Đề thi học sinh giỏi môn Hóa học lớp 12 năm 2019-2020 có đáp án - Trường THPT Đồng Đậu, Vĩnh Phúc

Đề thi học sinh giỏi môn Hóa học lớp 12 năm 2019-2020 có đáp án - Trường THPT Đồng Đậu, Vĩnh Phúc giúp các bạn học sinh làm quen với cấu trúc đề thi, các dạng bài tập. Mỗi đề thi có đáp án giúp hỗ trợ cho quá trình ôn luyện của các em học sinh lớp 12, nhằm giúp các em học sinh nâng cao kỹ năng luyện đề, chuẩn bị sẵn sàng kiến thức cho kì thi chọn học sinh giỏi môn Toán sắp tới. Mời quý thầy cô và các bạn tham khảo đề thi.

TRƯỜNG THPT ĐỒNG ĐẬU ĐỀ THI CHỌN HSG 12 LẦN NĂM HỌC 2019 – 2020 Mơn thi: HĨA HỌC Thời gian làm bài: 180 phút - không kể thời gian giao đề (Đề thi có trang) Câu 1: Chỉ dùng thêm phương pháp đun nóng, nêu cách phân biệt dung dịch nhãn chứa chất sau: NaHSO4, KHCO3, Mg(HCO3)2, Na2SO3, Ba(HCO3)2 Cân phản ứng sau theo phương pháp thăng electron: a) Sb2(SO4)3 + KMnO4 + H2O → H3SbO4 + K2SO4 + MnSO4 + H2SO4 b) Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2 + NO2 + H2O (tỉ lệ mol N2 NO2 2:3) Câu 2: Viết phương trình phản ứng thí nghiệm sau: a) Cho dung dịch H2SO4 tác dụng với dung dịch Ca(HCO3)2 b) Cho dung dịch K2CO3 tác dụng với dung dịch AlCl3 c) Cho Na tác dụng với dung dịch NaHSO3 d) Cho dung dịch NaHCO3 tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 Viết phương trình điều chế chất sau phịng thí nghiệm: HCl, HNO3, N2, CO2 Câu 3: Hịa tan hồn tồn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 x mol Cu2S vào dung dịch HNO3 vừa đủ, thu dung dịch X (chỉ chứa hai muối sunfat hai kim loại) khí NO Tính x ? Cho m gam hỗn hợp gồm Cu Fe tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 Sau phản ứng thu dung dịch B có màu xanh, chứa 111,2 gam muối khan, 8,96 lít NO (đktc) 1,2 gam kim loại không tan Xác định thành phần trăm theo khối lượng Cu Fe hỗn hợp Câu 4: Cho sơ đồ chuyển hóa chất hữu sau: A dd KMnO4 B dd H2SO4 đặc t0C CH3CHO F (Muối amoni) C D E (Các chữ A, B, C, D, E, F kí hiệu chất khác có ngun tử Cacbon phân tử) Tìm cơng thức cấu tạo chất A, B, C, D, E, F viết phương trình phản ứng xảy theo sơ đồ biến hóa trên, ghi rõ điều kiện để phản ứng xảy (nếu có) Tiến hành lên men giấm 200ml dung dịch ancol etylic 5,750 thu 200ml dung dịch Y Lấy 100ml dung dịch Y cho tác dụng với Na dư thu 60,648 lít H2 (đktc) Tính hiệu suất phản ứng lên men giấm? (Biết dC2 H 5OH = 0,8 g/ml; d H 2O = g/ml) Câu 5: Chất hữu A có cơng thức C3HxOy (MA < 74 đvC) Chất A có đặc điểm: chất hữu bền, mạch hở, đơn chức, phản ứng với dung dịch AgNO3 NH3 tạo kết tủa Xác định công thức cấu tạo có A X có cơng thức phân tử C5H12O4 Cho X qua ống đựng CuO đun nóng chất Y có khối lượng phân tử nhỏ X đvC Cho 2,56 gam Y phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3 17,28 gam kết tủa Ag Cho X vào dung dịch NaBr bão hịa thêm từ từ H2SO4 đặc vào chất Z khơng có oxi Đun nóng Z bột Zn chất Q có tỉ khối so với hiđro < 45 Tìm cơng thức cấu tạo X; Y; Z Q? Câu 6: Xác định chất viết phương trình phản ứng sau: a) Y + NaOH  Z + C + F + H2O b) Z + NaOH  CH4 + … (Biết nZ: nNaOH = : 2) c) C + [Ag(NH3)2]OH  D + Ag d) D + NaOH  E + e) E + NaOH  CH4 + f) F + CO2 + H2O  C6H5OH + Một hợp chất mạch hở A (chứa C, H, O, chứa loại nhóm chức có mạch cacbon không phân nhánh) Phân tử khối A 146 Cho 14,6 gam A tác dụng với 100 ml dung dịch NaOH 2M vừa đủ thu hỗn hợp gồm muối ancol Xác định công thức cấu tạo A Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn 0,012 mol hiđrocacbon X Sản phẩm cháy hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2, thu dung dịch Y (có khối lượng tăng 0,56 gam so với dung dịch ban đầu) gam kết tủa Cho Y vào dung dịch Ba(OH)2 dư, thu 6,534 gam kết tủa a) Tìm cơng thức phân tử X b) Cho 18,4 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3, thu 61,2 gam kết tủa Xác định cơng thức cấu tạo X Hồ tan hết hỗn hợp rắn gồm CaC2, Al4C3 Ca vào H2O thu 3,36 lít hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro 10 Dẫn X qua Ni đun nóng thu hỗn hợp khí Y Tiếp tục cho Y qua bình đựng nước brom dư có 0,784 lít hỗn hợp khí Z (tỉ khối so với He 6,5) Các khí đo điều kiện tiêu chuẩn Khối lượng bình brom tăng m gam Tính m? Câu 8: Hai hợp chất hữu X, Y (chỉ chứa nguyên tố C, H, O phân tử có mạch cacbon khơng phân nhánh) Phân tử khối X, Y MX MY MX< MY< 130 Hồ tan hồn toàn hỗn hợp gồm X, Y vào nước dung dịch E Cho E tác dụng với NaHCO3 dư, số mol CO2 bay luôn tổng số mol X Y, không phụ thuộc vào tỷ lệ số mol chúng dung dịch Lấy lượng dung dịch E chứa 3,6 gam hỗn hợp X, Y (ứng với tổng số mol X, Y 0,05 mol) cho tác dụng hết với Na (dư), thu 784 ml khí H2 (ở đktc) Hỏi X, Y có chứa nhóm chức gì? Xác định công thức phân tử X, Y Biết X, Y khơng có phản ứng tráng bạc, khơng làm màu nước brom Khi tách loại phân tử nước khỏi Y, thu Z hỗn hợp hai đồng phân cis-, transtrong đồng phân bị tách bớt phân tử nước tạo thành chất P mạch vịng, P khơng phản ứng với NaHCO3 Xác định công thức cấu tạo Y viết phương trình phản ứng thực chuyển hố Y Z P Câu 9: Hòa tan hết 23,18 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg Fe(NO3)3 vào dung dịch chứa 0,92 mol HCl 0,01 mol NaNO3, thu dung dịch Y (chất tan có 46,95 gam hỗn hợp muối) 2,92 gam hỗn hợp Z gồm ba khí khơng màu Dung dịch Y phản ứng tối đa với 0,91 mol KOH, thu 29,18 gam kết tủa Biết phản ứng xảy hồn tồn Tính thành phần phần trăm thể tích khí Z? - HẾT - TRƯỜNG THPT ĐỒNG ĐẬU (Đề thi có trang) Câu 1 Câu 2 Câu ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 LẦN Môn thi: HĨA HỌC Trích mẫu thử Đun nóng dung dịch: - Chỉ có khí: KHCO3 2KHCO3 →K2CO3 + CO2 + H2O - Có khí có kết tủa: Mg(HCO3)2 Ba(HCO3)2 (nhóm I) Mg(HCO3)2 → MgCO3 + CO2 + H2O Ba(HCO3)2 → BaCO3 + CO2 + H2O - Không tượng: NaHSO4 Na2SO3 (nhóm II) - Cho KHCO3 vào dung dịch nhóm II + Khơng tượng: Na2SO3 + Có khí: NaHSO4 2NaHSO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O - Lấy NaHSO4 cho vào dung dịch nhóm I + Chỉ có khí: Mg(HCO3)2 Mg(HCO3)2 + 2NaHSO4 → MgSO4 + Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O + Có khí kết tủa: Ba(HCO3)2 Ba(HCO3)2 + 2NaHSO4 → BaSO4 + Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O a) 5Sb2(SO4)3 + 4KMnO4 + 24H2O → 10H3SbO4 + 2K2SO4 + 4MnSO4 + 9H2SO4 Sb23+ → 2Sb+5 + 4e Mn+7 + 5e →Mn+2 → 5Sb2+ + 4Mn+7 → 10Sb+5 +4 Mn+2 b) 23Al + 90HNO3 → 23Al(NO3)3 + 6N2 + 9NO2 + 45H2O (tỉ lệ mol N2 NO2 2:3) Al → Al+3 + 3e 2N+5 + 10e → N2 N+5 + e → N+4 → 23Al0 + 21N+5 → 23Al3+ + 6N2 + 9N+4 a) H2SO4 + Ca(HCO3)2 → CaSO4 + 2CO2 + 2H2O b) 3K2CO3 + 2AlCl3 + 3H2O → 2Al(OH)3 + 6KCl + 3CO2 c) 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 NaOH + NaHSO3 → Na2SO3 + H2O d) NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 + NaOH + H2O (hoặc: 2NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O) - Điều chế khí HCl: NaClr + H2SO4 đ → NaHSO4 + HCl 2NaClr + H2SO4 đ → Na2SO4 + 2HCl - Điều chế HNO3: NaNO3 r + H2SO4 đ → HNO3 + NaHSO4 - Điều chế N2: NH4NO2 → N2 + 2H2O (hoặc NH4Cl + NaNO2 → NaCl + N2 + 2H2O) - Điểu chế CO2: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O Theo bài: X chứa: Fe3+, Cu2+, SO42Bảo toàn Fe: Fe3+: 0,12 mol 0,5 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 Câu Bảo toàn Cu: Cu2+: 2x mol Bảo toàn S: SO42-: x + 0,24 mol Bảo tồn điện tích: 0,12 + 2x = 2(x+0,24) → x = 0,06 mol Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu Fe + Fe(NO3)3 → Fe(NO3)2 Vì dư kim loại; dd có màu xanh nên 1,2 gam kim loại Cu dư Trong dd B chứa Cu2+ ; Fe2+ n NO = 0,4 mol Fe → Fe 2+ + e → n Fe(NO3)2 = a → m Fe(NO3)2=180 a a 2a ( mol) Cu → Cu 2+ + e → n Cu(NO3)2 = b → m Cu(NO3)2=188 b a 2a ( mol) N+5 + e → N +2 (NO) 1,2 0,4 ( mol) 2a + 2b = 1,2 a = 0,2 180a + 188b = 111,2 b = 0,4 m Fe = 0,2 56 = 11,2 (g) ; m Cu = 0,4 64 + 1,2 = 26,8 (g) % Fe = (11,2 / 38 ) 100% = 29,47 % % Cu = 100 % - 29,47 % = 70,53 % Công thức cấu tạo chất: A CH2=CH2 B HOCH2-CH2OH C CH3-CH2-Cl D CH3-CH2-OH E CH3-COOH F CH3-COONH4 A→B: 3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → HOCH2-CH2OH + 2KOH + 2MnO2 B→CH3CHO: HOCH2-CH2OH H2O dd H2SO4 đặc t0C A → C: CH2=CH2 + HCl C → D: CH3-CH2-Cl + NaOH + NaCl 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 CH3-CHO + CH3-CH2-Cl 0,25 t0C CH3-CH2-OH Men giấm D → E: CH3-CH2-OH + O2 CH3-COOH + H2O CH3-CHO→ F: t0 CH3-CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O CH3-COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3 E→ F: CH3COOH + NH3 → CH3COONH4 0,25 200.5, 75 = 11,5 ml => mC2 H5OH = 11,5.0,8 = 9,2 gam 100  nC2 H5OH ban đầu = 0,2 mol VC2 H 5OH bân đầu = 0,25 0,25  VH O ban đầu = 200 – 11,5 = 188,5 ml => nH O ban đầu = 10,4722 2 mol Giả sử có x (mol) ancol bị chuyển hố, ta có 0,25 C2H5OH + O2   CH3COOH + H2O x mol x mol x mol Vậy sau phản ứng dung dịch Y có: x(mol)CH3COOH ; (0,2 -x) mol C2H5OH (x+10,47)mol H2O Cho Na dư vào 100 ml dung dịch Y: CH3COOH + Na  + 1/2H2(1)  CH3COONa C2H5OH + Na  + 1/2H2(2)  C2H5ONa H2O + Na  + 1/2H2(3)  NaOH  nH = ¼(x + 0,2 – x + 10,4722 + x) = ¼(10,6722 + x) 0,25 0,25  Theo nH = 2,7075 mol => ¼(10,6722 + x) = 2,7075 => x = 0,1578  Hphản ứng = 78,9% Câu CTCT A: CH≡C-CHO CH2=CH-CHO CH3-CH2-CHO CH3COCHO HCOOCH=CH2 CH≡C-CH2OH COOH CH3-O-C≡CH 1,00 CH≡C- Ta thấy X no  X có nhóm ete ancol hai Vì X pư với CuO nên X chắn có nhóm anol –OH Khi nhóm CH2–OH chuyển thành –CH=O CH-OH thành C=O số H giảm tức KLPT giảm đvC Theo giả thiết MY nhỏ MX đvC nên X phải có nhóm –OH (X khơng có nhóm ete X có oxi)  Y có CTPT C5H4O4 hay MY = 128 gam Số mol Y = 2,56/128 = 0,02 mol; số mol Ag = 0,16 mol Trong Y chắn có nhóm anđehit –CHO có nhóm xeton C=O Đặt Y R(CHO)n ta có R(CHO)n + 2nAgNO3 + 3nNH3 + nH2O → R(COONH4)n + 2nAg + 2nNH4NO3 0,02 0,16  n=4  X Y có CTCT CH OH HOH C C 0,25 0,25 CH=O CH OH O=HC C CH=O CH OH CH=O Khi X + NaBr/H2SO4 đặc tương đương với X pư với HBr vì: t0 2NaBr + H2SO4   Na2SO4 + 2HBr Do ta có: C H2Br CH2OH H O H 2C C C H2OH 0,25 + 4HBr BrH 2C CH2OH C C H2Br C H 2Br Do Q có M < 90 nên Q khơng cịn Br Q sp pư sau: C H2Br BrH2C C C H2Br C H2Br + 4H 0,25 CH2 + 2Zn H2C C C H2 C H2 + 2ZnBr Y: CH2=CHOOC-CH2-COOC6H5 C: CH3CHO E: CH3COONa CH2 COOC6H5 Z: CH2(COONa)2 D: CH3COONH4 F: C6H5ONa 0,25 to + 3NaOH COOCH=CH2 CH2(COONa)2+C6H5ONa+CH3CHO+H 0,25 o CaO,t  CH4  + 2Na2CO3 CH2(COONa)2 + 2NaOH  t0 CH3CHO + 2[Ag(NH3)2]OH   CH3COONH4 + 2Ag + 3NH3  + H2O CH3COONH4 + NaOH  NH3 + CH3COONa o CaO,t  CH  + Na CO CH COONa + NaOH  Câu Câu 1a 1b C6H5ONa + CO2 + H2O  C6H5OH + NaHCO3 +) nA= 0,1 mol; nNaOH= 0,2 mol; A tác dụng với dung dịch NaOH thu muối ancol, với tỉ lệ mol A:NaOH = 1:2 => A este chức +) TH1: Tạo axit chức ancol đơn chức A có cơng thức dạng R(COOR’)2 => R + 2R’=58 => R’=15 R=28 => CTCT A CH3OOC-CH2-CH2-COOCH3 R’=29 R=0=> CTCT A C2H5OOC-COOC2H5 +) TH2: Tạo axit đơn chức ancol chức A có cơng thức dạng (RCOO)2R’ => 2R + R’=58 => R=1 R’=56 => CTCT A HCOO-CH2-CH2-CH2-CH2OOCH R=15 R’=28=> CTCT A CH3COO-CH2-CH2-OOCCH3 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O 0,04 0,04 2CO2 + Ca(OH)2 →Ca(HCO3)2 2a a Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + CaCO3 + H2O a a a 197a + 100a = 6,534 → a = 0,022 CO2: 0,084 mol mdd tăng = mCO2 + mH2O - mkt 0,56 = 44.0,084 + mH2O - → H2O: 0,048 mol Gọi X CxHy → x = 0,084:0,012 = → y = 0,048.2:0,012 = Vậy X C7H8 Theo bài: C7H8: 0,2 mol Do X tác dụng với AgNO3/NH3 dư tạo kết tủa → X có liên kết ba đầu mạch C7H8 + kAgNO3/NH3 → C7H8-kAgk Theo bài: 0,2(92 + 107k) = 61,2 →k=2 Vậy CTCT X: CH≡C-CH2-CH2-CH2-C≡CH 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 Câu CH≡C-CH(CH3)-CH2-C≡CH CH≡C-CH(C2H5)-C≡CH CH≡C-C(CH3)2-C≡CH nX=0,15mol MX=10.2=20⇒mX=n.M=0,15.20=3(gam) nZ=0,035mol MZ=6,5.4=26 ⇒ mZ=n.M=0,035.26=0,91(g) mX=mY=m(C2H2+C2H4)+mZ ⇒ bình Br2 tăng = mX - mZ = - 0,91 = 2,09 (g) +) Dung dịch E tác dụng với NaHCO3 sinh CO2 chứng tỏ X, Y chứa nhóm chức –COOH Gọi công thức chất R1(COOH)x R2(COOH)y với số mol a, b Khi số mol CO2 ax+by = a+b, không phụ thuộc vào a, b nên x=y=1 +) Trong 3,6 gam X, Y Đặt CT chung R-COOH Khi tác dụng NaHCO3 thu nCO2=0,05=n(A,B) =n-COOH nên M(X,Y)=3,6/0,05=72 → MR=72 - 45=27 +) Khi phản ứng với Na tạo H2 với nH2=0,035 mol chứng tỏ số mol H linh động E 0,035.2=0,07 > n-COOH nên X, Y –OH Đặt R’(OH)k(COOH) + Na→(k+1)/2 H2 0,05 0,035 mol → k=0,4