
0,25 b Làm lạnh B có phản ứng sau:
2NO2 N2O4 MN O2 4 92, làm 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 xảy hoàn toàn
Hn hợp E gồm N2O4 CO2 nN2O4 =2b; nCO2=b
0,25
Tỉ khối H2:
92.2 44 38
2( )
b b
b b
0,25