Đang tải... (xem toàn văn)
Tìm công thức cấu tạo của các chất A, B, C, D, E, F và viết các phương trình phản ứng xảy ra theo sơ đồ biến hóa trên, ghi rõ điều kiện để phản ứng xảy ra (nếu có).. Tính hiệu suất của p[r]
(1)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Lớp 12 THPT năm học 2011 – 2012
Môn thi : Hóa học Thời gian làm bài: 180 phút
(Đề thi gồm 02 trang)
Câu I (2 điểm)
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
2 Cho sơ đồ phương trình phản ứng:
(1) (X) + HCl (X1) + (X2) + H2O (5) (X2) + Ba(OH)2 (X7)
(2) (X1) + NaOH (X3) + (X4) (6) (X7) +NaOH (X8) + (X9) + …
(3) (X1) + Cl2 (X5) (7) (X8) + HCl (X2) +…
(4) (X3) + H2O + O2 (X6) (8) (X5) + (X9) + H2O (X4)+ …
Hoàn thành phương trình phản ứng cho biết chất X, X1,…, X9
Câu II (2 điểm)
1.Cho sơ đồ chuyển hóa chất hữu sau:
(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) 2.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 dC H OH2 = 0,8 g/ml; dH O2 = g/ml)
Câu III (2 điểm)
1 Tổng số hạt proton, nơtron, electron nguyên tử nguyên tố M X 82 52 M X tạo thành hợp chất MXa (a: nguyên dương, hợp chất MXa
X có số oxi hóa -1), phân tử hợp chất MXa có tổng số hạt proton
77 Xác định công thức phân tử MXa
(Cho biết số nguyên tố: 7N, 8O, 9F, 16S, 15P, 17Cl, 29Cu, 26Fe, 30Zn, 24Cr, 25Mn)
2 Một hỗn hợp lỏng gồm chất: C6H5OH, C6H6, C6H5NH2, C2H5OH Nêu phương pháp
tách riêng chất khỏi hỗn hợp
A B CH3CHO
C D E
dd KMnO4 dd H2SO4 đặc
t0C
(2)Câu IV (2 điểm)
Cho 10,62 gam hỗn hợp gồm Fe, Zn vào 800 ml dung dịch hỗn hợp X gồm NaNO3 0,45 M H2SO4 0,9M Đun nóng cho phản ứng xảy hồn tồn thu dung
dịch Y 3,584 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đo đktc) Dung dịch Y hòa tan tối đa m1 gam bột Cu thu V lít khí NO (đktc, sản phẩm khử NO3-)
1 Tính % khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu Tính giá trị m1 V
3 Cho m2 gam Zn vào dung dịch Y (tạo khí NO sản phẩm khử NO3-),
sau phản ứng thu 3,36 gam chất rắn Tính giá trị m2
Câu V (2 điểm)
Este A tạo axit cacboxylic X, Y mạch hở, khơng phân nhánh ancol Z Xà phịng hóa hồn toàn a gam A 140 ml dung dịch NaOH, để trung hòa NaOH dư sau phản ứng cần dùng 80ml dung dịch HCl 0,25M, thu dung dịch B Cô cạn dung dịch B thu b gam hỗn hợp muối khan M, nung M NaOH khan, dư có xúc tác CaO, thu chất rắn R hỗn hợp khí K gồm hidrocacbon có tỉ khối so với O2 0,625 Dẫn khí K lội qua dung dịch nước brom dư thấy có 5,376 lít chất
khí Cho tồn lượng chất rắn R thu tác dụng với dung dịch H2SO4 lỗng, dư, có 8,064 lít khí CO2
(Giả thiết phản ứng xảy hồn tồn, khí đo điều kiện tiêu chuẩn) Xác định công thức cấu tạo X, Y, Z, A Biết để đốt cháy hoàn toàn 2,76 gam
ancol Z cần dùng 2,352 lít O2 (đktc), sau phản ứng khí CO2 nước tạo thành có
tỉ lệ khối lượng tương ứng 11/6
2 Tính giá trị a, b nồng độ dung dịch NaOH dùng phản ứng xà phịng hóa ban đầu
****
Cho ngun tử khối nguyên tố: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Cl = 35,5; S = 32; Na = 23; Ca = 40; Fe = 56; Zn = 65; Cu = 64
- Hết
(3)Sở Giáo dục Đào tạo Hải Dương
=========
ĐÁP ÁN
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH HẢI DƯƠNG Lớp 12 THPT năm học 2011 – 2012
================== Môn thi : Hóa học
Câu Ý ĐÁP ÁN Điểm
1 1 (1đ)
- Lấy mẫu thí nghiệm
- Đun nóng mẫu thí nghiệm thấy:
+ Một mẫu có khí khơng màu KHCO3
2KHCO3 ⃗t0 K2CO3 + CO2↑ + H2O
0,25
+ Hai mẫu vừa có khí vừa có kết tủa trắng dung dịch Mg(HCO3)2, dung dịch Ba(HCO3)2.(Nhóm I)
Mg(HCO3)2 ⃗t0 MgCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O
Ba(HCO3)2 ⃗t0 BaCO3↓ + CO2 ↑ + H2O
+ Hai mẫu khơng có tượng dung dịch NaHSO4, dung dịch
Na2SO3 (Nhóm II)
0,25
- Lần lượt cho dung dịch KHCO3 biết vào dung dịch nhóm II
+ Dung dịch có sủi bọt khí NaHSO4:
2NaHSO4 + 2KHCO3 → Na2SO4 + K2SO4 + CO2 ↑ +
2H2O
+ Dung dịch khơng có tượng Na2SO3
0,25
- Lần lượt cho dung dịch NaHSO4 vào dung dịch nhóm I
+ Dung dịch vừa có sủi bọt khí, vừa có kết tủa trắng Ba(HCO3)2:
2NaHSO4 + Ba(HCO3)2 → BaSO4 ↓ + Na2SO4 +2 CO2↑ +
2H2O
+ Dung dịch có sủi bọt khí Mg(HCO3)2
2NaHSO4 + Mg(HCO3)2 → MgSO4 + Na2SO4 +2 CO2↑ +
2H2O
0,25
Chú ý: Học sinh có cách giải khác nhau, cho điểm tối đa
1 2 (1đ)
Các phương trình phản ứng:
(1) FeCO3 + 2HCl FeCl2 + CO2 + H2O
(4)(X) (X1) (X2)
(2) FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl
(X1) (X3) (X4)
0,25
(4) 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3
(X1) (X5)
(5) 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3 ↓
(X3) (X6) 0,25
(7) 2CO2 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2
(X2) (X7)
(8) Ba(HCO3)2 + 2NaOH BaCO3 ↓ + Na2CO3 + 2H2O
(X7) (X8) (X9) 0,25
(10) BaCO3 + 2HCl BaCl2 + CO2 + H2O
(X8) (X2)
(11) 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Fe(OH)3 ↓ + 3CO2 + 6NaCl
(X5) (X9)
0,25 Các chất: X: FeCO3 X1: FeCl2 X2 :CO2 X3: Fe(OH)2 X4: NaCl
X5: FeCl3 X6: Fe(OH)3 X7: Ba(HCO3)2 X8: BaCO3 X9: Na2CO3
2 1 (1đ)
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
0,25
B→CH3CHO: HOCH2-CH2OH CH3-CHO + H2O
A → C: CH2=CH2 + HCl CH3-CH2-Cl
0,25
C → D: CH3-CH2-Cl + NaOH CH3-CH2-OH + NaCl
D → E: CH3-CH2-OH + O2 CH3-COOH + H2O
0,25
CH3-CHO→ F:
CH3-CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O CH3-COONH4 + 2Ag +
2NH4NO3
E→ F: CH3COOH + NH3 → CH3COONH4
0,25
Chú ý: Học sinh chọn chất tác dụng khác mà cho điểm tương đương
2 2 (1đ) 0,25
dd H2SO4 đặc t0C
t0C
Men giấm
(5)2
C H OH
V
bân đầu =
200.5,75
100 = 11,5 ml => mC H OH2 = 11,5.0,8 = 9,2 gam
nC H OH2 ban đầu = 0,2 mol
VH O2 ban đầu = 200 – 11,5 = 188,5 ml => nH O2 ban đầu = 10,47 mol Giả sử có x (mol) ancol bị chuyển hố, ta có
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
0,25
Cho Na dư vào 100 ml dung dịch Y:
CH3COOH + Na ❑⃗ CH3COONa + 1/2H2(1)
C2H5OH + Na ❑⃗ C2H5ONa + 1/2H2(2)
H2O + Na ❑⃗ NaOH + 1/2H2(3)
0,25
nH2= ¼(x + 0,2 – x + 10,47 + x) = ¼(10,67 + x)
Theo nH2= 2,7075 mol => ¼(10,67 + x) = 2,7075 => x = 0,16
mol
Hphản ứng =
0,16
x100% 80% 0,2
0,25
3 1 (1đ)
Gọi p, n, e số hạt X ( p, n, e nguyên dương) Có: 2p + n = 52 n = 52 -2p
Ta ln có p n 1,524p p 52-2p1,524p 14,75p17,33.
0,25
Vì p nguyên p = 15, 16, 17.
Cấu hình electron X là: p = 15: 1s22s22p63s23p3
p = 16: 1s22s22p63s23p4
p = 17: 1s22s22p63s23p5
Trong hợp chất X có số oxi hóa -1 => X Cl Vậy X có 17p, 17e, 18n X Clo (Cl)
0,25
Gọi p’; n’; e’ số hạt M
Tương tự ta có n’ = 82-2p’ 3p’823,524p’ 23,26 p’27,33
0,25
Mà MXa có 77 hạt proton p’ + 17.a = 77 p’ = 77-17a
82 82
77 17
3,5 a3 2,92a3,16
Vì a nguyên a = Vậy p’ = 26 Do M Fe
Công thức hợp chất FeCl3
0,25
(6)Cho hỗn hợp vào dung dịch NaOH dư, chiết tách phần không tan ta hỗn hợp gồm C6H6, C6H5NH2 (hỗn hợp I)
C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O
Phần dung dịch gồm: C6H5ONa, C2H5OH, NaOH dư ( dung dịch II)
0,25
Chưng cất dung dịch (II), ngưng tụ làm khơ C2H5OH
C6H5ONa, NaOH không bay
Cho CO2 dư vào dung dịch C6H5ONa, NaOH, lọc tách phần kết tủa
được C6H5OH
NaOH + CO2 → NaHCO3
C6H5ONa + CO2 + H2O → C6H5OH + NaHCO3
0,25
Cho hỗn hợp (I) vào dung dịch HCl dư, chiết tách phần không tan ta C6H6
C6H5NH2 + HCl → C6H5NH3Cl (tan) 0,25
Cho dung dịch thu gồm C6H5NH3Cl, HCl dư vào dung dịch
NaOH dư, chiết tách phần chất lỏng ta C6H5NH2
HCl + NaOH → NaCl + H2O
C6H5NH3Cl + NaOH → C6H5NH2 + NaCl + H2O
0,25
4 1 1đ
1 Số mol NaNO3 = 0,36 mol
số mol H2SO4 = 0,72 mol => số mol H+ = 1,44 mol 0,25
Ta có bán phản ứng:
NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O (1)
mol 0,16 ← 0,16 ← 0,16 ← 0,16 Số mol NO = 0,16 mol => H+ NO
3- dư, kim loại phản ứng hết
Số mol NO3- phản ứng = 0,16 mol; số mol H+ phản ứng = 0,64 mol
Fe → Fe3+ + 3e(1)
Zn → Zn2+ + 2e(2)
0,25
Gọi số mol Fe x mol, số mol Zn y mol
Theo khối lượng hỗn hợp ban đầu ta có phương trình 56 x + 65 y = 10,62 (I)
Theo định luật bảo tồn electron ta có phương trình
3x + 2y = 0,16.3 (II) 0,25 Giải hệ phương trình (I), (II) ta có: x = 0,12 y = 0,06 mol
mFe = 0,12.56 = 6,72 g => % mFe = 63,28%
=> % mZn =100% - 63,28 % = 36,72 % 0,25
(7)Dung dịch Y có 0,2 mol NO3-; 0,8 mol H+; 0,12 mol Fe3+; 0,06 mol
Zn2+, thêm bột Cu vào dung dịch Y:
3Cu + 8H+ + 2NO
3- → 3Cu2+ + 2NO + H2O (3)
0,3 ← 0,8 ← 0,2 → 0,2 (mol)
2Fe3+ + Cu → 2Fe2+ + Cu2+ (4)
0,12 → 0,06
0,25 Từ phản ứng (3), (4) có tổng số mol Cu = 0,36 mol
m1 = 0,36.64 = 23,04 gam
VNO = 4,48 lít 0,25
4 3 (0,5đ)
Thêm m2 gam Zn vào dung dịch Y có 0,2 mol NO3-; 0,8 mol H+; 0,12
mol Fe3+; 0,06 mol Zn2+:
Do khối lượng Fe3+ = 0,12.56 = 6,72 gam > khối lượng chất rắn bằng
3,36 gam Nên 3,36 gam chất rắn sau phản ứng có Fe, Zn hết nFe = 3,36/56 = 0,06 mol
0,25
3Zn + 8H+ + 2NO
3- → 3Zn2+ + 2NO + H2O
0,3 ← 0,8 ← 0,2
Zn + 2Fe3+ → Zn2+ + 2Fe2+
0,06 ← 0,12 → 0,12 Zn + Fe2+ → Zn2+ + Fe
0,06 ← 0,06 ← 0,06
Tổng số mol Zn phản ứng 0,3 + 0,12 = 0,42 mol
=> mZn = 27,3 gam 0,25
5 1 (1,5đ)
* Xác định công thức phân tử ancol Z Khi đốt cháy Z cho
2
2
11
6
CO CO
H O H O
m n
m n Vậy
2
H O CO
n n => Z ancol
no, mạch hở: CnH2n+2Ok (k≤n)
0,25
CnH2n+2Ok +
3
n k
O2 → nCO2 + (n+1)H2O
x(mol) →
2
n k
.x → n.x →(n+1).x Bài cho nO2 phản ứng = 0,105 mol Ta có
3 ( 1)
n x
n
n x
0,25
mZ = (14n + + 16k).x = 2,76
nO2 =
3
n k
.x = 0,105 => (3n + – k).x = 0,21
(8)Thay n = vào ta có
44 16 2,76
3 10 0, 21
k
k k
Vậy Z C
3H8O3
CH2OHCHOHCH2OH: Glixerol
Xác định axit X, Y:
Vì khối lượng trung bình K = 32.0,625 = 20, chắn có CH4,
khí lại R’H.
Cho K qua dung dịch Br2 dư thu khí bay có số mol
5,376/22,4 = 0,24 mol
Chất rắn R có chứa Na2CO3 phản ứng với dung dịch H2SO4
lỗng dư có phản ứng:
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O
0,36 ← 0,36
0,25
nCH4= 0,24 mol => axit tương ứng X CH3COOH CH3COONa + NaOH Na2CO3 + CH4
0,24 ← 0,24 ← 0,24 ← 0,24 Chất cịn lại: R’(COOH)
t có muối R’(COONa)t (t=1 t = 2)
R’(COONa)
t + t.NaOH → t.Na2CO3 + R’H
0,12 → 0,12/t
Ta có: Khối lượng trung bình khí K =
'
0,12 16.0, 24
20 0,12
0, 24 t R H
M
t t
0,25
MR H' t = 20 +8.t; Vì mạch khơng phân nhánh nên t = t = t=1 =>MR H' t = 28 => C2H4 => axit Y: CH2=CH-COOH (0,12 mol) t = => MR H' t= 36 (loại)
C2H3COONa + NaOH → C2H4 + Na2CO3
0,12 ← 0,12 ← 0,12 ← 0,12
0,25
5 2 (0,5đ)
Trung hòa NaOH dư sau xà phịng hóa NaOH + HCl → NaCl + H2O
0,02 0,02 0,02 0,02 Vậy muối M gồm: CH3COONa (0,24 mol)
C2H3COONa (0,12 mol)
NaCl (0,12 mol)
mM = b = 82.0,24 + 94.0,12 + 58,5.0,02 = 32,13 gam
0,25
A là: C3H5(OCOCH3)2(OCOC2H3)
nA = 0,12 mol => a = 230.0,12 = 27,6 gam
0,25
(9)Công thức cấu tạo A là:
Chú ý: Học sinh làm theo cách khác, đúng, có lập luận chặt chẽ cho điểm tối đa.
http://ngocbinh.dayhoahoc.com
CH2 CH CH2 CH3COO
CH2=CH COO
-CH3COO
-CH2 CH CH2 CH3COO
CH2=CH COO