Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh năm học 2009-2010 môn hoá học lớp 12
Bạn đang xem nội dung tài liệu Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh năm học 2009-2010 môn hoá học lớp 12, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2009-2010 ĐẮK LẮK ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN HOÁ HỌC LỚP 12 – THPT Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 22/12/2009 ( Chú ý: Đề này có 2 trang) Câu 1. (2,0 điểm) Viết phương trình hóa học theo sơ đồ sau: +Y +Z → A → A1 → A2 +X +V M → A → C → M +U +T → B → B1 → B2 Biết: M là hợp chất của một kim loại và một phi kim; A, A1, A2, C là các hợp chất của lưu huỳnh; B, B1, B2 là hợp chất của đồng hoặc đồng kim loại. Câu 2. (2,0 điểm) Tính nồng độ các ion H3O+, OH-, HCO3- và CO32- trong dung dịch H2CO3 0,5 M. Biết K1 (H2CO3) = 4,2.10-7; K2 (H2CO3) = 4,8.10-11 Câu 3. (2,5 điểm) Mắc nối tiếp 3 bình điện phân: Bình 1 chứa 100 ml dung dịch CuCl2 0,1 M; bình 2 chứa 100 ml dung dịch FeCl3 0,1 M; bình 3 chứa 100 ml dung dịch Ag2SO4 0,02 M. Điện phân với dòng điện không đổi I = 1,34 A. Tính khối lượng kim loại thoát ra ở các catôt sau 6 phút; 12 phút; 18 phút; 24 phút. Sau thời gian bao lâu (kể từ khi bắt đầu điện phân) khối lượng kim loại ở các catôt không đổi? Câu 4. (1,5 điểm) Cho 14 gam sắt tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 24,5% thu được dung dịch A. Làm lạnh dung dịch A xuống 30C thấy có 55,53 gam tinh thể tách ra, nồng độ muối sunfat trong dung dịch bão hòa ở nhiệt độ đó là 13,55%. Xác định công thức tinh thể ngậm nước. Câu 5. (2,0 điểm) đun nóng 1. Cho các sơ đồ sau: đun nóng A (C6H10O5) B (C6H8O4) + H2O đun nóng A + 2NaOH(dd) 2C + H2O B + 2NaOH(dd) 2C Lý luận để xác định công thức cấu tạo của A, B, C. Biết C có nhóm metyl. 2. Có 2 axit oleic (O) và axit linoleic (L). a) Viết đồng phân cis-trans của (O) và (L) b) Đun nóng từng axit trên với dung dịch KMnO4 trong môi trường axit H2SO4. Viết phương trình hóa học xảy ra. Câu 6. (2,0 điểm) 1. Từ etanol, axit axetic, benzen và các chất vô cơ cần thiết không chứa cacbon, hãy viết phương trình hóa học điều chế 2,5-đietylaxetophenon. 2. Hãy trình bày cơ chế phản ứng điều chế cumen từ benzen và 1-clopropan (xúc tác AlCl3) Câu 7. (1,5 điểm) Hợp chất C3H7O2N (A) có tính chất lưỡng tính. A phản ứng với HNO2 giải phóng N2, với etanol/HCl cho hợp chất C5H11O2N (B). Khi đun nóng A cho chất C6H10O2N2 (D). Xác định công thức cấu tạo các chất (A), (B), (D) và viết các phương trình hóa học xảy ra. Câu 8. (2,5 điểm) 1. Lập phương trình hóa học của các phản ứng oxi hóa – khử dưới đây: FexOy + HNO3 → Fe(NO3)3 + NnOm + H2O HxIyOz + H2S → I2 + S + H2O 2. A, B, C, D, E, F là các hợp chất có oxi của nguyên tố X và khi cho tác dụng với dung dịch NaOH đều cho ra chất Z và H2O. Nguyên tử X cố tổng số proton và nơtron bé hơn 35, có tổng đại số số oxi hóa dương cực đại và 2 lần số oxi hóa âm là -1. Lập luận để xác định X, A, B, C, D, E, F. Biết các dung dịch A, B, C làm quỳ tím hóa đỏ; dung dịch E và F phản ứng với axit mạnh và bazơ mạnh. Câu 9. (2,0 điểm) Nung 8,08 gam một muối A thu được các sản phẩm khí và 1,6 gam một chất rắn B không tan trong nước. Ở điều kiện thích hợp, cho tất cả sản phẩm khí vào một bình có chứa sẵn 200 gam dung dịch NaOH 1,2% thì thấy phản ứng vừa đủ và thu được dung dịch chỉ chứa một muối duy nhất có nồng độ 2,47%. Xác định công thức phân tử của muối A, biết rằng khi nung muối A thì kim loại trong A không thay đổi số oxi hóa. Câu 10. (2,0 điểm) Hỗn hợp khí A (đktc) gồm 2 hiđrocacbon mạch hở không phân nhánh X, Y. Lấy 268,8 ml hỗn hợp A cho từ từ qua dung dịch brom, thấy có 3,2 gam brom phản ứng và không có khí thoát ra khỏi bình. Còn nếu đốt cháy 268,8 ml hỗn hợp A thì thu được1,408 gam CO2. Xác định công thức phân tử của X, Y và tính thành phần phần trăm về số mol của X, Y trong A. Cho: C=12; H=1; O=16; N=14; Br=80; S=32; Ag=108; Fe=56; Cu=64. ------------HẾT----------- Họ và tên thí sinh: …………………………………………………………… Số báo danh: …………… ĐÁP ÁN ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN HÓA HỌC Câu 1. (2,0 điểm) Viết phương trình hóa học theo sơ đồ sau: +Y +Z → A → A1 → A2 +X +V M → A → C → M +U +T → B → B1 → B2 Biết: M là hợp chất của một kim loại và một phi kim; A, A1, A2, C là các hợp chất của lưu huỳnh; B, B1, B2 là hợp chất của đồng hoặc đồng kim loại. NỘI DUNG ĐIỂM M là hợp chất của đồng và lưu huỳnh: CuS hoặc Cu2S. Các pthh: CuS + 1,5O2 ® CuO + SO2 X B A SO2 + H2O2 ® H2SO4 (hoặc SO2 + Br2 + 2H2O ® 2HBr + H2SO4) Y A1 Y H2SO4 + Ag2O ® Ag2SO4 + H2O (hoặc 2Ag + 2 H2SO4đ ® Ag2SO4 + SO2 + 2H2O) Z A2 CuO + H2 ® Cu + H2O T (C, CO,...) B1 Cu + Cl2 ® CuCl2 U B2 Cu + 2 H2SO4đ ® CuSO4 + SO2 + 2H2O A Ag2SO4 + CuCl2 ® 2AgCl + CuSO4 C CuSO4 + H2S ® CuS + H2SO4 V (Na2S) Mỗi pư cho 0,25 điểm Học sinh chọn chất khác thõa mãn các sơ đồ pư vẫn cho điểm tối đa. 2,0 Câu 2. (2,0 điểm) Tính nồng độ các ion H3O+, OH-, HCO3- và CO32- trong dung dịch H2CO3 0,5 M. Biết K1 (H2CO3) = 4,2.10-7; K2 (H2CO3) = 4,8.10-11 NỘI DUNG ĐIỂM H2CO3 H+ + HCO3-, K1 Ban đầu: 0,5M CB: 0,5 – x x x K1 = = = 4,2.10-7 Vì K1 nhỏ nên 0,5 – x » 0,5 ® x2 = 0,5. 4,2.10-7 = 2,1. 10-7 ® x = 4,58.10-4 Vậy [H+] = [HCO3-] = 4,58.10-4M HCO3- H+ + CO32-, K2 B đầu: 4,58.10-4 4,58.10-4 CB: (4,58.10-4 - y) (4,58.10-4 + y) y K2 = = 4,8.10-11 Vì K2 rất nhỏ nên 4,58.10-4 - y = 4,58.10-4 ; 4,58.10-4 + y = 4,58.10-4 Do vậy: K2 = = 4,8.10-11 ® y = 4,8.10-11 Vậy [CO32-] = 4,8.10-11M [OH-] = = 2,2.10-11M Tính được nồng độ mỗi ion, 0,5 điểm 2,0 Câu 3. (2,5 điểm) Mắc nối tiếp 3 bình điện phân: Bình 1 chứa 100 ml dung dịch CuCl2 0,1 M; bình 2 chứa 100 ml dung dịch FeCl3 0,1 M; bình 3 chứa 100 ml dung dịch Ag2SO4 0,02 M. Điện phân với dòng điện không đổi I = 1,34 A. Tính khối lượng kim loại thoát ra ở các catôt sau 6 phút; 12 phút; 18 phút; 24 phút. Sau thời gian bao lâu (kể từ khi bắt đầu điện phân) khối lượng kim loại ở các catôt không đổi? NỘI DUNG ĐIỂM Ở catot: Bình 1: Cu2+ + 2e ® Cu Bình 2: Fe3+ + 1e ® Fe2+ Fe2+ + 1e ® Fe Bình 3: Ag+ + 1e ® Ag Số mol Cu = số mol Cu2+ = 0,01 mol Số mol Fe = số mol Fe3+ = 0,01 mol Số mol Ag = số mol Ag+ = 0,004 mol Bình 1: - Sau 6’: mCu = = 0,16 gam - Sau 12’: mCu = 0,16.2 = 0,32 gam - Sau 18’: mCu = 0,16.3 = 0,48 gam - Sau 24’: mCu = 0,16.4 = 0,64 gam Khối lượng Cu thoát ra tối đa là: 64.0,01 = 0,64 gam. Vậy sau 24’ khối lượng Cu thoát ra ở catot bình 1 không đổi. Bình 2: - Thời gian để điện phân hết Fe3+ thành Fe2+: , trong đó = số mol Fe3+ = 0,01 mol Þ t = 720” hay 12’. Như vậy sau 6’ và 12’ ở catot bình 2 chưa có kim loại thoát ra. - Sau 18’(18 – 12 = 6’ điện phân): mFe = = 0,14 gam - Sau 24’ (24-12 = 12’ điện phân) : mFe = = 2.0,14 = 0,28 gam nhưng thực tế khối lượng Fe thoát ra tối đa là: 56.0,01 = 0,56 gam. - Thời gian điện phân hết Fe2+ thành Fe là: 12’. = 24’ Vậy để khối lượng kim loại thoát ra ở bình 2 không đổi thì mất tổng thời gian là: 12 + 24 = 36’ Bình 3: - Sau 6’: mAg = = 0,54 gam > 108. 0,004 = 0,432 gam Thời gian để Ag+ điện phân hết: 6’. = 4,8’. Vậy sau 4,8’ khối lượng kim loại ở catot bình 3 thoát ra không đổi. Tính khối lượng kim loại thoát ra tại các thời điểm: 1,5 điểm. Tính thời gian để kl kim loại không đổi: 1,0 điểm. 1,0 2,5 Câu 4. (1,5 điểm) Cho 14 gam sắt tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 24,5% thu được dung dịch A. Làm lạnh dung dịch A xuống 30C thấy có 55,53 gam tinh thể tách ra, nồng độ muối sunfat trong dung dịch bão hòa ở nhiệt độ đó là 13,55%. Xác định công thức tinh thể ngậm nước. NỘI DUNG ĐIỂM Số mol Fe = 14/56 = 0,25 mol Gọi m (g) là khối lượng dung dịch H2SO4 ® Số mol H2SO4 = = 0,0025m mol Fe + H2SO4 ® FeSO4 + H2 0,25 mol 0,25 mol 0,25 mol 0,25 mol Þ 0,0025m = 0,25 Þ m = 100 gam Khối lượng dd sau pư = 100 + 14 – 2.0,25 = 113,5 gam Đặt công thức tinh thể tách ra là: FeSO4 .xH2O ® số mol FeSO4 tách ra = mol Khối lượng dd còn lại = 113,5 – 55,53 = 57,97 gam Khối lượng FeSO4 còn lại trong dd = % FeSO4 = ().100/57,97 = 13,55 Þ x = 7. Vậy công thức tinh thể ngậm nước là: FeSO4.H2O 1,5 Câu 5. (2,0 điểm) 1. Cho các sơ đồ sau:đun nóng đun nóng A (C6H10O5) B (C6H8O4) + H2O đun nóng A + 2NaOH(dd) 2C + H2O B + 2NaOH(dd) 2C Lý luận để xác định công thức cấu tạo của A, B, C. Biết C có nhóm metyl. 2. Có 2 axit oleic (O) và axit linoleic (L). a. Viết đồng phân cis-trans của (O) và (L) b. Đun nóng từng axit trên với dung dịch KMnO4 trong môi trường axit H2SO4. Viết phương trình hóa học xảy ra. NỘI DUNG ĐIỂM 1. B + 2NaOH(dd) 2C. Vậy B có thể là este 2 chức mạch vòng đối xứng, có nhóm CH3 O || C CH3-CH O O CH-CH3 → C: CH3-CH-COONa C OH || đun nóng O A tách H2O tạo ra B, A + 2NaOH(dd) 2C + H2O Vậy A có thể là: HO-CH(CH3)-COO-CH(CH3)-COOH H H H (CH2)7COOH C = C C = C a. CH3 (CH 2)7 (CH2)7COOH CH3 (CH 2)7 H cis (O) trans (O) H H H H C = C C = C CH3 (CH 2)4 CH2 (CH2)7COOH cis,cis (L) H H H (CH2)7COOH C = C C = C CH3 (CH 2)4 CH2 H cis, trans (L) Tương tự có 2 đồng phân trans, trans (L); trans, cis (L) b. axit oleic (O) → CH3 (CH 2)7-COOH + (CH2)7(COOH)2 axit linoleic (L) → CH3(CH2)4COOH + CH2(COOH)2 + (CH2)7(COOH)2 0,75 0,75 0,5 Câu 6. (2,0 điểm) 1. Từ etanol, axit axetic, benzen và các chất vô cơ cần thiết không chứa cacbon, hãy viết phương trình hóa học điều chế 2,5-đietylaxetophenon. 2. Hãy trình bày cơ chế phản ứng điều chế cumen từ benzen và 1-clopropan (xúc tác AlCl3) NỘI DUNG ĐIỂM 1. CH3CH2OH CH3CH2Cl C6H5CH2CH3 CH3COOHCH3CCl=Op-CH3CH2C6H4COCH3 d- p-CH3CH2C6H4CH2CH3 CH3CH2C6H3(COCH3)CH2CH3. (-) (+) d+ 2. CH3CH2CH2Cl + AlCl3 → CH3CH2CH2...Cl...AlCl3 → CH3CH2CH2 + AlCl4 (+) (+) ch. vị CH3 - CH2 - CH2 CH3 – CH – CH3 (bền hơn) (+) (+) CH3 – CH + → CH3 1,0 1,0 Câu 7. (1,5 điểm) Hợp chất C3H7O2N (A) có tính chất lưỡng tính. A phản ứng với HNO2 giải phóng N2, với etanol/HCl cho hợp chất C5H11O2N (B). Khi đun nóng A cho chất C6H10O2N2 (D). Xác định công thức cấu tạo các chất (A), (B), (D) và viết các phương trình hóa học xảy ra. NỘI DUNG ĐIỂM A là hợp chất lưỡng tính, tác dụng với HNO2 cho N2 và pư được với C2H5OH/HCl nên A là aminoaxit. Khi đun nóng C3H7O2N (A) → C6H10O2N2 (D), như vậy 2 phân tử (A) kết hợp tạo ra (D) và loại 2 phân tử H2O nên nhóm –NH2 phải ở vị trí α. (A) là: CH3-CH(NH2)-COOH CH3-CH(NH2)-COOH + HNO2 → CH3-CH(OH)-COOH + N2 + H2O CH3-CH(NH2)-COOH + C2H5OH → CH3-CH(NH2)-COOC2H5 + H2O → + 2H2O 2,0 Câu 8. (2,5 điểm) 1. Lập phương trình hóa học của các phản ứng oxi hóa – khử dưới đây: FexOy + HNO3 → Fe(NO3)3 + NnOm + H2O HxIyOz + H2S → I2 + S + H2O 2. A, B, C, D, E, F là các hợp chất có oxi của nguyên tố X và khi cho tác dụng với dung dịch NaOH đều cho ra chất Z và H2O. Nguyên tử X cố tổng số proton và nơtron bé hơn 35, có tổng đại số số oxi hóa dương cực đại và 2 lần số oxi hóa âm là -1. Lập luận để xác định X, A, B, C, D, E, F. Biết các dung dịch A, B, C làm quỳ tím hóa đỏ; dung dịch E và F phản ứng với axit mạnh và bazơ mạnh. NỘI DUNG ĐIỂM 1. a) (5n-2m)FexOy + (18nx-6mx-2ny)HNO3 → (5n-2m)Fe(NO3)3 + (3x-2y)NnOm + (9nx-3mx-y)H2O b) 2HxIyOz + (2z-x)H2S → yI2 + (2z-x)S + 2zH2O 2. p + n < 35 → X thuộc chu kì 2 hoặc 3 Gọi x là số oxi hóa dương cực đại; y là số oxi hóa âm của X x + y = 8 (1) x + 2(-y) = -1 (2) Giải hệ pt (1) và (2) ta được: x = 5; y = 3 ÞX thuộc nhóm V. X chỉ có thể là N hoặc P Dung dịch A, B, C làm quỳ tím hóa đỏ Þ A, B, C có thể là axit D, E, F pư NaOH tạo ra Z và H2O nên phải là oxit axit hoặc muối axit E, F phản ứng với axit mạnh và bazơ mạnh nên E, F là muối axit Þ D là oxit Chon X là P vì tạo được muối axit. Các hợp chất A: H3PO4, B: HPO3, C: H4P2O7, D: P2O5, E: NaH2PO4, F: Na2HPO4, Z: Na3PO4. 1,0 1,5 Câu 9. (2,0 điểm) Nung 8,08 gam một muối A thu được các sản phẩm khí và 1,6 gam một chất rắn B không tan trong nước. Ở điều kiện thích hợp, cho tất cả sản phẩm khí vào một bình có chứa sẵn 200 gam dung dịch NaOH 1,2% thì thấy phản ứng vừa đủ và thu được dung dịch chỉ chứa một muối duy nhất có nồng độ 2,47%. Xác định công thức phân tử của muối A, biết rằng khi nung muối A thì kim loại trong A không thay đổi số oxi hóa. NỘI DUNG ĐIỂM Khối lượng chất khí = 8,08 – 1,6 = 6,48 gam Khí + dd NaOH → dd muối 2,47% Số mol NaOH = = 0,06 mol m (dd muối) = m(khí) + m(dd NaOH) = 6,48 + 200 = 206,48 gam m (muối) = = 5,1 gam Ta có: Khí + nNaOH → NanX, với n là hóa trị của gốc axit X 0,06 → 0,06/n Þ m (muối) = (23n + X)0,06/n = 5,1 Þ X = 62n Thấy n = 1, X = 62 (NO3-) là phù hợp. Vì: Khí + dd NaOH chỉ thu được một muối duy nhất (NaNO3) nên khí phải chứa NO2 và O2. Vậy muối A là muối nitrat M(NO3)n 4NO2 + O2 + 4NaOH ® 4NaNO3 + 2H2O 0,06 ¬0,015 ¬ 0,06 m(khí) = 46.0,06 + 32.0,015 = 3,24 gam < 6,48 gam Þ sản phẩm khí còn có hơi nước. Vậy công thức của A là M(NO3)n.yH2O 2[M(NO3)n.yH2O] → M2On + 2nNO2 + n/2O2 + 2yH2O 0,06/n ¬ 0,03/n ¬ 0,06 ® 0,015 ® 0,06y/n mB = (2M + 16n). = 1,6 ® M = Chỉ có n = 3, M = 56 (Fe) là phù hợp Số mol H2O = 0,06y/n = 0,02y = = 0,18 Þ y = 9 Công thức của A là Fe(NO3)3.9H2O 1,0 1,0 Câu 10. (2,0 điểm) Hỗn hợp khí A (đktc) gồm 2 hiđrocacbon mạch hở không phân nhánh X, Y. Lấy 268,8 ml hỗn hợp A cho từ từ qua dung dịch brom, thấy có 3,2 gam brom phản ứng và không có khí thoát ra khỏi bình. Còn nếu đốt cháy 268,8 ml hỗn hợp A thì thu được1,408 gam CO2. Xác định công thức phân tử của X, Y và tính thành phần phần trăm về số mol của X, Y trong A. NỘI DUNG ĐIỂM Số mol A = 0,012; số mol Br2 = 0,02; số mol CO2 = 0,032 A pư với Br2 không thấy khí thoát ra khỏi bình cứng tỏ X, Y không no. Gọi công thức chung X, Y là , ≥ 1, ≤ 4, là số liên kết p trung bình. + Br2 ® 0,012 ® 0,012 Þ 0,012 = 0,02 Þ = =1,67 Þ 1 chất có 1 lk p, 1 chất có a lk p, a ≥ 2. ® CO2 0,012 ® 0,012 Þ 0,012 = 0,032 Þ = = 2,67 Þ chất có ít C hơn là C2, chất nhiều C hơn là Cn, 3 ≤ n ≤ 4. Gọi x là số mol của chất Cn có trong 1 mol hỗn hợp (1-x) là số mol của chất C2 Trường hợp C2 có 1 lk p (C2H4), Cn có a lk p + Nếu n = 3, ta có: = 3x + 2(1-x) = = ax + 1(1-x) = Þ x = ; a = 2 ® C3H4 Vậy hõn hợp là: C2H4 (33,33%) và C3H4 (66,67%) + Nếu n = 4, ta có: = 4x + 2(1-x) = = ax + 1(1-x) = Þ x = ; a = 3 ® C4H4 Vậy hõn hợp là: C2H4 (66,67%) và C4H4 (33,33%) Trường hợp C2 có a lk p, Cn có 1 lk p + Nếu n = 3, ta có: = 3x + 2(1-x) = = 1x + a(1-x) = Þ x = ; a = 3 ® loại + Nếu n = 4, ta có: = 4x + 2(1-x) = = 1x + a(1-x) = Þ x = ; a = 2 ® C2H2 Vậy hõn hợp là: C2H2 (66,67%) và C4H8 (33,33%) ------------HẾT----------- 1,0 1,0
File đính kèm:
Hoa 12_V1.doc
