Đề thi thử Học sinh giỏi cấp tỉnh môn Hóa học Lớp 12 - Năm học 2021-2022 (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi thử Học sinh giỏi cấp tỉnh môn Hóa học Lớp 12 - Năm học 2021-2022 (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI THỬ HỌC SINH GIỎI VĂN HĨA LỚP 12 CẤP TỈNH TRƯỜNG THPT LvD MƠN HĨA HỌC - Thời gian: 180 phút, khơng kể thời gian phát đề. (Đề thi gồm cĩ 03 trang) KHĨA THI: ngày 19 tháng 09 năm 2021 Câu 1. (4 điểm) 1. Tinh thể muối X nguyên chất, màu trắng, tan trong nước tạo thành dung dịch Y. Dung dịch Y khơng phản ứng với dung dịch H2SO4 lỗng mà phản ứng được với dung dịch HCl sinh ra kết tủa trắng, kết tủa này lại tan trong dung dịch NH3 dư tạo thành dung dịch Z. Khi axit hố dung dịch Z bằng dung dịch HNO3 dư lại xuất hiện kết tủa trắng. Cho thanh đồng vào dung dịch Y, sau đĩ thêm dung dịch H2SO4 lỗng và đun nĩng thì cĩ khí khơng màu, hố nâu trong khơng khí thốt ra, đồng thời cĩ kết tủa màu xám đen xuất hiện bám lên thanh đồng. Xác định cơng thức của X và viết phương trình hố học của các phản ứng xảy ra. 2. Cĩ 4 lọ hĩa chất mất nhãn được kí hiệu là A, B, C, D. Mỗi lọ đựng một trong các dung dịch: HCl, NaHSO4, BaCl2, NaHSO3. Để xác định hĩa chất trong mỗi lọ, người ta tiến hành các thí nghiệm và thấy hiện tượng như sau: - Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch B thấy xuất hiện kết tủa; - Cho dung dịch B hay D tác dụng với dung dịch C đều thấy cĩ bọt khí khơng màu, mùi hắc bay ra; - Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch A thì khơng thấy hiện tượng gì. Hãy biện luận để xác định hĩa chất đựng trong các lọ A, B, C, D. Viết phương trình hĩa học của các phản ứng xảy ra. 3. Cho a gam hỗn hợp X gồm Na và K vào dung dịch HCl dư thu được dung dịch Y. Cơ cạn dung dịch Y thu được (a + 31,95) gam hỗn hợp chất rắn khan. Nếu cho 2a gam X vào nước dư, thu được dung dịch Z. Cho từ từ đến hết dung dịch Z vào 0,5 lít dung dịch CrCl3 1M, thu được m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hồn tồn. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tính giá trị của m. 4. Hỗn hợp X cĩ khối lượng 28,11 gam gồm hai muối vơ cơ R2CO3 và RHCO3. Chia X thành 3 phần bằng nhau: - Phần 1 hịa tan trong nước rồi cho tác dụng hồn tồn với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 21,67 gam kết tủa. - Phần 2 nhiệt phân một thời gian, thu được chất rắn cĩ khối lượng giảm nhiều hơn 3,41 gam so với hỗn hợp ban đầu. - Phần 3 hịa tan trong nước và phản ứng được tối đa với V ml dung dịch KOH 1M, đun nĩng. Viết phương trình phản ứng và tính giá trị V. Câu 2. (4 điểm) 1. Cĩ 3 muối A,B,C đều là muối của Na thỏa mãn điều kiện: - Trong 3 muối chỉ cĩ A là tạo kết tủa khi tác dụng với dung dịch Ba(NO3)2. - Trong 3 muối chỉ cĩ muối B và C tác dụng với dung dịch H2SO4 tạo ra chất khí. - Cả 3 muối khi tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 đều cho kết tủa và sinh ra H2O. - Trong 3 muối chỉ B cĩ thể làm nhạt màu dung dịch KMnO4 trong H2SO4. Xác định A,B,C, viết các phương trình phản ứng. 2. Hịa tan hết m gam hỗn hợp rắn A gồm Mg, Cu(NO3)2, Fe, FeCO3 bằng dung dịch chứa H2SO4 và 0,054 mol 3+ NaNO3, thu được dung dịch B chỉ chứa 75,126 gam các muối (khơng cĩ ion Fe ) và thấy thốt ra 7,296 gam hỗn hợp khí X gồm N2, N2O, NO, H2, CO2 (trong X cĩ chứa 0,024 mol H2). Cho dung dịch NaOH 1M vào dung dịch B đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất là 38,064 gam thì dùng hết 1038 ml dung dịch NaOH. Mặt khác, cho BaCl2 2- vào dung dịch B vừa đủ để kết tủa hết SO4 ,sau đĩ cho tiếp dung dịch AgNO3 dư vào thì thu được 307,248 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hồn tồn. Tính % khối lượng của FeCO3 cĩ trong hỗn hợp A. 3. Cho hỗn hợp A cĩ khối lượng m gam gồm bột Al và sắt oxit Fe xOy. Tiến hành phản ứng nhiệt nhơm hỗn hợp A trong điều kiện khơng cĩ khơng khí, được hỗn hợp B. Nghiền nhỏ, trộn đều B rồi chia thành hai phần. Phần 1 cĩ khối lượng 14,49 gam được hịa tan hết trong dung dịch HNO3 đun nĩng, được dung dịch C và 3,696 lít khí NO (đktc). Cho phần 2 tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH đun nĩng thấy giải phĩng 0,336 lít khí H 2 (đktc) và cịn lại 2,52 gam chất rắn. Các phản ứng đều xảy ra hồn tồn. a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b. Xác định cơng thức sắt oxit và tính m. 4. Trình bày phương pháp hĩa học và viết phương trình phản ứng (nếu cĩ) để tinh chế các chất trong các trường hợp sau: a. Tinh chế khí Cl2 cĩ lẫn khí HCl c. Tinh chế khí NH3 cĩ lẫn khí N2, H2. b. Tinh chế khí CO2 cĩ lẫn khí CO d. Tinh chế NaCl cĩ lẫn Na2HPO4, Na2SO4 Đề thi hsg văn hĩa lớp 12 mơn hĩa học - Trang 1/3
2. Câu 3. (4 điểm) 1. Viết các phương trình hĩa học theo sơ đồ (mỗi mũi tên ứng với một phương trình) (1) (3) (5) (8)  (2)  (4)  (6) (7)  (NH2)2CO (NH4)2CO3 NH3 N2 Li3N NH3 NO NO2 HNO3 2. Cho m1 gam hỗn hợp Mg và Al vào m2 gam dung dịch HNO3 24%. Sau khi các kim loại tan hết cĩ 8,96 lít hỗn hợp khí X gồm NO, N2O, N2 bay ra (ở đktc) và dung dịchA. Thêm một lượng vừa đủ oxi vào X, sau phản ứng thu được hỗn hợp khí Y. Dẫn Y từ từ qua dung dịch NaOH dư cĩ 4,48 lít hỗn hợp khí Z đi ra ở đktc. Tỉ khối của Z đối với hiđro bằng 20. Nếu cho dung dịch NaOH vào A để được lượng kết tủa lớn nhất thu được 62,2 gam kết tủa. a. Tính m1, m2. Biết lượng HNO3 lấy dư 20% so với lượng cần thiết. b. Tính nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch. 3. Hỗn hợp bột A gồm 3 kim loại Mg, Zn, Al. Khi hồ tan hết 7,539 gam A vào 1 lít dung dịch HNO3 thu được 1 lít 0 dung dịch B và hỗn hợp khí D gồm NO và N2O. Thu khí D vào bình dung tích 3,20 lít cĩ chứa sẵn N2 ở 0 C và 0,23 atm thì nhiệt độ trong bình tăng lên đến 27,30C, áp suất tăng lên đến 1,10 atm, khối lượng bình tăng thêm 3,720 gam. Nếu cho 7,539 gam A vào 1 lít dung dịch KOH 2M thì sau khi kết thúc phản ứng khối lượng dung dịch tăng thêm 5,718 gam. Tính thành phần phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong A. 4. Người ta hịa tan hồn tồn hỗn hợp NaOH và Ba(OH) 2 vào nước thì thu được dung dịch X. Sục từ từ khí CO 2 tới dư vào dung dịch X. Kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau: a. Nêu hiện tượng và viết các phương trình phản ứng xảy ra trong thí nghiệm trên. b. Xác định giá trị của a và x trong đồ thị trên. Câu 4. (4 điểm) 1. X, Y, Z là 3 chất hữu cơ mạch hở, khơng phân nhánh, đều cĩ cơng thức phân tử là C4H6O2, trong đĩ: - X và Y đều tham gia phản ứng tráng gương. - X và Z tác dụng với dung dịch NaOH lần lượt thu được các sản phẩm hữu cơ M và N đều tác dụng được với Na. - Hiđro hĩa hồn tồn Y thu được sản phẩm hữu cơ T cĩ khả năng tác dụng được với Cu(OH)2. - Y tác dụng được với Na. Xác định cơng thức cấu tạo của X, Y, Z. Viết các phương trình hĩa học minh họa các quá trình trên. 2. Este A tạo bởi 2 axit cacboxylic X, Y đều mạch hở, khơng phân nhánh và ancol Z. Xà phịng hĩa hồn tồn a gam A bằng 190 ml dung dịch NaOH xM, để trung hịa NaOH dư sau phản ứng cần dùng 80ml dung dịch HCl 0,25M, thu được dung dịch B. Cơ cạn dung dịch B thu được b gam hỗn hợp muối khan M, nung M trong NaOH khan dư, cĩ xúc tác CaO, thu được chất rắn R và hỗn hợp khí K gồm 2 hiđrocacbon cĩ tỉ khối so với O 2 là 0,625. Dẫn khí K lội qua dung dịch nước brom dư thấy cĩ 5,376 lít một chất khí thốt ra. Cho tồn bộ lượng chất rắn R thu được ở trên tác dụng với dung dịch H2SO4 lỗng dư, cĩ 8,064 lít khí CO2 thốt ra. Cho các phản ứng xảy ra hồn tồn, các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. a. Xác định cơng thức cấu tạo của X, Y, Z,A. Biết rằng để đốt cháy hồn tồn 2,76 gam ancol Z cần dùng 2,352 lít O2 (đktc), sau phản ứng khí CO2 và hơi nước tạo thành cĩ tỉ lệ khối lượng tương ứng là 11:6. b. Tính giá trị a, b và x. 3. A là hợp chất hữu cơ chứa C, H, O. Đốt cháy hồn tồn 3,08 gamA. Hấp thụ tồn bộ sản phẩm thu được vào bình đựng 5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M thấy xuất hiện 6 gam kết tủa, phần nước lọc cĩ khối lượng lớn hơn dung dịch Ca(OH)2 ban đầu là 1,24 gam. a) Xác định cơng thức phân tử của A biết rằng khối lượng mol phân tử của A nhỏ hơn khối lượng mol phân tử của glucozơ. b) Biết A phản ứng được với NaOH theo tỉ lệ mol A và NaOH là 1:4; A cĩ phản ứng tráng bạc. Xác định cơng thức cấu tạo của A và viết các phương trình hĩa học minh họa. 4. Đốt cháy hồn tồn 7,6 gam hỗn hợp gồm một axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở và một ancol đơn chức thu được 0,3 mol CO2 và 0,4 mol H2O. Thực hiện phản ứng este hĩa 7,6 gam hỗn hợp trên với hiệu suất 80% thu được m gam este. Viết các phương trình phản ứng và tính giá trị của m. Câu 5. (4 điểm) Đề thi hsg văn hĩa lớp 12 mơn hĩa học - Trang 2/3
3. 1. Hỗn hợp N gồm C3H6, C4H10, C2H2 và H2. Cho m gam N vào bình kín cĩ chứa một ít bột Ni làm xúc tác, nung nĩng, thu được hỗn hợp M. Đốt cháy hồn tồn M cần dùng vừa đủ V lít O2 (đktc). Sản phẩm cháy cho hấp thụ hết vào bình đựng nước vơi trong dư, thu được một dung dịch cĩ khối lượng giảm 21,45 gam. Nếu cho M đi qua bình đựng lượng dư dung dịch brom trong CCl4 thì cĩ 24 gam brom phản ứng. Mặt khác, cho 11,2 lít (đktc) hỗn hợp N đi qua bình đựng dung dịch brom dư trong CCl4, thấy cĩ 64 gam brom phản ứng. Biết các phản ứng đều xảy ra hồn tồn. Tìm giá trị của V. 2. Cho m gam este đơn chức X đun nĩng với dung dịch NaOH, sau phản ứng để trung hồ NaOH dư cần 100 ml dung dịch HCl 1M. Chưng cất dung dịch sau trung hịa thu được 15,25 gam hỗn hợp muối khan và hơi ancol Y. Dẫn tồn bộ Y qua CuO dư, nung nĩng được anđehit R. Cho tồn bộ R tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, thu được 43,2 gam Ag. Cho các phản ứng xảy ra hồn tồn. a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b. Xác định cơng thức cấu tạo của X. 3. Viết các PTHH thực hiện dãy chuyển hĩa sau: 0 CuO,t B  H2O O 2 H 2 P B r3 Etilen  (A)  (B) OH (C)  (D)   (E)   (F)    (G) IBr Br2 (I)   as (H) Biết (F) là CH3-CH2-CH2-COOH 4. Hỗn hợp A gồm ba axit hữu cơ X, Y, Z đều đơn chức mạch hở, trong đĩ X là axit khơng no, cĩ một liên kết đơi C=C; Y và Z là hai axit no đơn chức là đồng đẳng liên tiếp (MY< MZ ). Cho 46,04 gam hỗn hợp A tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được dung dịch B. Cơ cạn dung dịch B, thu được chất rắn khan D. Đốt cháy hồn tồn D bằng O2 dư, thu được 48,76 gam Na2CO3; 44,08 gam hỗn hợp CO2 và H2O. Xác định các chất X, Y, Z. HẾT Thí sinh được sử dụng bảng tuần hồn các nguyên tố hĩa học và bảng tính tan. Giám thị vui lịng khơng giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh: Trường: Chữ kí giám thị số 01: . Chữ kí giám thị số 02: CHÚC MAY MẮN VÀ THÀNH CƠNG NHÉ! GOODLUCK. SUCCESS IS UP TO YOU! Đề thi hsg văn hĩa lớp 12 mơn hĩa học - Trang 3/3
4. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI THỬ HSG VĂN HĨA LỚP 12 TRƯỜNG THPT LvD MƠN HĨA HỌC - Thời gian: 180 phút(Khơng kể thời gian phát đề) (Đề thi gồm cĩ 03 trang) KHĨA THI NGÀY / /2021 CÂU/Ý ĐÁP ÁN HDC ĐIỂM Từ dữ kiện bài tập, ta xác định được X là AgNO3  PTHH: AgNO3 + HCl AgCl + HNO3 AgCl + 2NH3 [Ag(NH3)2]Cl 1 NH3 + HNO3 NH4NO3 1  [Ag(NH3)2]Cl + 2HNO3 AgCl + 2NH4NO3 + - 2+ 3Cu + 8H + 2NO3 3Cu + 2NO + 4H2O  Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag A + B cĩ kết tủa A hoặc B cĩ thể là NaHSO4 hoặc BaCl2 B + C hay D + C đều giải phĩng khí khơng màu, mùi hắc C phải là NaHSO3, B hoặc D cĩ thể là HCl hoặc NaHSO4 => B là NaHSO4; D là HCl => A là BaCl2 C 2 A + D khơng cĩ hiện tượng gì BaCl2 khơng tác dụng với HCl (thỏa mãn). 1 Â Phương trình hĩa học: U BaCl2 + NaHSO4 → BaSO4 + NaCl + HCl 1 NaHSO4 + NaHSO3 → Na2SO4 + SO2 + H2O HCl + NaHSO3 → NaCl + SO2↑ + H2O M + HCl MCl +1/2H2 M + HOH MOH + 1/2H2 nOH- = nCl = 31,95/35,5 = 0,9 mol nOH- (Z) = 1,8 mol Cr3+ + 3OH- Cr(OH) 3 3 1 0,5 1,5 0,5 - - Cr(OH)3 + OH CrO2 + 2H2O 0,3  0,3 Vậy : m = 103x0,2 = 20,6 gam - Các phương trình phản ứng: R2CO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 + 2ROH RHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 + ROH + H2O 28,11 4 nBaCO 3.0,11 1 Ta cĩ: Số mol hỗn hợp 2 muối = 3 = 0,11 mol => M hh= = 85,18 => R+61 12,59 < R < 24,18 Vì R hĩa trị 1 nên: R = 23 (Na) hoặc R = 18 (NH4) - Nếu R=23 (Na) + Giả sử phản ứng nhiệt phân xảy ra hồn tồn: Na2CO3( khơng bị nhiệt phân) Đề thi hsg văn hĩa lớp 12 mơn hĩa học - Trang 4/3
5. 0 t 2NaHCO3 Na2CO3 +CO2 + H2O b b b 2 2 a b 0,11 n a Na2CO3 28,11 a 0,006 106a 84b nNaHCO b b 0,104 + Gọi 3 => 3 = > 0,104 2 => mchất rắn giảm = . (44+18) = 3,224 nKOH = 2nhh = 2.0,11 = 0,22 → VddKOH = 220 ml A,B,C lần lượt là NaHSO4, NaHSO3, NaHCO3 Các phương trình phản ứng: NaHSO4 + Ba(NO3)2 → BaSO4 + NaNO3 + HNO3. 2NaHSO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O + 2SO2 1 2NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O + 2CO2 1 NaHSO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + NaOH + H2O. 2NaHSO3 + Ba(OH)2 → BaSO3 + NaOH + H2O. 2NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 + NaOH + H2O. 10NaHSO3 + 4KMnO4 + H2SO4 → 5Na2SO4 + 2K2SO4 + 4MnSO4 + 6H2O C Â U 2 2 1 Bảo tồn Na cho sơ đồ (2) {Dung dịch B+NaOH} nNa2SO4 = 0,546 mol. Bảo tồn S nH2SO4 = 0,546 mol NH4 Bảo tồn khối lượng cho sơ đồ (2) tính được nNH3=0,03 moln =0,03 mol Bảo tồn H cho sơ đồ (1){A+H2SO4+NaNO3}tính được số mol H2O = 0,462 mol. Bảo tồn khối lượng cho sơ đồ (1) tính được m=32,64 gam. Bảo tồn e cho sơ đồ (3) {Dung dịch B+BaCl2+AgNO3}: Cĩ số mol Fe2+ trong B: 0,216 mol Trong A đặt số mol Mg = a; Cu(NO3)2 = b; Fe = c; FeCO3 = 0,216- +) m = 32,6424a+188b-60c= 7,584 (I) Đề thi hsg văn hĩa lớp 12 mơn hĩa học - Trang 5/3
6. +) Dung dịch B+ NaOH  2a+2b=0,576 (II). +) Khối lượng kết tủa hidroxit = 38,052  58a+98b=18,624 (III). Giải hệ a=0,24; b=0,048; c=0,12 mol  % khối lượng của FeCO3 = 34,12% 0 t 2yAl + 3FexOy yAl2O3 + 3Fe (1) Do hỗn hợp B tác dụng với NaOH tạo khí nên hỗn hợp B gồm Al dư, Fe, Al2O3 Phần 1: Al, Fe, Al2O3 với số mol lần lượt là a, b, c (mol) nNO = 3,696/22,4 = 0,165 (mol)  Al + 4HNO3 Al(NO3)3 + NO + 2H2O (2) a → a (mol)  Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (3) b → b (mol) Phản ứng ở phần 1 cĩ đun nĩng chỉ cĩ 1 khí duy nhất thốt r Chứng tỏ khơng sinh ra muối axit.  Al2O3 + 6HNO3 2Al(NO3)3 + 3H2O (4) c (mol) a + b = 0,165 (i1) Phần 2: nH2 = 0,336/22,4 = 0,015 (mol)  3 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 (5) 1 0,01 0,015  Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O (6) m chất rắn = mFe => nFe = 2,52/56 = 0,045 (mol) Vì hỗn hợp B được trộn đều => hỗn hợp B đồng nhất =>số mol Fe và Al 2 phần tỉ lệ với nhau: => a/b = nAl / nFe = 0,01 / 0,045 (i2) Từ (i1) và (i2) =>a = 0,03 mol ; b = 0,135 mol mAl2O3 ở phần 1= 14,49 - 27*0,03 - 56*0,135 = 6,12 gam nAl2O3 = 6,12/102 = 0,06 (mol)  Phản ứng nhiệt nhơm: 2yAl + 3FexOy 3xFe + yAl2O3 0,135 0,06 (mol) Ta cĩ: 0,06*3x = 0,135*y x/y = 3/4 => Oxit sắt là Fe3O4  => ptpư nhiệt nhơm: 8Al + 3Fe3O4 4Al2O3 + 9Fe (7) Trong phần 2, theo phương trình phản ứng (7) cĩ: nAl2O3 = 4/9*nFe = 4/9*0,045 = 0,02 mol => Khối lượng hỗn hợp ban đầu là: m = 14,49 + (0,02*102 + 2,52 + 0,01*27) = 19,32 gam Tinh chế khí Cl2 cĩ lẫn khí HCl: Sục hỗn hợp khí vào dung dịch NaCl bão hịa (để hấp thụ HCl), dẫn khí thốt ra qua dung dịch H2SO4 đặc sẽ thu được Cl2 khơ. Dẫn hỗn hợp khí qua ống đựng bột CuO dư nung nĩng CO + CuO → CO2 + Cu Dẫn hỗn hợp (NH3, H2, N2) qua dung dịch axit (VD: dd HCl), NH3 bị giữ lại. Tiếp đến cho dung dịch bazơ dư (VD dd Ca(OH)2) và đun nĩng nhẹ, khí thốt ra cho đi qua ống đụng CaO dư sẽ thu được NH3 khơ 4 + + 1 NH3 + H → NH4 + - NH4 + OH → NH3 + H2O Tinh chế NaCl cĩ lẫn Na2HPO4 và Na2SO4 Cho hỗn hợp vào dung dịch BaCl2 dư Na2HPO4 + BaCl2 → 2 NaCl + BaHPO4 ↓ Na2SO4 + BaCl2 → 2NaCl + BaSO4 ↓ lọc bỏ kết tủa, dung dịch thu được cho vào bình chứa Na2CO3 dư Đề thi hsg văn hĩa lớp 12 mơn hĩa học - Trang 6/3
7. BaCl2 + Na2CO3 → 2 NaCl + BaCO3 ↓ lọc bỏ kết tủa, thêm lượng dư dung dịch HCl vào dung dịch thu được, sau đĩ cơ cạn rồi nung nĩng nhẹ thu được NaCl khan.  (NH2)2CO + H2O (NH4)2CO3 (1)  (NH4)2CO3 + 2NaOH Na2CO3 + 2NH3 + 2H2O (2) 0 t 1 4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O (3) 1  N2 + 6Li 2Li3N (4)  Li3N + 3H2O 3LiOH + NH3 (5) 0 t,xt 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O (3) a. Số mol của hỗn hợp X: nX = 8,96: 22,4 = 0,4 mol Khi cho O2 vào hỗn hợp X cĩ: 2NO + O2 2NO2 nX = nY 2NO2 + 2NaOH NaNO3 + NaNO2 + H2O 2 2 nZ = nN O + nN = 4,48: 22,4 = 0,2 mol nNO = 0,2 mol n .44 n .28 N2O N2 0,2 MZ =2 . 20 = 40 = Do đĩ: số mol N2O = 0,15 mol và số mol N2 = 0,05 mol Đặt số mol Mg là x mol và số mol Al là y mol Viết pthh của kim loại với HNO3 và dd A với NaOH , ra được hệ phương trình: 2 2x 3y 2,3 x 0,4mol 1 58x 78y 62,2 y 0,5mol C Vậy: m1 = 23,1 gam  Số mol axit phản ứng là: 0,6+ 2,3 = 2,9 mol U 2,9.63.100.120 3 24.100 Vậy: m2 = = 913,5(gam) b. Dung dịch A cĩ: Mg(NO3)2; Al(NO3)3; HNO3 dư (3,48 -2,9 = 0,58mol) Khối lượng dung dịch A là: Mdd A = 913,5 + 23,1-(0,2.30+ 0,15.44+0,05.28) = 922,6 gam Nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch A: C%Mg(NO3)2= 6,4166486% C%Al(NO3)3 = 11,5434641% C% HNO3 dư = 3,9605462% 1/Giả sử trong 7,539 A cĩ ( Mg: x mol; Zn: y mol; Al: z mol) - Phương trình hồ tan: 3M + 4n HNO3 → 3M (NO3)n + nNO + 2nH2O (1) 8M + 10n HNO3 → 8 M(NO3)n + nN2O  + 5n H2O (2) với Mg: n = 2, Zn: n = 2, Al: n = 3 ( cĩ thể viết từng phản ứng riêng biệt) - Tính tổng số mol hỗn hợp khí C: Nếu đưa tồn bộ bình khí (chứa hỗn hợp D và N ) về 00C thì áp suất khí là: 3 2 1 1,1atm.273,15 K 1,00atm 300,45 K p tổng = pc = 1 atm - 0,23 atm = 0,77 atm 0,77 atm.3,2L 0,11mol L.atm 0,08205. .273,15K nc = K.mol + Tính số mol mỗi khí trong hỗn hợp D: 0,11 mol C NO: a mol Đề thi hsg văn hĩa lớp 12 mơn hĩa học - Trang 7/3
8. 3,720 g N2O: b mol a + b = 0,11 mol → a = 0,08 mol NO 30 a + 44 b = 3,720g b = 0,03 mol N2O - - + Số electron do NO3 nhận từ hỗn hợp A: NO3 + 3e → NO 0,24 mol  0,08 mol →0,24 + 0,24 = 0,48 mol electron - 2NO3 + 8e → N2O 0,24 mol  0,03 mol + Số electron do A nhường: 2x + 2y + 3z = 0,48 (mol electron ) + Khi cho 7,539g A vào 1 lít dung dịch KOH 2M Zn + 2KOH → K2ZnO2 + H2  2Al + 2KOH + 2H2O → 2KAlO2 + 3H2 + Biện luận dư KOH: 7,539 g 7,539 g 0,28mol 0,12mol 26,98 g / mol 65,38 g / mol nAl 0,28 mol → dư KOH + Độ tăng khối lượng dung dịch: y (65,38 – 2,016) + z (26,98 -3,024) = 5,718 + Từ đĩ cĩ hệ phương trình đại số: 24,30 x + 65,38 y + 26,98 z = 7,539 (g) → x = 0,06 mol Mg 2x + 2y + 3z = 0,48 (mol e) y = 0,06 mol Zn 63,364 y + 23, 956 z = 5,718 (g) z = 0,08 mol Al Thành phần khối lượng A: Mg: 0,06 mol x 24,30g/ mol = 1,458g → 19,34 % Zn: 0,06 mol x 65, 38 g/mol = 3,9228 → 52, 03 % Al: 0,08 mol x 26,98 g/mol = 2,1584g → 28,63 % 1. Viết phương trình phản ứng xảy ra trong thí nghiệm trên. Các phản ứng xảy ra theo thứ tự: 1) CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (1) 2) CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (2) 3) CO2 + Na2CO3 + H2O 2NaHCO3 (3) 4) CO2 + BaCO3 + H2O Ba(HCO3)2 (4) Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa màu trắng, lượng kết tủa tăng dần đến cực đại, lượng kết tủa khơng đổi sau một thời gian, sau đĩ kết tủa giảm dần. Hoặc: Dung dịch bị vẩn đục, sau một thời gian trong dần trở lại đến trong suốt. 2. Xác định giá trị của x. Dựa vào ý nghĩa đồ thị và các phản ứng giải thích ở trên ta cĩ: 4 + Tại điểm E: Ba(OH)2 dư 1 CO2 + Ba(OH)2 dư BaCO3 + H2O 0,5 mol 0,5 mol Ta cĩ: 0,4a = 0,5 => a = 1,25 + Tại điểm A: Kết tủa bắt đầu đạt giá trị cực đại tương ứng với Ba(OH)2 vừa hết. Từ phương trình (1) ta cĩ: nCO2 = nBa(OH)2 ban đầu = a = 1,25. + Tại điểm B: Xảy ra vừa hết phản ứng (1), (2), (3). Cộng hai phản ứng (2) và (3) ta được phản ứng CO2 + NaOH NaHCO3 (5) Trong phản ứng (1) và (5) ta cĩ: nCO2 = nNaOH ban đầu + nBa(OH)2 ban đầu => nNaOH ban đầu = 2*1,25 - 1,25 = 1,25. + Tại điểm F xảy ra các phản ứng: CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O Đề thi hsg văn hĩa lớp 12 mơn hĩa học - Trang 8/3
9. 1,25 1,25 1,25 CO2 + NaOH NaHCO3 1,25 1,25 CO2 + BaCO3 + H2O Ba(HCO3)2 0,75 (1,25 – 0,5) Vậy tổng số mol CO2 ở F là: x = 1,25 + 1,25 + 0,75 = 3,25 mol X tác dụng với dung dịch NaOH tạo ra M, M tác dụng với N - X tham gia phản ứng tráng gương Vậy X là HCOOCH2-CH=CH2 HCOOCH2-CH=CH2 + 2AgNO3 + 4NH3 + 2H2O (NH4)2CO3 + 2NH4NO3 + 2Ag + CH2=CH-CH2OH 0 t HCOOCH2-CH=CH2 + NaOH HCOONa + CH2=CH-CH2OH (M) 2CH2=CH-CH2OH + 2Na 2CH2=CH-CH2ONa + H2 - Y tham gia phản ứng tráng gương, tác dụng với Na - Hiđro hĩa hồn tồn Y thu được chất hữu cơ T. T cĩ khả năng tác dụng với Cu(OH)2 1 Vậy Y là: CH2=CH-CH(OH)-CHO 1 CH2=CHCH(OH)CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O CH2=CHCH(OH)COONH4+ 2NH4NO3 +2Ag 0 Ni,t  CH2=CH-CH(OH)-CHO + 2H2 CH3-CH2-CH(OH)-CH2OH 2CH3-CH2-CH(OH)-CH2OH + Cu(OH)2 (C4H9O2)2Cu + 2H2O - Z tác dụng với dung dịch NaOH thu được chất hữu cơ N. N cĩ khả năng tác dụng với Na giải phĩng H2. vậy Z là: CH2= CH-COOCH3 0 t CH2= CH-COOCH3 + NaOH CH2=CH-COONa + CH3OH (N) 2CH3OH + 2Na 2CH3ONa + H2 m n CO 11 CO 3 2 2 C n n mH O 6 nH O 4 H O CO Â * Xác định Z. Do: 2 2 . Vậy 2 2 U => Z là ancol no, mạch hở: CnH2n+2Ok (k≤n) 4 3n 1 k 2 CnH2n+2Ok + O2 → nCO2 + (n+1)H2O 3n 1 k 1 (mol) → 2 mol → n mol →(n+1) mol n 3 n 3 nO (n 1) 4 Ta cĩ: 2 phản ứng = 0,105 mol. Từ: 3n 1 k 2 1 (14n + 2 + 16k)/2,76=2 / 0,105 44 16k 2,76 k 3 10 k 0,21 Thay n = 3 vào ta cĩ . Vậy Z là C3H8O3 CH2OHCHOHCH2OH: glixerol *Xác định 2 axit X, Y: ’ Vì K = 32.0,625 = 20 CH4, khí cịn lại là R H X: CH3COOH Cho K qua dung dịch Br2 dư chỉ thu được 1 khí bay ra n CH4 5,376/22,4 = 0,24 mol Chất rắn R cĩ chứa Na2CO3: Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O 0,36 ← 0,36 o CaO,t  CH3COONa + NaOH Na2CO3 + CH4 Đề thi hsg văn hĩa lớp 12 mơn hĩa học - Trang 9/3
10. 0,24 ← 0,24 ← 0,24 ← 0,24 ’ ’ Y là: R (COOH)t muối: R (COONa)t Do mạch hở, khơng phân nhánh nên t=1 hoặc t = 2. CaO,t o ’  ’ R (COONa)t + t.NaOH t.Na2CO3 + R Ht 0,12 → 0,12/t 16.0, 24 MR'H .0,12 / t t 20 0, 24 0,12 / t MR 'H Ta cĩ: K = t = 20 +8.t MR 'H Khi t=1 thì t = 28 => C2H4 => axit Y: CH2=CH- COOH (0,12 mol) MR 'H Khi t=2 thì t = 36 (loại). Vậy A là: C3H5(OCOCH3)2(OCOC2H3) *Xác định a, b, x. Trung hịa NaOH dư sau phản ứng xà phịng hĩa: NaOH + HCl → NaCl + H2O 0,02 0,02 0,02 0,02 Trong M cĩ: CH3COONa (0,24mol),C2H3COONa (0,12mol),NaCl (0,02mol) Vậy: mM = b = 82.0,24 + 94.0,12 + 58,5.0,02 = 32,13 gam o t C3H5(OCOCH3)2(OCOC2H3)+3NaOH C3H5(OH)3+ 2CH3COONa+C2H5COONa 0,12 mol 0,36mol  0,24 mol Vậy: a = 230.0,12 = 27,6 gam Ta cĩ:x=0,38/0,19=2mol/lít CH COO-CH CH3COO-CH2 3 2 C H COO-CH CH3COO-CH 2 3 CH COO-CH Cơng thức cấu tạo của A: C2H3COO-CH2 3 2 Gọi cơng thức phân tử của A là CxHyOz (x 1; 2 y 2x+2; z 1). y z y x 4 2 2 Phản ứng cháy: CxHyOz + ( )O2 xCO2 + H2O (1) Sản phẩm cháy gồm CO2 và nước, khi hấp thụ vào dung dịch Ca(OH)2 cĩ phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2) Cĩ thể cĩ phản ứng: 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (3) 6 n n n Ca(OH )2 CO2 CaCO3 100 = 5.0,02 = 0,1 (mol); (2) = = = 0,06 (mol) m m CO2 H2O Khối lượng phần nước lọc tăng so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2 ban đầu: + - 6 = 1,24 (g) 3 m 1 Trường hợp 1: Khơng cĩ phản ứng (3) thì: H2O = 1,24 + 6 - 0,06.44 = 4,6 (g) nCO 2x 0,06.18 4,6 2 n n H O y 4,6 H2O = 18 . Theo (1) thì 2 1,08y = 9,2x 9,2x 1,08(2x+2) → x 0,3 (loại) n n n Trường hợp 2: Cĩ phản ứng (3): CO2 = CO2 (2) +CO2 (3) = 0,06+(0,1-0,06).2 = 0,14 (mol) n n H2O = 1,24 + 6 - 0,14.44 = 1,08 (gam) → H2O = 1,08/18 = 0,06 mol. n n Trong 3,08 gam A cĩ: C = 0,14 (mol); H = 0,06.2 = 0,12 (mol); n O = (3,08 - 0,14.12 - 0,12)/16 = 0,08; Suy ra: x: y: z = 0,14: 0,12: 0,08 = 7: 6: 4 Đề thi hsg văn hĩa lớp 12 mơn hĩa học - Trang 10/3
11. Cơng thức đơn giản nhất của A là C7H6O4. Theo giả thiết thì MA nCO2 Ancol no, đơn, hở và n(ancol)=0,4-0,3 = 0,1 (mol) / Gọi cơng thức CnH2n+2O (R OH), CmH2mO2 (RCOOH) CnH2n+2O + O2 nCO2 + (n + 1) H2O (1) CmH2mO2 + O2 mCO2 + mH2O (2) H SO đặc, t0 24  /  / RCOOH + R OH RCOOR + H2O (3) n < 0,3/0,1 = 3 n = 1 hoặc 2 Trường hợp 1: n=1 CH3OH m(axit) = 7,6 – 0,1.32 = 4,4 gam 4 4,4 0,2 1 14m 32 m Ta cĩ: nCO2 (2) = 0,3 – 0,1 = 0,2 mol m = 4 Axit là C3H7COOH: 0,05 mol. Do n(axit) = 0,05 < n(ancol) = 0,1 mol m(este)= 0,05.80.102/100 = 4,08 g Trường hợp 2: n=2 C2H5OH m(axit) = 7,6 – 0,1.46 = 3 gam 3 0,1 14m 32 m Ta cĩ: nCO2 (2) = 0,3– 0,2= 0,1 mol m= 2 Axit là CH3COOH: 0,05 mol m(este)= 0,05.80.88/100 = 3,52 gam Quy C4H10 thành 2C2H2.3H2 Hỗn hợp: C3H6: x mol, C2H2: y mol và H2: z mol C3H6 + 9/2O2 3CO2 + 3H2O (1) x 4,5x C2H2 + 5/2O2 2CO2 + H2O (2) y 2,5y H2 + 1/2O2 H2O (3) z 0,5z 1 1 (3x 2y).100 [(3x 2y).44 (3x y z).18] 21,45 x 2y z 0,15 114x 94y 18z 21,45 x 0,15 x y z x 2y x 2y z 0,15 y 0,075 0,5 0,4 0,1x 0,6y 0,4z 0 z 0,15 C Vậy: V=22,4(4,5.0,15 + 2,5. 0,075 + 0,15.0,15) = 21 lít  U Do oxi hĩa Y tạo sản phẩm tráng gương Y là ancol bậc 1 5 Đặt CTPT của X là RCOOCH2R1 với R, R1 là các gốc hiđrocacbon. 0 t RCOOCH2R1 + NaOH ROONa + R1CH2OH (1) NaOHdư + HCl NaCl + H2O (2) 0,1 0,1 0,1 Hơi rượu Y qua CuO nung nĩng: t 0 /  / 2 R 1CH2OH + CuO R 1CHO + Cu + H2O (3) 1 to /  / R 1CHO + 2Ag(NH3)2OH R 1COONH4 + 2Ag + 3 NH3 + H2O (4) 0 t Nếu R1 là H: CH3OH + CuO HCHO (E)+ Cu + H2O (5) o t HCHO + 4Ag(NH3)2OH (NH4)2CO3 + 4Ag + 6 NH3 + 2H2O (6) Do: nHCl = 0,1 mol = n NaOH dư = nNaCl=0,1 mol, m ROONa = 15,25 - 5,85 = 9,4 (g) TH1: Nếu R1 là H, khơng cĩ (3,4) Đề thi hsg văn hĩa lớp 12 mơn hĩa học - Trang 11/3
12. n Ag = 43,2/108 = 0,4 mol Theo (1) ta cĩ n ROONa = n CH3OH = 1/4nAg=0,1 mol M ROONa = 9,4/0,1 = 94 R + 67 = 94  R = 27  R là C2H3- Vậy X là C2H3COOCH3 TH2: Nếu R1 khơng phải là H, khơng cĩ (5,6) Theo (1) ta cĩ n ROONa = n R1CH2OH = 1/2nAg=0,2 mol M ROONa = 9,4/0,2 = 47 R + 67 = 47  R=-20 < 0 loại Vậy: Este X là C2H3COOCH3 Thực hiện các chuyển hố : H CH2=CH2 + HOH  CH3-CH2OH (A) CuO,t0 CH3-CH2OH  CH3-CH=O (B) OH 2CH3-CH=O  CH3-CH(OH)-CH2-CH=O (C) H O 3 CH3-CH(OH)-CH2-CH=O 2  CH3-CH=CH-CH=O (D) 1 O CH3-CH=CH-CH=O  2 CH3-CH=CH-COOH (E) H CH3-CH=CH-COOH  2 CH3-CH2-CH2-COOH (F) PBr CH3-CH2-CH2-COOH  3 CH3-CH2-CHBr-COOH (G) Br2 CH3-CH2-CH2-COOH as CH3-CHBr-CH2-COOH (H) IBr CH3-CH=CH-COOH  CH3-CHBr-CHI-COOH (I) - Gọi cơng thức của X là CnH2n-2O2 (n≥3) cơng thức muối natri tương ứng là CnH2n-3O2Na. C H O (m 1) - Gọi cơng thức chung của Y, Z là m 2m 2 ( cơng thức muối natri tương ứng là C H O Na m 2 m 1 2 . - Gọi số mol của X là a; số mol của hỗn hợp Y,Z là b C H O Na Số mol CnH2n-3O2Na và m 2 m 1 2 lần lượt là a và b. mX,Y,Z = a(14n 30) b(14n 32) 46,04 mX,Y,Z = 14(na mb) 30a 32b 46,04 (1) - Khi đốt cháy hỗn hợp muối: a b 48,76 nNa CO 0,46 mol n = a + b = 0,92 (2) 2 3 2 106 NaOH B + O2 Na2CO3 + hỗn hợp E (CO2 +H2O) 4 a(2n 3) b(2m 1) 1 Khi cho B mCO mH O 44.(na mb 0,46) 18. 44,08 2 2 2 62(na mb) 27a 9b 64,32 (3) Từ (1); (2); (3) giải hệ: na mb 1,2 a 0,1 b 0,82 0,1n 0,82m 1,2 Cặp nghiệm hợp lí: n=3; m 1,1 Vậy 3 axit X, Y, Z lần lượt là: CH2=CH-COOH, HCOOH, CH3COOH Hết Đề thi hsg văn hĩa lớp 12 mơn hĩa học - Trang 12/3
13. Thí sinh cĩ thể làm nhiều các khác nhau. Nếu đúng vẫn cho điểm tối đa! Đề thi hsg văn hĩa lớp 12 mơn hĩa học - Trang 13/3