Đề kiểm tra học sinh giỏi năm 2011-2012 môn Hoá học - Trường THPT Lục Nam

TR¦êNG thpt lôC nAM §Ò KIÓM TRA hsg N¡M 2011-2012 §Ò Sè 4 M«n: Ho¸ häc H­íng dÉn chÊm (B¶n h­íng dÉn chÊm cã 7 trang) C©u Néi dung §iÓm C©u I 2,5 1/ 1 X là P đỏ P + 5HNO3 H3PO4 + 5NO2 + H2O Dd Z là H3PO4; khí T là NO2 H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O H3PO4 + 2NaOH Na2HPO4 + H2O H3PO4 + 3NaOH Na3PO4 + H2O Muối Z1, Z2, Z3 là NaH2PO4; Na2HPO4 ;Na3PO4. 2NO2 + 2NaOH ® NaNO3 + NaNO2 + H2O 0,25 0,25 0,25 0,25 2/ a) Khi đun nóng dung dịch trên thì lượng khí CO2 hòa tan bị giảm. Do đun nóng thì khí CO2 thoát ra ngoài làm cho các cân bằng (1), (2), (3) chuyển dịch theo chiều nghịch. 0,25 b) Thêm dung dịch HCl làm giảm sự hòa tan khí CO2. Giải thích: HCl ® H + + Cl-. Khi thêm dung dịch HCl và dung dịch axit cacbonic làm tăng nồng độ ion H+, làm các cân bằng (1), (2), (3) chuyển dịch theo chiều nghịch. 0,25 c) Thêm NaOH và dung dịch axit cacbonic làm tăng sự hòa tan khí CO2. Giải thích: NaOH ® Na+ + OH-; H+ + OH- ® H2OÞKhi thêm dung dịch NaOH và dung dịch axit cacbonic thì làm giảm nồng độ ion H+ làm các cân bằng (1), (2), (3) chuyển dịch theo chiều thuận. 0,25 3/ Gọi V lít là thể tích của bình. Thể tích hỗn hợp khí là thể tích của bình kín. 4PH3(k) P4(k) + 6H2(k). Trước Pư a 0 0 (mol) khi Pư 4x x 6x (mol) (0<x<a) khi CB a - 4x x 6x (mol) Ta có: Vậy khi hệ đạt trạng thái cân bằng có khí: Ta có Áp suất bình phản ứng là: (atm) 0,25 0,25 0,25 Câu II 2,75 1/ 1,25 HCl ® H+ + Cl; HNO3 ® H+ + NO3-. ny = 0,15 (mol) Þ => Trong hỗn hợp Y có khí H2 và khí còn lại là oxit của nitơ - Theo bài ra khi trộn 3,36 lít khí Y với 1 lít khí oxi thu được 3,688 lít hỗn hợp 3 khí (3,688 oxit của nitơ trong hỗn hợp Y phải phản ứng với oxi. => oxit là NO. PT: 2NO + O2 ® 2NO2 2x x 2x (mol) (x>0) => Độ giảm số mol hỗn hợp khí là số mol của khí oxi phản ứng: =>oxi dư, NO hết => => Ta có PTPƯ khi cho Al và dung dịch hai axit là: Al + 4H+ + NO3- ® Al3+ + NO­+2H2O 0,06 0,06(mol) 2Al + 6H+ ® 2Al3+ +3H2­ 0,06 0,09(mol) => mAl = 27.(0,06+0,06)=3,24(g) 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 2/ 1,5 a) Gọi x, y lần lượt là số mol Fe(NO3)2, FeCO3 trong 38,6 g hỗn hợp đầu (x,y>0) => 180x + 116y = 38,6 (1*) Ptpư: 4Fe(NO3)2 2Fe2O3 + 8NO2 + O2 x x/2 2x x/4 (mol) 4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2 y y/4 y/2 y (mol) Sản phẩm có 3 khí: => Û3x+y = 0,55 (2*) Từ (1*) (2*) ta có: x=0,15; y= 0,1 (mol) =>  ; 0,25 0,25 0,25 b) chất rắn là Fe2O3 : x/2 + y/2 =0,125 (mol) Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 0,125 0,25 (mol) Fe + 2HBr ® FeBr2 + H2 0,25 0,25 (mol) 2FeBr2 + 6 H2SO4 Fe2(SO4)3 + 2Br2 + 3SO2 + 6H2O 0,25 0,375 (mol) => V= 0,375. 22,4 = 8,4 (l) 0,25 0,25 0,25 Câu III 3,25 1/ 0,5 a) Trong vỏ nguyên tử của nguyên tố R electron phân bố vào các phân lớp s theo thứ tự là: 1s2; 2s2; 3s2; 4s1 => các cấu hình electron thỏa mãn là 1s22s22p63s23p64s1 => Z = 19 R là Kali 1s22s22p63s23p63d54s1 => Z = 24 R là Crom 1s22s22p63s23p63d104s1 => Z = 29 R là đồng 0,25 0,25 1,5 b) Vì oxit của Cu tác dụng với dung dịch axit sunfuric đặc nóng tạo ra khí SO2 do đó là đồng (I) oxit (Cu2O) Cu2O + 2H2SO4 2CuSO4 + SO2 + 2H2O 0,025 0,025 (mol) => m=144.0,025=3,6 (g) 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O® 2H2SO4 + K2SO4 + 2MnSO4 0,025 0,01 0,01 (mol) Nồng độ mol/l của dung dịch KMnO4 là 0,005(M) Phương trình điện li của axit sunfuric: ([H2SO4]=0,005M) H2SO4 H+ + HSO4- 0,005 0,005 0,005(M) HSO4- H+ + SO42- C :0,005 0,005 0(M) [ ]: 0,005+x 0,005+x x(M) => => => [H+]=0,005+2,78.10-3=7,81.10-3(M) => pH=2,1 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 2/ 1,25 Gọi M, M’ lần lượt là khối lượng mol nguyên tử của hai phi kim X và Y. Theo bài ra ta có hệ PT 0,5 - Cộng (1) và (2) ta có: (a+b)(M+16n)+ (a+b)(M+16m)=72(a+b) => M+ 8n +8m =36 (4) - Lấy (1) trừ (2) ta có:16na-16nb + 16mb -16ma=8(a+b) => (5) Cách 1: vì a a-b n-m n 1£ n<m<3 => n= 1 và m=2 => => Thay m =2 vào (3) ta có M’=32 Thay n=1 và m=2 vào (4) ta có M=12 Cách 2: Từ (3) ta có: M’=192-80m m 1 2 M’ 112 32 Kết luận loại S Thay m=2 vào (4) ta có: M= 20-8n n 1 2 M 12 4 Kết luận C loại b) Vậy nguyên tố X là C, Y là S, các oxit là: CO, CO2,SO2, SO3. 0,25 0,25 0,25 Câu IV 4,75 1/ 1 CH3 – CH – CHCl – CH3 +HCl CH3 – CH – CH2 – CH2Cl +HCl CH3 – CCl – CH2 – CH3 +HCl a) CH3 – CH – CH2 – CH3 + Cl2 CH3 CH3 CH2Cl – CH – CH2 – CH3 +HCl CH3 CH3 CH3 b) Cơ chế phản ứng tạo ra 2-clo-3metylbutan CH3 – CH – H CH3 CH3 CH3 – CH – CH2 – CH3 CH3 Bước khơi mào Cl – Cl + + ® +HCl CH3 – CH – H CH3 CH3 CH3 – CH –CHCl – CH3 CH3 Cl – Cl ® + 0,5 0,5 CH3 – CH –CHCl – CH3 CH3 CH3 – CH – H CH3 CH3 + ® +®Cl2 CH3 – CH – H CH3 CH3 CH3 – CH – H CH3 CH3 CH3–CH–CH-CH-CH-CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 + ® 2/ a) CH3CH2OH®CH3COOH®CH3COONa®CH4 ®C2H2®CH3CHO®CH3CH2OH X1 X2 X3 X4 X5 X6 X1 CH3Cl®CH3OH®CH3OCH3 X7 X8 X9 2,25 COOK OK COOK Cl CH3 Cl CH3 b) bột Fe (A1) (A2) (A3) (A4) COOH OOCCH3 COOH OH (A5) (A6) 1,5 Câu V CH3 – CH – H CH3 CH3 3 1/ 1,75 nNaOH=0,36 (mol); nHCl = 0,12 (mol) PT: NaOH + HCl ®NaCl + H2O 0,12 0,12 0,12 (mol) mNaCl=0,12.58,5=7,02 (g) - Phần 1: Chưng cất thu được số mol ancol là: 0,18 (mol) - Phần 2: Cô cạn thu được 2 muối khan trong đó có NaCl: 7,02/2=3,51(g) do đó khối lượng muối còn lại là 13,35-3,51=9,84(g) => Trong hỗn hợp A gồm: + Một axit (RCOOH) và một este (RCOOR’) TH1 + Một axit (RCOOH) và một ancol (R’OH) TH2 +Một este (RCOOR’) và một ancol (R’OH) TH3 RCOOH + NaOH ® RCOONa + H2O (1) RCOOR’ + NaOH ® RCOONa + R’OH (2) Nhận xét: - số mol ancol trong dung dịch B là 0,18.2=0,36 (mol) - Số mol NaOH phản ứng với hỗn hợp A là: 0,36-0,12=0,24 hỗn hợp A phải có ancol là TH2 hoặc TH3. Ta có nRCOONa=nNaOHpư= 0,12 (mol) => R +67=9,84/0,12=82 => R=15: CH3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 TH2 Một axit (CH3COOH) và một ancol (R’OH) ; => 60.0,24 + (R’ + 17).0,36=25,92 => R’=15 là CH3 => ancol trong A là CH3OH TH3 Một este (RCOOR’) và một ancol (R’OH) Ta có: => => 0,24.(59+ R’)+ 0,12.( R’+17)=25,92 => R’=27 (không thỏa mãn là ancol) Phương trình hóa học CH3COOH + NaOH ® CH3COONa + H2O 0,25 0,25 2/ 1,25 a) Đặt CTPT của X là CxHyOz: x,y,z>0 y£ 2x+2 %H=5,26 (%) Ta có : x : y :z = => CTĐGN : C8H8O3 => CTPT là (C8H8O3)n => 152n=152 => n=1 0,25 0,25 OH CHO CH3O OCH3 CHO HO CHO OCH3 HO b) CTCT 0,75 Câu VI 3,75 1/ 1,25 Đặt CTPT của cacbohiđrat X là CxHyOz: x,y,z>0 y£ 2x+2 ; hoặc : Cn(H2O)m CxHyOz + O2 ® xCO2 + H2O (1) CO2 + Ca(OH)2 ® CaCO3 + H2O(2) 2CO2 + Ca(OH)2 ® Ca(HCO3)2 (3) Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 ® CaCO3↓ + BaCO3↓ + H2O (4) Ta có: Theo ĐLBTNT: Gọi a, b lần lượt là số mol H và O trong 10,08 g glucozơ a=0,64; b=0,32 (mol) Ta có x:y:z=0,36 : 0,64 : 0,32=9:16:8 => CTĐGN : C9H16O8 => CTPT là (C9H16O8)n => 252 1<n<3 => n=2 => CTPT là C18H32O16 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 2/ 1,25 CH2 –CH2 – NH2 CH3 –CH – NH2 NH2 (P) CH=CH2 CH2–CH2–OH CH3 –CH –OH (Q) (E) CH2CH2 -OH CH2-CH2 -NH2 PTPƯ + HNO2 ® + N2 +H2O CH3 –CH –OH CH3 –CH – NH2 NH2 + HNO2 ® + N2 +H2O CH2CH2 -OH CH=CH2 +H2O CH3 –CH –OH CH=CH2 +H2O 3C6H5CH=CH2 +10KMnO4 3C6H5COOK+10MnO2 +KOH+3K2CO3 + 4H2O 0,5 0,25 0,25 0,25 3/ 1,25 a) nkk=0,6875(mol) trong đó có 0,1375 mol oxi và 0,55 mol khí nitơ Đặt CTPT của A là CxHyOzNt: x,y,t>0 ;z≥0 y£ 2x+2+t CxHyOzNt + O2 ® xCO2 + H2O + N2 (1) CO2 + Ca(OH)2 ® CaCO3↓ + H2O (2) 0,1 0,1(mol) nC=0,1(mol) => => =>nH=0,35(mol) =>=> nN=0,05(mol) Theo ĐLBTNT oxi: nO(A)= 0,1.2+0,175-0,1375.2=0,1(mol) m=0,1.12 + 0,35.1 + 0,1.16 + 0,05.14=3,85 (g) b) Ta có x : y : z=0,1 : 0,35 : 0,1: 0,05=2 : 7 : 2: 1 => CTĐGN : C2H7O2N => CTPT là (C2H7O2N)n => 77n n< 1,94 => n=1 => CTPT là C2H7O2N CTCT: HCOONH3CH3 HCOOH + NH2CH3 ®HCOONH3CH3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25