Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 11 lần 9 - Năm học 2016-2017 - Trường THPT Nghi Lộc 5 (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 11 lần 9 - Năm học 2016-2017 - Trường THPT Nghi Lộc 5 (Có đáp án)

1. SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HSG 11 THPT NĂM HỌC 2016 -2017 TRƯỜNG THPT NGHI LỘC 5 MÔN: HÓA HỌC 11 Thời gian: 150 phút. Câu 1(2 điểm): Hoãn hôïp khí X goàm 2 hydrocacbon A, B maïch thaúng. Khoái löôïng phaân töû cuûa A nhoû hôn khoái löôïng phaân töû cuûa B. Trong hoãn hôïp X, A chieám 75% theo theå tích.Ñoát chaùy hoaøn toaøn X cho saûn phaåm haáp thuï qua bình chöùa dung dòch Ba(OH)2 dö, sau thí nghieäm khoái löôïng dung dòch trong bình giaûm 12,78 gam ñoàng thôøi thu ñöôïc 19,7 gam keát tuûa.Tìm coâng thöùc phaân töû cuûa A, B. Bieát tyû khoái hôi cuûa X ñoái vôùi H2 laø 18,5 vaø A, B cuøng daõy ñoàng ñaúng. Câu 2(2,5 điểm): Hỗn hợp A gồm bột S và Mg. Đun nóng A trong điều kiện không có không khí, sau đó làm nguội và cho sản phẩm tác dụng với dung dịch HCl (dư) thu được 2,987 lít khí B có tỉ khối so với không khí bằng 0,8966. Đốt cháy hết khí B, sau đó cho toàn bộ sản phẩm vào 100ml H 2O2 5% (D = 1g/ml) thu được dung dịch D. Xác định % khối lượng các chất trong A và nồng độ % các chất tạo ra trong dung dịch D. Cho thể tích các chất khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Câu 3(3 điểm): Đốt cháy hoàn toàn 4,4g sunfua của kim loại M (công thức MS) trong oxi dư. Chất rắn sau phản ứng đem hoà tan trong 1 lượng vừa đủ dung dịch HNO 3 37,8% thấy nồng độ phần trăm của muối trong dung dịch thu được là 41,72%. Khi làm lạnh dung dịch này thì thoát ra 8,08g muối rắn. Lọc tách muối rắn thấy nồng độ phần trăm của muối trong dung dịch là 34,7%. Xác định công thức muối rắn. Câu 4(2 điểm): Hãy tìm các chất thích hợp trong các sơ đồ sau và viết các phương trình phản ứng. Cho biết S là lưu huỳnh, mỗi chữ cái còn lại là một chất. S + A X S + B Y Y + A X + E X + D Z X + D + E U + V Y + D + E U + V Z + E U + V Câu 5(3 điểm): Cho cân bằng: PCl5 (K) PCl3(K) + Cl2(K) 0 a. Trong một bình kín dung tích Vl chứa m(g) PCl5, đun nóng bình đến nhiệt độ T( K) để xảy ra phản ứng phân li PCl5. Sau khi đạt tới cân bằng áp suất khí trong bình là P. Hãy thiết lập biểu thức của Kp theo độ phân li và áp suất P. 0 b. B. Người ta cho vào bình dung tích Vl 83,4g PCl5 và thực hiện phản ứng ở nhiệt độ T1 ( K). Sau khi đạt tới cân bằng đo được áp suất 2,7 atm. Hỗn hợp khí trong bình có tỉ khối so với hiđrô bằng 69,5. Tính và Kp. c. Trong một thí nghiệm khác giữ nguyên lượng PCl 5 như trên, dung tích bình vẫn là V (l) nhưng hạ nhiệt độ của bình đến T 2 = 0,9T1 thì áp suất cân bằng đo được là 1,944 atm. Tính K p và . Từ đó cho biết phản ứng phân li PCl5 thu nhiệt hay phát nhiệt. Câu 6(4 điểm): Cho khí Cl2 tác dụng với Ca(OH)2 ta được Clorua vôi là hỗn hợp CaCl2, Ca(ClO)2, CaOCl2 và nước ẩm . Sau khi loại bỏ nhờ đun nhẹ và hút chân không thì thu được 152,4g hỗn hợp A chứa (% khối lượng); 50% CaOCl2; 28,15% Ca(ClO)2 và phần còn lại là CaCl2. Nung nóng hỗn hợp A thu được 152,4g hỗn hợp B chỉ chứa CaCl2 và Ca(ClO3)2. 1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Tính thể tích khí Cl2 (đktc) đã phản ứng. 3. Tính % khối lượng CaCl2 trong hỗn hợp B. 4. Nung hỗn hợp B ở nhiệt độ cao tới phản ứng hoàn toàn và lấy tất cả khí thóat ra cho vào bình kín dung tích không đổi chỉ chứa 16,2 g kim loại M hóa trị n duy nhất (thể tích chất rắn không đáng kể). Nhiệt độ và áp suất ban đầu trong bình là t0C và P atm. Nung nóng bình một thời gian, sau đó đưa nhiệt độ bình về t0C, áp suất trong bình lúc này là 0,75 P atm. Lấy chất rắn còn lại trong bình hòa tan hoàn toàn bằng dung dịch HCl dư thấy bay ra 13,44 lít khí (đktc). Hỏi M là kim loại gì? Câu 7(1,5 điểm): Nêu hiện tượng, viết phương trình phản ứng xảy ra trong các trường hợp sau: a. Trộn dung dịch Na2CO3 với dung dịch FeCl3. b. Sục khí H2S đến bão hòa vào dung dịch FeCl3 .
2. c. Cho urê vào dung dịch Ba(OH)2 . d. Cho NO2 t¸c dông víi dung dÞch KOH d­. Sau ®ã lÊy dung dÞch thu ®­îc cho t¸c dông víi Zn sinh ra hçn hîp khÝ. HẾT ĐÁP ÁN Câu Nội dung 1 Chaát töông ñöông 2 hydrocacbon A, B : Cx H y
3. y C H O x CO H O x y 2 2 2 2 a ax CO2 Ba OH 2 BaCO3 H2O 1 ñieåm ax ax 19,7 ax 0,1mol 197 Goïi m dung dòch ban ñaàu laø m : ay 44ax 18 m 19,7 m 12,78 2 1 ñieåm ay 44ax 18 6,92 1 2 ay 0,14 theá ax vaøo ( 1) => 2 n n A, B: Ankan A : CnH2n+2 ; B : CmH2m+2 H2O CO2 0,5 ñieåm (14n 2)75 (14m 2)25 M 37 X 100 3n m 10 m 4 0,5 ñieåm n m ; n 3,3 n 1 2 3 m 7( loaïi ) 4 1( loaïi ) => A : C2H6 B : C4H10 0,5 ñieåm 2 Phương trình phản ứng: S + Mg MgS (1) MgS + 2HCl MgCl2 + H2S (2) Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (3) M B 0,8966 29 26 B chứa H2S và H2 [Mg có dư sau phản ứng (1)] 2,987 x y Gọi x và y lần lượt là số mol khí H2S và H2, ta có 22,4 34x 2y 26 x y 0,1 Giải ra ta có x = 0,1 ; y = . Từ (1), (2), (3) ta có: 3 0,1 32 %m(S) 100% 50%, %m(Mg) 50% 0,1 0,1 24 0,1 32 3 3 H2S + O2 SO2 + H2O 2 0,1 0,1 0,1 1 H2 + O2 H2O 2 0,033 0,033 SO2 + H2O2 H2SO4 0,1 0,147 0 0,047 0,1
4. m(dung dịch) = 100 0,1 64 0,133 18 108,8 gam 0,1.98 0,047.34 C%(H2SO4) = 100% 9%; C%(H2O2) = 1,47% 108,8 108,8 3 Vì O2 dư nên M có hoá trị cao nhất trong oxit 2MS + (2 + n:2)O2 M2On + 2SO2 (0,25 đ) a 0,5a M2On + 2nHNO3 2M(NO3)n + n H2O (0,25 đ) 0,5a an a Khối lượng dung dịch HNO3 m = an 63 100 : 37,8 = 500an : 3 (g) Khối lượng dung dịch sau phản ứng m = aM + 8an + 500an : 3 (g) Ta có (aM + 62an) : (aM + 524an: 3) = 0,4172 Nên M = 18,65n (0,50 đ) Chọn n = 3 Suy ra M = 56 (Fe) Ta có: a(M+32)= 4,4 Suy ra a = 0,05 khối lượng Fe(NO3)3 là m= 0,05 242 = 12,1(g) Khối lượng dung dịch sau khi muối kết tinh : mdd = aM + 524an: 3 – 8,08 =20,92 (g) Khối lượng Fe(NO3)3 còn lại trong dung dịch là : m = 20,92 34,7 : 100 = 7,25924 (g) Khối lượng Fe(NO3)3 kết tinh m = 12,1 - 7,25924 = 4,84 (g) (0,50 đ) Đặt công thức Fe(NO3)3 . nH2O Suy ra 4,84:242 (242 + 18n) = 8,08 Suy ra n = 9 CT Fe(NO3)3 . 9H2O 4 X là SO2, Y là H2S t o S + O2  SO2 t o S + H2  H2S 3 t o H2S + O2dư  SO2 + H2O 2 SO2 + Cl2 SO2Cl2 ( hoặc thay Cl2 bằng Br2) SO2 + Cl2 + H2O 2HCl + H2SO4 H2S + 4Cl2 + 4H2O H2SO4 + 8HCl SO2Cl2 + 2H2O 2HCl +H2SO4 5 a. PCl5 (K) PCl3(K) + Cl2(K) TTCB: 1- 1 .P .P Áp suất: .P 1 1 1 α.P α.P P .P . 2 PCl3 Cl2 1 α 1 α α Ta có: Kp = .P (1đ) P 1 α 1 α2 PCl5 .P 1 α 2 Vậy: Kp = .P 1 2
5. 83,4 b. Theo đề: n ban đầu = 0,4 mol, P = 2,7atm PCl5 208,5 Tổng số mol khí của hỗn hợp tại TTCB: nS. d = 69,5 MS = 69,2.2 = 139. S/H2 83,4 Áp dụng BTKL: mS = m ban đầu = 83,4 (g) nS = = 0,6 mol. (0,5đ) PCl5 139 PCl5 (K) PCl3(K) + Cl2(K) BĐ 0,4 TTCB (0,4-x) x x nS = 0,4 - x + x + x = 0,6 x = 0,2. x 0,2 Do đó: = = 0,5. 0,4 0,4 2 0,5 2 Vậy: Kp = .P = .2,7 0,9 1 2 1 0,5 2 c. Gọi áp suất của hệ tại nhiệt độ T1 là P1 = 2,7atm, số mol n1 = nS = 0,6 mol. Áp suất của hệ tại nhiệt độ T2 = 0,9 T1 là P2 , số mol n2. Với P2 = 1,944 atm. P V n RT P V n RT P V n RT Ta có: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 P2V2 n2RT2 P2V2 n2RT2 P2V n2R.0,9.T1 n1P2 0,6.1,944 n2 = = 0,48. (0,5đ) P1.0,9 2,7.0,9 PCl5 (K) PCl3(K) + Cl2(K) BĐ 0,4 TTCB (0,4-x ) x x n2 = 0,4 - x + x + x = 0,48 x = 0,08. x 0,08 Do đó: = = 0,2. (0,5đ) 0,4 0,4 '2 0,2 2 Vậy: Kp = .P = .1,944 0,081 1 '2 1 0,2 2 Vì giảm nhiệt độ thì độ phân li PCl5 giảm, do đó phản ứng phân li PCl5 là phản ứng thu nhiệt. 6 1. Các phản ứng: Ca (OH)2 + Cl2 CaOCl2 + H2O (1) 0 2Ca(OH)2 + 2Cl2 t CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O (2) Nung nóng hổn hợp A: t0 6 CaOCl2  5CaCl2 + Ca(ClO3)2 (3) 0 3 Ca(ClO)2 t 2CaCl2 + Ca(ClO3)2 (4)
6. 152,4 50 2. nCaOCl = = 0,6mol 2 100 127 152,4 28,15 nCa(ClO) = = 0,3mol 2 100 143 152,4 21,85 nCaCl = = 0,3mol 2 100 111 n  Cl2 phản ứng= 0,6 + 0,3 + 0,3 = 1,2mol VCl2 = 1,2 × 22,4 = 26,88 lít3. Theo số mol các chất trong hổn hợp A và phản ứng (2,3,4) 5 2 0,6. 0,3. 0.3 111.100 6 3 % mCaCl = 72,83% 2 152,4 4.Nung hổn hợp B ở nhiệt ở nhiệt dộ cao xảy ra ph ản ứng: t0 Ca(ClO3)2  CaCl2 + 3 O2 (5) Theo số mol các trong chất trong hổn hợp A hoặc theo phản ứng (5) 1 nO bay ra = 0,6. + 0,3 = 0,6 mol  2 2 Vì nhiệt độ bình không đổi, áp suất giảm 25% ứng với lượng oxi phản ứng với kim loại: 4M + nO2 2M 2On (6) Tức bằng: 0,6 x 0,25 = 0,15 mol Hòa tan chất rắn trong bình: M2On + 2nHCl 2MCl n + nH2O (7) 2M + 2nHCl 2MCl n + nH2  (8) n 13,44 H 2 = = 0,6mol 22,4 Theo phương pháp bảo tòan electron với phản ứng (6,7,8) số mol (e) kim loại M nhường bằng số + mol (e) O2 và H nhận. Gọi a là số mol kim loại M ta có: na = 0,15 x 4 + 0,6 x 2 = 1,8 1,8 16,2 Tức a = M 9n n M M = 9n Chỉ có n =3; M = 27 là phù hợp M là nhôm(Al) 7 a. Trén dung dÞch Na2CO3 víi dd FeCl3 : cã kÕt tña mµu n©u ®á vµ cã khÝ kh«ng mµu tho¸t ra: 3 Na2CO3 + 2 FeCl3 + 3 H2O 6 NaCl + 2 Fe(OH)3 + 3 CO2 b. Sôc khÝ H2S tíi b·o hoµ vµo dung dÞch FeCl3: cã kÕt tña mµu vµng. 2 FeCl3 + H2S 2 FeCl2 + S + 2 HCl.
7. c. Cho urª vµo dung dÞch Ba(OH)2 : cã kÕt tña tr¾ng vµ khÝ mïi khai bay lªn. (NH2)2CO + 2H2O (NH4)2CO3 (NH4)2CO3 + Ba(OH)2 2 NH3 + 2 H2O + BaCO3 d. 2NO2 +KOH  KNO3 + KNO2 + H2O 4Zn + KNO3 + 7KOH  4K2ZnO2 + NH3 + 2H2O 3Zn + KNO2 + 5KOH  3K2ZnO2 + NH3 + H2O Zn + 2KOH  K2ZnO2 + H2