Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh môn Hóa học Lớp 12 - Năm học 2016-2017 - Nguyễn Việt Toàn

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh môn Hóa học Lớp 12 - Năm học 2016-2017 - Nguyễn Việt Toàn

1. Nguyễn Việt Toàn Sở Giáo dục và đào tạo Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh thanh hoá Năm học 2006-2007 Môn thi: Hóa học- Lớp: 12 THPT Đề chính thức Ngày thi: 28/03/2007. Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề thi) Đề thi này có 2 trang gồm 4 câu. Câu 1. (4,5 điểm) 1.Trong mỗi chén sứ A,B,C đựng một muối nitrat vô cơ. Nung các chén sứ ở nhiệt độ cao ngoài không khí tới phản ứng hoàn toàn,sau đó làm nguội người ta thấy : Trong chén A không còn dấu vết gì . Cho dung dịch HCl vào chén B thấy có khí không màu,hoá nâu ngoài không khí bay ra . Trong chén C còn lại chất rắn màu nâu đỏ. Hãy cho biết trong mỗi chén sứ A,B,C đựng muối gì ? 2. Cho 5 lọ hóa chất được đánh số từ 1 đến 5; mỗi lọ chứa một trong các dung dịch hóa chất sau đây: Na2SO4 , (CH3COO)2Ca , Al(NO3)3 , NaOH , BaCl2. Chất nào được chứa trong lọ số mấy? Khi: - Dung dịch của lọ thứ tư tác dụng với dung dịch của lọ thứ ba có kết tủa trắng sinh ra. - Dung dịch của lọ thứ hai tác dụng với dung dịch của lọ thứ nhất tạo ra kết tủa trắng , kết tủa này lại tan nếu tiếp tục cho thêm dung dịch của lọ thứ hai. - Dung dịch của lọ thứ tư tác dụng với dung dịch của lọ thứ năm lúc đầu chưa có kết tủa, sau đó tạo kết tủa khi tiếp tục cho thêm dung dịch của lọ thứ tư. Giải thích, viết phương trình hóa học biểu diễn phản ứng. 3. Có các thí nghiệm sau được tiến hành: Thí nghiệm 1: Cho mẫu Na vào nước lỏng dư. Thí nghiệm 2: Cho mẫu Na như trên vào dung dịch HCl nồng độ 0,1 M với thể tích dung dịch HCl bằng thể tích nước ở trên. Thí nghiệm 3: Cho bột nhôm có số mol bằng số mol Na trong thí nghiệm 1 vào nước lỏng dư (thể tích nước bằng thể tích nước trong thí nghịêm 1). Cho biết hiện tượng xảy ra trong mỗi thí nghiệm trên và so sánh mức độ xảy ra phản ứng trong các thí nghiệm. 4. Hỗn hợp A gồm CuO, AlCl 3, CuCl2, Al2O3. Bằng phương pháp hóa học hãy tách từng chất ra khỏi hỗn hợp A mà không làm thay đổi khối lượng của chúng. Câu 2.(6,0 điểm) 1. Ba hợp chất A, B, C mạch hở có công thức phân tử tương ứng C 3H6O , C3H4O , C3H4O2 có các tính chất sau: A và B không tác dụng với Na , khi cộng hợp H 2 cùng tạo ra một sản ’ ’ phẩm như nhau. B cộng hợp H2 tạo ra A. A có đồng phân A , khi bị oxi hóa thì A tạo ra B. C có đồng phân C’ cùng thuộc loại đơn chức như C. Khi oxi hóa B thu được C’. Hãy phân biệt A,A’, B, C’ trong 4 lọ mất nhãn riêng biệt. 2. axit necvonic có trong xerebrozit của não người làm mất màu nhanh dung dịch KMnO 4 0 và dung dịch Br2 trong CCl4.; khử bằng H2/Ni,t theo tỉ lệ 1:1 về số mol cho axit tetracozanoic n-C23H47COOH. Oxihoá mãnh liệt axit necvonic bằng chất oxhóa rất mạnh cho ra 2 axít có khối lượng mol bằng 158 và 272 gam. Hãy tìm công thức cấu tạo của axit necvonic. 3. Chất A có công thức C8H12O5 là este của glyxerin. Hãy tìm công thức cấu tạo của nó. 4. Viết phương trình hóa học biểu diễn phản ứng điều chế các chất sau từ axit và rượu tương ứng: a. Benzylaxetat. b. n-Amylaxetat c. Metylsalixylat. d. Metyl 2-aminobenzoat 1
2. Nguyễn Việt Toàn Câu3: (4,0 điểm) 1. Để m gam phoi bào sắt (A) ngoài không khí, sau một thời gian biến thành hỗn hợp chất rắn B (gồm Fe và các oxit sắt). Cho B tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO 3 thu được 2,24 lit NO (đktc). Viết các phương trình hóa học của các phản ứng đã xảy ra và tính giá trị của m. 2. Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp A gồm sắt và kim loại R(hoá trị II không đổi) vào 200ml dung dịch HCl 3,5M thu được 6,72 lit khí (ở đktc) và dung dịch B. Mặt khác, nếu cho 3,6 gam kim loại R tan hết vào 400 ml dung dịch H2SO4 1M thì H2SO4 còn dư. a. Xác định kim loại R và thành phần % theo khối lượng của các chất trong hỗn hợp A. b. Cho toàn bộ dung dịch B ở trên tác dụng với 300 ml dungdịch NaOH 4M thì thu được kết tủa C và dung dịch D.Nung kết tủa C ngoài không khí đến khối lượng không đổi được chất rắn E. Tính khối lượng chất rắn E, nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch D. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thể tích dung dịch thu được sau phản ứng bằng tổng thể tích 2 dung dịch ban đầu và thể tích chất rắn không đáng kể. Câu 4: (5,5 điểm) 1. Đốt cháy hoàn toàn 0,6 gam hợp chất hữu cơ A thu được 0,88gam CO 2 và 0,36 gam nước. Cho 0,6 gam A tác dụng với Na thu được 112 ml H 2 (ở đktc). Hidrro hóa A(có xúc tác), thu được hợp chất B; đốt cháy 1,24 gam chất B thu được 1,76 gam CO 2 ; còn khi cho 1,24 gam B tác dụng với Na thì thu được 448 ml H 2 (ở đktc). Xác định công thức cấu tạo của A và viết các phương trình hóa học của các phản ứng đã xảy ra. 2. Có hai hợp chất X,Y chỉ chứa C,H,O thuộc loại no đơn chức. Khi trộn hai chất X,Y theo bất kì tỷ lệ nào ta đều thu được hỗn hợp luôn luôn có tỷ khối hơi so với khí CO 2 là1,682. Khi lấy cùng một lượng bằng nhau của hỗn hợp gồm X và Y, cho tác dụng hết với Na 2CO3 và với Na thì thể tích khí CO2 và thể tích H2 bay ra đo ở cùng điều kiện không bằng nhau. Xác định công thức cấu tạo của hai chất X và Y. Cho biết: C=12, O=16 , H=1, N=14, Na=23, Cl=35,5, Ag=108, Ba=137, Cu=64. Hết Lưu ý: Học sinh được sử dụng máy tính thông thường, không được sử dụng bất kì tài liệu gì (kể cả bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học). Họ và tên Số báo danh 2
3. Nguyễn Việt Toàn Sở Giáo dục và Đào tạo Hướng dẫn chấm bài thi chọn Thanh Hoá học sinh giỏi cấp tỉnh lớp 12 bậc THPT Năm học 2005-2006 ĐỀ THI Môn: Hoá học CHIWSNH THỨC Đáp án Thang điểm Câu 1: 4,5đ 1. 1,0đ - Chén A không còn dấu vết chứng tỏ muối đã nhiệt phân chuyển hết thành thể hơi và khí,do đó muối có thể là NH4NO3 hoặc Hg(NO3)2 NH4NO3 N2O + 2H2O Hg(NO3)2 Hg + 2NO2 + O2 0,25 - Sản phẩm sau nhiệt phân muối của chén B tác dụng với HCl cho khí không màu chứng tỏ muối ban đầu là muối nitrat của kim loại mạnh như NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2 0,25 2NaNO3 2NaNO2 + O2 NaNO2 + HCl NaCl + HNO2 3HNO2 HNO3 + 2NO + H2O 0,25 - Chén C chứa muối nitrat của sắt : Fe(NO3)2 , Fe(NO3)3 4Fe(NO3)2 2Fe2O3(Nâu) + 8 NO2 + O2 4Fe(NO3)3 2Fe2O3(Nâu) + 12 NO2 + 3O2 0,25 2. 1,25đ + Giải thích để kết luận đúng chất nào chứa trong lọ số mấy: + Viết đúng 4 phương trình hóa học - Lọ 1 chứa Al(NO3)3 0,25 - Lọ 3 chứa BaCl2 0,25 - 0,25 - Lọ 2 chứa NaOH 0,25 - Lọ 4 chứa Na2SO4 0,25 - Lọ 5 chứa Ca(CH 3COO)2 - 3. 1,0đ + PTHH: - 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 - 2Na + 2HCl 2NaCl + H2 - 2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2 0,25 + Nêu được hiện tượng xảy ra ở mỗi trường hợp. Đặc biệt: - Cả 3 TN đều có bọt khí thoát ra. - mức độ xảy ra phản ứng theo thứ tự TN 2 > TN 1 > TN 3 0,25 => Giải thích: Do dung dịch HCl có tính axit mạnh hơn nước nên 2 > 1. TN 3 tạo kết tủa bao bọc Al làm phản ứng khó hoặc không xảy ra nữa nên tốc độ H2 giải phóng kém nhất. 0,5 4. 1,25đ - Tách CuO: Hoà tan A vào nước dư được dd B gồm CuCl 2 , và AlCl3 . chất rắn E gồm CuO và Al2O3 hòa trong NaOH dư thu được CuO không tan 0,25 3
4. Nguyễn Việt Toàn AlCl3 + 4NaOH 3 NaCl + NaAlO2 + 2H2O - Tách Al2O3: Sục CO 2 dư vào dung dịch NaAlO 2 được Al(OH) 3 ,đem nung được Al2O3. NaOH + CO2 NaHCO3 NaAlO2 + 2H2O + CO2 NaHCO3 + Al(OH)3 0,25 t0c 2 Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O - Tách CuCl2: Cho dd B tác dụng với NaOH dư CuCl2 + NaOH 2 NaCl + Cu(OH)2 AlCl3 + 4NaOH 3 NaCl + NaAlO2 + 2H2O 0,25 Lọc kết tủa cho tác dụng với dung dịch HCl ,sau đó cô cạn thu được CuCl2 - Tách AlCl3: Sục CO2 dư vào dung dịch chứa NaAlO 2 được Al(OH)3 cho tác dụng với HCl dư rồi cô cạn dd thu được AlCl3. NaOH + CO2 NaHCO3 NaAlO2 + 2H2O + CO2 NaHCO3 + Al(OH)3 0,5 2Al(OH)3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O Câu 2: 6,0đ 1. 2,0đ Vì không tác dụng với Na nên A,B không chứa nhóm -OH, vậy C3H6O có thể là CH3CH2CHO, CH3COCH3 và CH2=CH-O-CH3 0,25 Theo công thức C3H4O2 ; đơn chức có thể có: CH2=CH-COOH và HCOOCH=CH2 0,25 ’ ’ Vì oxi hóa B tạo C nên B là CH2=CH-CHO , C là CH2=CH-COOH ’ A là CH3CH2CHO ; C là HCOOCH=CH2 ; A là CH2=CH-CH2OH 0,5 + Phân biệt A, A’ , B , C’: - dùng quì tím nhận được C’. 0,25 - Dùng Na kl nhận được A’. 0,25 - Dùng nước Br2 nhận được B. 0,25 - 0,25 - Còn lại là A 2. 1,0đ Các được kiện đều chứng tỏ axit necvonic là axit không no đơn chức có mạch cacbon không nhánh chứa một liên kết đôi ở mạch cacbon. O CH3- (CH2)n- CH=CH-(CH2)m-COOH  CH3( CH2)n-COOH + HOOC-(CH2)m-COOH 0,5 A B MA = 158 => n = 7 ; MB = 272 => m = 13 Vậy A là: CH3( CH2)7-COOH ; B là HOOC-(CH2)13-COOH và axit necvonic có công thức cấu tạo là: CH3- (CH2)7- CH=CH-(CH2)13-COOH 0,5 - 3 2,0đ Vì C8H12O5 là este của glixerin nên nó phải là este hai lần este còn một nhóm -OH không tham gia phản ứng, nên công thức của nó có dạng: R-COO-CH2 R-COO-CH2 COO-CH2 COO-CH2 R’- COO-CH HO-CH R’’ R’’ ’ HO-CH2 R -COO-CH2 COOCH HO- CH 4
5. Nguyễn Việt Toàn HO-CH2 COO-CH2 1,0 + Tổng số nguyên tử C trong R và R’ bằng 3 0,125 Tổng số nguyên tử H trong R và R’ bằng 6 0,125 => R hoặc R’ có một liên kết đôi. (12 đồng phân kể cả đồng phân hình học) 0,5 ’’ + R là gốc -C3H6- (9 đồng phân). 0,25 4. 1,0đ t0,xt a. C6H5CH2OH + CH3COOH ⇌ CH3COOCH2-C6H5 + H2O 0,25 t0,xt b. CH3COOH + CH3(CH2)3CH2OH ⇌ CH3COOCH2(CH2)3CH3 + H2O 0,25 0 c. -COOH t ,xt -COOCH3 -OH + CH3OH ⇌ -OH + H2O 0,25 d 0 -COOH t ,xt -COOCH3 -NH2 + CH3OH ⇌ -NH2 + H2O 0,25 Câu 3: 4,0đ 1. 1,5đ + Các phương trình hóa học: t 0 Fe + O2  2FeO (1) t 0 4Fe + 3O2  2Fe2O3 (2) t 0 3Fe + 2O2  Fe3O4 (3) 3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (4) Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O (5) 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (6) Fe + 4HNO3 →Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (7) + Ta có: n(NO) = 2,24/22,4 = 0,1 mol Theo định luật bảo toàn khối lượng đối với (1), (2), (3): 0,75 m(Fe) + m(O) = m(hỗn hợp sau pứ) = 12 gam m(O) = 12 - mFe => nO = (12-m)/16 mol Từ các phương trình ta có: Fe0 - 3e → Fe+3 (8) 0,25 m/56 m/56 e O0 + 2e → O2- (9) (12-m)/16 (12-m)/8 e N+5 + 3e → N+2 (10) 3.0,1 e 0,1 Từ (8),(9),(10): 3m/56 = (12-m)/8 + 0,3 => m=10,08. 0,5 2. 2,5đ 5
6. Nguyễn Việt Toàn Đặt x, y lần lượt là số mol của Fe và R trong 12 gam hỗn hợp A: Fe + 2HCl → FeCl2+ H2 (1) x 2x x x R + 2HCl → RCl2 + H2 (2) y 2y y y 0,25 Theo (1),(2) và đề ra: 56x + Ry = 12 (I) x + y = 0,3 (II) R + H2SO4 → RSO4 + H2 (3) 0,25 Theo(3) và đề ra 3,6/R R>9. Từ (I),(II) thì x = (12- 0.3R)/(56-R) (III) 0,25 Vì x>0 nên (12- 0.3R)/(56-R)>0 => R R=24. Kim loại là magie. a. Từ (III) thì x=0,15mol, y= 0,15 mol.=>m(Fe)=8,4 gam 0,5 =>%m(Fe)= 70%; %m(Mg) = 30% b. Dung dịch B có 0,15mol FeCl , 0,15mol MgCl và 0,7-2(x+y) = 0,1 mol HCl dư. 2 2 0,25 n(NaOH) = 1,2 mol PTHH: HCl + NaOH → NaCl + H2O 0,1 0,1 0,1 FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl 0,15 0,3 0,15 0,3 MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 + 2NaCl 0,15 0,3 0,15 0,3 Nung kết tủa: t 0 Mg(OH)2  MgO + H2O 0,15 0,15 t 0 4Fe(OH)2 + O2  2Fe2O3 + 4H2O 0,15 0,075 Khối lượng chất rắn E là: 0,15.40 + 0,075.160 = 18 gam. 0,5 Dung dịch D chứa 0,7 mol NaCl, 0,5 mol NaOH dư. V dd D = 0,5 lit => CM (ddNaCl) = 0,7/0,5 = 1,4 M ; CM(dd NaOH) = 0,5/0,5 = 1M 0,25 0,25 Câu 4. 5,5đ 1. 3,0đ Từ dữ kiện đầu bài tìm được công thức đơn giản của A là CH 2O. công thức thực nghiệm là (CH2O)n. + n = 1 => chất cần tìm là H-CHO không tác dụng với Na=> loại. 0,25 + n = 2 ứng với công thức phân tử C2H4O2 (M = 60) có 3 đồng phân: CH3COOH (I), CH2OHCHO (II), HCOOCH3 (III) 0,25 Chỉ có (I),(II) tác dụng được với Na. 2CH3COOH + 2Na → 2CH3COONa + H2 2HO-CH2-CHO + 2Na→ 2NaOCH2CHO + H2 + 0,01mol A + Na tạo ra 0,005mol H2; nghĩa là trong phân tử A có 1 H linh động. 0,5 + Khi A tham gia phản ứng khử với H 2 được B thì không làm biển đổi số nguyên tử cacbon trong mạch cacbon. 6
7. Nguyễn Việt Toàn + Đốt 0,01 mol A thu được 0,02 mol CO 2. Khi đốt cháy 0,62 gam B thu được 0,5 0,02 mol CO2. Vì vậy khối lượng mol B là 0,62/0,01 = 62 gam => n chỉ bằng 2 + Cho 0,02 mol B (tức 1,24/62) tác dụng với Na tách được 0,02 mol H2(tức 0,5 0,448/22,4) chứng tỏ rằng trong B có 2 nguyên tử H linh động. Khối lượng mol của B thêm 2 đơn vị là vì A kết hợp thêm 2 nguyên tử H. 0,5 Vậy chất A có công thức HO-CH2-CHO. PTHH: C2H4O2 + 2O2 → 2CO2 + 2H2O Ni,t 0 HO-CH2-CHO + H2  HO-CH2-CH2-OH 2HO-CH2-CHO + 2Na → 2NaO-CH2- CHO + H2 0,5 2. 2,5đ Vì khối lượng mol trung bình của X,Y không đổi=> X và Y có khối lượng mol phân tử bằng nhau. MX =My= 1,682.44 = 74 gam 0,25 + Vì hỗn hợp X,Y phản ứng với Na2CO3 tạo CO2 nên hoặc có một chất hoặc cả hai là axit. 0,5 + Nếu cả 2 chấtđều là axit thì n(CO2) = n(H2) =1/2 n(X) n(Y) => trái với giả thiết. Vậy có một chất là axit, một chất là rượu. 0, 5 + Nếu hai chất là hợp chất no đơn chức 1 mạch vòng: C nH2n-1COOH và CmH2m-1OH thì không thoả mãn (thay số vào n, m không nguyên. nếu có nhiều vòng đều không thoả mãn) 0,5 + Vì vậy hai chất đều no đơn chức mạch hở có công thức tương ứng là CnH2n- 1COOH và CmH2m-1OH. => 14n + 46 = 74 => n = 2 và 14m + 18 = 47 => m = 4 công thức cấu tạo của X là CH3CH2COOH và Y là C4H9OH (viết 3 đồng phân) 0,75 - Chú ý khi chấm thi: - Trong các phương trình hóa học nếu viết sai công thức hóa học thì không cho điểm, nếu không viết điều kiện phản ứng hoặc không cân bằng phương trình hoặc cả hai thì cho 1/2 số điểm của phương trình đó. - Nếu làm các cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa ứng với mỗi ý, câu của đề ra. 7
8. Nguyễn Việt Toàn 8