Đề thi chọn học sinh giỏi Quốc gia môn Hóa học Lớp 12 THPT - Năm học 2018-2019 - Sở giáo dục và đào tạo Hà Nam (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi Quốc gia môn Hóa học Lớp 12 THPT - Năm học 2018-2019 - Sở giáo dục và đào tạo Hà Nam (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT HÀ NAM NĂM HỌC 2018 - 2019 Môn: Hoá học ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 180 phút (Đề gồm 2 trang) Câu 1 (2 điểm). Cho các sơ đồ phản ứng theo đúng tỉ lệ mol: t0 (1) X + 2NaOH  Y + Z + T + H2O t0 (2) Y + 2[Ag(NH3)2]OH  C3H6NaNO4 + 2Ag + 3NH3 + H2O (3) Z + HCl  C3H6O3 + NaCl (4) T + Br2 +H2O  C2H4O2 + 2X1 Biết X có mạch cacbon không phân nhánh. Xác định công thức cấu tạo của X, Y, Z, T và hoàn thành các sơ đồ trên. Câu 2 (2 điểm). 1. Cho các dung dịch riêng biệt sau: fructozơ, saccarozơ, etylen glicol, Ala-Ala-Gly. Trình bày phương pháp phân biệt các dung dịch và viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Một hỗn hợp lỏng gồm 2 chất: C 2H5OH, CH3-CH2-CH2-CH2-OH. Nêu phương pháp tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp và viết các phương trình phản ứng xảy ra. Câu 3 (2 điểm). 1. Ba hợp chất X 1, X2, X3 có cùng công thức phân tử C 3H12O3N2, tác dụng với NaOH, đun nóng đều thu được chất khí làm xanh quỳ tím ẩm. Xác định công thức cấu tạo của X 1, X2, X3 và viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Tơ clorin được điều chế từ PVC phản ứng với Cl 2. Người ta lấy một mẫu tơ clorin đem đốt cháy thì thu được CO2, H2O, HCl. Biết tỉ lệ thể tích CO2 và hơi H2O ở cùng điều kiện là 3,5:1. Tính số mắt xích trung bình trong PVC đã phản ứng với một phân tử Cl2. Câu 4 (2 điểm). 1. Nếu bị bỏng do vôi bột thì người ta sẽ chọn phương án nào sau đây là tối ưu để sơ cứu? Giải thích lí do chọn. (1). Rửa sạch vôi bột bằng nước rồi rửa lại bằng dung dịch amoni clorua 10%. (2). Lau khô sạch bột rồi rửa bằng dung dịch amoni clorua 10%. (3). Chỉ rửa sạch vôi bột bằng nước rồi lau khô. (4). Lau khô sạch bột rồi rửa bằng nước xà phòng loãng. 2. Thực hiện các thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Cho từ từ từng giọt dung dịch K2S tới dư vào dung dịch FeCl3. Thí nghiệm 2: Cho từ từ từng giọt dung dịch AlCl3 vào dung dịch NaAlO2. Nêu hiện tượng và viết các phương trình phản ứng xảy ra. Câu 5 (2 điểm). 1. Trong phòng thí nghiệm lắp đặt bộ dụng cụ điều chế khí như hình vẽ dưới đây: Chất lỏng A Chất khí C Chất rắn B 1
2. Bộ dụng cụ trên có thể dùng để điều chế khí nào trong các khí sau: NH 3, O2, CO2, H2S. Với mỗi khí C thỏa mãn hãy chọn cặp chất A, B phù hợp và viết phương trình phản ứng xảy ra. 2. Hãy lựa chọn chất thích hợp để làm khô từng khí NH3, O2, CO2, H2S có lẫn hơi nước. Câu 6 (2 điểm). Cho 0,2 mol một este X tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,6 mol NaOH, sau phản ứng chỉ thu được 43,2 gam hỗn hợp muối và m gam ancol Y. Đốt cháy hoàn toàn m gam Y thu được 13,44 lít CO2 (đktc) và 14,4 gam nước. Xác định công thức cấu tạo của X và viết phương trình phản ứng xảy ra. Câu 7 (2 điểm). Hỗn hợp A gồm C 6H13O4N và C5H14O4N2 (C5H14O4N2 là muối của axit cacboxylic hai chức) tác dụng vừa đủ với 700 ml dung dịch KOH 1M, thu được một ancol đơn chức, hai amin no kế tiếp trong dãy đồng đẳng và dung dịch B. Cô cạn B thu được 64,85 gam hỗn hợp C gồm ba muối khan có cùng số nguyên tử cacbon trong phân tử (trong đó có hai muối của hai axit cacboxylic và muối của một α-amino axit). Tìm công thức cấu tạo của X, Y và tính phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp A. Câu 8 (2 điểm). Cho 500 ml dung dịch Y chứa hỗn hợp HCl và Cu(NO3)2. a) Điện phân Y với điện cực trơ, bằng dòng điện 1 chiều có cường độ 1,0 A. Sau t giây thu được 3,136 lít (đktc) một chất khí duy nhất ở anot và dung dịch Z. Dung dịch Z phản ứng vừa đủ với 220 ml dung dịch NaOH 2M, thấy xuất hiện 1,96 gam kết tủa. Biết hiệu suất của quá trình điện phân là 100%, khí sinh ra không tan trong nước và nước không bay hơi trong quá trình điện phân. Tính nồng độ mol các chất trong dung dịch Y và thời gian t. b) Cho m gam Fe tác dụng với dung dịch Z đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được hỗn hợp kim loại có khối lượng 0,6m gam và V lít (đktc) khí không màu hóa nâu trong không khí (sản phẩm khử duy nhất của N+5). Tìm giá trị của m và V. Câu 9 (2 điểm). 1. Cho dung dịch A gồm MgCl 2 a mol, AlCl3 2a mol và HCl x mol. Thêm từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch A. Mối quan hệ giữa số mol NaOH và số mol kết tủa được biểu diễn qua đồ thị sau: Tính a, x, y. 2. Cho a mol Mg vào dung dịch chứa b mol Fe(NO 3)3 và c mol Cu(NO3)2. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch chứa hai muối. Tìm mối quan hệ giữa a, b, c. Câu 10 (2 điểm). Hòa tan hết 63,28 gam hỗn hợp X gồm Fe 3O4, Fe(NO3)2 và Cu trong dung dịch chứa 1,44 mol + HNO3 và 0,24 mol NaNO3. Sau phản ứng thu được dung dịch Y (không chứa NH 4 ), hỗn hợp khí Z gồm t mol NO2 và 0,04 mol NO. Y hòa tan tối đa 12,8 gam Cu, thu được t mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N +5) và dung dịch T chứa 166,96 gam muối. Tính phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp X. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Cho: H = 1, C = 12, N = 14, O = 16, Mg = 24, Al = 27, S = 32, K = 39, Fe = 56, Cu = 64. HÕT Họ tên thí sinh Số báo danh Người coi thị số 1 Người coi thị số 2 2
3. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HDC KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT HÀ NAM NĂM HỌC 2018-2019 Môn: Hoá học –Lớp 12 ĐA ĐỀ CHÍNH THỨC Câu 1 X : HO-C2H4-COO-CH(OH)-CH2-COO-CH=CH2. 0,25 (2,0đ) Y : NaOOC-CH2-CHO 0,25 X : HO-CH2-CH2-COONa 0,25 T : CH3-CHO 0,25 t0 X + 2NaOH Y + Z + T + H O  2 0,25 t0 Y + 2[Ag(NH3)2]OH  C3H6NaNO4 + 2Ag + 3NH3 + H2O 0,25 Z + HCl  C3H6O3 + NaCl 0,25 T + Br2 +H2O  C2H4O2 + 2X1 0,25 Câu 2 1. Cho các dung dịch riêng biệt sau: fuctozơ, saccarozơ, etilenglicol, peptit (2,0đ) Ala-Ala-Gly. Trình bày phương pháp phân biệt các chất và viết các phương trình hóa học xảy ra. HD: Nhận ra 1 chất là 0,25 đ; Viết đủ ptpư đc 0,5 đ. - Lấy các mẫu chất tác dụng với AgNO3/NH3. 0,25 + Có k tủa Ag nhận ra fuctozơ + Không hiện tượng: 3 chất còn lại. - - Cho 3 chất còn lại td với Cu(OH)2/OH . 0,25 + Nếu có dd tím nhận ra tripeptit + Còn lại là: saccarozơ, etilenglicol. - Cho 2 mẫu còn lại thủy phân trong dung dịch axit và lấy sản phẩm tác dụng 0,25 với AgNO3/NH3. + Nếu có k tủa Ag nhận ra saccarozơ. + Còn lại là etilenglicol. Viết ptpư 0,25 0,5 1. Một hỗn hợp lỏng gồm 2 chất: C2H5OH, CH3-CH2-CH2-CH2-OH. Nêu phương pháp tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp và viết các phương trình phản ứng xảy ra. 0,5 HD: Chưng cất sẽ thu được riêng 2 ancol. Câu 3 1. Ba hợp chất X 1, X2, X3 có cùng công thức C3H12O3N2, tác dụng với NaOH (2,0đ) đun nóng thu được các chất khí làm xanh quỳ tím ẩm. Tìm công thức hóa học của X1, X2, X3, viết các phương trình hóa học. HD: 3 chất có CTCT là 0,25 + 2- (1) (CH3NH3 )2CO3 ; + C2H5NH3 2- (2) CO3 ; + NH4 + (3) CH3-NH2 -CH3 2- CO3 + NH4 + 2- Viết 3 ptpư VD: (1) (CH3NH3 )2CO3 + 2 NaOH > 2 CH3-NH2 + Na2CO3 + 2 H2O 0,25x3 3
4. 2. Tơ clorin được điều chế từ PVC phản ứng với Cl 2. Người ta lấy một mẫu tơ clorin đem đốt cháy thì thu được CO2, H2O, HCl. Biết tỉ lệ thể tích CO2 và hơi H2O ở cùng điều kiện là 3,5:1. Tính số mắt xích trung bình trong PVC đã phản ứng với một phân tử Cl2. HD: Gọi số mắt xích TB tham gia p/ư với 1 phân tử Clo là n. Ta có sơ đồ: Cl ,t0 O 0,5 C H Cl 2 C H Cl 2 2nCO +(n-1)H O+(n+1)HCl 2n 3n n  2n 3n-1 n+1  2 2 0,5. Từ tỉ lệ mol khí => n=7/3. Câu 4 1. Nếu bị bỏng do vôi bột thì người ta sẽ chọn phương án nào sau đây là tối (2,0đ) ưu để sơ cứu ? Giải thích lí do chọn. (1). Rửa sạch vôi bột bằng nước rồi rửa lại bằng dung dịch amoniclorua 10%. (2). Lau khô sạch bột rồi rửa bằng dung dịch amoniclorua 10%. (3). Chỉ rửa sạch vôi bột bằng nước rồi lau khô. (4). Lau khô sạch bột rồi rửa bằng nước xà phòng loãng. HD: Phương án số 2 là tối ưu.Vôi bột khi gặp nước sẽ phản ứng toả nhiệt 0,25 làm cho bỏng càng nặng hơn {CaO + H2O Ca(OH)2 + Q.} 0,25 Vì vậy cần phải lau khô bột trước đã rồi dùng một dung dịch có tính axit trung hoà với Ca(OH)2. 0,5 Dự kiến sai lầm của học sinh: - Không nhớ vôi phản ứng với nước sẽ toả nhiệt. - Không biết dung dịch amoniclorua có tính axit yếu. - Không biết nước xà phòng có tính kiềm. 2. - TN1: Ban đầu có kết tủa màu vàng, dung dịch màu vàng nâu nhạt dần, sau 0,25 một thời gian có kết tủa đen xuất hiện. (1) 2FeCl + K S 2FeCl +2KCl + S (vàng) 3 2  2 0,25 (2) FeCl2 + K2S  FeS + 2KCl (đen) - TN2: Có kết tủa keo trắng xuất hiện 0,25 (3) AlCl + 3NaAlO + H O  4Al(OH) +3NaCl 3 2 2 3 0,25 Câu 5 1. Bộ dụng cụ trên có thể thu được khí O 2, CO2 và H2S vì các chất này ít tan 0,25 (2,0đ) trong nước và được điều chế từ chất rắn và chất lỏng. MnO 0,25 (1) H O 2 H O + ½ O (A: H O và B: MnO ) 2 2 2 2 2 2 2 0,25 (2) CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + CO2 + H2O 0,25 (3) FeS + 2 HCl  FeCl2 + H2S (B) (A) 2. NH , H S dùng CaCl khan 0,5 3 2 2 0,5 O2, CO2 dùng CaCl2 hoặc H2SO4 đặc 4
5. Câu 6 Cho 0,2 mol một este X tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,6 mol NaOH, (2,0đ) sau phản ứng chỉ thu được 43,2 gam hỗn hợp muối và m gam ancol Y. Đốt cháy hoàn toàn m gam Y thu được 13,44 lít CO2 (đktc) và 14,4 gam nước. Xác định công thức cấu tạo của X và viết phương trình phản ứng xảy ra. HD: 0,25 Ta có nNaOH/neste = 3 => este 3 chức tạo bởi ancol 3 chức. Tính đc ancol Y là C3H5(OH)3. 0,25 TH1. RCOO RCOONa o ’ t ’ 0,25 R COO C3H5 + 3NaOH  R COONa + C3H5(OH)3. R’’COO R’’COONa Mol 0,2 0,6 0,2 0,2 ’ ’’ Từ mmuối => R +R + R = 15 => loại. 0,25 TH2. R COO RCOONa to COO C3H5 + 3NaOH  COONa + C3H5(OH)3. R’’COO R’’COONa 0,25 Mol 0,2 0,6 0,2 0,2 ’’ Từ mmuối => R + R = 15 0,25 ’’ ’’ => R = 14 (CH2); R =1(H) hoặc R = 0; R =15 (CH3) 0,25 Viết đúng 4 CTCT 0,25 Câu 7 Hỗn hợp A gồm C6H13O4N và C5H14O4N2 (C5H14O4N2 là muối của axit (2,0đ) cacboxylic hai chức) tác dụng vừa đủ với 700 ml dung dịch KOH 1M, thu được một ancol đơn chức, hai amin no kế tiếp trong dãy đồng đẳng và dung dịch B. Cô cạn B thu được 64,85 gam hỗn hợp C gồm ba muối khan có cùng số nguyên tử cacbon trong phân tử (trong đó có hai muối của hai axit cacboxylic và muối của một α-amino axit). Tìm công thức cấu tạo của X,Y và tính phần trăm của mỗi chất trong hỗn hợp A. HD: Theo đầu bài - + => CTCT X: [CH3COO ][ NH3CH2COOCH2CH3] 0,25 + - - + => Y: [C2H5NH3 ][ OOC-COO ][ NH3-CH3]. 0,25 Pt: - + (1) [CH3COO ][ NH3CH2COOCH2CH3] + 2KOH > H2O + 0,25 CH3COOK + NH2CH2COOK + C2H5OH Mol: x x x + - - + (2) [C2H5NH3 ][ OOC-COO ][ NH3-CH3 + 2 KOH > C2H5NH2 + KOOC-COOK + NH2-CH3 + H2O 0,25 Mol: y y Vậy hỗn hợp C gồm CH3COOK: x mol NH 2CH2COOK: x mol KOOC-COOK: y mol 5
6. mhh=64,85 = 98x+113x + 166y (I) 0,25 nKOH = 2x +2y = 0,7 (II) 0,25 => x=0,15 và y=0,2. 0,25 => mA = 163.0,15 + 166.0,2= 57,65 gam => %mX =42,41 % 0,25 %mY = 57,59% Câu 8 a) Vì anot có 1 khí duy nhất nên đó là Cl2: 0,14 mol. Z tác dụng với NaOH tạo 0,25 (2,0đ) kết tủa nên còn Cu2+ dư. 2+ - (-): Cu + 2 e > Cu (+) 2Cl > Cl2 + 2e Mol 0,14 0,28 0,14 0,28 0,14 0,28  t = 27020 s. 0,25 Dung dịch sau phản ứng gồm: Cu2+: x-0,14 mol. H+: y mol. Cl-: y – 0,28 mol. - NO3 : 2x mol. Dung dịch Z phản ứng vừa đủ với 220 ml dung dịch NaOH 2M, thấy xuất hiện 1,96 gam kết tủa + - (1) H + OH > H2O Mol: 0,4 0,4 2+ - (2) Cu + 2 OH > Cu(OH)2 0,25 Mol: 0,02 0,04 0,04 => Cu(NO3)2: 0,16 mol. HCl: 0,4 mol. 0,5 Cu(NO3)2: 0,32 M. HCl: 0,8 M. b). Cho Z tác dụng với m gam Fe Khí thu được là NO + - 2+ Viết 2 pt (1) 3 Fe + 8 H + 2 NO3 3Fe + 2 NO + 4 H2O 0,25 Mol 0,15 0,4 0,1 (2) Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu Mol 0,02 0,02 0,02 => m-0,17.56+0,02.64=0,6 m => m= 20,6 gam. 0,25 => V=2,24 lít 0,25 Câu 9 a). (2,0đ) + - Các pt: (1) H + OH > H2O 0,25 3+ - (2) Al + 3 OH > Al(OH)3 2+ - (3) Mg + 2 OH > Mg(OH)2 0,25 (4) Al(OH)3 + NaOH > NaAlO2 + 2 H2O. 0,25 - Từ đồ thị => x=0,1. 0,25 Tại mol OH- = 1,1 => 1,1 = 0,1 + 4.2a+2a => a = 0,1. Tại kết tủa max y = 0,1 + 3.2a + 2 a = 0,9. b). Cho a mol Mg vào dung dịch chứa b mol Fe(NO3)3 và c mol Cu(NO3)2. Sau phản ứng thu được dung dịch chứa hai muối. Tìm mối quan hệ giữa a,b,c. 3+ 2+ 2+ HD: (1) Mg + 2Fe Mg + 2Fe 0,25 6
7. (2) Mg + Cu2+ Mg2+ + Cu (3) Mg + Fe2+ Mg2+ + Fe2+ 0,25 2+ 3+ dung dịch có 2 muối sp/ư là Mg (NO3)2 và Fe(NO3)2 dư => Mg hết, Cu , Fe hết. Theo bảo toàn e => 3nFe3+ + 2nCu2+ > 2 nMg ≥ 1.nFe3+ + 2nCu2+ 0,5 => 3b + 2c > 2a ≥ b + 2c Câu 10 Gọi mol trong X gồm Fe3O4, Fe(NO3)2 và Cu có số mol a,b,c (2,0đ) - X + 1,44 mol HNO3 và 0,24 mol NaNO3 => dung dịch Y gồm muối Fe (3a+b) mol, Na+ 0,24 mol Cu2+ : c mol - NO3 : 1,64+2b-t mol (bTN); H+: 4t mol (Tính theo NO lần 2) và (NO2:t mol; NO:0,04 mol ) + (H2O: t+0,08+4a mol) - dung dịch Y +Cu 0,1 mol -> dd T Fe2+: 3a+b mol Na+ 0,24 mol; Cu2+ c+0,2 mol; - NO3 : 6a+2b+2c+0,64 mol. ( Bảo toàn điện tích của T) Và NO: t mol + H2O 2t mol Một số phản ứng và bán p/ư + -2 (1) 2H + O H2O 0,5 + - (2) 4H + NO3 + 3e NO + 2H2O + - (3) 2H + NO3 + 1e NO2 + H2O + - 2+ (4) 3Cu + 8 H + 2 NO3 3Cu + 2 NO + 4 H2O (5) Cu + 2 Fe3+ Cu2+ + 2 Fe2+ mX = 232a+180b+64c=63,28 (I) 0,25 mT = 56(3a+b) +23x0,24+64x(c+0,2)+ (6a+2b+2c+0,62)x62=166,96 (II) 0,25 BT H: => 1,44= 4t + 0,16+2.( t+4a) (III) 0,25 BT N: => 1,64+2b-t= t+6a+2b+2c+0,64 (IV) 0,25 => a=0,1 mol; b=0,18; c=0,12; t=0,08. 0,25 => KQ: %m Cu = 12,14% 0,25 %mFe3O4=36,66% %mFe(NO3)2=51,20% Ghi chú: - Học sinh làm bài theo cách khác mà chặt chẽ vẫn cho điểm tối đa. - Viết ptp/ư mà không cân bằng hoặc thiếu đk chỉ cho ½ số điểm. 7