Đề thi khảo sát đội tuyển học sinh giỏi lần 4 môn Hóa học Lớp 11 - Năm học 2016-2017 - Cụm trường THPT Quỳnh Lưu (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi khảo sát đội tuyển học sinh giỏi lần 4 môn Hóa học Lớp 11 - Năm học 2016-2017 - Cụm trường THPT Quỳnh Lưu (Có đáp án)

1. SỞ GD VÀ ĐT NGHỆ AN ĐỀ THI KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI CỤM TRƯỜNG THPT QUỲNH LƯU LẦN 4 - NĂM 2016-2017 HOÀNG MAI Mụn: HểA HỌC – LỚP 11 Thời gian làm bài: 150 phỳt ( khụng kể thời gian giao đề ) (Đề thi cú 01 trang, gồm 4 cõu) Cõu I:(5 điểm) 1. Viết PTPU xảy ra trong cỏc trường hợp sau. a. Cho khớ Clo đi chậm qua dung dịch nước brom làm mất màu dung dịch đú. b. Cho hỗn hợp KIO3 và KI vào dung dịch AlCl3 thấy xuất hiện kết tủa keo trắng. c. Cho Al2O3 hũa tan hết trong lượng dư dung dịch NaOH, sau đú thờm dung dịch NH4Cl dư đun núng nhẹ. d. Sục khụng khớ đồng thời thờm nước vụi vào nước tự nhiờn chứa Fe(HCO3)2. 2. Khi cho 2 khớ khỏc nhau tỏc dụng trong điều kiện thớch hợp thu được hỗn hợp gồm 3 khớ. Nếu dẫn hỗn hợp 3 khớ đú qua ống thủy tinh đốt núng cú đựng CuO dư, sau đú dẫn qua nước thu được 1 khớ cũn lại. Nếu dẫn hỗn hợp khớ trờn qua nước chứa Cu(OH)2 dư thỡ thu được 2 khớ cũ lại. Hỏi 2 khớ ban đầu là khớ gỡ? Viết cỏc phương trỡnh phản ứng xẩy ra. 3. a. Cho Fe tỏc dụng với dung dịch HNO3 tạo ra khớ NO (spk duy nhất) và dung dịch A. Hỏi trong dung dịch A tồn tại những ion nào? b.Ở những khu vực gần mỏ quặng pirit sắt đất thường bị chua và chứa nhiều sắt, để khắc phục người ta thường bún vụi cho đất. Hóy viết PTPU để minh họa cho việc làm đú. Cõu II:(5 điểm) 1. a.Trong phũng thớ nghiệm chỉ cú: khớ CO 2, bỡnh tam giỏc cú một vạch chia, dung dịch NaOH, pipet, đốn cồn, giỏ đỡ. Trỡnh bày hai phương phỏp điều chế Na2CO3. b. Một học sinh lắp dụng cụ điều chế khớ Clo trong phũng thớ nghiệm như hỡnh bờn. Em hóy phõn tớch cho bạn thấy điểm sai và hướng dẫn bạn cỏch thực hiện đỳng. 2. Cho cõn bằng húa học: 2FeBr2 + Br2 2FeBr3. Nếu pha loóng dung dịch thỡ cõn bằng sẽ dịch chuyển theo chiều nào? Hóy chứng minh điều đú? 3. Tại sao khi cho isobutilen vào dung dịch axit HBr cú hũa tan NaCl, CH3OH lại thu được hỗn hợp sản phẩm (CH3)3CBr, (CH3)3CCl, (CH3)3COH, (CH3)3OCH3. Cõu III:(5 điểm) 1. Hoà tan hoàn toàn m gam Na2CO3 vào nước thu được dung dịch A. Cho từ từ từng giọt 20 gam dung dịch HCl nồng độ 9,125% vào A thu được dung dịch B và V lớt CO 2 (đktc) . Cho thờm vào B dung dịch chứa 0,02 mol Ca(OH)2 thỡ thu được 1 (g) kết tủa . Tớnh m và V 2. Hũa tan hoàn toàn 17,8 gam hỗn hợp (A) gồm Zn và kim loại M cú húa trị (II) khụng đổi vào 1,25 lớt dung dịch HNO3 aM, sau phản ứng thu được dung dịch (B) và 4,48 lớt (đktc) hỗn hợp khớ X gồm N2 và NO cú tỉ khối so với hỗn hợp gồm N2, CO là 1,0625. Cụ cạn cẩn thận dung dịch (B) thu được 67,65 gam muối khan. a) Xỏc định a, biết lượng axit đó lấy dư 20% so với lượng cần thiết. b) Nếu cho dung dịch (B) tỏc dụng với NH3 dư, lọc kết tủa đem nung đến khối lượng khụng đổi được 8 gam chất rắn. Xỏc định M và % khối lượng cỏc chất trong (A) Cõu IV:(5 điểm) 1 Đốt chỏy hoàn toàn 0,12 mol chất hữu cơ A mạch hở cần dựng vừa đủ 50,4 lớt khụng khớ (O 2 chiếm 20% thể tớch khụng khớ). Cho toàn bộ sản phẩm chỏy hấp thụ vào bỡnh đựng dung dịch Ba(OH) 2 dư thấy khối lượng bỡnh tăng lờn 23,4 gam và cú 70,92 gam kết tủa. Khớ thoỏt ra khỏi bỡnh cú thể tớch 41,664 lớt. Xỏc định cụng thức phõn tử chất A? (Cỏc phản ứng xảy ra hoàn toàn, cỏc thể tớch khớ đo ở đktc). 2. Dẫn hỗn hợp khớ X gồm một hiđrocacbon no A và một hiđrocacbon khụng no B (A, B đều mạch hở) vào bỡnh nước brom chứa 10,00 gam brom. Sau phản ứng hoàn toàn thấy khối lượng bỡnh brom tăng lờn 1,75 gam, sản phẩm sinh ra chỉ cú một hợp chất hữu cơ và đồng thời cú 3,65 gam khớ thoỏt ra khỏi bỡnh. Đốt chỏy hoàn toàn khớ thoỏt ra thu được 10,78 gam CO2. a. Xỏc định cụng thức phõn tử cỏc hiđrocacbon trong X và tớnh tỉ khối của X so với H2. b. Viết phương trỡnh phản ứng (dạng cụng thức cấu tạo thu gọn) của A với khớ Cl2 khi cú ỏnh sỏng theo tỉ lệ mol tương ứng 1:2. Chỳ ý: Học sinh được sử dụng BHTTH Hết
2. HƯỚNG DẪN CHẤM Cõu NỘI DUNG Điểm 1 2 đ a. 5Cl2 + Br2 + 6H2O → 10HCl + 2HBrO3 0,5đ 0,5đ b. Trong dung dịch AlCl3 cú cỏc quỏ trỡnh: 3+ - AlCl3 Al + 3Cl (1) 3+ 2+ + Al + H2O [Al(OH)] + H (2) 2+ + + [Al(OH)] + H2O [Al(OH)2] + H (3) + + [Al(OH)2] + H2O Al(OH)3 + H (4) Khi cho hỗn hợp KIO3 và KI vào, xẩy ra phản ứng: - - + IO3 + 5I + 6H 3I2 + 3H2O (5) Phản ứng (5) xẩy ra làm nồng độ H+ giảm cỏc cõn bằng (2), (3), (4) dịch chuyển theo chiều thuận xuất hiện kết tủa Al(OH)3. KIO3 + 5KI + 6HCl → 6KCl + 6I2 + 3H2O c. Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O NaAlO2 + NH4Cl + H2O → Al(OH)3↓ + NH3↑ + NaCl 0,5đ d. 4Fe(HCO3)2 + 8Ca(OH)2 + O2 4Fe(OH)3↓ + 8CaCO3↓ + 6H2O 0,5đ 2 1,5 đ Cho 3 khớ qua CuO núng, qua nước chỉ cũn lại 1 khớ, như vậy 2 khớ p/ư với CuO cú thể là H2 ; H2S ; CO ; NH3. - Dẫn 3 khớ qua Cu(OH)2 dư cũn lại 2 khớ nờn khớ p/ư với Cu(OH)2 là 0,25đ NH3. - Cho 2 khớ p/ư lại tạo ra 3 khớ trong đú cú NH3 mà phự hợp với dữ kiện Cõu I trờn thỡ 3 khớ cú thể là N2 ; H2 ; NH3. Vậy 2 khớ ban đầu là N2 và H2. 0,25đ PTPU. (5đ) N2 + 3H2 ↔ 2NH3 0,25đ H2 + CuO → Cu + H2O 0,25đ 2NH3 + 3CuO → 3Cu + N2 + 3H2O 0,25đ Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2 0,25đ 3 1,5 đ 3.a) PTPU. Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1) mol: x y 3+ - - Khi x = 4y → trong dung dịch A cú cỏc ion Fe , NO3 và 1 lượng 0,25đ 2+ + + 3+ đỏng kể ion [Fe(OH)] , [Fe(OH)2] , H (do sự thủy phõn của Fe ). 3+ - Khi x 4y (Fe dư , HNO3 hết). 0,25đ Cú phản ứng: Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2 (2) Từ (1) và (2) ta cú: 3Fe + 8HNO3 → 3Fe(NO3)2 + 2NO + 4H2O 2+ - + Nếu x ≥ 3y/8 → dung dịch A cú Fe , NO3 và 1 lượng [Fe(OH)] và H+ do Fe2+ thủy phõn. 2+ 3+ - Nếu y/4 < x < 3y/8 → dung dịch A cú Fe , Fe , NO3 và 1 lượng 2+ + + + 3+ 2+ [Fe(OH)] , [Fe(OH)2] , [Fe(OH)] và H do ion Fe , Fe thủy phõn. b) Do quặng FeS2 bị oxi húa theo PTPU 0,25đ 4FeS2 + 15O2 + 2H2O → 2H2SO4 + 2Fe2(SO4)3 Bún vụi sẽ xảy ra PTPU. Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4 + H2O 0,25đ 3Ca(OH)2 + Fe2(SO4)3 → 3CaSO4 + 2Fe(OH)3 0,25đ
3. Cõu NỘI DUNG Điờm Cõu 1 3 đ II (5đ) a. Cỏch 1: Sục CO2 dư vào bỡnh đựng dung dịch NaOH: 0,75đ CO2 + NaOH NaHCO3 Đun núng dung dịch thu được Na2CO3: t0C 2NaHCO3  Na2CO3 + CO2 +H2O Cỏch 2: Lấy dung dịch NaOH vào 2 bỡnh tam giỏc đến vạch chia 0,75đ (cú cựng thể tớch => cựng số mol). Sục CO2 đến dư vào bỡnh thứ nhất, thu đươc dung dịch NaHCO3. Sau đú đổ bỡnh 2 (dung dịch NaOH) vào dung dịch thu được ở bỡnh 1 ta sẽ thu được Na2CO3. NaOH + NaHCO3 Na2CO3 + H2O b. Phương trỡnh phản ứng : t0 0,25đ MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O (đặc) Về mặt kĩ năng thực hành, cần phõn tớch cho bạn học sinh hiểu hỡnh vẽ mụ phỏng thớ nghiệm chưa hợp lớ ở chỗ : - Phải dựng dung dịch HCl đặc 30-37% để phản ứng oxi hoỏ-khử xẩy ra. 0,25đ Do đú dựng dung dịch HCl 10% (loóng) thỡ khụng thể thu được khớ Cl2. - Phải dựng đốn cồn để đun núng MnO . 2 0,25đ - Khớ Cl2 được thu bằng phương phỏp đẩy khụng khớ, nờn khụng dựng nỳt cao su ở bỡnh thu khớ như hỡnh vẽ, để khụng khớ thoỏt ra ngoài. 0,25đ - Để thu được khớ Cl 2 tinh khiết, cần lắp thờm cỏc bỡnh rửa khớ (loại khớ HCl) và làm khụ khớ (loại hơi nước), bỡnh thu khớ Cl 2 cần để miếng bụng 0,5đ tẩm dung dịch kiểm lờn miệng bỡnh để chống thoỏt Clo ra mụi trường. 2 1đ -Nếu pha loóng dung dịch thỡ cõn bằng sẽ dịch chuyển theo chiều 0,25đ nghịch: 2FeBr2 + Br2 2FeBr3 - Gọi nồng độ cỏc chất tại thời điểm cõn bằng lần lượt là C , C , C 1 2 3 0,25đ ta cú: 2 2 vt = kt .C1 .C2 ; vn = kn.C3 . Tại thời điểm cõn bằng nờn vt = vn 2 2 2 2 hay kt .C1 .C2= kn.C3 (1) => kn = kt .C1 .C2/ C3 (*) - Giả sử pha loóng dung dịch n lần (n>1). Tại thời điểm sau pha loóng ta cú: 0,25đ
4. 2 2 ’ C1 .C2 ’ C3 vt = k ; vn = k ( ) Từ (*) và ( ), t n 3 n n 2 2 ’ C1 .C2 ’ ’ ta cú: vn = k = n.vt > vt (do n>1) t n 2 Vậy sau khi pha loóng vận tốc phản ứng thuận bộ hơn vận tốc phản 0,25đ ứng nghịch => cõn bằng dịch chuyển theo chiều nghịch. 3. 1đ Cơ chế của phản ứng trải qua 2 giai đoạn Gđ 1: tỏc nhõn mang điện dương tấn cụng vào HĐRCB tạo cacbocation (cacbocation bậc càng cao càng bền do đú càng dễ tạo thành) Gđ 2: cacbocation kết hợp với tỏc nhõn mang điện õm tạo ra sản phẩm Áp dụng: HBr→ H+ + Br-, NaCl→ Na+ + Cl- - - Hỗn hợp tỏc nhõn gồm Br , Cl , HOH, CH3OH cú khả năng kết hợp với cacbocation +Br- + + CH3- C=CH2 + H → CH3- C - CH3 (CH3)3CBr 0,25đ CH3 CH3 + Cl- + CH3- C - CH3 (CH3)3CCl 0,25đ CH3 CH3 + CH3OH CH - C+- CH CH - C – O+ - CH → (CH ) COCH + H+ 3 3 3 3 3 3 3 0,25đ CH3 CH3 H CH3 + HOH + + + CH3- C - CH3 CH3- C – O - H → (CH3)3COH + H 0,25đ CH3 CH3 H
5. Cõu NỘI DUNG Điểm Cõu 1. 2đ III Số mol HCl = 0,05 mol + 2- - H + CO3 → HCO3 (1) x x x Mỗi pt + - H + HCO3 → CO2 + H2O(2) 0,125x 0,05-x 0,05-x 0,05-x 4=0,5đ - - 2- OH + HCO3 → CO3 + H2O(3) 0,04 2x-0,05 2+ 2- Ca + CO3 → CaCO3 (4) 0,02 0,01 Theo (3) , (4) số mol HCO - = CO 2- = CaCO = 0,01 => 2x-0,05 = 3 3 3 0,5đ 0,01=> x=0,03 => m = 0,03. 106= 3,18 g 0,5đ The (1) số mol CO2 = 0,05-x = 0,02 => V = 0,02.22,4=0,448 lớt 0,5đ 2. 3đ - Số mol X = 4,48/22,4 = 0,2 mol ; MX = 1,0625.28 = 29,75 0,5đ trong X mol N2 = 0,025 mol ; mol NO = 0,175 mol. - Mol electron trao đổi tạo N và NO = 0,025.10 + 0,175.3 = 0,775. 2 0,75đ Nếu sản phẩm khử chỉ cú N 2 và NO thỡ khối lượng muối khan thu đư ợc là: 17,8 + 0,775.62 = 65,85 gam 67,65 gam. Vậy sản phẩm khử ngoài N2 và NO phải cú NH4NO3. - Gọi số mol NH NO = x mol electron trao đổi tạo NH NO = 8x 4 3 4 3 0,5đ Tổng khối lượng muối: 17,8 + (0,775 + 8x).62 + 80x = 67,65. Giải ra được x = 0,003125. -Tổng số mol elelctron trao đổi của kim loại 0,775 + 0,003125.8 = 0,8 0,5đ số mol HNO3 ban đầu = (0,8 + 0,025.2 + 0,175 + 0,003125.2).1,2 = 1,2375. Vậy nồng độ HNO3 là: a = 1,2375/1,25 = 0,99M - Khi dung dịch (B) tỏc dụng NH3 dư, kết tủa thu được phải là M(OH)2 0,5đ ; nung M(OH)2 được MO. tổng số mol kim loại = 0,8/2 = 0,4 Gọi mol M = y ; khối lượng mol của kim loại M là M, ta cú hệ (0,4 – y)65 + yM = 17,8 y(M + 16) = 8 Giải ra ta được y = 0,2 mol ; M = 24 (Mg) Vậy % khối lượng Mg = 0,2.24/17,8 = 26,97% ; %Zn = 73,03% 0,25đ Cõu IV 1 2đ - 0,5đ CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O n = n = 0,36 (mol); m + m = 23,4 gam CO2 BaCO3 CO2 H2O n = 0,42 (mol) H2O - Trong 50,4 lớt khụng khớ: n = 0,45 (mol); n = 1,8 (mol) 0,5đ O2 N2 Khớ thoỏt ra là N2: n = 1,86 (mol) > n ( khụng khớ ) N2 N2 P/ứng chỏy sinh ra 0,06 mol N2. - Gọi A là CxHyOzNt (x, y, z nguyờn dương). y z y t CxHyOzNt + (x+ - )O2 xCO2 + H2O + N2 4 2 2 2
6. 0,12 0,45 0,36 0,42 0,06 (mol) x = 3; y = 7; z = 2; t = 1. Vậy A là C3H7O2N. 1,0 2 Đổi 3đ 10,00 10,78 dữ kiện: n 0,0625mol; n 0,245mol Br2 160 CO2 44 a. Đặt cụng thức của A: CnH2n+2 ; B: CxHy (với n, x, y nguyờn dương. 4 ≥ x,n ). Qua dung dịch brom: *Trường hợp 1: brom dư, khớ thoỏt ra là A 3n 1 Đốt A: CnH2n+2 + O2 nCO2 + (n+1)H2O 2 0,25đ 0,245 0,245 n 0,245 .(14n 2) 3,65 n 2,23 loại n *Trường hợp 2: brom phản ứng hết: + CxHy + kBr2 CxHyBr2k với k nguyờn dương 0,0625  0,0625 k 0,5đ 0,0625 .(12x y) 1,75 12x y 28k k Với k=1 12x+y=28 B là C2H4 Với k =2 12x+y=56 B là C4H8 vụ lớ Với k ≥3 12x+y=84 B khụng phải là chất khớ. + Khớ thoỏt ra khỏi dung dịch Br2 gồm C2H4dư: a mol và CnH2n+2: b mol 3n 1 CnH2n+2 + O2 nCO2 + (n+1)H2O 2 b nb C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O a 2a b 0,11 2a nb 0,245 0,245 0,11n 0,5đ 28a 14nb 2b 3,65 a 0 2 n 2,23 - Với n = 1, A là CH4 a 0,0675 CH 0,11 16.0,11 28.0,13 X 4 d 11,250,5đ X / H 2 b 0,11 C2H 4 0,13 0,24.2 - Với n = 2, A là C2H6 a 0,0125 C H 0,11 30.0,11 28.0,075 X 2 6 d 14,50,5đ9 X / H 2 b 0,11 C2H 4 0,075 0,185.2 b. Phương trỡnh của phản ứng: as CH4 + 2Cl2  CH2Cl2 + 2HCl as 0,75đ CH3-CH3 + 2Cl2  CH3-CHCl2 + 2HCl as CH3-CH3 + 2Cl2  CH2Cl -CH2Cl + 2HCl Lưu ý: Thớ sinh làm cỏch khỏc đỳng vẫn cho điểm tối đa, phương trỡnh húa học cõn bằng sai trừ ẵ số điểm.