Đang tải... (xem toàn văn)
Viết phương trình dạng ion trong các thí nghiệm sau các phản ứng xảy ra hoàn toàn: a Đun nóng dung dịch NaHCO 3, để nguội rồi đem tác dụng lần lượt với dung dịch BaNO32, AlCl3.. b Dung d[r]
(1)UBND TỈNH QUẢNG TRỊ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HÓA LỚP 12 THPT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Năm học: 2013 - 2014 Khóa thi ngày: 05/3/2014 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn thi: HÓA HỌC Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm trang) Câu (4,0 điểm) Cho các quặng sắt: hematit, xiđerit, manhetit, pirit sắt tác dụng với dung dịch HNO đặc nóng dư, biết tạo sản phẩm khử là NO2 Viết các phương trình phản ứng xảy dạng ion Viết phương trình dạng ion các thí nghiệm sau (các phản ứng xảy hoàn toàn): a) Đun nóng dung dịch NaHCO 3, để nguội đem tác dụng với dung dịch Ba(NO3)2, AlCl3 b) Dung dịch Na2S dư tác dụng với dung dịch MgCl2, FeCl3 c) Dung dịch NH3 dư tác dụng với dung dịch ZnCl2, AlCl3 Viết tất các phương trình phản ứng có thể xảy các trường hợp sau: a) Cho khí Cl2 tác dụng với Ca(OH)2 b) Sục khí H2S vào dung dịch hỗn hợp K2Cr2O7 và H2SO4 tạo kết tủa vàng X và Y là các nguyên tố thuộc phân nhóm chính, tạo hợp chất với hiđro có dạng RH (R là kí hiệu nguyên tố X Y) Gọi A và B là hiđroxit ứng với hóa trị cao X và Y Trong B, Y chiếm 35,323% khối lượng Trung hòa hoàn toàn 50 gam dung dịch A 16,8% cần 150 ml dung dịch B 1M Xác định các nguyên tố X và Y Câu (4,0 điểm) Nêu tượng, viết phương trình phản ứng dạng ion để giải thích các thí nghiệm sau: a) Hòa tan mẩu K2Cr2O7 vào ống nghiệm nước cất, sau đó thêm vào vài giọt dung dịch Ba(OH)2 b) Hòa tan mẩu Fe3O4 dung dịch H2SO4 loãng, dư, sau đó thêm vào lượng dư dung dịch NaNO3 Cho hỗn hợp A gồm Cu và Fe2O3 vào 400 ml dung dịch HCl aM thu dung dịch B và còn lại gam Cu không tan Nhúng Mg vào dung dịch B, thấy khối lượng Mg tăng thêm gam so với khối lượng Mg ban đầu và có 1,12 lít khí H (đktc) thoát Cho các phản ứng xảy hoàn toàn Viết các phương trình phản ứng xảy ra, tính a và khối lượng Cu A Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Al, Al 2O3 và Al(OH)3 lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 20% Sau phản ứng kết thúc, thu 273,75 gam dung dịch Al 2(SO4)3 21,863% và 5,04 lít H2 (đktc) Viết các phương trình hóa học xảy và tính giá trị m Dung dịch M(NO3)2 chia thành phần Phần tác dụng hết với dung dịch K3PO4, thu kết tủa M3(PO4)2 có khối lượng khác khối lượng M(NO 3)2 ban đầu là 13,65 gam Điện phân phần dòng điện chiều có cường độ là ampe tới thấy khối lượng catot không tăng thêm thì dừng lại, biết hiệu suất quá trình điện phân là 100 % Viết các phương trình phản ứng xảy và tính thời gian đã điện phân Câu (4,0 điểm) Hòa tan hoàn toàn 12,42 gam Al dung dịch HNO loãng dư, thu dung dịch X và 1,344 lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm khí N2O và N2 Tỉ khối Y so với H2 là 18 Cô cạn dung dịch X, thu bao nhiêu gam chất rắn khan? Kim loại A phản ứng với phi kim B tạo hợp chất C màu vàng cam Cho 0,1 mol hợp chất C phản ứng với CO (dư) tạo thành hợp chất D và 2,4 gam B Hòa tan hoàn toàn D vào nước, dung dịch D phản ứng hết với 100 ml dung dịch HCl 1M giải phóng 1,12 lít khí CO2 (đktc) Hãy xác định A, B, C, D và viết các phương trình phản ứng xảy Biết C chứa 45,07% B theo khối lượng, D không bị phân tích nóng chảy Thuỷ phân hoàn toàn 0,1 mol este E (chỉ chứa loại nhóm chức) cần dùng vừa đủ 100 gam dung dịch NaOH 12%, thu 20,4 gam muối axit hữu và 9,2 gam ancol Xác định công thức cấu tạo cuả E biết hai chất (ancol axit) tạo thành este là đơn chức (2) Các chất A1, B1, C1, D1 có cùng công thức phân tử C3H7O2N và không tham gia phản ứng tráng bạc A1, B1 là chất rắn, C1 và D1 là chất lỏng điều kiện thường Khi phản ứng với hiđro điều kiện thích hợp, từ A1 thu C3H9O2N, từ D1 thu C3H9N Các chất A1, B1 và C1 tác dụng với dung dịch axit HCl loãng và dung dịch NaOH Xác định công thức cấu tạo các chất trên và viết các phương trình phản ứng minh họa Câu (4,0 điểm) Viết các phương trình phản ứng xảy các quá trình sản xuất cao su cloropren, PVA từ khí thiên nhiên, chất vô và điều kiện phản ứng có đủ Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau: dd NaOH loãng,dư, t0 Cumen Br2, 1:1, Fe Br2, 1:1, as A (SP chính) B (SP chính) dd NaOH ñaëc,dö, t0,P C CH3COOH, H2SO4,t E CO2 dö G D CH3COOH, H2SO4,t0 H Axit salixylic (axit o-hiđroxibenzoic) (chất X) tác dụng với ancol metylic (xúc tác) tạo este Y, tác dụng với anhiđrit axetic tạo este Z Cho Y, Z tác dụng với dung dịch axit loãng, với dung dịch NaOH Viết các phương trình phản ứng xảy So sánh độ linh động nguyên tử H nhóm – OH phân tử các hợp chất sau: H2O, C2H5OH, C6H5OH, CH3COOH Hãy giải thích? Câu (4,0 điểm) Có hợp chất hữu mạch hở A, B, C, D, E, F (chứa các nguyên tố cacbon, hiđro và oxi) không làm màu brom CCl4, khối lượng phân tử 74 đvC Cho các chất đó tác dụng với Na, dung dịch NaOH và dung dịch AgNO3 NH3 thu kết sau: A B C D E F Na + – + – + + NaOH – – + + – + AgNO3/NH3 – – – – + + Dấu + : có phản ứng, dấu – : không phản ứng Biết A có mạch cacbon không phân nhánh và oxi hóa tạo sản phẩm tráng gương, B có tính đối xứng, oxi hóa E tạo hợp chất đa chức Biện luận xác định nhóm chức, công thức phân tử, cấu tạo A, B, C, D, E, F và viết các phương trình phản ứng xảy Đốt cháy hoàn toàn m gam chất hữu A cần dùng vừa đủ 15,4 lít không khí (đktc) thu hỗn hợp B1 gồm CO2, H2O và N2 Dẫn hỗn hợp B1 vào bình đựng dung dịch Ca(OH) dư thu 10 gam kết tủa, sau thí nghiệm khối lượng bình nước vôi tăng 7,55 gam và thấy thoát 12,88 lít khí (đktc) Biết không khí có chứa 20% oxi thể tích, còn lại là N Biết phân tử khối A1 nhỏ 150 đvC và A1 điều chế trực tiếp từ hai chất hữu khác Tìm công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và gọi tên A1 Cho m gam este đơn chức X đun nóng với dung dịch NaOH, sau phản ứng để trung hoà NaOH dư cần 100 ml dung dịch HCl 1M Chưng cất dung dịch sau trung hòa thu 15,25 gam hỗn hợp muối khan và ancol Y Dẫn toàn Y qua CuO dư, nung nóng anđehit R Cho toàn R tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO NH3, thu 43,2 gam Ag Cho các phản ứng xảy hoàn toàn a) Viết các phương trình phản ứng xảy b) Xác định công thức cấu tạo X Cho: H=1, C=12, N=14, O=16, Na=23, Mg=24, Al=27, K=39, Cl=35,5; Fe=56, Cu=64, Ag=108 -Hết Thí sinh không dùng bảng HTTH và tính tan (3) UBND TỈNH QUẢNG TRỊ SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HÓA LỚP 12 THPT Năm học: 2013 – 2014 Khóa thi ngày: 05/3/2014 Môn thi: HÓA HỌC ĐỀ THI CHÍNH THỨC Câu Ý Nội dung 1 Các phương trình phản ứng xảy ra: Fe2O3 + 6H+ → 2Fe3+ + 3H2O FeS2 + 14H+ + 15 NO3- → Fe3+ + 2SO42- + 15NO2 + 7H2O Fe3O4 + 10H+ + NO3- → 3Fe3+ + NO2 + 5H2O FeCO3 + 4H+ + NO3- → Fe3+ + NO2 + CO2 + 2H2O Điểm điểm 1,0 Dung dịch NaHCO3 đã đun nóng: o t Na2CO3 + H2O + CO2 NaHCO3 Ba2+ + CO32 → BaCO3 Al3+ + CO32 + H2O → Al(OH)3 + CO2 Dung dịch Na2S tác dụng với các dung dịch: Mg2+ + S2 + H2O → Mg(OH)2+ H2S → FeS + Fe3+ + S2 S Dung dịch NH3 tác dụng với các dung dịch: Al3+ + NH3 + H2O → Al(OH)3 + NH4+ Zn2+ + NH3 + H2O → Zn(OH)2+2 NH4+ Zn(OH)2 + NH3 → Zn(NH3)42+ + OH Các phương trình phản ứng có thể xảy ra: 2Cl2 + Ca(OH)2(dd) → CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O Cl2 + Ca(OH)2(vôi sữa) → CaOCl2 + H2O to 5CaCl2 + Ca(ClO3)2 + 6H2O 6Cl2 + 6Ca(OH)2 3H2S + K2Cr2O7 + 4H2SO4 K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3S + 7H2O Hợp chất với hiđro có dạng RH nên Y có thể thuộc nhóm IA VIIA -Trường hợp 1: Nếu Y thuộc nhóm IA thì B có dạng YOH Y 35,323 Y 9,284 17 64 , 677 Ta có : (loại không có nghiệm thích hợp) -Trường hợp 2: Y thuộc nhóm VIIA thì B có dạng HYO4 Y 35,323 Y 35,5 Ta có : 65 64,677 , Y là nguyên tố clo (Cl) B (HClO4) là axit, nên A là bazơ dạng XOH 16,8 mA 50 gam 8,4 gam 100 XOH + HClO4 XClO4 + H2O n n HClO 0,15 mol A MX = 39 gam/mol, X là nguyên tố kali 1,0 1,0 0,25 0,25 0,25 0,25 (4) Câu Ý Nội dung Dung dịch pha có màu da cam, thêm Ba(OH)2 dung dịch chuyển dần màu vàng, đồng thời có kết tủa màu vàng xuất Giải thích: Cr2O72- + 2OH2CrO42- + H2O Da cam vàng BaCrO4 (vàng) Ba2+ + CrO42- Mẩu oxit tan hết, dung dịch có màu vàng (nâu) Thêm NaNO3, khí không màu bay ra, hóa nâu không khí 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O Giải thích: Fe3O4 + 8H+ Điểm điểm 0,5 0,5 3Fe+3 + NO (hóa nâu không khí) + 2H2O 3Fe2+ + NO3- + 4H+ Do Cu dư và tạo H2 tác dụng với Mg B chứa FeCl2, CuCl2 và HCl Phản ứng: Fe2O3 + 6H+ → 2Fe3+ + 3H2O → 2x x → 6x 3+ → 2Fe2+ + Cu2+ Cu +2Fe → 2x → x x 2x 2+ → Mg2+ + Cu Mg + Cu x → x thì m(tăng) = 40x Mg + 2H+ → Mg2+ + H2 0,05 0,05 2+ → Mg2+ + Fe Mg + Fe 2x 2x thì m(tăng) = 32.2x 0,5 Suy ra: m(tăng) = 40x + 64x - 1,2 = x = 0,05mol Vậy: m(Cu) = 1+3,2=4,2 gam và a = (6.0,05+0,1):0,4 = 1M 0,25 0,25 5, 04 273, 75.21,862 0, 225 0,175 22, 100.342 Ta có: nAl2(SO4)3= mol, nH2= mol 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 (1) Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O (2) 2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O (3) 0,5 Theo (1, 2, 3): nH2SO4=3nAl2(SO4)3=3.0,175=0,525 mol 0,525.98.100 20 Áp dụng ĐLBTKL: m + =273,75 + 0,225.2 m=16,95 gam 0,5 Phương trình phản ứng: M(NO3)2+ K3PO4 → M3(PO4)2 + KNO3 (1) → mol mol làm thay đổi khối lượng là 372 190=182g (7) m AIt m 96500n t 96500n A I x mol M(NO 3)2 làm thay 0,5 đổi khối lượng 13,65 g x=0,225 mol 0,5 Phương trình điện phân: ñpdd M(NO3)2 + H2O M + 1/2 O2 + HNO3 (2) (5) Câu Ý Nội dung Điểm Tính thời gian đã điện phân: Vậy t = 0,225 96500 = 21712,5 (giây) điểm Gọi số mol N2O và N2 là x, y mol có: 44x 28y 18.2.0, 06 x 0, 03 x y 0, 06 y 0, 03 Quá trình cho e: Quá trình nhận e: 5 1 5 Al → Al3+ + → N N N + 8e (N2O) + 10e 3e → N 0,46 → 0,03 0,24 0,3 0,03 1,38 Suy ra: tổng số mol e nhận còn thiếu = 1,38 - 0,54 = 0,84 mol Vậy sản phẩm khử còn có muối NH4NO3 5 3 N + 8e → N (NH4+) 0,84 → 0,105 Kết luận: m = mAl(NO3)3 +m NH4NO3=0,46·213+ 0,105·80=106,38 g Ta có: nHCl = 0,1 mol; nCO2=1,12:22,4 = 0,05 mol Dung dịch D phản ứng hết 0,1 mol HCl → CO2 và nH+ : nCO2=0,1:0,05= 2:1 Suy hợp chất D là muối cacbonat kim loại Hợp chất D không bị phân tích nóng chảy, D là cacbonat kim loại kiềm H+ + CO32 → H2O + CO2 C + CO2 → D + B C là peoxit hay supeoxit, B là oxi Đặt công thức hoá học C là AxOy Lượng oxi 0,1 mol C (AxOy) là 16 0,05 + 2.4 = 3,2 (g) → mC = (3,2.100):45,07= 7,1 (g) MC = 7,1 : 0,1 = 71 (g/mol) 3,9 3, : M 16 M = 39 A m C = 7,1 3,2 = 3,9 (g) x:y= A 0,5 0,5 0,5 0,5 A Vậy A là K ; B là O2 ; C là KO2 ; D là K2CO3 Các phương trình phản ứng: K +O2 → KO2; KO2+2 CO2 → K2CO3 + O2, K2CO3 + HCl → KCl + H2O + CO2 Do: nNaOH:nE=3 nên có trường hợp xảy ra: 0,5 0,5 Ta có: A1: C2H3COONH4,B1: H2NC2H4COOH, C1: H2NCH2COOCH3, D1: C3H7NO2 to Fe HCl C2H5COONH4, C3H7NO2+6H C3H7NH2+ 2H2O C2H3COONH4+H2 1,0 (6) Câu Ý Nội dung C2H3COONH4 + 2HCl → ClCH2CH2COOH NH4Cl C2H3COONH4 + NaOH → C2H3COONa + NH3 + H2O H2NC2H4COOH + HCl → ClNH3C2H4COOH H2NC2H4COOH + NaOH → H2NC2H4COONa + H2O H2NCH2COOCH3 + HCl → ClNH3CH2COOCH3 H2NCH2COOCH3 + NaOH → H2NCH3COONa + CH3OH Điểm 4 điểm Điều chế axetilen: o 1500 ,lln 2CH4 HC CH + 3H2 CuCl,NH Cl,t CH2= CH - C CH Cao su cloropren: n HC CH CH2= CH - C CH + HCl CH2 = CH - CCl = CH2 xt ,t (-CH2CH = CCl - CH2 -)n n CH2 = CH - CCl = CH2 0,5 HgSO , to Polivinyl axetat : HC CH + H2O CH3CH=O 2 o Mn ,t CH3CH = O + 1/2 O2 CH3COOH 0,5 2 o Zn ,t CH2 = CH - OCOCH3 HC CH + CH3COOH o xt,t ,P n CH2 = CH - OCOCH3 [- CH2CH(OCOCH3)-]n A B C D E G CH(CH3)2 CBr(CH3)2 COH(CH3)2 OCOCH3 C(OH)(CH3)2 COH(CH3)2 Br Br Br ONa OH C(CH3)2 Br H OCOCH3 C(CH3)2 OH Các phương trình phản ứng xảy ra: CH(CH3)2 CH(CH3)2 + HBr Fe,1:1,t + Br2 Br CH(CH3)2 CBr(CH3)2 + HBr as,1:1 + Br2 Br Br CBr(CH3)2 o + NaBr t +NaOH loãng Br Br CBr(CH3)2 C(OH)(CH3)2 o + 2NaBr +H2O t + 3NaOH đặc Br ONa COH(CH3)2 +CH3COOH H2SO4ñaëc, t0 Br OCOCH3 C(CH3)2 +H2O Br C(OH)(CH3)2 C(OH)(CH3)2 + CO2 +H2O ONa 1,0 C(OH)(CH3)2 + NaHCO3 OH (7) Câu Ý Nội dung C(OH)(CH3)2 +CH3COOH Điểm H2SO4ñaëc, t OCOCH3 C(CH3)2 OH +H2O OH Xác định đúng chất và viết phương trình phản ứng: điểm COOH OH +CH3OH H2SO4ñaëc, t COOH COOCH3 OH +H2O COOH OH t +(CH3CO)2O COOCH3 +CH3COOH OCOCH3 COOH OH COOCH3 +CH3OH OH , t H +H2O COONa OH to ONa +2NaOH COOH +CH3OH 1,0 COOH OCOCH3 , t 0 H OH +H2O COOH +CH3COOH COONa OCOCH3 to ONa +3NaOH +CH3COONa+H2O Mỗi Phương trình phản ứng đúng là 1/6 điểm Độ linh động nguyên tử H: C2H5OH < H2O < C6H5OH < CH3COOH C2H5OH < H2O < C6H5OH < CH3COOH – C H hút e – C2H5 đẩy e nhóm C = O có hút e mạnh 1,0 điểm Dựa theo khả phản ứng ta có dự đoán: A không có các nhóm –CHO, -COOH, -COO- ; A phải có nhóm –OH và có thể các nhóm ete, xeton B không có các nhóm –CHO, -COOH, -COO- , -OH, B có nhóm ete và xeton, C phải là axit, D phải là este, E vừa có nhóm –OH, vừa có nhóm –CHO F phải có nhóm – COOH và -CHO Gọi công thức các chất là CxHyOz 0,5 12x y 16z 74 y 2x y : chaün - Khi z=1 → 12x + y = 58 → x=4, y = 10 C4H10O đây có thể là chất rượu (chất A) họăc ete ( chất B) Chất A là CH3CH2CH2CH2OH và B là CH3CH2 – O-CH2CH3 - Khi z =2 ta có 12x + y + 32 = 74 → x = 3; y = 0,5 (8) Câu Ý Nội dung CTPT C3H6O2 có thể là axit, este, nhóm –CHO + nhóm rượu Chất C: CH3CH2COOH, D: CH3COOCH3, E: HO-CH2 CH2 CHO CH3 –CH(OH)-CHO Điểm hay - Khi z = ta có 12x +y =26 → x=2; y=2 CTPT C2H2O3 → CTCT HOOC-CHO Chất F là HOOC-CHO Các phương trình phản ứng: C4H9OH + Na → C4H9ONa + 1/2H2 CH3CH2COOH + Na → CH3CH2COONa + ½ H2 CH3CH2COOH + NaOH → CH3CH2COONa + H2O t0 CH3COOCH3 + NaOH CH3OONa + H2O HOC2H4CHO + Na → NaOC2H4CHO + 1/2H2 o t HOC2H4COONH4 + 2Ag + 3NH3 +H2O HOC2H4CHO + 2Ag(NH3)2OH HOOC-CHO + Na → NaOOC-CHO + 1/2H2 HOOC-CHO + NaOH → NaOOC-CHO + H2O 0,5 o t (COONH4)2 + 2Ag + 2NH3 +H2O HOOC-CHO + 2Ag(NH3)2OH Ta có: nkk=0,6875 mol nO2=0,1375 mol và nN2=0,55 mol Gọi công thức phân tử A1 là CxHyOzNt Phản ứng: CxHyOzNt + (x+y/4 - z/2) → xCO2 + y/2H2O + t/2N2 (1) Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (2) 0,1 0,1 mCO2+mH2O=7,55 mH2O=3,15 gam nH2O=0,175 mol nH=0,35 mol nN2(sau)=0,575 mol nN2(1)=0,025 mol nN=0,05 mol Theo ĐLBTNT oxi: nO(A) = 0,1.2 + 0,175.1 - 0,1375.2 = 0,1 mol Tỉ lệ: x:y:z:t=0,1:0,35:0,1:0,05=2:7:2:1 CTPT là (C2H7O2N)n, 77n<150 n=1 Vậy công thức phân tử là C2H7O2N Do A1 dược điều chế trực tiếp từ chất hữu A1 là HCOOCH3NH3 HCOOH + CH3NH3 → HCOOCH3NH3 (metylamoni fomat) Do oxi hóa Y tạo sản phẩm tráng gương Y là ancol bậc Đặt CTPT X là RCOOCH2R1 với R, R1 là các gốc hiđrocacbon t0 RCOOCH2R1 + NaOH ROONa + R1CH2OH (1) NaOHdư + HCl NaCl + H2O (2) 0,1 0,1 0,1 Hơi rượu Y qua CuO nung nóng: t0 R/1CH2OH + CuO R/1CHO + Cu + H2O (3) 0,5 0,5 0,5 o t R/1COONH4 + 2Ag + NH3 + H2O (4) R/1CHO + 2Ag(NH3)2OH Nếu R1 là H: t0 CH3OH + CuO HCHO (E)+ Cu + H2O (5) o t (NH4)2CO3 + 4Ag + NH3 + 2H2O (6) HCHO + 4Ag(NH3)2OH Do: nHCl = 0,1 mol = n NaOH dư = nNaCl=0,1 mol, m ROONa = 15,25 - 5,85 = 9,4 (g) TH1: Nếu R1 là H, không có (3,4) n Ag = 43,2/108 = 0,4 mol Theo (1) ta có n ROONa = n CH3OH = 1/4nAg=0,1 mol M ROONa = 9,4/0,1 = 94 R + 67 = 94 R = 27 R là C2H3- 0,5 (9) Câu Ý Nội dung Điểm Vậy X là C2H3COOCH3 TH2: Nếu R1 không phải là H, không có (5,6) Theo (1) ta có n ROONa = n R1CH2OH = 1/2nAg=0,2 mol M ROONa = 9,4/0,2 = 47 0,5 R + 67 = 47 R=-20 < loại Vậy: Este X là C2H3COOCH3 Ghi chú: Thí sinh có thể làm cách khác, đúng đạt điểm tối đa câu Nếu thiếu điều kiện thiếu cân thiếu hai thì trừ nửa số điểm PTHH đó ………………………HẾT…………………… (10)