Đề thi khảo sát học sinh giỏi cấp trường môn Hóa học Lớp 12 THPT - Năm học 2010-2011 - Trường THPT Sáng Sơn (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi khảo sát học sinh giỏi cấp trường môn Hóa học Lớp 12 THPT - Năm học 2010-2011 - Trường THPT Sáng Sơn (Có đáp án)

1. ĐỀ THI KHẢO SÁT HSG CẤP TRƯỜNG Bộ môn: Hóa học Môn: Hóa 12_Thời gian: 180 phút Năm học: 2010 – 2011 (Đề thi có 02 trang) Bài 1: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: C6H12O6 + + HCN + H3O CH3-CHO X (7) (1) (2) + HNO 2 -H2O M Y C6H8O4 (3) (9) (8) -H2O + NaOH + + Br2/P ®á + H3O A B C (4) (5) (6) Z Polime (10) Bài 2: 1/ Xác định các chất A, B, C và hoàn thành 3 phản ứng sau: t0 NaBr + H2SO4 (đặc)  Khí A + (1) t0 NaI + H2SO4 (đặc)  Khí B + (2) A + B  C (rắn) + (3) 2/ Hấp thụ hết 0,064 gam khí A ở (1) vào dung dịch chứa 0,04 gam NaOH được 1 lít dung dịch X. a. Tính khối lượng muối trong dung dịch X. b. Tính pH của dung dịch X. Biết: Hằng số phân li axit là K 10-1,76 và K 10 7,21 a1 a2 Bài 3: Hợp chất A có dạng M 3X2. Khi cho A vào nước, thu được kết tủa trắng B và khí C là một chất độc. Kết tủa B tan được trong dung dịch NaOH và dung dịch NH3. Đốt cháy hoàn toàn khí C rồi cho sản phẩm vào nước dư, thu được dung dịch axit D. Cho D từ từ vào dung dịch KOH, phản ứng xong thu được dung dịch E chứa 2 muối. Dung dịch E phản ứng với dung dịch AgNO 3 cho kết tủa màu vàng F tan trong axit mạnh. 1/ Lập luận để chọn công thức hóa học đúng cho chất A. Viết các phương trình phản ứng xảy ra theo thứ tự từ A đến F. Biết M và X đều là những đơn chất phổ biến. 2/ Cho X tác dụng với khí clo dư đun nóng đến phản ứng hoàn toàn, thu được sản phẩm Y. Hãy xác định cấu trúc phân tử của Y và trạng thái lai hóa của X trong Y. Giải thích. 3/ Nếu cho Y vào nước dư thì dung dịch tương ứng thu được có chứa những tiểu phân nào? Giải thích (bỏ qua sự điện li của nước). Bài 4: Hòa tan hoàn toàn kim loại M vào dung dịch HNO3 aM (loãng) thu được dung dịch X và 0,2 mol NO (sản phẩm khử duy nhất). Hòa tan hoàn toàn kim loại M’ vào dung dịch HNO 3 aM chỉ thu được dung dịch Y. Trộn X và Y được dung dịch Z. Cho dung dịch NaOH dư vào Z thu được 0,1 mol khí và một kết tủa E. Nung E đến khối lượng không đổi được 40 gam chất rắn F. Hãy xác định M, M’. Biết:  M, M’ đều là các kim loại hóa trị II.  M, M’ có tỉ lệ nguyên tử khối là 3:8.  Nguyên tử khối của M, M’ đều lớn hơn 23 và nhỏ hơn 70.
2. 0 Bài 5: X là hỗn hợp Cu, Fe. Hoà tan hết m gam X bằng V lít dung dịch H 2SO4 98%, t dư (d=1,84 g/ml) được dung dịch A. Pha loãng dung dịch A rồi điện phân với điện cực trơ dòng điện I= 9,65A đến hết Cu 2+ thì mất 9 phút 20 giây (H = 100%). Dung dịch B nhận được sau phản ứng vừa hết 100ml dung dịch KMnO4 0,04M. 1/ Tính phần trăm khối lượng 2 kim loại trong X. 2/ Tính V, biết lượng axit đã dùng chỉ hết 10% so với lượng có. Bài 6: Viết phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm sau: 1/ Cho từ từ dung dịch AlCl3 vào dung dịch NaOH cho đến dư 2/ Cho dung dịch FeCl3 lần lượt tác dung với Na2CO3; HI; H2S; K2S. 3/ Cho As2S3 tác dụng với HNO3 đặc nóng. 4/ Cho NH4Cl tác dụng với dung dịch NaAlO2; phenol tác dụng với natri cacbonat 5/ Trime hóa propin; natri thiosunfat tác dụng với iot Bài 7: Hãy chọn một dung dịch chứa một hóa chất để nhận biết 5 chất rắn: axit benzoic; phenol; natri etylat; kali iotua; kali cacbonat. Bài 8: 1/ Viết công thức cấu tạo của 5 chất hữu cơ mà trong mỗi phân tử chỉ có 2 nguyên tử hiđro đều phản ứng được với dung dịch AgNO3/NH3? Viết phản ứng xảy ra? 2/ Bốn chất hữu cơ A, B, C, D có cùng CTPT là C4H4O4 chứa hai nhóm chức đều phản ứng được với dung dịch NaOH trong đó: + A, B tạo ra muối và nước, B có đồng phân hình học + C tạo ra muối và ancol + D tạo ra muối, anđehit và nước. Tìm CTCT của 4 chất trên và viết phản ứng xảy ra? Bài 9: Đốt cháy hết 0,02 mol chất hữu cơ A cần 21,84 lít không khí (đktc). Sau phản ứng, cho sản phẩm cháy gồm CO 2, H2O, N2 hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ba(OH) 2 dư thấy khối lượng bình tăng lên 9,02 gam và có 31,52 gam kết tủa. Khí thoát ra khỏi bình có thể tích 17,696 lít (đktc). a/ Xác định công thức phân tử của A. Biết rằng không khí gồm 20% oxi và 80% nitơ theo thể tích? b/ Xác định công thức phân tử của A biết rằng A không làm mất màu brom trong CCl 4 và A được hình thành từ chất hữu cơ X và chất hữu cơ Y, phân tử khối của X và Y đều lớn hớn 50; khi X tác dụng với nước brom tạo ra kết tủa trắng. Mối quan hệ giữa A và X, Y thể hiện trong các sơ đồ phản ứng dưới đây: A + NaOH → X + B + H2O (1) A + HCl → Y + D (2) D + NaOH → X + NaCl + H2O (3) B + HCl → Y + NaCl (4) Bài 10: Đun hỗn hợp rượu A với axit B (đều là chất có cấu tạo mạch hở, không phân nhánh) thu được este X. Đốt cháy hoàn toàn m gam X thu được 1,344 lít khí CO 2 (đktc) và 0,72 gam nước. Lượng oxi cần dùng là 1,344 lít (đktc). a/ Tìm công thức phân tử của X, biết tỷ khối hơi của X so với không khí nhỏ hơn 6. b/ Xác định công thức cấu tạo của A, B, X biết giữa A, B và X có mối quan hệ qua sơ đồ sau: CxHy  Q A M B X Cho: H = 1; O = 16; C = 12; N = 14; Ba = 137; Mg = 24; Ag = 108 HẾT (Thí sinh không được dùng tài liệu kể cả BTH. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm)
3. ĐÁP ÁN ĐỀ THI THỬ HSG 12_2010-2011 Mỗi câu 1 điểm Nội dung Điểm Bài 1: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: Mỗi C6H12O6 pư + + HCN + H3O đúng CH3-CHO X (7) được (1) (2) + HNO 0,1 đ 2 -H2O M Y C6H8O4 (3) (9) (8) -H2O + NaOH + + Br2/P ®á + H3O A B C (4) (5) (6) Z Polime (10) Giải Y là axit lactic; X là CH3-CHOH-CN; M là alanin; A là axit propioinc; Z là axit acrylic; C6H8O2 là đieste vòng Bài 2: 1/ Xác định các chất A, B, C và hoàn thành 3 phản ứng sau: t0 NaBr + H2SO4 (đặc)  Khí A + (1) t0 NaI + H2SO4 (đặc)  Khí B + (2) A + B  C (rắn) + (3) 2/ Hấp thụ hoàn toàn 0,064 gam khí A ở (1) vào dung dịch chứa 0,04 gam NaOH được 1 lít dung dịch X. a. Tính khối lượng muối trong dung dịch X. b. Tính pH của dung dịch X. Biết: Hằng số phân li axit là K 10-1,76 và K 10 7,21 a1 a2 Giải t0 1. 2NaBr + 2H2SO4 (đặc)  SO2  + Br2 + Na2SO4 + 2H2O (1) (A) t0 8NaI + 5H2SO4 (đặc)  H2S + 4I2 + 4Na2SO4 + 4H2O (2) (B) 0,5 đ SO2 + 2H2S  3S + 2H2O (3) (C) 0,064 0,04 2. a. n 0,001mol ; n 0,001mol Muối NaHSO3 tạo thành SO2 64 NaOH 40 SO2 + NaOH NaHSO3 m 0,001.104 = 0,104gam NaH¸SO3 - -3 2. b [ NaHSO3] = [ HSO3 ] = 10 mol/l + NaHSO3 Na + HSO3 - A A† - 2- 14 -1,76 12,24 HSO3 + H2O ‡ AA OH + SO3 (1) Kb2 10 /10 10 A A† + 2 7,21 HSO3 ‡ AA H + SO3 (2) K 10 a2 A A† + 14 H2O ‡ AA H + OH (3) KW 10 K > K và K nên (2) chiếm ưu thế: a2 b2 W
4. A A† + 2 HSO3 ‡ AA H + SO3 (2) Bđ 10 3 2 3 x 7,21 6 [ ] 10 x x x Ka 10 x = 7,82.10 pH 5,1 2 10 3 x Bài 3: Hợp chất A có dạng M3X2. Khi cho A vào nước, thu được kết tủa trắng B và khí C là một chất độc. Kết tủa B tan được trong dung dịch NaOH và dung dịch NH 3. Đốt cháy hoàn toàn khí C rồi cho sản phẩm vào nước dư, thu được dung dịch axit D. Cho D từ từ vào dung dịch KOH, phản ứng xong thu được dung dịch E chứa 2 muối. Dung dịch E phản ứng với dung dịch AgNO3 cho kết tủa màu vàng F tan trong axit mạnh. 1/ Lập luận để chọn công thức hóa học đúng cho chất A. Viết các phương trình phản ứng xảy ra theo thứ tự từ A đến F. Biết M và X đều là những đơn chất phổ biến. 2/ Cho X tác dụng với khí clo dư đun nóng đến phản ứng hoàn toàn, thu được sản phẩm Y. Hãy xác định cấu trúc phân tử của Y và trạng thái lai hóa của X trong Y. Giải thích. 3/ Nếu cho Y vào nước dư thì dung dịch tương ứng thu được có chứa những tiểu phân nào? Giải thích (bỏ qua sự điện li của nước). Giải 1/ A là Zn2P3; B là Zn(OH)2; C là PH3; D là H3PO4; E chứa K3PO4 và K2HPO4; F là Phần Ag3PO4. 1: 3 2/ Y là PCl5 trong đó P ở trạng thái lai hóa sp d; dạng hình học là lưỡng tháp tam giác vì 0,5 đ. PCl5 có dạng AX5E0. P2 + - - 2- 3- 3/ PCl5 + 4H2O → H3PO4 + 5HCl  dd có H ; Cl ; H2PO4 ; HPO4 ; PO4 vì có các và 3: phương trình phân li sau: 0,25 đ Bài 4: Hòa tan hoàn toàn kim loại M vào dung dịch HNO3 aM (loãng) thu được dung dịch X và 0,2 mol NO (sản phẩm khử duy nhất). Hòa tan hoàn toàn kim loại M’ vào dung dịch HNO3 aM chỉ thu được dung dịch Y. Trộn X và Y được dung dịch Z. Cho dung dịch NaOH dư vào Z thu được 0,1 mol khí và một kết tủa E. Nung E đến khối lượng không đổi được 40 gam chất rắn F. Hãy xác định M, M’. Biết:  M, M’ đều là các kim loại hóa trị II.  M, M’ có tỉ lệ nguyên tử khối là 3:8.  Nguyên tử khối của M, M’ đều lớn hơn 23 và nhỏ hơn 70. Giải Vì M’ vào dung dịch HNO3 chỉ thu được dung dịch Y, nên dd Y phải chứa NH4 , và khí thu được là NH3  nNH n 0,1mol . Theo bảo toàn electron, ta có: 3 NH4 2.nM 0,2.3 nM 0,3 2.nM ' 0,1.8 nM ' 0,4 * Trường hợp 1: Chất rắn F là hỗn hợp oxit MO, M’O(Kim loại Hg hoặc oxit không lưỡng tính) 0,25 nF = 0,3 + 0,4 = 0,7 mol nOxi trong F = 0,7 mol mOxi = 0,7.16 = 11,2 gam m2KL = 40 - 11,2 = 28,8 gam. M 3 + Nếu , thì ta có: 0,3.M + 0,4.M’ = 28,8 M ' 8 0,25 0,3.M + 0,4.3 .M’ = 28,8 8
5. M = 64 (Cu) M’ = 24 (Mg) (nhận) M ' 3 + Nếu , thì ta có: 0,3.M + 0,4.M’ = 28,8 M 8 M’; 56,2 ; M ; 21,1 (loại) * Trường hợp 2: F chỉ có 1 oxit MO hay M’O 0,25 40 M = = 100 M' = 84 (loại) NO 0,4 40 M = = 133,33 M = 117,3 (loại) MO 0,3 0,25 0 Bài 5: X là hỗn hợp Cu, Fe. Hoà tan hết m gam X bằng V lít dung dịch H 2SO4 98%, t dư (d=1,84 g/ml) được dung dịch A. Pha loãng dung dịch A rồi điện phân với điện cực trơ dòng điện I= 9,65A đến hết Cu 2+ thì mất 9 phút 20 giây (H = 100%). Dung dịch B nhận được sau phản ứng vừa hết 100ml dung dịch KMnO4 0,04M. 1/ Tính phần trăm khối lượng 2 kim loại trong X. 2/ Tính V, biết lượng axit đã dùng chỉ hết 10% so với lượng có. Giải 1/ Đặt x, y lần lượt là số mol Fe và Cu, ta có: 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O mol: x 3x 0,5x CuSO4 + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O Mol: y 2y y 2+ 3+  A có Fe2(SO4)3; CuSO4 và H2SO4 dư. Khi đp hết Cu thì có 2 pư sau(Fe đp trước 0,25 Cu2+): ®iÖn ph©n 2Fe2(SO4)3 + 2H2O  4FeSO4 + 2H2SO4 + O2↑ mol: 0,5x x 0,25 ®iÖn ph©n CuSO4 + H2O  Cu + H2SO4+ O2↑ Mol: y y It + Dựa vào thời gian suy ra số mol e trao đổi trong quá trình đp = = 0,056 mol F  0,5x.2 + 2y = 0,056 hay x + 2y = 0,056 (I)  Dung dịch B có: FeSO4 và H2SO4. Khi pư với thuốc tím thì: → 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O 0,25 mol: x 0,2x  0,2x = 0,004 (II) + Từ (I và II) ta có: x = 0,02 mol và y = 0,018 mol  %mFe = 49,3%  Cu = 50,7%. 2/ Số mol H 2SO4 pư = 3x + 2y = 0,096 mol  số mol axit ban đầu = 0,96 mol  V = 0,25 52,17 ml Bài 6: Viết phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm sau: 1/ Cho từ từ dung dịch AlCl3 vào dung dịch NaOH cho đến dư 2/ Cho dung dịch FeCl3 lần lượt tác dung với Na2CO3; HI; H2S; K2S. 3/ Cho As2S3 tác dụng với HNO3 đặc nóng. 4/ Cho NH4Cl tác dụng với dung dịch NaAlO2; phenol tác dụng với natri cacbonat 5/ Trime hóa propin; natri thiosunfat tác dụng với iot
6. Giải 1/+ Đầu tiên không có kết tủa: AlCl3 + 4NaOH → NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O Mỗi + Khi dư AlCl3 sẽ xuất hiện kết tủa: 3NaAlO2 + AlCl3 + 6H2O → 4Al(OH)3↓ + 3NaCl pư 0,1 đ 2/ 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓ +3CO2 + 6NaCl FeCl3 + HI → FeCl2 + HCl + ½ I2. 2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S + 2HCl 2FeCl3 + 3Na2S → 2FeS + S + 6NaCl 3/ As2S3 + 28HNO3 → 2H3AsO4 + 3H2SO4 + 28NO2 + 8H2O 4/ NH4Cl + NaAlO2 + H2O → NH3↑ + Al(OH)3↓ + NaCl C6H5OH + Na2CO3 → C6H5ONa + NaHCO3. xt,t0 5/ 3CH3-C≡CH  1,3,5-trimetylbenzen 2Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2NaI Bài 7: Hãy chọn một dung dịch chứa một hóa chất để nhận biết 5 chất rắn: axit benzoic; phenol; natri etylat; kali iotua; kali cacbonat. Giải 1 đ C6H5COOH C6H5OH C2H5ONa KI K2CO3 Hiện tan tan tạo dung dịch tạo  đỏ nâu tạo  đen tím hoặc tạo  đỏ nâu và tượng phức màu tím dd màu nâu sẫm sủi bọt khí 6C6H5OH + FeCl3 3C2H5ONa + FeCl3 + 2KI + 2FeCl3 I 2 2FeCl3 + 3K2CO3 Pư H3[Fe(OC6H5)6] 3H2O 3C 2H5OH + + FeCl2 + 2KCl + 3H2O 3CO2  + 3HCl Fe(OH)3  + 3NaCl 2Fe(OH)3 + 6KCl Bài 8: 1/ Viết công thức cấu tạo của 5 chất hữu cơ mà trong mỗi phân tử chỉ có 2 nguyên tử hiđro đều phản ứng được với dung dịch AgNO3/NH3? Viết phản ứng xảy ra? 2/ Bốn chất hữu cơ A, B, C, D có cùng CTPT là C4H4O4 chứa hai nhóm chức đều phản ứng được với dung dịch NaOH trong đó: + A, B tạo ra muối và nước, B có đồng phân hình học + C tạo ra muối và ancol + D tạo ra muối, anđehit và nước. Tìm CTCT của 4 chất trên và viết phản ứng xảy ra? Giải 1/ CTCT của 5 chất là: CH≡CH; CH≡C-C≡CH; HCHO; HCOOH; O=HC-CH=O. + Pư xảy ra: CH≡CH + 2AgNO3 + 2NH3 → CAg≡CAg↓ + 2NH4NO3. 0,25 CH≡C-C≡CH + 2AgNO3 + 2NH3 → CAg≡C-C≡CAg↓ + 2NH4NO3. HCHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O → (NH4)2CO3 + 4NH4NO3 + 4Ag↓ HCOOH + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → (NH4)2CO3 + 2NH4NO3 + 2Ag↓ O=HC-CH=O + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O → NH4OOC-COONH4 + 4NH4NO3 + 4Ag↓ 0,25 2/ + A và B là axit có CTCT: CH2=C(COOH)2 và HOOC-CH=CH-COOH + C là este vòng: C H C O O 2 0,25 C H C O O 2 C pư tạo ra: NaOOC-COONa + HO-CH2-CH2OH. 0,25
7. + B là HOOC-COO-CH=CH2. + Pư xảy ra: . Bài 9: Đốt cháy hết 0,02 mol chất hữu cơ A cần dùng 21,84 lít không khí (đktc). Sau phản ứng, cho toàn bộ sản phẩm cháy gồm CO 2, H2O, N2 hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng lên 9,02 gam và có 31,52 gam kết tủa. Khí thoát ra khỏi bình có thể tích 17,696 lít (đktc). a/ Xác định công thức phân tử của A. Biết rằng không khí gồm 20% oxi và 80% nitơ theo thể tích và coi như nitơ không bị nước hấp thụ. b/ Xác định công thức phân tử của A biết rằng A không làm mất màu brom trong CCl 4 và A được hình thành từ chất hữu cơ X và chất hữu cơ Y, phân tử khối của X và Y đều lớn hớn 50; khi X tác dụng với nước brom tạo ra kết tủa trắng. Mối quan hệ giữa A và X, Y thể hiện trong các sơ đồ phản ứng dưới đây: A + NaOH → X + B + H2O (1) A + HCl → Y + D (2) D + NaOH → X + NaCl + H2O (3) B + HCl → Y + NaCl (4) Giải 1/ Ta có KK = 0,975 mol; C = BaCO3 = 0,16 mol; H = 2H2O = 0,22 mol.  O = 0,16.2 + 0,11 – 0,975/5 =0,04 mol; N = 2.(17,696/22,4-0,975.4/5) = 0,02 mol  C:H:O:N = 8:11:2:1  A có dạng (C H O N) . 8 11 2 n 0,5 + Áp dụng ĐLBTKL ta tính được mA = 3,06 gam  MA = 3,06/0,02 = 153 đvC  n = 1 + Vậy CTPT của A là: C8H11O2N. 2/ Lập luận suy ra A là CH COONH C H ; X là C H NH (anilin); Y là CH COOH. Các 3 3 6 5 6 5 2 3 0,5 pư xảy ra: Bài 10: Đun hỗn hợp rượu A với axit B (đều là chất có cấu tạo mạch hở, không phân nhánh) thu được este X. Đốt cháy hoàn toàn m gam X thu được 1,344 lít khí CO2 (đktc) và 0,72 gam nước. Lượng oxi cần dùng là 1,344 lít (đktc). a/ Tìm công thức phân tử của X, biết tỷ khối hơi của X so với không khí nhỏ hơn 6. b/ Xác định công thức cấu tạo của A, B, X biết giữa A, B và X có mối quan hệ qua sơ đồ sau: CxHy  Q A M B X Giải 1/ CTĐGN là C3H4O2  CTPT là (C3H4O2)n. Vì dX/kk < 6 nên n = 1 hoặc 2. + Với n = 1  Chỉ có 1 CTCT là HCOO-CH=CH2  loại vì ancol tương ứng là CH2=CH-OH không bền + Với n = 2 thì CTPT là C6H8O2. 0,5 2/ Dựa vào sơ đồ trên thì CxHy là xiclo-C3H6; A là CH2OH-CH2-CH2-OH; B là HOOC-CH2-COOH  X là este vòng có CTCT: COO CH2 CH2 CH2 COO CH2 0,5 + Thật vậy pư xảy ra như sau: HẾT
8. Giáo viên ra đề: Kim Văn Bính