Đề thi khảo sát chất lượng đội tuyển học sinh giỏi Lớp 11 liên trường môn Hóa học - Năm học 2019-2020 - Trường THPT Triệu Sơn 5 (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi khảo sát chất lượng đội tuyển học sinh giỏi Lớp 11 liên trường môn Hóa học - Năm học 2019-2020 - Trường THPT Triệu Sơn 5 (Có đáp án)

1. SỞ GD&ĐT THANH HÓA KỲ THI KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG ĐỘI TUYỂN TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 5 HỌC SINH GIỎI LỚP 11 LIÊN TRƯỜNG NĂM HỌC 2019 - 2020 Đề chính thức MÔN THI: HÓA HỌC Gồm có 02 trang Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian phát đề) Ngày thi: 27/10/2019 Câu 1 (2,0 điểm) 1. Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4s1. Viết cấu hình electron và xác định vị trí của X trong bảng hệ thống tuần hoàn. 2. Phân tử M được tạo nên bởi ion X3+ và Y2-. Trong phân tử M có tổng số hạt p, n, e là 224 hạt, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 72 hạt. Tổng số hạt p, n, e trong ion X3+ ít hơn trong ion Y2- là 13 hạt. Số khối của nguyên tử Y lớn hơn số khối của nguyên tử X là 5 đơn vị. Xác định số hạt p, n, e của nguyên tử X, Y và công thức phân tử của M. Câu 2 (2,0 điểm) Dự đoán hiện tượng và viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra (nếu có) trong các thí nghiệm sau: 1. Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch HCl đến dư vào dung dịch Na2CO3. 2. Sục khí SO2 vào dung dịch nước Br2. 3. Cho FeCl2 vào dung dịch chứa (H2SO4 loãng, KMnO4) dư. 4. Cho Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 (đặc, nóng, dư). Câu 3 (2,0 điểm) 1. Từ dung dịch H 2SO4 98% (D = 1,84 gam/ml) và dung dịch HCl 5M, trình bày phương pháp pha chế để được 200 ml dung dịch hỗn hợp gồm H2SO4 1M và HCl 1M. 2. Cân bằng các phản ứng sau bằng phương pháp thăng bằng electron: a. FexOy + H2SO4  Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O b. Na2SO3 + KMnO4 + NaHSO4  Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Câu 4: (2,0 điểm) 1. Đốt cháy 26,7 gam chất hữu cơ X bằng không khí vừa đủ, sản phẩm cháy cho qua bình 1 đựng H2SO4 đặc, dư và bình 2 đựng nước vôi trong dư. Kết quả: khối lượng bình 1 tăng thêm 18,9 gam, bình 2 xuất hiện 90 gam kết tủa; khí thoát ra khỏi bình 2 có thể tích 104,16 lít (đktc). Biết: không khí có 20% thể tích là O 2 và 80% thể tích là N2; X có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất. Xác định công thức phân tử của X. 2.Cho m (gam) hỗn hợp (Na và Ba) vào nước dư, thu được V lít khí H2 (đktc) và dung dịch X. Hấp thu khí CO2 từ từ đến dư vào dung dịch X. Lượng kết tủa được thể hiện trên đồ thị như sau: Tính giá trị của m và V? Câu 5:2,0 điểm) 1. Trộn 250 ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,08M và H2SO4 0,01M với 250 ml dung dịch Ba(OH)2 có nồng độ xM thu được m gam kết tủa và 500 ml dung dịch có pH = 12. Giá trị của m và x? 1
2. 2. Hỗn hợp X gồm N2 và H2 có d X 3,6 , sau khi tiến hành phản ứng tổng hợp NH3, được hỗn hợp Y có H2 dY 4 . Tính hiệu suất của phản ứng tổng hợp amoniac? H2 Câu 6: (2,0 điểm) 1. Cho hỗn hợp A gồm FeCO 3, FeS2 cùng lượng không khí (lấy dư ) vào bình kín dung tích không đổi. Nung bình một thời gian để xảy ra phản ứng, thu được khí B và chất rắn C. Hòa tan chất rắn C trong lượng dư H 2SO4 loãng, được khí D (đã làm khô); các chất còn lại trong bình cho tác dụng với lượng dư dung dịch KOH thu được chất rắn E. Để E ngoài không khí cho đến khi khối lượng không đổi được chất rắn F. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra và xác định thành phần của các chất B, C, D, E, F. 2. Hòa tan hết 3,2 gam oxit M 2Om (M là kim loại) trong một lượng vừa đủ dung dịch H 2SO4 10%, thu được dung dịch muối có nồng độ 12,9%. Sau phản ứng đem cô cạn bớt dung dịch và làm lạnh nó, thu được 7,868 gam tinh thể muối với hiệu suất kết tinh là 70%. Xác định công thức của tinh thể muối đó. Câu 7: (2 điểm) 1. Viết phương trình hóa học của các phản ứng (ghi rõ điều kiện) thực hiện dãy chuyển hóa sau: C F G +X +Y t0 A B E +Y +X D C H Cho biết E là ancol etylic, G và H là polime. 2. Viết công thức cấu tạo các đồng phân ứng với công thức phân tử C4H10O. Câu 8:(2 điểm) Hỗn hỗn X gồm propilen, axetilen, butan và hidro. Cho m gam X vào bình kín (có xúc tác Ni, không chứa không khí). Nung nóng bình đến phản ứng hoàn toàn thu được hỗn Y.Đốt cháy hoàn toàn Y cần V lít O2 (đktc) thu được hỗn hợp Z gồm khí và hơi. Cho Z lội từ từ qua bình đựng H 2SO4 đặc dư thấy khối lượng bình tăng 3,96 gam. Biết hỗn hợp Y làm mất màu tối đa 50 ml dung dịch Br 2 1M (dung môi CCl4). Cho 3,36 lít hỗn hợp X đi qua bình đựng dung dịch Br2 dư (dung môi CCl4) có 19,2 gam brom phản ứng.Tính V Câu 9:(2 điểm) Hoà tan hoàn toàn7,68 gam Mg vàodung dịch chứa 0,96 mol HNO 3, thu được dung dịch X và m gam hỗn hợp khí. Thêm dung dịchchứa 0,8 mol KOH vào X, thu được dung dịch Y, kết tủa và 0,896 lít khí Z (đktc). Lọc bỏ kết tủa, cô cạn Y thu được chất rắn T. Nung T đến khối lượng không đổi, thu được 66,84 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính giá trị của m. Câu 10: (2 điểm) 1. Tiến hành thí nghiệm điều chế và thử tính chất của hiđrocacbon X theo sơ đồ và các bước sau đây: Bước 1: Mở khoá phễu cho H2O chảy từ từ xuống bình cầu đựng CaC2. Bước 2: Dẫn X vào bình 1 đựng dung dịch Br2. Bước 3: Dẫn X vào bình 2 đựng dung dịch AgNO3 trong NH3. Bước 4: Đốt cháy X. Nêu hiện tượng, viết các phương trình phản ứng hoã học đã xảy ra, gọi tên các phản ứng xảy ra ở bước 2, 3 và 4. 2. Cho các dung dịch riêng biệt mất nhãn sau : Na 2SO4, AlCl3, FeSO4, NaHSO4. Chỉ dùng dung dịch K 2S hãy nhận biết các dung dịch trên ngay ở lần thử đầu tiên. Viết các phương trình hoá học để giải thích? Hết Cho : H=1;O=16; Fe=56; K=39; N=14; C=12; Br=80; Mg= 24; Na= 23; Ba= 137; Ca=40; 2
3. SỞ GD&ĐT THANH HÓA ĐÁP ÁN ĐỀ THI KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG ĐỘI TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 5 TUYỂN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 LIÊN TRƯỜNG MÔN: HOÁ HỌC Thời gian làm bài: 180 phút Đáp án chính thức Gồm có 06 trang CÂU 1: 2 điểm Câu Ý Đáp án Biểu điểm 1 1 * Trường hợp 1: Cấu hình electron của X là [Ar] 4s1. 0,5đ X thuộc ô thứ 19, chu kì 4, nhóm IA. * Trường hợp 2: Cấu hình electron của X là [Ar] 3d54s1. 0,25đ X thuộc ô thứ 24, chu kì 4, nhóm VIB. * Trường hợp 3: Cấu hình electron của X là [Ar] 3d104s1. 0,25đ X thuộc ô thứ 29, chu kì 4, nhóm IB. * Gọi ZX, ZY tương ứng là số proton của X, Y . ( ZX, ZY є Z ) * NX, NY tương ứng là số nơtron của X, Y. ( NX, NY є Z ) Phân tử M được tạo nên bởi ion X3+ và ion Y2- do đó M có công thức phân tử là: X2Y3. 0,25 - Tổng số hạt p, n, e trong phân tử M là: 0,25 2(2ZX + NX) + 3( 2ZY + NY) = 224 (1) - Trong phân tử M, hiệu số hạt mang điện và số hạt không mang điện là: ( 4ZX + 6ZY) – (2NX + 3NY) = 72 (2) 2 - Hiệu số hạt p, n, e trong ion X3+ và ion Y2-: (2ZY + NY +2) – ( 2ZX + NX – 3) = 13 (3) - Hiệu số khối trong nguyên tử X và Y là: 0,25 (ZY + NY) – ( ZX + NX) = 5 (4) Lấy (1) + (2) ta được: 2ZX + 3 ZY = 74 (5) Lấy (3) – (4) ta được: ZY - ZX = 3 (6) Giải hệ (5) và (6) được ZX = 13; ZY = 16 => NX = 14; NY = 16 0,25 Vậy X là Al (e=p=13; n=14) và Y là S (e=p=n=16). Công thức phân tử của M: Al2S3. CÂU 2: 2 điểm Lúc đầu không có khí, lúc sau có bọt khí không màu thoát ra 1 Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl 0,5đ NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O Màu vàng nâu nhạt dần 2 0,5đ SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4 Xuất hiện khí màu vàng lục, dung dịch mất màu tím. 3 0,5đ 10FeCl2 + 6KMnO4 + 24H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 10Cl2 + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 24H2O Xuất hiện khí không màu, mùi hắc. 4 0,5đ 2Fe3O4 + 10H2SO4 (đặc nóng) 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O CÂU 3: 2 điểm Ý ĐÁP ÁN ĐIỂM 1 * Phần tính toán: 0.25 3
4. 200 1 Số mol H2SO4 cần lấy = số mol HCl cần lấy = 0,2 (mol) 1000 0,2 98 100 Khối lượng dung dịch H2SO4 cần lấy = 20 (gam) 98 0.25 20 Thể tích dung dịch H2SO4 cần lấy = = 10,87 (ml) 1,84 0,2 Thể tích dung dịch HCl cần lấy = 1000 = 40 (ml) 5 * Cách tiến hành: 0.5 Lấy khoảng 100 - 120 ml nước cho vào bình thể tích 200 ml có chia vạch. Cân 20 gam dung dịch H2SO4hoặc đong 10,87 ml dung dịch H2SO4, sau đó cho từ từ vào bình chứa nước khuấy đều. Đợi dung dịch H2SO4 thật nguội, đong 40 ml dung dịch HCl 5M thêm vào bình, sau đó thêm nước vào cho đến vạch 200 ml. 2 to a) a. FexOy + H2SO4  Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O 2 y 1x 2xFe x  2xFe 3 6x – 4y e 0.25 (3x – 2y)x S+6 + 2e  S+4 to 2FexOy + (6x-2y)H2SO4  xFe2(SO4)3 + (3x-2y)SO2 + (6x-2y)H2O 0.25 b) 5K2SO3 + 2KMnO4 + aKHSO4 bK2SO4 + 2MnSO4 + H2O S+4 S+6 + 2e x5 0.25 Mn+7 +5e Mn+2 x2 Theo bảo toàn nguyên tố K và S ta có: a + 12 = 2b; a+ 5 = b+ 2 5K2SO3 + 2KMnO4 + 6KHSO4 9K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O 0.25 Câu 4:2 điểm Ý Nội dung Điểm Khối lượng bình 1 tăng 18,9 gam là khối lượng của H O =>n 1,05 mol => n = 2,1 mol 0,125 2 H2O H Bình 2 xuất hiện 90 kết tủa là khối lượng của CaCO => n 0,9mol n n 0,125 3 CaCO3 CO2 C Sơ đồ: 26,7 gam X + Không khí → 0,9 mol CO2 + 18,9 gam H2O + 4,65 mol N2. 0,125 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có: mKK = 0,9.44 + 18,9 + 4,65.28 – 26,7 = 162 gam 1 162 0,125 n 1,125mol O2 KK 32 4.28 =>n (do X tạo ra) = 4,65 – 1,125.4=0,15 mol 0,125 N2 26,7 (0,9.12 2,1 0,3.14) 0,125 n 0,6mol O(trongX) 16 Tỉ số nC:nH:nO:nN = 0,9:2,1:0,6:0,3 = 3:7:2:1 0,125 => công thức đơn giản nhất của X là C3H7O2N Vì X có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất nên công thức phân tử của X 0,125 cũng là C3H7O2N 2 n n 0,2mol 0,25 Ba BaCO3 n n 0,4 0,2 0,2mol Na NaOH 0,25 4
5. m 0,2.137 0,2.23 32g 0,25 V (0,1 0,2).22,4 6.72(l) 0,25 Câu 5: 2 điểm Ý Nội dung Điểm n 0,025 0,25 H Ta có : . Lại có dung dịch sau có: n 0,5x OH 0,25 pH 12  0,5x 0,025 0,5.0,01 x 0,06 0,25 n 0,25.10 2 mol 0,25 SO2 2  4  m 0,25.10 .233 0,5825 gam 1 n 0,015mol  Ba2 2 H : 4 0,25 duong cheo 2 nX MY 8  X m const   nY 4,5 0,25 N :1 n M 7,2 2 Y X 0,25  n  0,5  nphan ung 0,25  H 25% N2 0,25 Câu 6: 2 điểm 1. PTHH: 4FeCO3 + O2 → 2Fe2O3 + 4CO2 (1) 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 (2) + Khí B gồm: CO2, SO2, O2, N2; chất rắn C gồm: Fe2O3, FeCO3, FeS2 0,25 +Rắn C phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng: Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O (3) FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + H2O + CO2 (4) FeS2 + H2SO4 → FeSO4 + S↓ + H2S (5) 0,25 + Khí D gồm: CO2 và H2S; Các chất còn lại gồm:FeSO 4, Fe2(SO4)3, H2SO4 dư và S, khi tác dụng với KOH dư: 2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O (6) 2KOH + FeSO4 → Fe(OH)2↓ + K2SO4 (7) 6KOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3↓ + 3K2SO4 (8) 0,25 + Kết tủa E gồm Fe(OH) 2, Fe(OH)3 và S, khi để ra không khí thì chỉ có phản ứng: 0,25 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 (9) Vậy F gồm Fe(OH)3 và S 2 PTHH: M2Om + mH2SO4  M2(SO4)m + mH2O Giả sử có 1 mol M2Om phản ứng thì số gam dung dịch H2SO4 10% là 980m. Khối lượng dung dịch thu được là: 2M + 996m (g). 0.25 Số gam muối là (2M + 96m) (g). 2M 96m Ta có C% = 100% = 12,9% => M = 18,65m 2M 996m Nghiệm phù hợp là m = 3 và M = 56(Fe) 0,25 5
6. Vậy oxit là Fe2O3 Fe2O3 + 3H2SO4  Fe2(SO4)3 + 3H2O 3,2 nFe2O3 = = 0,02 mol 160 Vì hiệu suất là 70% nên số mol Fe2(SO4)3 tham gia kết tinh là: 0,02.70% = 0,014 mol Nhận thấy số gam Fe2(SO4)3 = 0,014.400 = 5,6 < 7,868 nên 0,25 Đặt CTHH của muối tinh thể là Fe2(SO4)3.nH2O Ta có 0,014( 400+ 18n) = 7,868  n = 9 0,25 Công thức của muối là Fe2(SO4)3.9H2O Câu 7: 2 điểm Ý ĐÁP ÁN ĐIỂM 1 1500o C 2CH4  C2H2 + 3H2 (A) (B) 0.25 Pd C2H2 + H2 o C2H4 PbCO3, t (X) (C) Hg2 , H C H + H O o  CH CHO (Y) 2 2 2 t 3 0.25 (D) Ni, to CH3CHO + H2  C2H5OH (E) H , to C2H4 + H2O  C2H5OH xt, to 0.25 2C2H5OH  CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2 (F) Na, to, p CH -CH=CH-CH nCH2=CH-CH=CH2 2 2 n G o H2SO4 d, 170 C C2H5OH  C2H4 + H2O xt, to, p nCH =CH CH -CH 0.25 2 2 2 2 n H 2 HS: viết được 4 đồng phân ancol CH3CH2CH2CH2OH (CH3)2CHCH2OH 0.5 CH3CH2CH(CH3)OH (CH3)3CHOH 3 đồng phân ete CH3CH2CH2OCH3 (CH3)2CHOCH3 0.5 CH3CH2OCH2CH3 Câu 8:2 điểm 6
7. ĐÁP ÁN ĐIỂM Qui đổi hỗn hợp X gồm : C3H6 (a mol), C2H2 (b mol), H2 (c mol). (a, b, c là số mol trong m gam X). 0.25 Đốt X hay Y cần số mol O2 như nhau và thu được cùng số mol CO2, cùng số mol nước. -Do phản ứng hoàn toàn và Y làm mất màu dung dịch Br2 nên trong Y không có H2. 3,96 n 0.22mol ; n 0.05mol H2O 18 Br2 Bảo toàn nguyên tố hidro: 6.a +2.b + 2.c = 0,44 (1) 0.25 Bảo toàn liên kết pi: số liên kết pi trong X = số liên kết pi trong Y (bằng số mol Br2 phản ứng với Y) + số mol H2 a + 2.b = 0,05 + c (2) 0.25 Mặt khác: Khi nX = 0,15 mol thì nBr2 p/ứ 0,15 mol X = 19,2/160 = 0,12 mol. Ta có: a + b + c mol X phản ứng hết với a +2.b mol Br2 0,15 mol X phản ứng vừa hết 0,12 mol Br2 =>0,12.(a+b+c) = 0,15.(a+2.b) (3) Từ (1),(2),(3) ta có: a= 0,06; b=0,01; c=0,03 mol 0.25 BT cacbon =>n = 0,06.3 + 0,01.2 = 0,2 mol CO2 0.25 1 1 BT oxi =>n n n = 0,2 + .0,22 = 0,31 mol 0.25 O2 CO2 2 H2O 2 V = 0,31.22,4 = 6, 944 lít 0.25 *Nếu hs chỉ viết hết các phương trình phản ứng ,không tính toán được : cho 0,5 đ , 0.25 khoảng ½ số phương trình: cho 0,25 đ. Câu 9. (2 điểm) Nội dung Điểm * n =0,8 mol => n tối đa = 0,8 mol => m tối đa = 0,8.85 = 68 gam > 66,84 gam 0,25 KOH KNO2 KNO2 => 66,84 gam chất rắn là hỗn hợp gồm KNO2 và KOH dư * Đặt số mol KNO2 và KOH dư lần lượt là x mol và y mol 0,25 Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố K, ta có nKOH ban đâu = x+y=0,8 mol (1) Khối lượng chất rắn = 85x + 56y = 66,84 gam (2) Giải hệ (1) và (2) => x=0,76 ; y=0,04 * Thêm KOH vào dung dịch X, thu được 0,896 lít khí X, ta có phương trình phản ứng hoá học : 0,25 + - NH4 + OH → NH3↑ + H2O 0,04 n 0,76 0,32.2 0,04 0,08mol 3 HNO3 du 0,96 0,04.4 0,08 0,25 Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố H, ta có n 0,36mol H2O 2 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có: 0,5 mkhí = (7,68 + 0,96.63) – (0,32.148+0,04.80+0,08.63) – 0,36.18 =6,08 gam Câu 10: 2 điểm 7
8. ĐÁP ÁN ĐIỂM 1) Tiến hành thí nghiệm điều chế và thử tính chất của hiđrocacbon X: 0,25 Ở bước 1 có hiện tượng sủi bọt khí không màu CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2. Ở bước 2: dung dịch brom bị nhạt màu 0,25 C2H2 + Br2 → C2H2Br2; phản ứng cộng Ở bước 3: xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt 0,25 C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 → C2Ag2 + 2NH4NO3; phản ứng thế Ở bước 4: khí C2H2 cháy mạnh, có ngọn lửa màu xanh mờ 0,25 C2H2 + 2,5O2 → 2CO2 + H2O; phản ứng oxi hoá 2) Khi cho dung dịch K2S lần lượt vào mẫu thử của các dung dịch trên thì: - Mẫu thử không có hiện tượng chứa dung dịch Na2SO4 0,25 - Mẫu thử xuất hiện kết tủa trắng keo và có hiện tượng sủi bọt khí chứa AlCl3 : 2AlCl3 + 3 K2S + 3H2O 6KCl + 2Al(OH)3 + 3H2S 0,25 - Mẫu thử có hiện tượng sủi bọt khí chứa dung dịch NaHSO4 2 NaHSO4 + K2S 2K2SO4 + H2S 0,25 - Mẫu thử xuất hiện kết tủa đen chứa FeCl2: K2S + FeCl2 FeS + 2NaCl 0,25 Chú ý: Nếu học sinh làm cách khác nhưng vẫn đúng đáp số thì vẫn cho điểm tối đa 8