b Dựa vào kết quả tính được ở câu a, cho nhận xét về các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng các sản phẩm của phản ứng halogen hóa ankan.. d Đề nghị phương pháp nhận biết các anion có trong d[r]
(1)SỞ GD & ĐT HÀ NỘI TRƯỜNG THPT ĐA PHÚC ĐỀ THI OLYMPIC MÔN HÓA HỌC 11 NĂM HỌC 2015 - 2016 (Thời gian: 90 phút) Bài 1: (2,0 điểm) Nêu tượng xảy và viết phương trình phản ứng minh họa các trường hợp sau: 1) Nhỏ từ từ dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl 2) Nhỏ từ từ dung dịch AlCl3 vào dung dịch NaOH, sau đó thêm từ từ dung dịch HCl vào dung dịch thu đến dư 3) Thêm dung dịch K2CO3 vào dung dịch Fe(NO3)3 Bài 2: (4,0 điểm) 1) Dựa vào số electron hoá trị các nguyên tử các nguyên tố, hãy chứng minh các công thức chung các dãy đồng đẳng: Ankan là CnH2n+2 và Ankin là CnH2n-2 2) (a) Tính tỉ lệ các sản phẩm monoclo hóa (tại nhiệt độ phòng) và monobrom hóa (tại 127 oC) isobutan Biết tỉ lệ khả phản ứng tương đối nguyên tử H trên cacbon bậc nhất, bậc hai và bậc ba phản ứng clo hóa là 1,0 : 3,8 : 5,0 và phản ứng brom hóa là : 82 : 1600 (b) Dựa vào kết tính câu (a), cho nhận xét các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng các sản phẩm phản ứng halogen hóa ankan Bài 3: (5,5 điểm) 1) A là dung dịch Na 2CO3 0,1M; B là dung dịch hỗn hợp Na 2CO3 0,1M và KHCO3 0,1M và C là dung dịch KHCO 0,1M a) Tính tích khí CO2 (đktc) thoát cho từ từ giọt đến hết 200 ml dung dịch HCl 0,1M vào 100 ml dung dịch B b) Xác định số mol các chất có dung dịch thu thêm 100 ml dung dịch Ba(OH) 0,1M vào 150 mL dung dịch C c) Tính pH các dung dịch A và C, biết axit cacbonic có pK = 6,35 và pK2 = 10,33 d) Đề nghị phương pháp nhận biết các anion có dung dịch B 2) Tính thể tích dung dịch Ba(OH) 0,01M cần thêm vào 100 mL dung dịch Al 2(SO4)3 0,1M để thu 4,275 gam kết tủa Bài 4: (4,0 điểm) 1) Chọn chất phù hợp, viết phương trình (ghi rõ điều kiện phản ứng) thực biến đổi sau: 2) Dung dịch A gồm 0,4 mol HCl và 0,05 mol Cu(NO 3)2 Cho m gam bột Fe vào dung dịch khuấy phản ứng kết thúc thu chất rắn X gồm hai kim loại, có khối lượng 0,8m gam Tính m Giả thiết sản phẩm khử HNO3 có NO Bài 3: (4,5 điểm) Chia 3,584 lít (đktc) hỗn hợp gồm ankan (A), anken (B) và ankin (C) thành phần Phần cho qua dung dịch AgNO3 dư NH3 thấy thể tích hỗn hợp giảm 12,5% và thu ðýợc 1,47g kết tủa Phần cho qua dung dịch brom dư thấy khối lýợng bình brom tãng 2,22g và có 13,6g brom đã tham gia phản ứng Ðốt cháy hoàn toàn khí khỏi bình brom hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH) dý thì thu ðýợc 2,955g kết tủa 1) Xác định công thức cấu tạo A, B và C 2) Từ A viết dãy chuyển hóa (ghi rõ điều kiện phản ứng) điều chế 1,1- đibrompropan và 2,2- đibrompropan 3) Viết phương trình phản ứng xảy cho C tác dụng với dung dịch KMnO trong: - Môi trường trung tính nhiệt độ phòng - Môi trường axit (H2SO4) có đun nóng 000 -(Cho nguyên tử khối các nguyên tố: H=1, C=12, N=14, =16, Na=23, Mg=24, Al=27, S=32, Cl=35.5, K=39, Mn=55, Fe=56, Cu=64, Zn=65, Br=80, Ag=108, Ba=137) Học sinh không sử dụng bảng tuần hoàn - Cán coi thi không giải thích gì thêm (2) Trường THPT Đa Phúc Năm học: 2015-2016 ĐÁP ÁN ĐỀ THI OLYMPIC Môn: Hóa học 11 - -Bài điểm ĐÁP ÁN (a) Thêm dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl thấy xuất kết tủa trắng keo, kết tủa tăng dần đến cực đại sau đó tan lại: Al3+ + 3OH- Al(OH)3 Al(OH)3 + OH- AlO2- + 2H2O (b) Thêm dd AlCl3 vào dd NaOH: thấy xuất kết tủa, kết tủa tan Al3+ + 3OH- Al(OH)3 Al(OH)3 + OH- AlO2- + 2H2O Thêm HCl vào dung dịch thu lại thấy xuất kết tủa trắng keo, kết tủa tăng dần đến cực đại sau đó tan lại: AlO2- + H+ + H2O Al(OH)3 Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2O (b) Thêm dung dịch K2CO3 vào dung dịch Fe(NO3)3 thấy xuất kết tủa đỏ nâu và sủi bọt khí không màu: 2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O 2Fe(OH)3 + 3CO2 Bài điểm ĐIỂM 0,50 0,75 0,75 (3) ĐÁP ÁN ĐIỂM Trong phân tử ankan: Số electron n nguyên tử C là 4n Số electron hoá trị C dùng đề liên kết các nguyên tử C với là: 2(n-1) Số electron hoá trị C dùng để liên kết với các nguyên tử H là: 4n – 2(n-1) = 2n+2 Vì nguyên tử H có electron hoá trị, nên số nguyên tử H phân tử là 2n+2 Trong phân tử ankin (tương tự) Số electron hoá trị C dùng để liên kết các nguyên tử C với là:2(n+1) Số electron hoá trị C dùng để liên kết với các nguyên tử H là: 4n – 2(n+1) = 2n-2 (a) Tỉ lệ sản phẩm: - CH3 CH3 CH CH2 Cl CH3 CH3 CH CH3 + Cl2 (9x1,0) = 64,3% (9x1,0) + (1x5,0) 0,75 CH3 CH3 C CH3 (1x5,0) = 35,7% (9x1,0) + (1x5,0) Cl 2-clo-2-metylpropan CH3 CH3 CH (9x1,0) = 0,56% (9x1,0) + (1x1600) CH3 CH CH2 Br CH3 0,75 1-clo-2-metylpropan - HCl CH3 0,75 + Br2 1-brom-2-metylpropan - HCl CH3 CH3 C CH3 (1x1600) = 99,44% (9x1,0) + (1x1600) Br 2-brom-2-metylpropan 0,75 (b) Hàm lượng sản phẩm halogen hóa phụ thuộc ba yếu tố: Khả tham gia phản ứng ankan: Phản ứng halogen hóa ưu tiên hidro trên nguyên tử cacbon bậc cao Bài 5,5 điểm ĐÁP ÁN (a) Cho từ từ giọt đến hết 200 ml dung dịch HCl 0,1M vào 100 m dung dịch B CO32- + H+ HCO30,01 0,01 0,01 HCO3- + H+ → H2O + CO2 0,02 0,01 0,01 VCO2 = 0,01 x 22,4 = 0,224 lít (b) Thêm 100 m dung dịch Ba(OH)2 0,1M vào 150 ml dung dịch KHCO3 0,1M HCO3- + OH- CO32- + H2O 0,015 0,02 0,015 0,015 0,005 0,015 ĐIỂM 1,00 (4) Ba2+ + CO32- BaCO3 0,01 0,015 0,01 0,01 0,005 Dung dịch còn 0,005 mol KOH và 0,005 mol K2CO3 (c) Dung dịch A có các cân bằng: CO32- + H2O ⇌ HCO3- + OHKb1 = 10-3,67 HCO3- + H2O ⇌ H2O + CO2 + OH- Kb2 = 10-7,65 H2O ⇌ H+ + OHKH2O = 10-14 Vì Kb1 >> Kb2 >> KH2O nên cân (1) là chủ yếu: 1 pH = 14 - (pKb1 + pC) = 14 - (3,67 + 1) = 11,67 Dung dịch C là dung dịch lưỡng tính nên: 1 pH = (pK1 + pK2) = (6,35 + 10,33) = 8,34 (d) Trích mẫu thử, thêm BaCl2 dư vào mẫu thử thấy xuất kết tủa trắng (tan axit), mẫu thử có CO32- Ba2+ + CO32- BaCO3 Lọc tách kết tủa, thêm HCl vào dung dịch nước lọc thấy sủi bọt khí không màu (làm đục nước vôi trong), dung dịch có HCO3HCO3- + H+ H2O + CO2 n 2 0,03 mol n 3 0,02 mol Theo giả thiết Al và SO4 Gọi x là số mol Ba(OH)2 cần thêm n 2 x mol n 2x mol vào, Ba và OH Ba2+ + SO42- BaSO4 (1) o n x (mol) 0,03 (mol) Al3+ + 3OH- Al(OH)3 (2) o n 0,02 (mol) 2x (mol) Al(OH)3 + OH- Al(OH)4(3) Xét trường hợp xảy phản ứng (1) và (2) Trong trường hợp này Al 3+ tham gia phản 2x 0,02 x 0,03 (mol) ứng vừa đủ dư : , và Ba2+ phản ứng hết phản ứng (1) 2x 233.x 78 4,275 x 0,015 (mol) Ta có : m(kết tủa) = 0,015 mol 1,5 L , 01 mol / L Vậy thể tích dung dịch Ba(OH) đã sử dụng là 1,00 1,00 0,50 0,75 0,75 x 0,03 (mol) Nếu xảy các phản ứng (1), (2) và (3) thì m BaSO4 0,03 mol 233 gam / mol 6,99 gam 4,275 gam 0,50 (loại) Bài 4 điểm ĐÁP ÁN ĐIỂM Các phương trình phản ứng : Fe o (1) N2 + 3H2 500 , 300atm 2NH3 Pt , 850 900o C (2) 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O (3) 2NO + O2 2NO2 2,00 (0,25 8) (5) (4) 4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3 (5) 5Mg + 12 HNO3 5Mg(NO3)2 + N2 + 6H2O 2000o C (6) N2 + O2 2NO (7) 2NO2 + 2KOH KNO2 + KNO3 + H2O (8) 5KNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 5KNO3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O Trong dung dịch A : Dung dịch A có 0,4 mol H+, 0,05 mol Cu2+, 0,4 mol Cl-, 0,1 mol NO3Khi cho Fe vào dung dịch A xảy các phản ứng : (1) Fe + 4H+ + NO3- Fe3+ + NO + 2H2O 0,4 0,1 0,1 0,4 0,1 0,1 0 0,1 3+ 2+ (2) Fe + 2Fe 3Fe 0,05 0,1 (3) Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu 0,16 0,05 0,05 Số mol Fe đã tham gia các phản ứng từ (1) đến (3) là 0,1+ 0,05 + 0,05 = 0,2 (mol) Hỗn hợp kim loại sau phản ứng gồm Fe dư Cu, (m - 560,2) + 0,05 64 = 0,8 m m = 40 (gam) 1,00 1,00 Bài 4,5 điểm ĐÁP ÁN 3,584 n A ,B,C 0,08mol 22 , Trong phần, ta có: Dung dịch AgNO3/NH3 hấp thụ ankin, đặt công thức ankin là RC≡CH (giả sử không phải là C2H2) RC≡CH + AgNO3 + NH3 RC≡CAg + NH4NO3 (1) 12,5 n n ankin 0,08 0,01mol 100 (R + 132) 0,01 = 1,47 R = 15 (CH3-), công thức ankin là CH3C≡CH Dung dịch brom hấp thụ anken (CnH2n) và ankin CnH2n + Br2 CnH2nBr2 (2) C3H4 + 2Br2 C3H4Br4 (3) 13,6 m C H 2,22 0,01 40 1,82g n Br2 ( ) 160 0,01 2 0,065mol , 14n Từ 1,82 0,065 n = 2, công thức anken là CH2=CH2 n 2n H2m+2), m ĐIỂM 0,75 1,00 n Cn H n 0,08 0,01 0,065 0,005mol Khí khỏi bình brom là ankan (C 3n O 2 CmH2m+2 + nCO2 + (n+1)H2O (4) CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (5) 2,955 n CO n BaCO 0,015 197 n n 3 , 005 , 015 Từ (4): , công thức ankan là CH3CH2CH3 0,75 Điều chế: 1,00 (6) C3H8 Cl2,as KOH/ROH C3H7Cl KOH/ROH CH3CH=CH2 HBr peoxit CH3 C CH Phản ứng C: CH3 C CH + 2KMnO4 HBr CH3 Br2 CH3CHBr-CH2Br CH3CH2CHBr2 CH3CBr2CH3 C (0,50 2) C OK + 2MnO2 + KOH O O 5CH3C≡CH + 8KMnO4 + 12H2SO4 5CH3COOH + 5CO2 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O 1,00 (0,50 2) (7)