0 , 14 ¿ Công thức phân tử của A là C10H14 k =4 Vì A không làm mất màu dung dịch brom cấu trúc thơm, không tác dụng với dung dịch KMnO4/H2SO4 chỉ có một nhóm thế và monoclo hóa ánh sán[r]
UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 11 NĂM HỌC 2013-2014 MƠN THI: HỐ HỌC (Thời gian làm 150 phút không kể thời gian giao đề) Câu I: (3,5 điểm) Trong dung dịch chứa ion: NH4+, Na+, HCO3-, SO32-, SO42-, CO32- Chỉ có dung dịch Ba(OH)2, dung dịch HCl, quỳ tím, đèn cồn dụng cụ cần thiết khác, nhận biết ion dung dịch ? Trình bày cách nhận biết viết phương trình hóa học xảy 2.a Viết phương trình hóa học xảy cho đơn chất As Bi tác dụng với dung dịch HNO3 (giả thiết sản phẩm khử khí NO) b So sánh (có giải thích) tính tan nước, tính bazơ tính khử hai hợp chất với hidro amoniac (NH3) photphin (PH3) Câu II:( 4,5 điểm) Cho sơ đồ chuyển hóa chất hữu sau: A dd KMnO4 C B D dd H2SO4 đặc t0C CH3CH O F (Muối amoni) E Các chữ A, B, C, D, E, F kí hiệu chất khác có nguyên tử cacbon phân tử Tìm cơng thức cấu tạo chất A, B, C, D, E, F viết phương trình hóa học xảy theo sơ đồ biến hóa trên, ghi rõ điều kiện phản ứng (nếu có) Xicloanken C5H8 có đồng phân mạch vịng A, B, C, X, Y, Z Trong khơng có đồng phân chứa nhóm etyl Khi cho A, B, C phản ứng với dung dịch KMnO môi trường H2SO4 thu kết sau: A tạo axit D có chứa nguyên tử cacbon bất đối; B tạo đixeton E không chứa nguyên tử cacbon bất đối; C tạo F vừa chứa nhóm chức cacboxyl vừa chứa nhóm chức xeton có nguyên tử cacbon bất đối Tìm cơng thức cấu tạo A, B, C, D, X, Y, Z, D, E, F Biết nguyên tử cacbon bất đối nguyên tử cacbon liên kết với nguyên tử nhóm nguyên tử khác Viết phương trình hóa học xảy Trình bày phương pháp phân biệt cặp chất (mỗi trường hợp dùng thuốc thử đơn giản) Viết phương trình hóa học minh họa a m-bromtoluen benzylbromua b phenylaxetilen styren Câu III: ( 4,0 điểm) A hidrocacbon không làm màu dung dịch brom Đốt cháy hoàn toàn 0,02 mol A hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào 150 ml dung dịch chứa Ca(OH) M thu kết tủa khối lượng dung dịch tăng lên 1,32 gam Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch lại thu kết tủa, tổng khối lượng kết tủa hai lần 24,85 gam A không tác dụng với dung dịch KMnO 4/H2SO4 nóng, cịn monoclo hóa điều kiện chiếu sáng tạo sản phẩm Xác định công thức cấu tạo gọi tên A 2 Người ta điều chế A từ phản ứng benzen anken tương ứng axit sunfuric Dùng chế phản ứng để giải thích phản ứng Mononitro hóa A cách cho phản ứng với axit nitric (có mặt axit sunfuric đặc) sản phẩm thu gì? Tại sao? Câu IV:( 4,0 điểm) Tính pH dung dịch thu hòa tan 0,1 mol PCl3 vào 450 ml dung dịch NaOH 1M Biết H3PO3 có K1 = 1,6.10-2; K2 = 7.10-7 Phèn sắt amoni có cơng thức (NH 4)aFe(SO4)b.nH2O Hòa tan gam mẫu phèn sắt vào 100 cm3 H2O, chia dung dịch thu thành hai phần Thêm dung dịch NaOH dư vào phần đun sơi dung dịch Lượng NH phản ứng vừa đủ với 10,37 cm3 dung dịch HCl 0,1 M Dùng kẽm kim loại khử hết Fe 3+ phần hai thành Fe2+ Để oxi hóa ion Fe2+ thành ion Fe3+ trở lại, cần 20,74 cm3 dung dịch KMnO4 0,01 M môi trường axit a Viết phương trình hố học dạng ion thu gọn xác định giá trị a, b, n b Tại phèn tan nước tạo môi trường axit ? Câu V: ( 4,0 điểm) Cho hỗn hợp X gồm MgO, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 có số mol Lấy m gam X cho vào ống sứ chịu nhiệt, nung nóng cho luồng khí CO qua ống, CO phản ứng hết, toàn khí CO khỏi ống hấp thụ hết vào bình đựng 100 ml dung dịch Ba(OH)2 0,6M, thấy khối lượng dung dịch tăng so với dung dịch đầu 1,665 gam Chất rắn lại ống sứ gồm chất có khối lượng 21 gam Cho hỗn hợp chất rắn tác dụng hết với dung dịch HNO 3, đun nóng V lít khí NO (là sản phẩm khử nhất, 0oC atm) Viết phương trình hóa học xảy tính m, V, số mol HNO dùng (biết lượng axit dư 20% so với lượng cần thiết) Biết NTK: C=12; H=1; N=14; S=32; O=16; Ca=40; Ba=137; Fe=56; Zn=65; K=39; Mn=55; Mg=24 Hết ( Học sinh không sử dụng tài liệu Giám thị coi thi khơng giải thích thêm) Họ tên thí sinh SBD UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 11 NĂM HỌC 2013-2014 MƠN THI: HỐ HỌC (Thời gian làm 150 phút không kể thời gian giao đề) HƯỚNG DẪN CHẤM Câu I: (3,5 điểm) Dung dÞch cã c¸c ion: NH4+, Na+, HCO3-, SO32-, SO42-, CO32- (được gọi dung dịch X) - Lấy đũa Pt nhúng vào dd X hơ lửa đèn cồn, thấy lửa màu vàng, chứng tỏ dung dịch X có ion Na+ - Điều chế dung dịch BaCl cách cho quỳ tím vào dung dịch Ba(OH) nhỏ từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Ba(OH) đến quỳ đổi từ màu xanh màu tím dừng lại - Nhỏ dung dịch BaCl2 vừa thu vào dung dịch X, có kết tủa phản ứng: Ba2+ + A2- BaA ( A2- SO32-, SO42-, CO32- ) - Lọc kết tủa thu lấy dung dịch (dd Y) Nhỏ dung dịch HCl vào kết tủa đến dư, thấy có phần kết tủa không tan, chứng tỏ kết tủa BaSO4 tạo từ ion SO42- có dung dịch X Mặt khác thu lấy khí hịa tan kết tủa, cho lội qua dung dịch Ba(OH) dư, thấy xuất kết tủa trắng chứng tỏ dd X chứa ion SO 32- CO32- ion Các phương trình hóa học: BaSO3 + 2HCl BaCl2 + SO2 + H2O BaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O SO2 + Ba(OH)2 BaSO3 + H2O CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O - Nhỏ dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch Y lại, đun nhẹ thấy có mùi khai chứng tỏ dung dịch X có ion NH 4+ Mặt khác thấy có kết tủa trắng xuất hiện, chứng tỏ dung dịch X cịn có ion HCO3- Các phương trình hóa học: NH4+ + OH- NH3(khai) + H2O Ba2+ + HCO3- + OH- BaCO3 + H2O Vậy theo kiện dề nhận biết ion Na +, NH4+, HCO3-, SO42trong dung dịch X a.Phương trình phản ứng : 3As + 5HNO3 + 2H2O 3H3AsO4 + 5NO Bi + 4HNO3 Bi(NO3)3 + NO + 2H2O b.Tính tan : NH3 tan tốt PH3 nước, phân tử phân cực có khả tạo liên kết hidro với nước H H H N H O H N H H 2,0đ 0,5đ 1,0đ H Tính bazơ : NH3 có tính bazơ mạnh PH3, liên kết N-H phân cực mạnh liên kết P-H, làm cho nguyên tử N phân tử NH3 giàu electron hơn, dễ dàng nhận proton (một nguyên nhân giải thích cho điều ion NH4+ bền PH4+) Tính khử : PH3 có tính khử mạnh nhiều so với NH 3, nguyên tử P phi kim có độ âm điện nhỏ phân tử PH3 bền NH3 Câu II:( 4,5 điểm) Công thức cấu tạo chất: A CH2=CH2 B HOCH2-CH2OH 1,75đ C CH3-CH2-Cl D CH3-CH2-OH E CH3-COOH F CH3-COONH4 A→B: 3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → HOCH2-CH2OH + 2KOH + 2MnO2 H2SO4 đặc B→CH3CHO: HOCH2-CH2OH CH3-CHO + H2O t0C A → C: CH2=CH2 + HCl CH3-CH2-Cl C → D: CH3-CH2-Cl + NaOH CH3-CH2-OH + NaCl D → E: CH3-CH2-OH + O2 CH3-COOH + H2O CH3-CHO→ F: CH3-CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O CH3-COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3 E→ F: CH3COOH + NH3 → CH3COONH4 Xicloanken C5H8 có đồng phân A, B, C, X, Y, Z Trong đó: A tác dụng KMnO4 tạo axit (D) chứa C bất đối => A có cấu tạo: CH3 (D) HOOC – CH2 – CH – COOH CH3 B tác dụngKMnO4 tạo đixeton (E) không chứa C bất đối B là: CH3 (E) CH3 – C – CH2 – C – CH3 CH3 O O C tác dụng KMnO4 tạo (F) có nhóm cacboxyl chứa nhóm xeton có C bất đối => CH3 C (F) CH3 – C – CH – COOH CH3 O CH3 Các phương trình phản ứng: CH3 + 8KMnO4 + 12H2SO4 5HOOC – CH – CH2 – COOH CH3 + 4K2SO4 + 8MnSO4 + 12H2O CH3 CH3 + 4KMnO4 + 6H2SO4 5CH3 – C – CH2 – C – CH3 O O +2K2SO4 + 4MnSO4 + 6H2O CH3 CH3 + 6KMnO4 + 9H2SO4 5HOOC – CH – C – CH3 CH3 O + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 9H2O Vậy X, Y, Z số đồng phân: CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 1,75đ a Dùng AgNO3, benzyl bromua cho kết tủa vàng : C6H5CH2Br + AgNO3 + H2O C6H5CH2OH + AgBr + HNO3 b Dùng dung dịch AgNO3/NH3, phenylaxetilen cho kết tủa vàng xám : C6H5CCH + AgNO3 + NH3 C6H5CCAg + NH4NO3 Câu III: ( 4,0 điểm) Dung dịch Ca(OH)2 hấp thụ hết sản phẩm cháy A chứa CO2 H2O CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2) Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 CaCO3 + BaCO3 + 2H2O (3) Đặt số mol CO2 tham gia phản ứng (1) (2) x y, ta có: y x+ =0 , 15 ¿ ¿ ⇒ x= y=0,1 mol , y y 100 x+ +197 =24 , 85 2 nCO =x+ y=0,2 mol → Theo đề bài: khối lượng dung dịch tăng = mCO +mH O − mCaCO (1 ) = 1,32 (g) m → H 2O = 1,32 + 100x – 0,2.44 = 2,52 (g) n → H 2O = 0,14 mol {( 1,0đ 0,5đ 0,75đ ) 2 Đặt công thức tổng quát A CxHy: CxHy + (x+y/4)O2 xCO2 + y/2H2O ¿ x y = = ⇒ x=10 , y=14 Ta có ,02 0,2 , 14 ¿ Công thức phân tử A C10H14 ( k =4 ) Vì A không làm màu dung dịch brom (cấu trúc thơm), khơng tác dụng với dung dịch KMnO4/H2SO4 (chỉ có nhóm thế) monoclo hóa (ánh sáng) tạo sản phẩm (nhóm có cấu trúc đối xứng cao) nên cấu tạo A là: CH3 C CH3 (t-butylbenzen) 0,5đ 1,0đ CH3 Cơ chế: (CH3)2C=CH2 + H2SO4 (CH3)2C+-CH3 + HSO4H + (CH3)3C+ chËm + C(CH3)3 nhanh 0,75đ C(CH3)3 + H(+) Nhóm ankyl nói chung định hướng vào vị trí ortho- para- Tuy nhiên, nhóm t-butyl có kích thước lớn gây án ngữ khơng gian nên sản phẩm sản phẩm para-: CH3 O2N C CH3 CH3 Câu IV:( 4,0 điểm) 0,5đ 2,0đ nNaOH = 0,45 mol PTHH: PCl3 + 3H2O → H3PO3 + 3HCl Mol: 00,1 0,1 0,3 HCl + NaOH → NaCl + H2O Mol: 0,3 0,3 n H PO = 0,1 mol → nNaOH/ n H PO = 1,5 → tạo hỗn hợp nNaOH dư = 0,15 mol; muối H3PO3 + 2NaOH → Na2HPO3 + H2O Mol: x 2x x H3PO3 + NaOH → NaH2PO3 + H2O Mol: y y y Ta có hệ phương trình: x + y = 0,1 2x + y = 0,15 → x = y = 0,05 Vậy dung dịch thu chứa: Na2HPO3 1/9 M; NaH2PO3 1/9 M Xét cân bằng: H2PO3H+ + HPO32- ; K2 = 7.10-7 Bđ: 1/9M 1/9M P.li: z z z CB: (1/9-z) z (1/9+z) z (1 /9+ z) K2 = = 7.10-7; giả sử z x = 0,105 Hoặc tính CO2 theo hai phản ứng CO2 với Ba(OH)2 tạo hai muối Từ (1), (2), (3), theo bảo toàn khối lượng ta có m + mCO = 21 + mCO2 => m + 28.0,105 = 21 + 44.0,105 => m = 22,68 gam + Các phản ứng MgO, Fe2O3, Fe3O4, FeO, Fe với dung dịch HNO3: MgO + 2HNO3 Mg(NO3)2 + H2O (6) Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O (7) 3Fe3O4 + 28HNO3 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (8) 3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (9) Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (10) + Tính V: Gọi a số mol oxit m gam hỗn hợp X Theo kết trên: m = 72a + 160a + 232a + 40a = 22,68 => a = 0,045 mol Từ (1), (2), (3), (8), (9), (10) dựa vào bảo toàn electron ta có q trình cho nhận e sau: Fe+2 → Fe+3 + 1e N+5 + 3e → N+2 Mol: 0,09 0,09 0,3 0,1 C+2 → C+4 + 2e Mol: 0,105 0,105 0,21 Theo ĐLBT e => nNO = 0,1 mol → V = 1,12 lít + Tính nHNO3 Từ (6) => (10), có số mol HNO3 phản ứng nHNO3 = 2nMg + 3nFe + nNO = 2.0,045 + 3.0,045.6 + 0,1 = mol => Số mol HNO3 dùng 1.1,2 = 1,2 mol 2,0đ 2,0đ ... sinh SBD UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 11 NĂM HỌC 2013-2014 MƠN THI: HỐ HỌC (Thời gian làm 150 phút không kể thời gian giao đề) HƯỚNG... 20% so với lượng cần thi? ??t) Biết NTK: C=12; H=1; N=14; S=32; O=16; Ca=40; Ba=137; Fe=56; Zn=65; K=39; Mn=55; Mg=24 Hết ( Học sinh không sử dụng tài liệu Giám thị coi thi khơng giải thích... ns (x-0,06) 0,06 CO2 + H2O + BaCO3 Ba(HCO3)2 (5) o n (x-0,06) 0,06 ns (0,12-x) Từ (4), (5) giả thi? ??t cho ta có: mCO2 – mBaCO3 = 44x – 197(0,12-x) = 1,665 => x = 0,105 Hoặc tính CO2 theo hai phản