Đề thi KSCL tuyển chọn HSG lớp 12 môn Hóa học năm 2017-2018 - THPT Yên Lạc

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT YÊN LẠC KÌ THI KSCL ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI KHỐI 12 ĐỀ THI MƠN: Hóa học NĂM HỌC 2017 - 2018 Thời gian làm 180 phút, không kể thời gian giao đề Đề thi gồm: 02 Trang Câu (1,5 điểm) Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: (A) C2H5OH (B) C2H5OH (C) C2H5OH (D) C2H5OH (E) C2H5OH (F) C2H5OH CH2=CH-CH=CH2 Câu (2 điểm) Viết phương trình phản ứng (dạng phân tử ion thu gọn) cho cặp dung dịch (mỗi dung dịch chứa mol chất tan) tác dụng với nhau: BaCl NaHSO4; Ba(HCO3)2 KHSO4; Ca(H2PO4)2 KOH; Ca(OH)2 NaHCO3; Ca(HCO3)2 NaOH Trình bày cách khác để điều chế etylenglicol từ etilen Câu (1 điểm) Hỗn hợp X gồm chất có cơng thức phân tử C 3H12N2O3 C2H8N2O3 Cho 3,40 gam X phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH (đun nóng), thu dung dịch Y gồm chất vô 0,04 mol hỗn hợp chất hữu đơn chức (đều làm xanh giấy quỳ tím ẩm) Cơ cạn Y, thu m gam muối khan Tính m? Câu (1 điểm) Nhỏ từ từ dung dịch chứa Ba(OH)2 vào ống nghiệm chứa dung dịch HCl Al2(SO4)3 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng kết tủa theo số mol Ba(OH) sau: Khối lượng kết tủa (gam) mmax 72,5 58,25 0,25 Số mol Ba(OH)2 (mol) Xác định giá trị mmax? Câu (1,5 điểm) Hòa tan hết 36,56 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeCO 3, Fe3O4 Fe(NO3)2 dung dịch chứa 1,1 mol HCl 0,02 mol HNO3, kết thúc phản ứng thu dung dịch Y chứa muối clorua hỗn hợp khí Z gồm CO2 NO (theo tỉ lệ mol tương ứng : 5) Dung dịch Y hòa tan tối đa 7,68 gam bột Cu Xác định phần trăm khối lượng đơn chất Fe hỗn hợp X? Câu (1 điểm) Hỗn hợp E chứa ba este mạch hở (không chứa chức khác) Đốt cháy hoàn toàn m gam E cần dùng vừa đủ 1,165 mol O Mặt khác, thủy phân hoàn toàn lượng E NaOH thu hỗn hợp muối ancol Đốt cháy hoàn toàn lượng muối thu 11,66 gam Na2CO3 0,31 mol CO2 Còn đốt cháy hồn tồn lượng ancol thu cần vừa đủ 0,785 mol O2 thu 0,71 mol H2O Xác định giá trị m? Câu (1 điểm) Hỗn hợp M gồm este no đơn chức, mạch hở hai amin no, đơn chức, mạch hở X Y đồng đẳng (M X < MY) Đốt cháy hoàn toàn lượng M thu N 2; 5,04 gam H2O 3,584 lít khí CO2 (đktc) Xác định công thức phân tử chất X? Câu (1 điểm) Hỗn hợp (A) gồm: đipeptit X, tripeptit Y tetrapeptit Z mạch hở Thủy phân hoàn toàn 0,4 mol hỗn hợp (A) lượng vừa đủ dung dịch NaOH, thu dung dịch chứa 0,5 mol muối glyxin, 0,4 mol muối alanin 0,2 mol muối valin Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam (A) O vừa đủ thu hỗn hợp E gồm CO 2, H2O N2 Cho E hấp thụ hồn tồn nước vơi trong, thu 42 gam kết tủa dung dịch F có khối lượng tăng lên 36,28 gam (so với khối lượng nước vôi ban đầu) Xác định giá trị m? SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT YÊN LẠC KÌ THI KSCL ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI KHỐI 12 NĂM HỌC 2017 – 2018 Hướng dẫn chấm môn: Hóa học Đáp án Câu Câu (1,5 điểm) Câu (2 điểm) Các chất ẩn sơ đồ: (A): C6H12O6; (B): C6H5ONa; (C): CH2=CH2; (D): CH3COOC2H5; (E): CH3CHO; (F): C2H5Cl (1) C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 (2) C2H5OH + Na → C2H5ONa + 1/2H2 (3) C2H5ONa + H2O → C2H5OH + NaOH (4) C2H5OH CH2=CH2 + H2O (5) CH2=CH2 + H2O C2H5OH (6) C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O (7) CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH (8) C2H5OH + CuO CH3CHO + Cu + H2O (9) CH3CHO + H2 C2H5OH (10) C2H5OH + HCl C2H5Cl + H2O (11) C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl (12) 2C2H5OH CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2 Viết phương trình phản ứng: BaCl2 + NaHSO4 → BaSO4 � + NaCl + HCl Phương trình ion thu gọn: Điểm Mỗi phản ứng 0,125đ 0,25đ Ba2+ + SO42- → BaSO4 � Ba(HCO3)2 + KHSO4 → BaSO4 � + KHCO3 + CO2 + H2O Phương trình ion thu gọn: 0,25đ Ba2+ + SO42- + H+ + HCO3- → BaSO4 � + CO2 + H2O Ca(H2PO4)2 + KOH → CaHPO4 � + KH2PO4 + H2O Phương trình ion thu gọn 0,25đ Ca2+ + H2PO4- + OH- → CaHPO4 � + H2O Ca(OH)2 + NaHCO3 → CaCO3 � + NaOH + H2O Phương trình ion thu gọn: 0,25đ Ca2+ + OH- + HCO3- → CaCO3 � + H2O Ca(HCO3)2 + NaOH → CaCO3 � + NaHCO3 + H2O Phương trình ion thu gọn: Ca2+ + HCO3- + OH- → CaCO3 � + H2O Ba cách khác điều chế etylenglicol từ etilen: Cách 1: CH2=CH2 HO-CH2-CH2-OH 0,25đ 0,25đ 0,25đ Cách 2: CH2=CH2 ClCH2-CH2Cl C2H4(OH)2 CH2 Câu (1 điểm) CH2 O Cách 3: CH2=CH2 OHCH2-CH2OH Theo bài: X + NaOH → dung dịch Y (chỉ chứa chất vô cơ) + hỗn hợp hai chất hữu đơn chức (làm xanh giấy quỳ ẩm) => Hai chất hỗn hợp X muối amoni hữu Công thức cấu tạo thu gọn tương ứng chất: C3H12N2O3: (CH3NH3)2CO3: x mol C2H8N2O3: C2H5NH3NO3: y mol Khi cho hỗn hợp X phản ứng với NaOH vừa đủ ta có (CH3NH3)2CO3 + 2NaOH → 2CH3NH2 + Na2CO3 + 2H2O C2H5NH3NO3 + NaOH → C2H5NH2 + NaNO3 + H2O Căn theo phương trình phản ứng kết hợp với kiện đề ta có hệ phương trình: Giải hệ: x = 0,01; y = 0,02 Cô cạn Y, chất rắn thu được: Na2CO3 (0,01 mol) NaNO3 (0,02 mol) => m = 2,76 gam Câu (1 điểm) Câu (1,5 điểm) Căn theo đồ thị ta có: Tại thời điểm khối lượng kết tủa 58,25 gam: H+ vừa phản ứng hết => mol HCl = 2*mol Ba(OH)2 pư = 0,5 mol Đặt mol Al2(SO4)3 = x mol Tại thời điểm khối lương kết tủa 72,5 gam: Phần dung dịch: Áp dụng ĐLBT điện tích => a = 0,5/3 (mol) Phần kết tủa gồm: BaSO4 (3x mol); Al(OH)3 (2x – a) mol => 233*3x + 78*(2x-0,5/3) = 72,5 => x = 0,1 mol Khối lượng kết tủa max: Al(OH)3 (2x mol); BaSO4 (3x mol) mmax = 85,5 gam X + → dd Y + + H2O 36,56 gam 41,41 gam 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Bảo toàn nguyên tố C: mol FeCO3 = 2x mol Bảo toàn nguyên tố Cl: mol Cl-(dung dịch Y) = 1,1 mol 0,25đ Xét phản ứng dung dịch Y với Cu: 2Fe3+ + Cu → 2Fe2+ + Cu2+ 0,24 ← 0,12 (mol) => mol Fe3+(dung dich Y) = 0,24 mol Bảo toàn điện tích cho dung dịch Y => mol Fe2+ = 0,19 mol => mY = 63,13 gam Bảo toàn nguyên tố H: mol H2O = 0,56 mol Áp dụng ĐLBT khối lượng ta có: 36,56 + 41,41 = 63,13 + mkhí + 0,56*18 => mkhí = 4,76 gam => x = 0,02 mol Bảo toàn nguyên tố N: => mol Fe(NO3)2 = 0,04 mol Bảo toàn nguyên tố O => mol Fe3O4 = 0,08 mol Bảo toàn nguyên tố Fe => mol Fe(X) = 0,11 mol => %mFe = 16,85% 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Xét phản ứng E với NaOH E + NaOH → Muối + ancol (1) Câu (1 điểm) Khi đốt muối: R(COONa)n + O2 → Na2CO3 + CO2 + H2O 0,11 0,31 (mol) Bảo toàn nguyên tố Na => mol NaOH (1) = 0,22 mol => mol nhóm chức –COO-(E) = 0,22 mol => mol OH(ancol) = 0,42 mol Bảo toàn nguyên tố C => mol C(muối) = 0,42 mol Xét phản ứng đốt ancol R’(OH)m + O2 → CO2 + H2O (2) 0,785 0,71 (mol) Bảo toàn nguyên tố O => mol CO2 (2) = 0,64 mol => mol C(ancol) = 0,64 mol => mol C(E) = 1,06 mol Xét phản ứng đốt E: E + O2 → CO2 + H2O (3) 1,165 1,06 (mol) Bảo toàn nguyên tố O => mol H2O(3) = 0,65 mol Định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng (3): mE = 1,06*44 + 0,65*18 – 1,165*32 = 21,06 gam Quy đổi amin thành CmH2m NH3 với số mol Khi ta có M + O2 → CO2 + H2O + N2 0,16 Câu (1 điểm) 0,28 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ (mol) Căn sơ đồ ta có: 3x = 2(mol H2O – mol CO2) => x = 0,08 => m*x < 0,16 => m < => Một amin phải CH3NH2 Vậy X CH3NH2 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu (1 điểm) Xét phản ứng 0,4 mol A với NaOH: Quy đổi hỗn hợp A thành CnH2n-1NO H2O => mol H2O = 0,4 mol Khi đó: A + NaOH → Gly-Na + Ala-Na + Val-Na 0,5 0,4 Bảo toàn nguyên tố Na => mol NaOH = 1,1 mol Bảo toàn nguyên tố N => mol CnH2n-1NO = 1,1 mol Bảo toàn nguyên tố C => 1,1n = 3,2 => mA = 83,9 gam Xét trình hấp thụ E vào nước vơi trong: mbình tăng = - mkết tủa => = 78,28 gam Ta có: Đốt cháy hồn tồn 83,9 gam A => = 195,7 gam Đốt cháy hoàn toàn m gam A => = 78,28 gam Vậy m = 33,56 gam 0,2 (mol) 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ ... PHÚC TRƯỜNG THPT YÊN LẠC KÌ THI KSCL ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI KHỐI 12 NĂM HỌC 2017 – 2018 Hướng dẫn chấm mơn: Hóa học Đáp án Câu Câu (1,5 điểm) Câu (2 điểm) Các chất ẩn sơ đồ: (A): C6H12O6; (B):... CnH2n-1NO H2O => mol H2O = 0,4 mol Khi đó: A + NaOH → Gly-Na + Ala-Na + Val-Na 0,5 0,4 Bảo toàn nguyên tố Na => mol NaOH = 1,1 mol Bảo toàn nguyên tố N => mol CnH2n-1NO = 1,1 mol Bảo toàn nguyên... etylenglicol từ etilen: Cách 1: CH2=CH2 HO-CH2-CH2-OH 0,25đ 0,25đ 0,25đ Cách 2: CH2=CH2 ClCH2-CH2Cl C2H4(OH)2 CH2 Câu (1 điểm) CH2 O Cách 3: CH2=CH2 OHCH2-CH2OH Theo bài: X + NaOH → dung dịch Y