Hỗn hợp X gồm ba hiđrocacbon A, B, C là đồng phân của nhau, đều không làm mất màu dung dịch brom.. - Khi đun với hơi brom có mặt bột sắt thì A chỉ cho một sản phẩm hữu cơ monobrom, còn B[r]
(1)SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ CHÍNH THỨC KÌ THI CHỌN HSG LỚP 10, 11 THPT NĂM HỌC 2015-2016 ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC 11 - THPT Thời gian: 180 phút, không kể thời gian giao đề (Đề thi gồm 02 trang) Câu (1,0 điểm) Hoàn thành các phương trình phản ứng sau: t NH4Cl + NaNO2 Propen + KMnO4 + H2O Si + NaOH + H2O Vinylaxetilen + AgNO3 + NH3 Câu (2,0 điểm) Cho sơ đồ thí nghiệm sau: Bông và CuSO4 khan Chất hữu X và CuO Dung dịch Ca(OH)2 Biết bông trộn CuSO4 khan hóa xanh và dung dịch Ca(OH)2 vẩn đục Hỏi chất X phải chứa nguyên tố nào? Vì sao? X, Y là hai muối natri cùng axit X làm quì tím hóa đỏ còn Y làm quì tím hóa xanh Cả X và Y tạo kết tủa trắng với nước vôi dư Y tạo kết tủa vàng với dung dịch AgNO3 Tìm X, Y và viết các phản ứng xảy Câu (1,0 điểm) Cho 2,6 gam hỗn hợp X chứa FeS2 và Cu2S tác dụng hết với dung dịch HNO3, thu dung dịch Y chứa muối sunfat và 0,2725 mol hỗn hợp khí Z gồm NO2 và SO2 Tính phần trăm khối lượng chất hỗn hợp X Câu (1,0 điểm) Hợp chất X tạo nên từ nguyên tử hai nguyên tố Tổng số proton X 10 a) Tìm X b) Hoàn thành các phản ứng sau: (1): (A) + H2O (4): (A) + NaOH + H2O (B) + (X); (G) + (X); CaO, t (2): (C) + NaOH (5): (E) + (D) + H2O (B) + (H) + (I); : (X) + (E); (3): (A) + HCl (D) + (X); (6): (G) + (D) + H2O (B) + (H) (2) Câu (1,0 điểm) Một bình kín chứa các chất sau: axetilen (2,0 mol), vinylaxetilen (1,6 mol), hiđro (2,6 mol) và ít bột niken Nung nóng bình thời gian, thu hỗn hợp khí X có tỉ khối so với H2 19,5 Khí X phản ứng vừa đủ với 2,8 mol AgNO3 dung dịch NH3, thu m gam kết tủa và 40,32 lít hỗn hợp khí Y (đktc) Khí Y phản ứng tối đa với 2,2 mol Br2 dung dịch Tính m Câu (1,0 điểm) Đốt cháy 19,2 gam Mg oxi thời gian thu m gam hỗn hợp rắn X Để hòa tan hết m gam X cần dùng vừa đủ V lít dung dịch chứa HCl 1M và H2SO4 0,75M, thu dung dịch chứa (3m + 20,8) gam muối Mặt khác, hòa tan hết m gam X V1 lít dung dịch HNO3 1,175M (dư 25% so với lượng cần thiết), thu 1,792 lít (đktc) hỗn hợp khí Y (gồm N2O và N2) có tỉ khối so với He Tính các giá trị m, V và V1 Câu (1,5 điểm) Hỗn hợp X gồm ba hiđrocacbon A, B, C là đồng phân nhau, không làm màu dung dịch brom Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X thu 79,2 gam CO2 và 21,6 gam H2O a) Tìm công thức phân tử A, B, C b) Xác định công thức cấu tạo A, B, C và viết phản ứng xảy biết: - Khi đun nóng với dung dịch KMnO4/H2SO4 thì A, B tạo C9H10O6 còn C tạo C8H6O4 - Khi đun với brom có mặt bột sắt thì A cho sản phẩm hữu monobrom, còn B và C chất cho sản phẩm hữu monobrom Câu (1,5 điểm) Hòa tan hết 13,52 gam hỗn hợp X gồm Mg(NO3)2, Al, Mg, Al2O3 vào dung dịch gồm NaNO3 và 1,08 mol HCl (đun nóng) Sau kết thúc phản ứng, thu dung dịch Y chứa các muối và 3,136 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm N2O và H2 Tỉ khối Z so với H2 10 Dung dịch Y tác dụng tối đa với dung dịch chứa 1,14 mol NaOH Lấy kết tủa nung ngoài không khí tới khối lượng không đổi, thu 9,6 gam chất rắn Tính phần trăm khối lượng các chất hỗn hợp X Ghi chú: Thí sinh dùng bảng tuần hoàn Cho: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; F = 19; Na = 23; Mg = 24; Al = 27; Si = 28; P = 31; S = 32; Cl = 35,5; K = 39; Ca =40; Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; Ag = 108; Ba = 137 -Hết Cán coi thi không giải thích gì thêm Họ và tên thí sinh: SBD: (3) SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10, 11 THPT Năm học: 2015 – 2016 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HÓA HỌC 11 - THPT (Hướng dẫn chấm gồm 04 trang) Câu Nội dung Câu (1,0 đ) Câu (2,0 đ) Câu (1,0 đ) Điểm t N2↑ + NaCl + 2H2O NH4Cl + NaNO2 0,25 đ Na2SiO3 + 2H2↑ Si + 2NaOH + H2O 3CH2=CH-CH3 + 2KMnO4 + 4H2O 3CH2(OH)CH(OH)-CH3 + 2MnO2↓ +2KOH 0,25 đ AgC≡C-CH=CH2↓ + NH4NO3 CH≡C-CH=CH2 + AgNO3 + NH3 0,25 đ Vì bông tẩm CuSO4 hóa xanh nên nung X với CuO có H2O sinh vì: CuSO4(trắng) + 5H2O → CuSO4.5H2O(màu xanh) X chứa hiđro + Vì dung dịch Ca(OH)2 vẩn đục nên nung X với CuO có CO2 sinh vì: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 ↓ + H2O X chứa cacbon (Tìm nguyên tố 0,25 đ; viết phản ứng giải thích 0,25 đ) X: NaH PO X: NaH PO Tìm X và Y: hoÆc Y: Na HPO Y: Na PO + Phản ứng xảy 3Ca(OH)2 + 2Na3PO4 → 6NaOH + Ca3(PO4)2↓ 3Ca(OH)2dư + 2Na2HPO4 → 4NaOH + Ca3(PO4)2↓+ 2H2O 3Ca(OH)2dư + 2NaH2PO4 → 2NaOH + Ca3(PO4)2↓+ 4H2O 3AgNO3 + Na3PO4 → 3NaNO3 + Ag3PO4↓ 3AgNO3 + 2Na2HPO4 → 3NaNO3 + Ag3PO4↓+ NaH2PO4 + Đặt số mol: FeS2= a; Cu2S= b; SO2= c 120a + 160b = 2,6 (1) Fe:a Fe2(SO4 )3 :0,5a SO2 :c FeS2 :a(mol) Quy đổi HNO3 Cu:2b + Sơ đồ: Cu S: b(mol) CuSO4 :2b NO2 :0,2725 c S:2a b + Bảo toàn S ta có: 2a + b = 1,5a + 2b + c 0,5a – b – c = (2) + Bảo toàn e ta có: 12a + 16b + 5c = 0,2725 (3) + Từ (1); (2) và (3) ta có: a = 0,015; b = 0,005; c = 0,0025 mol Vậy: % m FeS2 = 69,23%; % m Cu2S = 30,77% 0,25 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 1,0 đ + Tìm X: Số proton trung bình nguyên tử X = 10:5 = phải có nguyên tố có số proton nhỏ đó phải là hiđro Đặt công thức X là: MaHb ta có: Câu (1,0 đ) a + b aZ M = Lập bảng a, b, ZM thì có: a = 1; b = 4; ZM = thỏa mãn 0,25 đ + b = 10 X là CH4 + Phản ứng xảy ra: (1): Al4C3 + 12H2O 4Al(OH)3↓ + 3CH4↑ CaO, t0 CH4↑ + Na2CO3 (2): CH3COONa + NaOH 0,75 đ (4) (3): Al4C3 + 12HCl 4AlCl3 + 3CH4↑ (4): Al4C3 + 4NaOH + 4H2O 4NaAlO2 + 3CH4↑ (5): 3Na2CO3 + 2AlCl3 + 3H2O 2Al(OH)3↓ + 6NaCl + 3CO2↑ (6): 3NaAlO2 + AlCl3 + 6H2O 4Al(OH)3↓ + 3NaCl C2 H2 : 2,0 mol Ni, t0 C H : 1,6 mol hh X - Sơ đồ: H4 : 2,6 mol mol = 6,2 gam = 140,4 Câu (1,0 đ) : x mol CH CH C2 H3 C CH : y mol C H C CH : z mol M 39(gam/mol) + BTKL mhhX = 140,4 gam n hhX = 3,6 mol + Theo giả thiết: nhhY = 1,8 mol x + y + z + 1, = 3,6 (I) + Mặt khác: H2 pư = 6,2 – 3,6 = 2,6 mol Bảo toàn liên kết pi ta có: 2x2 + 1,6x3 = 2,6 + 2,2 + 2x + 3y + 2z (II) + Theo giả thiết ta lại có: số mol AgNO3 = 2x + y + z = 2,8 (III) + Giải hệ (I), (II), (III) x = 1,0; y = 0,4; z = 0,4 mol m = mC2 Ag2 m C4 H Ag m C4 H5 Ag = 1×240 + 0,4×159 + 0,4×161 = 368 (gam) Số mol Mg = 0,8 (mol); Số mol HCl = V(mol); Số mol H2SO4 = 0,75V(mol) + Sơ đồ: MgCl2 : 0,5V(mol) Mg HCl : V mol O2 b¶o toµn Mg m(g) 2 Cl &SO4 MgSO4 : 0,75V(mol) MgO H2SO4 : 0,75V mol 0,8 mol 1,0 đ 0,5 đ 3m20,8(g) Câu (1,0 đ) + Bảo toàn Mg: 0,8 = 0,5V + 0,75V V = 0,64 lít 3m + 20,8 = 95.0,5.0,64 + 120.0,75.0,64 m = 22,4(gam) + Từ m = 22,4 gam X có Mg = 0,6 mol; MgO = 0,2 mol + Số mol N2 = N2O = 0,04 mol + Sơ đồ: Mg(NO3 )2 : 0,8(mol) N2O: 0,04 mol Mg: 0,6 mol HNO3 + MgO: 0,2 mol NH4NO3 : ?(mol) N2 : 0,04 mol 0,5 đ + Ta thấy: (ne)tạo khí = 0,72 mol < (ne)Mg = 0,6.2 có NH4NO3 tạo thành = (0,6.2 – 0,72):8 = 0,06 mol + Bảo toàn N ta có: n HNO (p ) = 2.0,8 + 0,08.2 + 2.0,06 = 1,88(mol) Số mol HNO3 (dùng dư 25%) = 2,35 (mol) V1 = 2,0 (lít) a) Theo bài ta có: Số mol CO2 = 1,8 (mol); Số mol H2O = 1,2 (mol) Công thức phân tử A, B, C là C9H12, v = Câu (1,5 đ) 0,25 đ b) Theo giả thiết thì A, B, C phải là dẫn xuất benzen vì chúng không làm màu dung dịch Br2 + A, B qua dung dịch KMnO4/H+ thu C9H6O6 nên A, B phải có nhánh CH3; C cho C8H6O4 nên C có nhánh trên vòng benzen (1 nhánh –CH3 và nhánh –C2H5) + Khi đun nóng với Br2/Fe thì A cho sản phẩm monobrom còn B, C cho sản phẩm monobrom nên công thức cấu tạo A, B, C là: 0,5 đ (5) CH3 H3C H3C CH2CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 (B) (A) (C) + Phản ứng xảy ra: CH3 COOH t0 + 18KMnO4 + 27H2SO4 H3C HOOC CH3 t HOOC COOH COOH COOH CH3 H3C + 9K2SO4+18MnSO4+42H2O CH3 + 18KMnO4 + 27H2SO4 + 9K2SO4+18MnSO4+42H2O COOH CH3 t0 + 18KMnO4 + 27H2SO4 + CO2 + 9K2SO4+18MnSO4+42H2O C2H5 COOH CH3 CH3 + Br2 H 3C CH3 Br Fe, t H3C + HBr CH3 CH3 H 3C CH3 H 3C CH3 CH3 + HBr Br Fe, t0 + Br2 CH3 H 3C CH3 + HBr Br CH3 + HBr CH3 Fe, t0 + Br2 C 2H Br C H5 CH3 Br C H5 + HBr pư đúng 0,25 điểm (6) Phản ứng có tạo khí H2 nên muối dung dịch Y là muối clorua *Sơ đồ phản ứng: MgCl2 Mg(NO3 ) AlCl Al O N O HCl hh X dd Y hh khí Z H O NaNO3 H Mg NaCl Al NH Cl Dung dịch Y tác dụng với tối đa 1,14 mol NaOH thu kết tủa là Mg(OH)2; Nung kết tủa thu MgO Số mol MgO = 0,24 (mol) N O : 0, 06(mol) H : 0, 08(mol) Số mol các khí hỗn hợp Z: Câu (1,5 đ) + Đặt số mol các chất dd Y: MgCl2: 0,24; AlCl3: a; NaCl: b; NH4Cl: c + Bảo toàn Cl ta có: 0,24.2 + 3a + b + c = nHCl = 1,08 3a + b + c = 0,6 (1) + Bảo toàn H ta có: Số mol H2O = 1,08 - 4c - 0,08.2 2.0,06 + 0,02 - 0,1 = 0,25 đ 0, 42 0, 06 0,1.3 0, 02.6 0, 02(mol) + Vậy %m của: Mg(NO3)2 = 21,9%; Mg = 39,05%; Al2O3 = 15,09%; Al = 23,96% Hết - 0,25 đ 0,25 đ 0,02 (mol) Số mol Mg = 0,22 (mol) + Bảo toàn O ta có số mol Al2O3 = Tính MgO 0,25 đ = 0,46 – 2c + Bảo toàn khối lượng ta có: 13,52 + 1,08.36,5 + 85b = 0,24.95 + 133,5a + 58,5b + 53,5c + 0,14.20 + 18(0,46 – 2c) 133,5a – 26,5b + 17,5c = 19,06 (2) + Số mol NaOH phản ứng với Y là 1,14 mol nên ta có: 0,24.2 + 4a + c = 1,14 (3) + Từ (1), (2) và (3) ta có: a = 0,16; b = 0,1; c = 0,02 mol + Bảo toàn N ta có số mol Mg(NO3)2 = Lập luận có muối clorua 0,25 đ 0,25 đ (7)