SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TỈNH ĐẮK LẮK

ĐỀ CHÍNH THỨC

(Đề này có 02 trang)

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH

NĂM HỌC 2016-2017

MÔN: HOÁ HỌC LỚP 12 – THPT

Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)

Ngày thi: 21/3/2017

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TỈNH ĐẮK LẮK

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH

NĂM HỌC 2016-2017

MÔN: HOÁ HỌC LỚP 12 – THPT

Ngày thi: 21/3/2017

Câu

Đáp án

Điểm

Câu 1 (3,0đ)

1.

a) Nguyên tử X: P₁ = E₁ = Z₁, N₁; nguyên tử Y: P₂ = E₂ = Z₂, N₂

Giải hệ ta có: Z₁ = 13 → Al; Z₂ = 17 → Cl

b) Nhận biết cation Al³⁺: cho tác dụng với dung dịch kiềm (NaOH, KOH,…)

(dạng keo trắng)

(dung dịch trong suốt)

– Nhận biết anion Cl^–: cho tác dụng với dung dịch AgNO₃, sau đó sục khí NH₃ tới dư

(màu trắng)

Kết tủa tan trong NH₃ dư: (tan)

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

2. Trước hết: Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag (1)

Nếu dư Cu: Cu + 2Fe(NO₃)₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Fe(NO₃)₂ (2)

Biện luận các trường hợp:

– Nếu → (1) dư AgNO₃ và (2) chưa xảy ra.

Khi đó: A là Ag, dung dịch B gồm Fe(NO₃)₃, Cu(NO₃)₂ và AgNO₃ dư.

– Nếu → (1) xảy ra vừa đủ và (2) chưa xảy ra.

Khi đó: A là Ag, dung dịch B gồm Fe(NO₃)₃, Cu(NO₃)₂.

– Nếu → (1) xảy ra hoàn toàn và (2) xảy ra hoàn toàn (dư Fe(NO₃)₃).

Khi đó: A là Ag, dung dịch B gồm Cu(NO₃)₂, Fe(NO₃)₂ và Fe(NO₃)₃ dư.

– Nếu → (1) và (2) xảy ra vừa đủ.

Khi đó: A là Ag, dung dịch B gồm Cu(NO₃)₂, Fe(NO₃)₂.

– Nếu → (1) và (2) xảy ra hoàn toàn (Cu dư).

Khi đó: A là Ag và Cu dư, dung dịch B gồm Cu(NO₃)₂, Fe(NO₃)₂.

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

3. Gọi C₁ là nồng độ ban đầu của CH₃COOH

C₁ – –

C₁ – x x x

Với pH = 3,0 → x = 10^-3M

→

Dung dịch HCOOH (pH = 3,0) ứng với nồng độ là:

Sau khi trộn:

;

Tính gần đúng:

→ pH = 2,98

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

Câu 2 (3,0đ)

1. Trong công nghiệp: T ≈ 500⁰C, P ≈ 300atm, chất xúc tác sắt, tỉ lệ số mol N₂ : H₂ = 1 : 3.

P cao phù hợp với nguyên lí Le Chatelier; n_khí (sp) < n_khí (tg) nên P cao cân bằng chuyển dịch về phía tạo ra NH₃. T cao cân bằng chuyển dịch theo chiều ngược lại vì ∆H < 0, không phù hợp với nguyên lí Le Chatelier, nhưng vì tốc độ phản ứng quá bé ở nhiệt độ thấp, nên cần tăng nhiệt độ và dùng chất xúc tác. Tỉ lệ số mol N₂ : H₂ là 1 : 3 để sự chuyển hóa N₂ và H₂ thành NH₃ là lớn nhất.

0,5đ

0,5đ

2.

a)

b) P = 300atm → x = 0,226; P = 600atm → x = 0,334

1 – α 3 – 3α 2α

x = 0,226 → α = 37%

x = 0,334 → α = 50%

P tăng → α tăng phù hợp với nguyên lí Le Chatelier, nhưng P quá cao không đảm bảo sản xuất an toàn lâu dài. Mặt khác trong quá trình sản xuất, NH₃ được ngưng tụ tách khỏi môi trường phản ứng.

0,25đ

0,5đ

0,5đ

0,5đ

0,25đ

Câu 3 (3,0đ)

a) aFe_xO_y + (ay – bx)H₂ xFe_aO_b + (ay – bx)H₂O

Áp dụng ĐLBTKL: 

→ m = m_A = (2,07 + 8,48) – 0,115.2 = 10,32 gam.

b) B tan trong H₂SO₄ loãng cho H₂ → trong B phải có Fe:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑

n  = 0,08 mol → n_Fe = n = 0,08 mol

→ m_Fe = 0,08.56 = 4,48 gam < m_B = 8,48 gam nên trong B phải có sắt oxit, hòa tan trong H₂SO₄ để tạo ra dung dịch D gồm FeSO₄ và Fe₂(SO₄)₃. Các phản ứng:

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

FeSO₄ + 2NaOH → Fe(OH)₂↓ + Na₂SO₄

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Fe(OH)₃↓ + 3Na₂SO₄

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃

Cứ 1 mol Fe(OH)₂ → 1 mol Fe(OH)₃ thì khối lượng tăng 17 gam.

→ mol = n_Fe. Vậy toàn bộ Fe(OH)₂ đều được tạo ra từ FeSO₄ do tác dụng của Fe với H₂SO₄ → lượng Fe₂(SO₄)₃ có trong dung dịch là do Fe₂O₃ tác dụng với axit tạo thành:

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

0,025 mol

→ n dư = 0,2 – 0,08 – 3.0,025 = 0,045 mol

; ;

c) Theo kết quả trên, trong hỗn hợp A có a mol Fe₂O₃ và b mol Fe_xO_y (x≠2, y≠3).

Áp dụng ĐLBTNT Fe và O:

Từ (1) và (2) →

– Xét x = y = 1 → b = 0,01 mol → hỗn hợp A có 0,01 mol FeO (0,72g) chiếm 6,98% và Fe₂O₃ chiếm 93,02%.

– Xét x = 3, y = 4 → b = 0,01 mol → hỗn hợp A có 0,01 mol Fe₃O₄ (2,32g) chiếm 22,48% và Fe₂O₃ chiếm 77,52%.

1,0đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,5đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

Câu 4 (3,0đ)

1. Phân tử SO₃ tồn tại ở trạng thái hơi. Khi làm lạnh hơi SO₃ ngưng tụ thành chất lỏng dễ bay hơi gồm các phân tử trime mạch vòng (SO₃)₃. Khi làm lạnh đến 16,8⁰C chất lỏng đó biến thành khối chất rắn trong suốt có dạng (SO₃)_n phân tử polime mạch thẳng.

Hiện tượng dễ trùng hợp của các phân tử SO₃ thành vòng hay thẳng là do S dễ chuyển từ trạng thái lai hóa sp² thàng sp³.

0,5đ

2. Do có liên kết hiđro nên nước đá có cấu trúc đặc biệt. Các nguyên tử oxi nằm ở tâm và bốn đỉnh của một tứ diện đều. Mỗi nguyên tử hiđro liên kết chính với một nguyên tử oxi và liên kết hiđro với một nguyên tử oxi khác. Cấu trúc này tương đối rỗng nên có tỉ khối nhỏ. Khi tan thành nước lỏng cấu trúc này bị phá vỡ, khoảng cách giữa các phân tử giảm nên thể tích giảm và do đó tỉ khối tăng. Kết quả là nước đá nhẹ hơn nước.

0,5đ

3.

Phản ứng chứa hai cặp oxi hóa – khử: và O₂, H₂O/ OH^–.

Tính thế của cặp :

→

Tính thế của cặp O₂, H₂O/ OH^–:

→

Vậy: nên phản ứng hòa tan vàng xảy ra được.

0,5đ

0,5đ

0,5đ

0,5đ

Câu 5

(3,5đ)

1.

a) Gọi hỗn hợp trước và sau phản ứng là A, B

+ Khi đun nóng hỗn hợp A sẽ xảy ra các phản ứng:

C₂H₄ + H₂ → C₂H₆ (1)

C₃H₆ + H₂ → C₃H₈ (2)

+ Theo định luật BTKL thì m_A = m_B, nhưng n_A > n_B do 2 phản ứng trên nên .

b) + Gọi x, y, y lần lượt là số mol của H₂; C₂H₄; C₃H₆. Ta có:

→ x = 0,06 mol ; y = 0,02 mol. _{ }

→

c) Áp dụng công thức PV = nRT, ta có:

→ P_B = 0,900.P_A = 0,900 atm.

d) + n_A = 0,1 mol; n_B = 0,09 mol.

+ Gọi a, b lần lượt là số mol C₂H₄, C₃H₆ tham gia phản ứng cộng H₂; Ta có:

→ a = b = 0,005 mol.

→

0,5đ

0,5đ

0,5đ

0,5đ

2.

a)

∆H_{1 (lt)} = (-117,7).3 + (- 49,3).3 + (- 54).6 = – 825 kcal/mol;

b) Có sự khác biệt giữa lý thuyết và thực nghiệm là do trong benzen các obitan p xen phủ với nhau tạo ra một hệ nhân thơm chứ không phải là một trien. Chính sự tạo thành nhân benzen làm cho phân tử benzen bền vững hơn vì vậy khi đốt cháy nhiệt tỏa ra ít hơn.

∆H_{1 (tt)} = (- 825) – (- 35,9) = – 789,1 kcal/mol;

→ Nhiệt tỏa ra khi đốt cháy 2 mol benzen là: 789,1 x 2 = 1578,2 kcal.

0,5đ

0,5đ

0,5đ

Câu 6

(2,5đ)

1. Axit tropic (C₉H₁₀O₃) ∆ = 5 gồm: – COOH + – OH + C₆H₅ – + C₂H₃ – (mạch bên)

Axit hiđratopic có cùng khung C với axit tropic nhưng nhóm – OH được thay bằng – H và mạch bên mang nhóm – COOH.

Như vậy, công thức cấu tạo của các axit này có thể như sau:

+ Axit tropic: có thể có 3 dạng cấu tạo:

+ Axit atropic: có thể có 2 dạng cấu tạo:

+ Axit hiđratropic: có thể có 2 dạng cấu tạo:

(CTCT mỗi axit nếu đúng cho 0,5đ x 3 = 1,5đ)

1,5đ

2. Tổng hợp aspirin và metylsalixylat:

(Mỗi giai đoạn tổng hợp nếu đúng cho 0,2đ x 5gđ = 1,0đ)

1,0đ

Câu 7

(2,0đ)

a) m_ct = (10.62%)/100% = 6,2 kg etilen glycol.

b) Trong 10kg dung dịch có 10000 – 6200 = 3800 gam nước.

Cứ 3800 gam nước có 100 mol C₂H₄(OH)₂

Cứ 1000 gam nước có mol C₂H₄(OH)₂

Nhiệt độ đông đặc của nước giảm:

Vậy: nhiệt độ đông đặc của dung dịch etilen glycol là – 48,95^oC.

c) Ptpư:

Với

→ x = 3, y = 8; z = 3. CTPT của X là: C₃H₈O₃

Mặt khác: X là hợp chất hữu cơ no và có chứa 3 nhóm –OH (do  mà chứng tỏ X có phản ứng với Na).

Vậy: X là glixerol CH₂(OH)CH(OH)CH₂(OH)

0,5đ

0,5đ

0,5đ

0,5đ