Đề thi chọn học sinh giỏi Lớp 11 THPT môn Hóa học - Năm học 2021-2022 - Sở GD&ĐT Hà Nam (Có đáp án)

UBND TỈNH HÀ NAM
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỀ CHÍNH THỨC
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 THPT
NĂM HỌC 2021 - 2022
Môn: Hóa Học
Thời gian làm bài:180 phút
(Đề thi có 03 trang)
Khí NH3
Câu I (1,0 điểm). Quan sát hình vẽ mô tả bộ dụng cụ và hóa chất dùng để điều chế và thu khí NH3 trong phòng thí nghiệm.
NH4Cl + CaO
 1. Khi tiến hành thí nghiệm tại sao:
 a) Cần úp ngược ống nghiệm thu khí trên ống dẫn khí.
 b) Ống nghiệm chứa hỗn hợp hóa chất được lắp nghiêng cho miệng ống hơi chúc xuống.
 c) Đặt một mảnh giấy quỳ tím ẩm ở bên ngoài miệng ống nghiệm thu khí.
 2. Đề xuất phương án xử lí khí NH3 dư sau khi thu xong. 
Giấy qùy tím ẩm

Câu II (3,0 điểm). Tiến hành 4 thí nghiệm nghiên cứu tính chất của hiđrocacbon như sau:
 Thí nghiệm 1: Nghiền nhỏ 1 gam CH3COONa khan cùng với 2 gam vôi tôi xút (CaO + NaOH) rồi cho vào đáy ống nghiệm có lắp ống dẫn khí. Đun nóng từ từ, sau đó đun nóng mạnh phần ống nghiệm có chứa hỗn hợp phản ứng đồng thời đưa đầu ống dẫn khí sục vào dung dịch KMnO4 1%. Nêu hiện tượng và giải thích, viết các phương trình phản ứng.
 Thí nghiệm 2: Cho 2 ml ancol etylic khan vào ống nghiệm khô có sẵn vài viên đá bọt, sau đó cho thêm từng giọt dung dịch H2SO4 đặc (4 ml), đồng thời lắc đều. Đun nóng hỗn hợp phản ứng sao cho hỗn hợp không trào lên ống dẫn khí. Dẫn khí vào dung dịch brom. Nêu hiện tượng và giải thích, viết các phương trình phản ứng.
 Thí nghiệm 3: Cho một vài mẩu đất đèn bằng hạt ngô vào một ống nghiệm chứa sẵn 2 ml H2O. Đậy nhanh nút có ống dẫn khí gấp khúc sục vào ống nghiệm khác chứa 2 ml dung dịch AgNO3 trong NH3. Nêu hiện tượng và giải thích, viết các phương trình phản ứng.
 Thí nghiệm 4: Cho vào cùng một ống nghiệm 3 chất lỏng (2 ml dung dịch HNO3 đặc, 4 ml dung dịch H2SO4 đặc và 2 ml benzen), lắc đều, ngâm trong cốc nước 600C trong 5 phút, rót sản phẩm vào cốc nước lạnh. Nêu hiện tượng và giải thích, viết phương trình phản ứng và trình bày cơ chế phản ứng thế ở vòng benzen.
Câu III (1,5 điểm). Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon, sản phẩm thu được cho hấp thụ hết vào 1 lít dung dịch Ca(OH)2 0,2M được sản phẩm có chứa kết tủa. Cho thêm dung dịch Ba(OH)2 C%=17,1% vào sản phẩm (phản ứng vừa đủ) thấy lượng kết tủa tăng lên, tổng khối lượng kết tủa thu được là 39,7 gam, khối lượng dung dịch cuối cùng tăng lên 77,1 gam. Tìm công thức đơn giản của hiđrocacbon.
Câu IV (2,0 điểm).
1. Viết công thức phân đạm urê và giải thích tại sao một số ngư dân vẫn dùng phân đạm urê để bảo quản hải sản? Cách làm đó có ảnh hưởng đến sức khoẻ người tiêu dùng không? Hãy nêu cách khắc phục?

 2. Khi pha chế nước giải khát, trong một số trường hợp người ta đã sử dụng một loại đá viên có đặc tính đặc biệt. Khi uống nước có loại đá viên này, nhiều người có cảm giác cháy họng hay cầm nắm đá viên thấy có hiện tượng bỏng rát ở tay. Người ta gọi là “nước đá khô”. Vậy “nước đá khô” là gì? Liệu chúng có gây hại cho sức khỏe không? Trong thực tế “nước đá khô” có ứng dụng gì?
Câu V (1,75 điểm).
 1. Biết độ điện li là tỉ số giữa số phân tử phân li ra ion và tổng số phân tử hòa tan.
Hãy cho biết trong những trường hợp dưới đây, độ điện li của CH3COOH trong dung dịch thay đổi như thế nào và giải thích.
a) Trường hợp 1: thêm nước vào. 	
b) Trường hợp 2: sục 1 ít khí HCl vào. 
c) Trường hợp 3: thêm 1 ít CH3COONa rắn vào.	
d) Trường hợp 4: thêm 1 ít NaOH rắn vào.
 2. Cho dung dịch A chứa KOH có pH= 12. Cần pha loãng dung dịch A bao nhiêu lần để thu được dung dịch có pH =11.
Câu VI (3,0 điểm).
 1. Nhỏ từ từ V lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,5M vào dung dịch chứa x mol NaHCO3 và y mol BaCl2. Đồ thị sau biểu diễn sự phụ thuộc giữa số mol kết tủa và thể tích dung dịch Ba(OH)2. Giá trị x, y tương ứng là?
(lít)

 2. Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít CO2 (đktc) vào 2 lít dung dịch A chứa đồng thời NaOH a M và Na2CO3 b M, thu được dung dịch X. Chia X thành hai phần bằng nhau. Cho từ từ phần một vào 120 ml dung dịch HCl 1M, thu được 2,016 lít CO2 (đktc). Cho phần hai phản ứng hết với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 29,55 gam kết tủa. Tìm a và b?
Câu VII (3,75 điểm).
 1. Không dùng thuốc thử hãy nhận biết 5 lọ đựng dung dịch không màu sau: Na2CO3, NaHSO4, KHCO3, Mg(HCO3)2, Ba(HCO3)2. Viết các phản ứng minh họa.
 2. Trình bày cách tách riêng từng khí CH4, C2H2 ra khỏi hỗn hợp CH4, C2H4, C2H2.
Viết các phản ứng minh họa.
 3. Hãy dùng phương pháp hóa học phân biệt các chất đựng trong 3 lọ sau: benzen, toluen, stiren. Viết các phản ứng minh họa.
Câu VIII (2 điểm). Cho hỗn hợp X gồm 3 hiđrocacbon mạch hở A, B, C có tỉ khối hơi so với H2 là 21,2. Đốt cháy hoàn toàn 4,24 gam X, thu được 6,72 lít khí CO2 (đktc). Khi cho 2,12 gam hơi X vào bình kín dung tích 500 ml (có xúc tác Ni với thể tích không đáng kể), áp suất bình là p, ở 00C. Cho khí H2 vào bình, áp suất bình là 2p, ở 00C. Nung nóng bình, áp suất giảm dần đến giá trị thấp nhất là p1, 00C. Lúc này trong bình chỉ chứa hai khí không làm mất màu dung dịch nước brom. Biết rằng trong X, hiđrocacbon có phân tử khối nhỏ nhất chiếm 20% thể tích của hỗn hợp.
 a) Xác định công thức phân tử và thành phần % thể tích các chất A, B, C trong X.
 b) Tính giá trị của p, p1.
Câu IX (2 điểm). Hòa tan hoàn toàn 11,6 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào 87,5 gam dung dịch HNO3 50,4%, thu được dung dịch X và hỗn hợp khí B. Cho 500ml dung dịch KOH 1M vào dung dịch X thu được kết tủa Y và dung dịch Z. Lọc lấy Y rồi nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 16,0 gam chất rắn. Cô cạn dung dịch Z được chất rắn T. Nung T đến khối lượng không đổi thu được 41,05 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. 
 a) Xác định phần trăm khối lượng của từng chất trong A.
 b) Tìm nồng độ phần trăm của Cu(NO3)2 trong dung dịch X.
Cho: H=1; C=12; N=14; O=16; F=19; Na=23; Mg=24; Al=27; P=31; S=32; Cl=35,5; K=39; Ca=40; Cr=52; Mn=55; Fe=56; Ni=59; Cu=64; Zn=65; Br=80; Ag=108; Sn=119; I=127; Ba=137; Pb=207.
Thí sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn.
--- HẾT---
Họ và tên thí sinh:...Số báo danh:...................................
Người coi thi số 1Người coi thi số 2.......
UBND TỈNH HÀ NAM
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HƯỚNG DẪN CHẤM
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 THPT
NĂM HỌC 2021 - 2022
Môn: Hóa Học
(Bản hướng dẫn chấm thi gồm có 06 trang)
A. Hướng dẫn chung
Với yêu cầu viết phương trình phản ứng: nếu thiếu điều kiện phản ứng hoặc không cân bằng, trừ đi ½ số điểm của phương trình phản ứng đó; nếu thiếu hoặc thừa chất thì không được điểm.
Với các yêu cầu định lượng:
+ Nếu học sinh định lượng theo phương trình phản ứng sai, thì không được điểm phần định lượng đó.
+ Học sinh có thể định lượng theo sơ đồ phản ứng, các định luật bảo toàn.
- Học sinh làm bài theo cách khác đúng thì vẫn được tương đương.
- Điểm của toàn bài thi được giữ nguyên, không làm tròn.
B. Đáp án và thang điểm
Câu I (1,0 điểm).
Nội dung
Điểm
1. 
a. Khí NH3 nhẹ hơn không khí nên ta úp ngược ống nghiệm.

0,25
b. Miệng chúc xuống để tránh trường hợp hơi nước sinh ra chảy xuống đáy ống nghiệm đang nung ở nhiệt độ cao gây vỡ ống nghiệm.
0,25
c. Giấy quỳ ẩm để nhận ra khí NH3 đã thu đầy bình hay chưa.
0,25
2. Dẫn khí NH3 dư vào cốc có chứa bông tẩm nước sạch.
0,25

Câu II (3,0 điểm).
Nội dung
Điểm
TN1: Không hiện tượng
CH3COONa + NaOH CH4 + Na2CO3
0,5
TN2: Màu vàng da cam của nước brom bị mất màu
C2H5OH C2H4 + H2O
C2H4 + Br2 C2H4Br2
0,25
0,25
0,25
TN3: Có kết tủa màu vàng nhạt
CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2
C2H2 + AgNO3 + NH3 C2Ag2 + NH4NO3
0,25
0,25 
0,25
TN4: Xuất hiện chất lỏng màu vàng nhạt, lắng xuống đáy cốc, đó là nitrobenzen được tạo thành do phản ứng: 
C6H6 + HO-NO2 C6H5NO2 + H2O
* Cơ chế: 
0,25
0,25
0,5

Câu III (1,5 điểm).
	CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
	 a	a	a
 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2
 2b	 b b
 Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 H2O + CaCO3 + BaCO3
 b b b b
 a + b = 0,2
 100a + 100b + 197b = 39,7 à a=0,1; b=0,1
0,5
0,5
 nCO2 = a +2b=0,3 à nC = 0,3

 77,1 = 44.0,3 + mH2O + (0,1.171.100%)/17,1% - 39,7 à nH2O = 0,2 à nH = 0,4
	Công thức đơn giản C3H4
0,5

Câu IV (2 điểm).
Nội dung
Điểm
1. (1 điểm)
- Công thức phân urê: (NH2)2CO

0,25
 - Ngư dân dùng phân ure để bảo quản cá vì
 + Khi urê hòa tan trong nước thì thu một lượng nhiệt khá lớn, giúp hải sản giữ được lạnh và ức chế vi khuẩn gây thối do vậy hải sản không bị ươn, hỏng, làm cho hải sản tươi lâu.
 + Giá rẻ
0,25

- Khi ăn phải các loại rau hoặc hải sản có chứa dư lượng phân urê cao thì người ăn có thể bị ngộ độc cấp tính với các triệu chứng đau bụng, buồn nôn, tiêu chảy và tử vong. Nếu ăn rau hoặc hải sản có hàm lượng urê ít nhưng trong một thời gian dài sẽ bị ngộ độc mãn tính, thường xuyên đau đầu không rõ nguyên nhân, giảm trí nhớ và mất ngủ. Khi hàm lượng N vượt quá ngưỡng cho phép, có thể dẫn đến suy giảm hô hấp của tế bào, làm tăng sự phát triển của các khối u và là tiền đề gây ra bệnh ung thư. 
0,25

-Cách khắc phục: Dùng đá lẫn muối, để trong thùng kín, sạch duy trì ở 00C (ngăn cấp đông).
0,25
2. (1 điểm)
-Khác với loại đá thông thường được làm từ nước đóng băng, đá khô được sản xuất bằng cách nén khí cacbon đioxit (CO2) ở áp suất 60 atm thành dạng lỏng, loại bỏ nhiệt trong quá trình nén, sau đó cho CO2 lỏng giãn nở nhanh. Sự giãn nở này làm giảm nhiệt độ và làm một phần CO2 bị đóng băng thành "tuyết". Sau đó, phần "tuyết" sẽ được nén thành các viên hay khối lớn gọi đá khô.

0,25
-Nhiệt độ của đá khô rất thấp, khoảng - 78,50 C nên khi thăng hoa thành hơi chứ không hóa lỏng. Khi đá khô tiếp xúc với nước, nó cô đặc và tạo thành một dạng sương mù trắng dày. Nó cực lạnh vì vậy không nên cho tiếp xúc trực tiếp với da, miệng, mắt. Nếu trực tiếp cầm loại đá này hoặc nếu đưa cả viên đá khô vào miệng, ngoài nguy cơ bị ngộ độc, người sử dụng có thể bị lột da lưỡi, lột da tay do bị bỏng lạnh.
0,5
-Ứng dụng của đá khô: Làm lạnh thực phẩm, bảo quản rau quả tươi, thủy hải sản, bảo quản mô sinh vật trong y học, bảo quản thi hài, vệ sinh công nghiệp. Tạo hiệu ứng khói trên sân khấu tiệc cưới, ca nhạc..
0,25

Câu V (1,75 điểm). 
Nội dung
Điểm
1. (1,25 điểm)
Trong dung dịch CH3COOH có cân bằng: CH3COOH CH3COO- + H+ (1)

0,25
a. Thêm H2O vào: Độ điện ly tăng
Khi pha loãng dung dịch, các ion dương và âm của chất điện li dời xa nhau hơn, ít có điều kiện va chạm với nhau để tạo lại phân tử, trong khi đó sự pha loãng không cản trở đến sự điện li của các phân tử.

0,25
b. Thêm HCl vào: [H+] tăng → Cb (1) dịch chuyển sang chiều nghịch giảm
0,25
c. Thêm CH3COONa vào: CH3COONa →CH3COO- + Na+
[CH3COO-] tăng => Cb (1) dịch chuyển sang chiều nghịch giảm
0,25
d. Thêm NaOH vào: NaOH → Na+ + OH- 
 H+ + OH- → H2O 
[H+] giảm → Cb (1) dịch chuyển sang chiều thuận tăng

0,25
2. (0,5 điểm)
Dung dịch A: có n OH- = 10-2V (mol).
Khi pha loãng số mol KOH không đổi nên 
10-2* V= 10-3* V’ ⇒ =10

0,5

Câu VI (3 điểm).
Nội dung
Điểm
1. (1 điểm)
Cách 1: Tính từ gốc tọa độ:
+ Đoạn đồ thị đầu tiên:
Ba(OH)2 + BaCl2 + 2NaHCO3 → 2BaCO3↓ + 2NaCl + 2H2O (1)
=> nBaCl2 = y = nBaCO3/ 2 = 0,05 (mol)
Sau phản ứng này nNaHCO3 dư = x – 0,1
0,5
+ Đoạn đồ thị tiếp theo:
Ba(OH)2 + NaHCO3 → BaCO3↓+ NaOH + H2O  (2)
=> nNaHCO3 = x – 0,1 = nBaCO3(2)
=> x – 0,1 = (0,2 – 0,1)
=> x = 0,2
Vậy x = 0,2 và y = 0,05

0,5
Cách 2 : Nhìn vào đồ thị ta thấy ngay cuối cùng toàn bộ C chạy hết vào BaCO3 
→ x = 0,2
Tại vị trí V = 0,3 

2. (2 điểm)
 CO2 + 2NaOH à Na2CO3 + H2O 
 CO2 + H2O + Na2CO3 à NaHCO3 

0,25
* Phản ứng của dung dịch X với 0,12 mol HCl tạo 0,09 mol CO2 
* Phản ứng của dung dịch X với Ba(OH)2 dư tạo 29,55 gam kết tủa
=> chứng tỏ trong X có HCO3- và CO32- 
0,25
 HCO3- + H+ à CO2 + H2O 
 x x x
 CO32- + 2H+ à H2O + CO2 
 y 2y y => x + y = 0,09 và 2y + x = 0,12
 x = 0,06 và y = 003
0,5
* HCO3- + OH- à CO32- + H2O
 c c 
 Ba2+ + CO32- à BaCO3
 (d + c) (d + c) => d + c = 0,15
 Và d/c = y/x = ½ => d = 0,05 và c = 0,1
0,5
* Vậy trong dd X có NaHCO3 : 0,2 mol và Na2CO3 là 0,1 mol 
0,25
* Theo bảo toàn C => nNa2CO3 = 0,15 mol => nNaOH = 0,1 mol 
=> CM của Na2CO3 a= 0,075
 CM của NaOH b= 0,05
0,25

Câu VII. (3,75 điểm) 
Nội dung
Điểm
1. 
+ Đun nóng nhẹ các mẫu thử 
 - Nếu có kết tủa trắng và có khí thoát ra là Mg(HCO3)2, Ba(HCO3)2 Nhóm (A)
	Mg(HCO3)2 MgCO3 + CO2 + H2O
 Ba(HCO3)2 BaCO3 + CO2 + H2O
 - Nếu có khí thoát ra là KHCO3
	KHCO3 K2CO3 + CO2 + H2O
 - Nếu không có hiện tượng gì là Na2CO3 và NaHSO4 Nhóm (B)
1,75
+ Lấy KHCO3 cho vào nhóm B
 - Nếu có khí thoát ra là NaHSO4
 - Không hiện tượng là Na2CO3
	NaHSO4 + KHCO3 NaKSO4 + CO2 + H2O

+ Lấy NaHSO4 cho vào nhóm A
 - Có kết tủa và có khí là Ba(HCO3)2
 - Có khí là Mg(HCO3)2
2NaHSO4 + Ba(HCO3)2 BaSO4 + Na2SO4 + CO2 + H2O
2NaHSO4 + Mg(HCO3)2 MgSO4 + Na2SO4 + CO2 + H2O
 
2. Dẫn hỗn hợp khí qua AgNO3 dư trong NH3 và tách riêng tủa và phần khí thoát ra
+ Cho HCl dư vào phần tủa thu được khí thoát ra là C2H2
	C2H2 + AgNO3 + NH3 C2Ag2 + NH4NO3
	C2Ag2 + 2HCl 	 C2H2 + 2AgCl
0,5
+ Phần khí thoát ra cho dẫn qua dung dịch Br2 dư thì thu được khí CH4
	C2H4 + Br2 C2H4Br2
0,5
3. 
+ Cho 3 mẫu thử vào dung dịch KMnO4 ở nhiệt độ thường, nếu làm mất màu dung dịch thuốc tím là stiren
 3C6H5CH=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O 3C6H5CH(OH)CH2(OH) + 2MnO2 + 2KOH
+ Tiếp theo đun nóng nhẹ các mẫu thử còn lại, nếu tiếp tục làm mất màu thuốc tím là toluen
 C6H5CH3 C6H5COOK
+ Vẫn không hiện tượng gì là Benzen	
0,5
0,5

Câu VIII (2 điểm).
Nội dung
Điểm
a) Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp là M = 21,2x2=42,4 
Þ số mol X = 0,1 mol.
Số mol CO2 tạo ra = 0,3 mol. Gọi công thức chung của 3 hidrocacbon là CxHy, phản ứng cháy:
CxHy + (x+y/4)O2 xCO2 + y/2 H2O
Từ phản ứng cháy Þ x = 3.
Vì bình kín, nhiệt độ không đổi mà áp suất gấp đôi nên số mol khí tăng gấp đôi 
Þ số mol X = số mol H2= 0,05 mol.
Vì khi nung áp suất giảm nên có phản ứng cộng xảy ra và sản phẩm khí là 2 ankan hoặc 1 ankan và H2.
TH1: Nếu trong bình sau cùng là ankan và H2 thì 3 hidrocacbon ban đầu phải có cùng số nguyên tử C và bằng 3. Vậy ba hidrocacbon là C3H8, C3H6 và C3H4
Các phản ứng với H2: C3H4 + 2H2 C3H8
 C3H6 + H2 C3H8
Theo giả thiết ta có số mol của C3H4 = 0,01 mol. Gọi x, y lần lượt là số mol của C3H8 và C3H6 trước phản ứng, ta có hệ:
x + y = 0,04
44x + 42y = 2,12 - 0,01x40 = 1,72.
Giải hệ ta được x =0,02 và y = 0,02
%VC3H8 = 40%; %VC3H6 = 40%; VC3H4 = 20%
TH2: Nếu trong bình sau cùng là 2 ankan Þ khối lượng 2 ankan = 2,12 + 0,05*2 = 22,2 gam
Gọi 2 ankan là CnH2n+2 và CmH2m+2 có số mol tương ứng là x, y, ta có hệ
(14n +2)x + (14m+2)y = 22,2
Vì số mol CO2 tạo ra khi đốt cháy X cũng bằng số mol CO2 tạo ra khi đốt cháy 2 ankan = 0,15 mol => từ phản ứng cháy của 2 ankan thì ta có:
nx + my = 0,15 => x+y = 0,06
Vì phản ứng hidro hóa không làm thay đổi số mol hidrocacbon nên số mol X = 0,05 <0,06 là không thỏa mãn. Vậy ba hidrocacbon là C3H8, C3H6 và C3H4.
b) Áp dụng công thức PV =nRT, ta có p = 0,05*0,082*273/0,5 = 2,2386 (atm) 
Từ các phản ứng với H2 trên ta tính được số mol hỗn hợp sau phản ứng = 0,06 mol 
=>p1 = 2,686 atm
0,5
0,5
0,5
0,5
Câu IX (2 điểm).
Nội dung
Điểm
Giả sử KOH tác dụng với X thì KOH hết mol.
 gam > 41,05 gam ⇒ vô lí ⇒ KOH dư.
Đặt x mol; y mol x + y.
Phản ứng: 
Giải hệ có: x = 0,05 mol; y = 0,45 mol ⇒ .
0,5
Đặt mol; mol gam.
Do KOH dư ⇒ kết tủa hết ion kim loại ⇒ nung T thì rắn gồm Fe2O3 và CuO.
⇒ mrắn = 41,05 = 0,5a × 160 + 80b. Giải hệ có: a = 0,15 mol; b = 0,05 mol.
%mFe= 72,414% %mCu= 27,586%
0,5
Quy hỗn hợp B về N và O. Bảo toàn nguyên tố nitơ có nN spk = 0,7 – 0,45 = 0,25 mol.
Ø dung dịch chứa ion Fe2+, Fe3+ và H+ hết.!
Bảo toàn nguyên tố hidro có mol.
⇒ bảo toàn nguyên tố oxi có nO sk = 0,7 × 3 – 0,45 × 3 – 0,35 = 0,4 mol.
0,5
⇒ BTKL mdung dịch sau phản ứng = 11,6 + 87,5 – 0,25 × 14 – 0,4 × 16 = 89,2 gam.
⇒ .
0,5
___HẾT___