Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 11 - Năm học 2016-2017 - Trường THPT Nghi Lộc 5

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 11 - Năm học 2016-2017 - Trường THPT Nghi Lộc 5

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: (3,5 điểm). 1.(2 điểm) Khí A không màu có mùi đặc trưng, khi cháy trong khí oxi tạo nên khí B không màu, không mùi. Khí B có thể tác dụng với liti kim loại ở nhiệt độ thường tạo ra chất rắn C. Hoà tan chất rắn C vào nước được khí A. Khí A tác dụng axit mạnh D tạo ra muối E. Dung dịch muối E không tạo kết tủa với bari clorua và bạc nitrat. Nung muối E trong bình kín sau đó làm lạnh bình thu được khí F và hơi G. Xác định các chất A, B, C, D, E, F, G và viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra. 2. (1,5 điểm). Có thể dùng dd nước Br 2 để phân biệt các khí sau đây: NH 3, H2S, SO2 đựng trong các bình riêng biệt được không? Nếu được hãy nêu hiện tượng quan sát, viết phương trình phản ứng để giải thích. Câu 2:(3,5 điểm): 1. (2 điểm) Tính pH của dung dịch thu được khi trộn lẫn 50,0 ml dung dịch NH 4Cl 0,200 -5 M với 75,0 ml dung dịch NaOH 0,100 M. Biết Kb (NH3) = 1,8.10 . 2.(1,5 điểm) a. Sục từ từ khí Cl 2 vào dung dịch KI, hãy cho biết màu sắc dung dịch biến đổi như thế nào? Giải thích. b. Những thay đổi nào có thể xảy ra khi bảo quản lâu dài trong bình miệng hở các dung dịch sau đây: (a) axit sunfuhiđric, (b) axit bromhiđric. 3+ 2 3- Câu 3. (2,5 điểm): 1. (1,5 điểm) Cho các chất và ion sau: HSO4 , H2S, NH4 , Fe , Ca(OH)2, SO3 , NH3, PO4 , – 3+ 2 HCOOH, HS , Al , ZnO, Al, C2H5ONa, (NH4)2CO3, HCO3 , CaO, CO3 , Cl , NaClO, NaHSO4, NaClO3, Na2HPO3, Ba(NO3)2, CaBr2.Theo Bronstet xác định số chất và ion nào có tính chất axit; có tính ba zơ; tính lưỡng tính ?(mỗi tính chất chỉ lấy 1 ví dụ giải thích) 2.(1 điểm). Kết quả xác định số mol của các ion trong dung dịch X nh sau: Na + có 0,1 mol; Ba2+ có 0,2 mol; - - HCO3 có 0,05 mol; Cl có 0,36 mol. Hỏi kết quả trên đúng hay sai? Giải thích. Câu 4. (6 điểm) 1. (3,5 điểm) A, B, C, D, E, F là các hợp chất có oxi của nguyên tố X và khi cho tác dụng với NaOH đều tạo ra chất Z và H2O. X có tổng số hạt proton và nơtron bé hơn 35, có tổng số oxi hóa dương cực đại và 2 lần số oxi hóa âm là -1. Hãy lập luận để tìm các chất trên và viết phương trình phản ứng. Biết rằng dung dịch mỗi chất A, B, C trong dung môi nước làm quỳ tím hóa đỏ. Dung dịch E, F phản ứng được với dung dịch axit mạnh và bazơ mạnh. 2. (2,5 điểm) Hoà tan hết a mol Fe trong một lượng vừa đủ dung dịch chứa b mol H2SO4 thu được một khí A (duy nhất) và 17,6 gam muối khan. Tính giá trị a,b .Biết 5a= 2b. Câu 5. ( 4,5 điểm): 1.(2 điểm) Hòa tan hoàn toàn 25,3 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Zn bằng dung dịch HNO3. Sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Y và 4,48 lít (đktc) khí Z (gồm hai hợp chất khí không màu) có khối lượng 7,4 gam. Cô cạn dung dịch Y thu được 122,3 gam hỗn hợp muối. Tính số mol HNO 3 đã tham gia phản ứng. 2. (2,5 điểm). Trong một bình kín chứa N 2 (1M), H2 (4M) và xúc tác (thể tích không đáng kể). Thực hiện phản ứng ở t 0c và áp suất p. Khi hệ đạt tới trạng thái cân bằng thì áp suất là 0,8p, còn nhiệt độ vẫn là t 0c. Hãy tính: a. Hằng số cân bằng của phản ứng. b. Hiệu suất phản ứng và nồng độ mol của các chất tại thời điểm cân bằng. (Cho: H=1, C=12, N=14, O=16, Na=23, Mg=24, Al=27, S=32, Fe=56, Cu=64, Zn=65, Ag=108) - - - Hết - - -
2. SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HSG – LẦN 1- THPT NĂM HỌC 2016-2017 TRƯỜNG THPT NGHI LỘC 5 MÔN: HÓA HỌC 11 Thời gian: 150 phút HƯỚNG DẪN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM HÓA HỌC 11 Câu Nội dung Điểm Câu 1 3,5 1. Lập luận để đưa ra: khí A là NH3. Khí B là N2. Chất rắn C là Li3N. Axit D là 2đ HNO3. Muối E là NH4NO3. 0,75 Viết các phương trình hoá học xảy ra: (Mỗi pt 0,25x5=1,25 đ) t0 4NH3 + 3O2  N2 + 6H2O. N2 + Li  Li3N. Li3N + 3H2O  NH3 + 3LiOH NH3 + HNO3  NH4NO3. 1,25 NH4NO3  N2O + H2O.
3. 2 Có thể dùng dd nước Br2 để nhận biết các khí đó, cụ thể: . NH3: dd Br2 mất màu, có khí không màu không mùi thoát ra 2NH3 + 3Br2 N2  + 6HBr 0,5 Hoặc 8NH3 + 3Br2 N2  + 6NH4Br . H2S: dd Br2 mất màu, có kết tủa màu vàng 0,5 H2S + Br2 2HBr + S . SO2: dd brom mất màu, tạo dd trong suốt đồng nhất 0,5 SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4 1 1 Câu o 0,050l 0,200mol.l o 0,075l 0,100mol.l 2 CNH Cl 0,08M ; CNaOH 0,06M 1 4 0,125l 0,125l NH4Cl + NaOH NaCl + NH3 + H2O 1. 0,08 0,06 0,06 0,06 0,06 0,02 0 0,06 Xét cân bằng : + - NH3 + H2O ⇄ NH4 + OH 0,06 0,02 x x x 0,06–x 0,02+x x [NH 4 ][OH ] (0,02 x)x 5 K b 1,8.10 , [NH 3 ] 0,06 x 0,06 gần đúng x 1,8.10 5 5,4.10 5 M 0,02 pH 14 [ lg(5,4.10 5 )] 9,73 Câu 2: 2. a. dd KI xuất hiện màu đỏ tím, sau đó dần trở lại không màu 1,5 Cl2 + 2KI →2KCl + I2 và 5Cl2 + I2 + 6H2O →2HIO3 + 10HCl b. (a) Vẩn đục của kết tủa lưu huỳnh: H2S + 1/2O2 H2O + S↓ (b) Dung dịch có màu vàng nhạt: 1/2O2 + 2HBr H2O + Br2 2,5 điểm Câu3. 3+ 1,5 1.- Theo Bronstet có 7 chất và ion có tính chất axit : HSO4 , H2S, NH4 , Fe , 3+ HCOOH, Al , NaHSO4
4. 2 - Theo Bronstet có 9 chất và ion có tính chất bazơ: Ca(OH)2, SO3 , NH3, 3- 2 PO4 , C2H5ONa, CaO, CO3 , NaClO, Na2HPO3. - Theo Bronstet có 9 chất và ion có tính chất lưỡng tính: HS– , ZnO, (NH4)2CO3, HCO3 2.Trong dd X tổng điện tích dương: 0,1 + 0,2.2 = 0,5 0,5 Trong dd X tổng điện tích âm: 0,05 + 0,36 = 0,41 Kết quả trên là sai vì tổng điện tích dương không bằng tổng điện tích âm 0,5 Câu Xác định X: p+n <35 → X thuộc chu kỳ 2 hoặc 3. 4.2 Gọi x là số oxi hóa dương cực đại của X; y là số oxi hóa âm của X. x+ y = 8 x = 5 x + 2 (-y) = -1 → y = 3 → X là phi kim thuộc nhóm VA → X chỉ có thể là N hoặc P. 0,5 Xác định A, B, C, D, E, F. - A, B, C là axit vì làm quì tím hóa đỏ. - D, E, F phản ứng được với NaOH tạo chất Z và H2O nên phải là oxit axit hoặc muối axit. -E, F tác dụng được với axit mạnh và bazơ mạnh nên E, F phải là muối axit. X là photpho vì chỉ có photpho mới tạo được muối axit. Do A, B, C, D, E, F phản ứng được với NaOH tạo chất Z và H2O nên nguyên tố P trong các hợp chất này phải có số oxi hóa như nhau và cao nhất là +5. Ta có: A: H3PO4 B: HPO3 C: H4P2O7 D: P2O5 E: NaH2PO4 F: Na2HPO4 Z: Na3PO4 1 đ Phương trình phản ứng. (8 pt x 0,25đ = 1,0đ) H3PO4 + NaOH → Na3PO4 + H2O HPO3 + NaOH → Na3PO4 + H2O H4P2O7+ NaOH → Na3PO4 + H2O P2O5+ NaOH → Na3PO4 + H2O NaH2PO4 + NaOH → Na3PO4 + H2O Na2HPO4 + NaOH → Na3PO4 + H2O NaH2PO4 + HCl → NaCl + H3PO4
5. Na2HPO4 + HCl → NaCl + H3PO4 2,0đ 2.XÐt c¸c tr­êng hîp sau: * H2SO4 lo·ng: Fe + H2SO4 lo·ng FeSO4 + H2 (1) a b mol a 1 a 2 (lo¹i) b 1 b 5 *H2SO4 ®Æc: -Tr­êng hîp 1: 2Fe + 6H2SO4 ®Æc Fe2(SO4)3 + 3SO2 +6H2O (2) a 2 1 ®Ò ra (lo¹i) b 6 3 Tr­êng hîp 2: Fe khö hÕt Fe3+ t¹o thµnh Fe2+. Fe + 2H2SO4 ®Æc FeSO4 + SO2 +H2O.(3) a b a 1/ 2 ®Ò ra (lo¹i). b 1 a 2 1 -Tr­êng hîp 3: nhËn xÐt: do ®ã Fe t¸c dông víi H2SO4 ®Æc 3 b 5 2 sinh ra SO2 vµ t¹o ra 2 muèi FeSO4 vµ Fe2(SO4)3. * TÝnh a,b Tõ ph­¬ng tr×nh (2) vµ (3): 2Fe + 6H2SO4 ®Æc Fe2(SO4)3 + 3SO2 +6H2O (2) 2x 6x x Fe + 2H2SO4 ®Æc FeSO4 + SO2 +H2O.(3) y 2y y 2x + y = a x= 0,25a 6x +2y = b y= 0,5a 5a=2b Khèi l­îng FeSO4 vµ Fe2(SO4)3 t¹o thµnh : 400 x + 152y = 17,6 400.0,25a +152.0,5a =17,6 a= 0,1; b= 0,25
6. 1. Z không màu => không có NO2. 0,25 Các khí là hợp chất => không có N2. => Hai hợp chất khí là N2O và NO. n n 4,48/ 22,4 n 0,1mol N2O NO N O Theo đề ta có: 2 44.n N O 30.n NO 7,4 n NO 0,1mol 2 0,25 Hỗn hợp muối gồm Mg(NO3)2, Zn(NO3)2, Al(NO3)3 và có thể có NH4NO3. Gọi số mol của NH4NO3 là x mol (x 0). Ta có các quá trình nhận electron: + - 10H + 2NO3 + 8e N2O + 5H2O Câu 1 0,1 0,5 (mol) 5. + - 4H + NO3 + 3e NO + 2H2O 0,4 0,1 0,2 (mol) + - 10H + 2NO3 + 8e NH4NO3 + 3H2O 10x x 3x (mol) => n n 1,4 10x(mol) ; n 0,7 3x(mol) HNO3 H H2O 0,75 Theo phương pháp bảo toàn khối lượng ta có: m m m m m kimloai HNO3 muoi Z H2O 25,3 + 63(1,4+10x) = 122,3 + 7,4 + 18(0,7+3x) => x=0,05 0,5 => nHNO3 = 1 + 0,4 + 10.0,05 = 1,9 mol. 0,25 Câu 2,5 5.2 Tổng nồng độ của hệ trước cân bằng là: 1 + 4 = 5 (mol.l) 0,25 Gọi nồng độ N2 phản ứng là x (mol.l) 2 NH K 3 N2 + 3H2 2NH3 c 3 0,25 N2 H2 Ban đầu: 1 4 0 (mol.l) Phản ứng x 3x 0,25 Cân bằng (1-x) (4-3x) 2x (mol.l) Tổng nồng độ của hệ ở cân bằng là (5-2x) mol.l 0,25 Vì nhiệt độ không đổi, thể tích các khí trước và sau phản ứng đều bằng 0,25
7. thể tích bình chứa nên: P : P = n :n = C : C T S T S MT MS p 5 0,5 Suy ra x=0,5 (mol.l) 0,8p 5 2x Nồng độ các chất tại thời điểm cân bằng[N2]=1-x=0,5M 0,25 [H2]= 4- 3x = 2,5M. [NH3] = 2x =1M 12 0.25 Kc 3 0,128 0,5 2,5 1 4 0,25 Vì nên hiệu suất phản ứng tính theo N2 1 3 0,5 H= =50% 0,25 1