Đề thi khảo sát học sinh giỏi cấp trường môn Hóa học 12 - Năm học 2015-2016 - Trường THPT Yên Lạc

Nội dung text: Đề thi khảo sát học sinh giỏi cấp trường môn Hóa học 12 - Năm học 2015-2016 - Trường THPT Yên Lạc

1. ĐỀ THI KHẢO SÁT HSG CẤP TRƯỜNG Bộ mụn: Húa học Mụn: Húa 12_Thời gian: 180 phỳt (lần 2) Năm học: 2015 – 2016 (Đề thi cú 02 trang) Bài 1(1,0 điểm): Cho 38,6 gam hỗn hợp X gồm Fe(NO 3)2 và FeCO3 vào một bỡnh khụng chứa khớ. Nung bỡnh điến khi cỏc phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 9,24 lớt (đktc) hỗn hợp khớ Y gồm ba chất khớ và chất rắn Z. a) Tớnh khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X. b) Nếu cho toàn bộ lượng Z tỏc dụng với lượng dư khớ CO nung núng thu được chất rắn G, hoà tan G trong dd HBr dư rồi cụ cạn được chất rắn khan T. Cho T tỏc dụng với dd H2SO4 đặc núng dư thu được V lớt khớ ở đktc (SO2 là sản phẩm khử duy nhất). Viết phản ứng hoỏ học và tớnh V? Bài 2(1,5 điểm): 1. Chỉ từ khụng khớ, than và nước, viết phương trỡnh hoỏ học điều chế phõn urờ và đạm hai lỏ(cỏc điều kiện và xỳc tỏc coi như cú đủ). 2. Sục khớ H2S vào dung dịch X chứa CuCl 2, FeCl3, AlCl3, NH4Cl (mỗi chất cú nồng độ 0,1M) tới dư thu được kết tủa A và dung dịch B. Tiếp tục sục từ từ NH 3 đến dư vào dung dịch B. Viết phản ứng (cú thể xảy ra) dưới dạng ion rỳt gọn? Bài 3(1,5 điểm): 1. Hoà tan hoàn toàn 32,0 gam hỗn hợp X gồm Fe 2O3 và CuO vào 1,1 lớt dd HCl 1M, thu được dd Y. Cho x gam Al vào dd Y đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 1,12 lớt khớ (đktc); dd Z và hỗn hợp chất rắn T. Cho Z phản ứng với NaOH dư, thu được 9,0 gam kết tủa. Tớnh x? 2. Khớ C khụng màu khi sục qua dung dịch brom làm dung dịch đậm màu hơn. Khớ D khụng màu khi sục qua dung dịch brom làm dung dịch mất màu. Dung dịch muối natri (muối E) trong suốt khi cho thờm dung dịch H2SO4 loóng thấy cú khớ D thoỏt ra và dung dịch bị vẩn đục. Xỏc định C, D, E viết cỏc phương trỡnh phản ứng. Bài 4(1,0 điểm): Trong phũng thớ nghiệm để điều chế một số khớ tinh khiết người ta lắp dụng cụ như hỡnh vẽ sau[bỡnh (A); (B); (C); (D) chứa chất lỏng hoặc rắn] (A) (B) (D) (E) (C) a) Hóy cho biết bộ dụng cụ trờn cú thể điều chế và thu được khớ nào trong cỏc khớ sau: H2; O2; SO2; HCl; NH3; C2H4? b) Hóy chọn húa chất tớch hợp trong mỗi bỡnh để điều chế được cỏc khớ đó chọn và viết phản ứng xảy ra? Bài 5(1,0 điểm): A là một hợp chất hữu cơ đơn chức (chỉ chứa C, H, O). Cho 13,6 gam A tỏc dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cụ cạn dung dịch thu được m gam chất rắn X. Đốt chỏy hoàn toàn m gam X cần vừa đủ 26,112 gam oxi, thu được 7,208 gam Na2CO3 và 37,944 gam hỗn hợp Y (gồm CO2 và H2O). Xỏc định CTPT? Viết CTCT của A(dạng mạch khụng phõn nhỏnh)? Bài 6(1,5 điểm): 1. M, N, P đều cú CTPT là C6H8O4Cl2 đều mạch hở và đều thỏa món sơ đồ: t0 C6H8O4Cl2 + NaOH  muối + CH3CHO + NaCl + H2O
2. Tỡm CTCT của M, N, P rồi viết phản ứng xảy ra? 2. Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau biết D là nguyờn liệu chớnh để điều chế phenol trong cụng nghiệp; cỏc chất trong sơ đồ đều là sản phẩm chớnh(với phản ứng cú nhiều sản phẩm): + NaOH loãng F1 F4 (6) 0 (9) H2O xt, t propilen Br2 /as Br2 /Fe + CH3COOH/xt A (1) B(2) C (3)  D (4) E (5)  F (7) + CO2 + H2O F2 F3 + NaOH dư, t0, P (8) Bài 7(1,5 điểm): Hũa tan hoàn toàn 11,6 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào 87,5 gam HNO3 50,4%, sau khi kim loại tan hết thu được dd X và V lit (đktc) hỗn hợp khớ B (gồm hai chất khớ cú tỉ lệ số mol 3:2). Cho 500ml dd KOH 1M vào dd X thu được kết tủa Y và dd Z. Lọc lấy Y rồi nung trong khụng khớ đến khối lượng khụng đổi thu được 16,0 gam chất rắn. Cụ cạn dd Z được chất rắn T. Nung T đến khối lượng khụng đổi thu được 41,05 gam chất rắn. Biết cỏc phản ứng xảy ra hoàn toàn. 1. Tớnh % khối lượng mỗi kim loại trong A? 2. Tớnh C% mỗi chất tan trong X? 3. Xỏc định cỏc khớ trong B và tớnh V? Bài 8(1,0 điểm): Đốt chỏy hoàn toàn 9,92 gam hỗn hợp peptit X và peptit Y( đều được tạo từ cỏc amino axit no, mạch hở cú 1 nhúm – COOH và 1 nhúm –NH2) bằng oxi vừa đủ thu được N2 ; 0,38 mol CO2 ; 0,34 mol H2O. Mặt khỏc đun núng hỗn hợp trờn với NaOH vừa đủ thỡ thu được m gam muối. Tớnh m ? HẾT (Thớ sinh khụng được dựng tài liệu kể cả BTH. Cỏn bộ coi thi khụng giải thớch gỡ thờm)
3. ĐÁP ÁN ĐỀ THI THỬ HSG 12_2015(lần 2) Đỏp ỏn cõu 1 1,0 đ a) Phản ứng xảy ra: Mỗi 2Fe(NO3)2 → Fe2O3 + 4NO2 + 0,5O2 (1) phần FeCO3 → FeO + CO2 (2) 0,5 2FeO + 0,5O2 → Fe2O3 (3) điểm + Vỡ sau phản ứng thu được hỗn hợp ba khớ nờn sau phản ứng (3) oxi dư Fe(NO3)2 = 0,15 mol = 27,0 gam; FeCO3 = 0,1 mol = 11,6 gam. b. 2FeBr2 + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 2Br2 + 3SO2 + 6H2O V = 8,4 lớt. Đỏp ỏn cõu 2 1,5 đ  Đầu tiờn ta phải điều chế N2 và O2 từ khụng khớ bằng cỏch: Cho khụng khớ dd NaOH(loại CO2); làm lạnh ở 0 0 - 25 C(loại bỏ hơi nước) sau đú húa lỏng khụng khớ rồi nõng dần nhiệt độ lờn – 196 C được khớ N 2 và – 0 183 C được khớ O2. t0 t0 0,75  Điều chế ure: C + H2O  CO + H2 và C + 2H2O  CO2 + 2H2 0 Fe, t xt, t0 N2 + 3H2  2NH3 và 2NH3 + CO2  (NH2)2CO + H2O 200 atm  Điều chế phõn đạm hai lỏ(NH4NO3): Điều chế NH3 như trờn sau đú Pt, t0 4NH3 + 5O2  4NO + 6H2O và NO + ẵ O2 → NO2 và 2H2O + 4NO2 + O2 → 4HNO3 Sau đú: NH3 + HNO3 → NH4NO3. + H2S tỏc dụng với dung dịch X: 2+ + 3+ 2+ + H2S + Cu → CuS + 2H và H2S + 2Fe → 2Fe + S + 2H 0,75 2+ 3+ + - + + Vỡ H2S dư tan một phần trong nước dung dịch B gồm Fe , Al , H , Cl , H2S, NH4 . + Dung dịch B tỏc dụng với NH3 dư: + + NH3 + H → NH4 + 2- 2NH3 + H2S → 2NH4 + S 2+ + Fe + 2NH3 + 2H2O →Fe(OH)2 + 2NH4 Fe2+ + S2- → FeS 3+ + Al + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3NH4 3+ 2- 2Al + 3S +6 H2O → 2Al(OH)3 + 3H2S Đỏp ỏn cõu 3 1,5 đ 1. + Hỗn hợp kim loại T phải cú Cu, Fe, cú thể cú Al. Nếu cú Al tức là Al dư dd Z chỉ cú AlCl3 khi cho 1,0 Z pư với NaOH dư thỡ khụng thu được kết tủa Al phải hết T chỉ cú Cu và Fe. + Vỡ T cú Fe nờn Z khụng thể cú FeCl3 mà chỉ cú FeCl2 + Từ những lập luận trờn ta cú sơ đồ: H2: 0,05 mol FeCl : 2a mol Fe O : a mol 3 2 3 + HCl: 1,1 mol  CuCl : b mol + Al Cu, Fe CuO : b mol 2 HCl:(1,1-6a-2b) AlCl + NaOH 3 Fe(OH) FeCl 2 2 dư 0,1 mol + Dễ thấy số mol FeCl2 = số mol Fe(OH)2 = 0,1 mol; bảo toàn Clo 3.nAlCl3 + 2.nFeCl2 = 1,1 3.nAlCl3 + 2.0,1 = 1,1 nAlCl3 = 0,3 mol Al ban đầu = 0,3 mol = 8,1 gam. + Vậy x = 8,1 gam. 2. Chọn C = HI; D = SO2; E là Na2S2O3. 0,5 Đỏp ỏn cõu 4 1,0 đ a) Khớ điều chế được bằng sơ đồ trờn phải thỏa món hai điều kiện là: nặng hơn khụng khớ và khụng tỏc dụng với khụng khớ ở đk thường chỉ cú H2 và NH3 là hai khớ khụng điều chế được(etilen cũng cú thể chấp nhận
4. được vỡ hơi nhẹ hơn khụng khớ). b) Ta cú bảng sau(dấu – nghĩa là cú thể khụng cần thiết; CaCl2 làm khụ khớ Khớ A B C D O2 H2O2 MnO2 H2SO4 đặc - hoặc CaCl2 SO2 H2SO4 Na2SO3 H2SO4 đặc - hoặc CaCl2 HCl H2SO4 đặc NaCl H2SO4 đặc - hoặc CaCl2 C2H4 H2SO4 đặc C2H5OH NaOH H2SO4 đặc Cỏc pư xảy ra Đỏp ỏn cõu 5 1,0 đ + Ta cú: nNaOH = 2nNa2CO3 = 0,136 mol mNaOH = 5,44 gam. + BTKL ta cú: mX = mNa2CO3 + mY – mO2 = 19,04 gam. + Dễ thấy: mX = mA + mNaOH A là este vũng. + Giải tiếp A là C5H8O2 với CTCT là (CH2)4COO Đỏp ỏn cõu 6 1,5 đ Chọn cỏc chất sau: CH3-CHCl-OOC-COO-CHCl-CH3; Cl-CH2-COO-CH2-COO-CHCl-CH3 và 0,5 CH2Cl-COO-CH(CH3)-OOC-CH2-Cl điểm + A là CaC2; B là C2H2; C là C6H6; một số chất cũn lại. H C CH CH 3 3 H C Br CH CH3 CH 3 CH 3 3 H3C 3 H C C C-OH H3C 3 C-OH C-OOC-CH3 1,0 điểm (D) Br Br OH OH (F) (F1) (F3) (F4) Đỏp ỏn cõu 7 1,5 đ HNO3 = 0,7 mol; KOH = 0,5 mol. Đặt nFe = x mol; nCu = y mol. Hũa tan hết kim loại bằng dung dịch HNO 3 → X cú Cu(NO3)2, muối của sắt (Fe(NO 3)2 hoặc Fe(NO3)3 hoặc cả 2 muối của sắt), cú thể cú HNO3 dư. X + dd KOH cú thể xảy ra cỏc phản ứng HNO3 + KOH → KNO3 + H2O (1) Cu(NO3)2 +2KOH → Cu(OH)2 + 2KNO3 (2) Fe(NO3)2 + 2KOH → Cu(OH)2 + 2KNO3 (4) Fe(NO3)3 + 3KOH → Fe(OH)3 + 3KNO3 (5) Cụ cạn Z được chất rắn T cú KNO3, cú thể cú KOH dư  Nung T: 0,75 t 0 2KNO3  2KNO2 +O2 (6) + Nếu T khụng cú KOH thỡ theo phản ứng (1)(2)(3)(4)(5)(6) n =n =nKOH = 0,5 mol KNO2 KNO3 mKNO2= 42,5 gam ≠ 41,05 gam Loại T cú KOH dư: dễ dàng tớnh được T cú: KNO3 = 0,45 mol; KOH = 0,05 mol  Nung kết tủa Y t 0 Cu(OH)2  CuO + H2O t 0 Nếu Y cú Fe(OH)3: 2Fe(OH)3  Fe2O3 +3H2O t 0 Nếu Y cú Fe(OH)2 4Fe(OH)2+ O2  2Fe2O3 +4H2O 1 x Áp dụng BTNT đối với sắt ta cú: n = nFe = ; Fe2O3 2 2 Áp dụng BTNT đối với đồng ta cú: nCuO = nCu= y mol
5. x →160. + 80.y = 16 (I) 2 mhỗn hợp kim loại = 11,6 gam → 56.x + 64.y = 11,6 (II) Giải hệ (I) và (II) → x= 0,15 và y= 0,05. 0,3.56 % mFe = .100% 72,41% ; %mCu = 100-72,41= 27,59% 23,2 Áp dụng BTNT đối với Nitơ: nN trong X = n N trong KNO2 = 0,45 mol. TH1: Dung dịch X cú HNO3 dư, Cu(NO3)2, Fe(NO3)3 Ta cú: n = nCu = 0,05 mol; n = nFe = 0,15 mol Cu(NO3 )2 Fe(NO3 )3 Gọi n = b mol → b+0,05.2+0,15.3= 0,45 → b= -0,1 (loại) HNO3 TH2: Dung dịch X khụng cú HNO3 [gồm Cu(NO3)2, cú thể cú muối Fe(NO3)2 hoặc Fe(NO3)3 hoặc cả Fe(NO3)2 và Fe(NO3)3]. Đặt n = z mol (z ≥ 0); n = t mol (t ≥ 0) Fe(NO3 )2 Fe(NO3 )3 Theo BTNT đối với Nitơ 2z+3t +0,05. 2 = 0,45 (III) Theo BTNT đối với sắt z + t = 0,15 (IV) Giải hệ (III) và (IV) → z = 0,1 và t = 0,05. Khi kim loại phản ứng với HNO3 nN trong hỗn hợp khớ = nN trong HNO3 ban đầu- nN trong muối = 0,7-0,45=0,25mol Gọi số oxi húa trung bỡnh của Nitơ trong hỗn hợp khớ B là +k (k≥0) Fe → Fe3+ + 3e N+5 + (5-k).e → N+k 0,05 0,15 0,25 0,25(5-k) 0,25 Fe → Fe2+ + 2e 0,1 0,2 Cu → Cu2+ + 2e 0,05 0,1 Áp dụng bảo toàn electron: 0,15+0,2+0,1=0,25(5-k) → k =3,2 - Xỏc định số mol O trong hỗn hợp khớ. Tổng số oxi húa của cỏc nguyờn tố trong một hỗn hợp =0 nờn 0,25.(+3,2) + (-2). nO = 0. → nO = 0,4mol. Bảo toàn khối lượng: mdd sau = m ddaxit + m 2kim loại – m hỗn hợp khớ → mdd sau= 87,5+11,6- (0,25.14+0,4.16)= 89,2 gam 0,05.188 C% = .100% 10,5% Cu(NO3 )2 89,2 0,1.180 C% = .100% 20,2% Fe(NO3 )2 89,2 0,05.242 C% = .100% 13,6% Fe(NO3 )3 89,2 Vỡ k = 3,2 nờn phải cú một khớ mà số oxi húa của N lớn hơn 3,2. Vậy khớ đú là NO2 Gọi khớ cũn lại là khớ A và số oxi húa của khớ cũn lại là x Giả sử khớ A trong thành phần cú 1 nguyờn tử N TH1: nếu tỉ lệ số mol (NO2) : số mol A = 3:2, dựa vào sơ đồ đường chộo suy ra x = 2. Vậy khớ A là NO TH2: nếu tỉ lệ số mol (NO2) : số mol A = 2:3 => x lẻ: Loại Nếu A cú 2 N, trường hợp này cũng tớnh được x lẻ => loại Tớnh V: Đặt n (NO2) = 3a => n(NO) = 2a mol ∑ne nhận = n (NO2) + 3n (NO) = 3a + 3.2a = 0,45 => a= 0,05 => nkhớ = 5a = 0,25 => V = 5,6 lit Đỏp ỏn cõu 8 1,0 đ + Ta cú sơ đồ :
6. C CO : 0,38 mol O H O CO : ? mol 2 2(X,Y) + H O  đipeptit 2 2 H O : 0,34 mol O 2 H O : ? mol 2 2 N 9,92(gam) + Vỡ đốt chỏy hỗn hợp(X, Y) và đipeptit thu được CO2 bằng nhau và đốt chỏy đipeptit thu được nCO2 = nH2O nờn ta suy ra khi đốt chỏy đipeptit thu được : nCO2 = nH2O = 0,38 mol + Sơ đồ trờn được viết lại như sau : C CO : 0,38 mol O H O CO : 0,38 mol 2 2(X,Y) + H O : ? (mol)  đipeptit 2 2 H O : 0,34 mol O 2 H O : 0,38 mol 2 2 N 9,92(gam) + Bảo toàn H2O số mol H2O phản ứng với X, Y = 0,38 – 0,34 = 0,04 mol. + BTKL mđipeptit = 9,92 + 0,04.18 = 10,64 gam. + Từ KQ trờn ta cú : : 10,64 gam O 2= 19/7 C2nH4nO3N2  CO2 : 0,38 mol n + Mặt khỏc khi cho hỗn hợp (X, Y) hoặc đipeptit phản ứng với NaOH thỡ khối lượng muối thu được đều bằng nhau nờn ta cú : 10,64 C H O N : = 0,07 mol + NaOH : 0,14 mol → muối + H2O = 0,07 mol 2n 4n 3 2 28n 76 KL muối = 10,64 + 0,14.40 – 0,07.18 = 14,98 gam.