SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VĨNH PHÚC

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH

LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2012-2013

ĐỀ CHÍNH THỨC

Môn: HÓA HỌC

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

Ngày thi: 02/11/2012

(Đề thi gồm 02 trang)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VĨNH PHÚC

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH

LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2012-2013

Môn: HÓA HỌC – THPT

Câu

Nội dung

Điểm

Câu 1

(2,0đ)

1) Trong phòng thí nghiệm bộ dụng cụ vẽ dưới đây có thể dùng để điều chế những chất khí nào trong số các khí sau: Cl₂, O₂, NO, NH₃, SO₂, CO₂, H₂, C₂H₄, giải thích. Mỗi khí điều chế được hãy chọn một cặp chất A và B thích hợp và viết phản ứng điều chế chất khí đó?

Đáp án:

– Giải thích: Để điều chế được khí C như bộ dụng cụ vẽ thì khí C phải có đặc điểm: nặng hơn không khí (= 29) và không tác dụng với không khí.

=> có thể điều chế được các khí: Cl₂, SO₂, CO₂, O₂.

(0,5đ)

– Phản ứng điều chế:

2KMnO₄ + 16HCl 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O

Na₂SO₃ + H₂SO₄ (loãng) Na₂SO₄ + SO₂ + H₂O

CaCO₃ + 2HCl 2NaCl + CO₂ + H₂O

H₂O₂ (xúc tác MnO₂) H₂O + 1/2O₂

(0,5đ)

2) Cho a mol Cu tác dụng với 120ml dung dịch A gồm HNO₃ 1M và H₂SO₄ 0,5M (loãng), thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc).

a. Tính V, biết rằng phản ứng xảy ra hoàn toàn.

b. Giả sử sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, lượng Cu kim loại không tan hết thì lượng muối khan thu được là bao nhiêu gam?

Đáp án:

a). Tính V_NO.

Theo bài ra ta có: = 0,12 (mol); = 0,06 (mol)

=> số mol H⁺ = 0,24 ; số mol NO₃^– = 0,12 ; số mol SO₄^2- = 0,06

Phương trình phản ứng:

3Cu + 8H⁺ + 2NO 3Cu²⁺ + 2NO + 4H₂O

Bđ: a 0,24 0,12 (mol)

– Nhận xét: → bài toán có 2 trường hợp xảy ra:

(0,25đ)

*Trường hợp 1: Cu hết, H⁺ dư (tức là a < 0,09) → n_NO = (mol)

→ V_NO = 14,933a (lít)

(0,25đ)

*Trường hợp 2: Cu dư hoặc vừa đủ, H⁺ hết (a ≥ 0,09)

→ V_NO = 0,06.22,4 = 1,344 (lít)

(0,25đ)

b). Khi Cu kim loại không tan hết (tức a > 0,09) thì trong dung dịch sau phản ứng gồm có: số mol Cu²⁺ = 0,09 ; số mol NO₃^– = 0,06 ; số mol SO₄^2- = 0,06

→ m_muối = 0,09.64 + 0,06.62 + 0,06.96 = 15,24 (gam)

(0,25đ)

Câu 2

(2,0đ)

1) Cho dãy phản ứng sau:

– Cho biết công thức cấu tạo thu gọn của các chất ứng với các chữ cái M, A, B, X, Y trong dãy phản ứng

– Viết phương trình phản ứng (4), (5), (9), (10)?

Đáp án:

1)

– Công thức cấu tạo thu gọn của các chất :

M: C₆H₅CH₂CH₃ ; A: C₆H₅CH₂CH₂Cl ; B: C₆H₅CH₂CH₂OH ;

X: C₆H₅CHClCH₃ ; Y: C₆H₅CHOHCH₃

(0,5đ)

– Viết phương trình phản ứng:

(4) C₆H₅CH₂CHO + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂OC₆H₅CH₂COONH₄ + 2Ag+ 2NH₄NO₃

(5) 2C₆H₅CH₂COONH₄ + H₂SO₄ 2C₆H₅CH₂COOH + (NH₄)₂SO₄

(9)

(10)

(0,5đ)

2) Các chất A, B, C, D, E, F có cùng công thức phân tử C₄H₈. Cho từng chất vào brom trong CCl₄ và không chiếu sáng thấy A, B, C và D làm mất màu brom rất nhanh. E làm mất màu brom chậm hơn, còn F hầu như không phản ứng. B và C là đồng phân lập thể của nhau, trong đó B có nhiệt độ sôi cao hơn C. Khi cho tác dụng với hiđro (có xúc tác Ni, t^o ) thì A, B, C đều cho cùng sản phẩm G.

Lập luận để xác định công thức cấu tạo và gọi tên của A, B, C, D, E, F?

Đáp án:

1. Các chất là: A: but-1-en ; B: cis-but-2-en ; C: trans-but-2-en

D: 2-metylpropen ; E: metyl xiclopropan ; F: xiclobutan

(0,5đ)

Giải thích:

– A, B, C phản ứng với H₂ (xt Ni) đều cho một sản phẩm G là butan

– B và C là đồng phân hình học, B có nhiệt độ sôi cao hơn C vì phân cực hơn.

– E phản ứng chậm với brom (vòng 3 cạnh). F không phản ứng với brom (vòng 4 cạnh)

(0,5đ)

Câu 3

(2,0đ)

1) Cho hỗn hợp gồm a mol FeS₂ và b mol Cu₂S tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO₃ thì thu được dung dịch A (chỉ chứa 2 muối sunfat) và 26,88 lít hỗn hợp khí Y gồm NO₂ và NO ở điều kiện tiêu chuẩn (không còn sản phẩm khử nào khác), tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với H₂ là 19. Cho dung dịch A tác dụng với Ba(OH)₂ dư thì thu được kết tủa E. Nung E đến khối lượng không đổi thì thu được m gam chất rắn.

a. Tính % theo thể tích các khí?

b. Tính giá trị m?

Đáp án:

a) Áp dụng phương pháp sơ đồ đường chéo ta có:

=> = = = 0,6 mol

=> %V = %V= 50%

(0,25đ)

b) * Sơ đồ phản ứng:

FeS₂ + Cu₂S + HNO₃ dd { Fe³⁺ + Cu²⁺ + } + NO+ NO₂+ H₂O

a b a 2b 2a + b mol

– Áp dụng bảo toàn định luật bảo toàn điện tích ta có:

3a + 2.2b = 2(2a + b) => a – 2b = 0 (1)

– Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:

FeS₂  Fe³⁺ + 2S⁺⁶ + 15e

Cu₂S  2Cu²⁺ + S⁺⁶ + 10e

=> 15n+ 10n = 3n + n

=> 15a + 10b = 3.0,6 + 0,6 = 2,4 (2)

Giải hệ (1), (2) ta có: a = 0,12 mol; b = 0,06 mol

(0,25đ)

* Sơ đồ phản ứng:

{Fe³⁺, Cu²⁺, SO} {Fe(OH)₃, Cu(OH)₂, BaSO₄}

{Fe(OH)₃, Cu(OH)₂, BaSO₄Fe₂O₃, CuO, BaSO₄

BaSO₄ BaSO₄

0,3 0,3 mol

=> m_{(chất rắn)} = 0,06.160 + 0,12.80 + 0,3.233 = 89,1 gam

(0,5đ)

2) Cho BaO tác dụng với dung dịch H₂SO₄ thu được kết tủa A và dung dịch B. Cho B tác dụng với kim loại Al dư thu được dung dịch D và khí E. Thêm K₂CO₃ vào dung dịch D thấy tạo kết tủa F. Xác định các chất A, B, D, E, F và viết các phương trình phản ứng xảy ra.

Đáp án:

* Trường hợp 1: dung dịch B: Ba(OH)₂

A: BaSO4

B: Ba(OH)2

D: Ba(AlO2)2

E: H2

F: BaCO3

Các phương trình phản ứng:

1. BaO + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + H₂O

2. BaO + H₂O → Ba(OH)₂

3. 2Al + Ba(OH)₂ + 2H₂O → Ba(AlO₂)₂ + 3H₂↑

4. K₂CO₃ + Ba(AlO₂)₂ → BaCO₃↓ + 2KAlO₂

(0,5đ)

* Trường hợp 2: dung dịch B: H₂SO₄

A: BaSO4

B: H2SO4

D: Al2(SO4)3

E: H2

F: Al(OH)3

1. BaO + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + H₂O

2. 2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

3. Al₂(SO₄)₃ + 3K₂CO₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3K₂SO₄ + 3CO₂↑

(0,5đ)

Câu 4

(2,0đ)

Cho 2,760 gam chất hữu cơ A (chứa C, H, O và có 100 < M_A< 150) tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, sau đó làm khô, phần bay hơi chỉ có nước, phần chất rắn khan còn lại chứa hai muối của natri có khối lượng 4,440 gam. Nung nóng 2 muối trong oxi dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,180 gam Na₂CO₃, 2,464 lít CO₂ (ở đktc) và 0,900 gam nước.

Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của A.

Đáp án:

* 2,76g A + NaOH → 4,44g muối + H₂O (1)

* 4,44g muối + O₂ → 3,18g Na₂CO₃ + 2,464 lít CO₂ + 0,9g H₂O (2)

(mol)

m_muối = 0,72g

Tổng khối lượng nước của (1) và (2) = 1,62g

(0,75đ)

=> CTPT của A là (C₇H₆O₃)_n , n nguyên  1.

Theo đề bài, ta có 100 < 138.n < 150.

=> n = 1, công thức phân tử của A là C₇H₆O₃ có M = 138

(0,25đ)

* n_A = 0,02mol; n_NaOH = 0,06 mol

* n_A : n_NaỌH = 1 : 3 mà A chỉ có 3 nguyên tử oxi, khi tác dụng với NaOH sinh ra hai muối nên A có 1 nhóm chức este của hợp chất phenol và một nhóm –OH loại chức phenol.

=> công thức cấu tạo có thể có của A là:

(1,0đ)

Câu 5

(1,0đ)

Khi thủy phân không hoàn toàn một peptit A có khối lượng phân tử 293 thu được 2 peptit B và C. Mẫu 0,472 gam peptit B phản ứng vừa đủ với 18 ml dung dịch HCl 0,222 M khi đun nóng và mẫu 0,666 gam peptit C phản ứng vừa đủ với 14,7 ml dung dịch NaOH 1,6% (khối lượng riêng là 1,022 g/ml) khi đun nóng. Xác định công thức cấu tạo và gọi tên A, biết rằng khi thủy phân hoàn toàn A thu được hỗn hợp 3 amino axit là glyxin, alanin và phenyl alanin.

Đáp án:

– Nhận xét: M_A = M_Ala + M_Gly + M_phe – 2.18 → A là tripepit được tạo nên từ 3 amino axit Gly (M = 75), Ala (M = 89) và Phe (M= 165)

(0,25đ)

– Khi thủy phân không hoàn toàn A thu được peptit B và peptit C => B, C thuộc đipeptit => số mol B = ½ sốmol HCl và số mol C = ½ số mol NaOH

– Số mol HCl = 0,018 . 0,2225 = 0,004 mol ;

số mol NaOH =

=> ;

=> ;

=> B: Ala – Phe hoặc Phe – Ala vì 165 + 89 – 18 = 236

và C: Gly – Phe hoặc Phe – Gly vì 165 + 75 – 18 = 222

(0,5đ)

=> CTCT của A là: Ala-Phe-Gly

H₂NCH(CH₃)CO-NHCH(CH₂C₆H₅)CO-NHCH₂COOH

hoặc Gly-Phe-Ala H₂NCH₂CO-NHCH(CH₂-C₆H₅)CO-HNCH(CH₃)COOH

(0,25đ)

Câu 6

(1,0đ)

Đun nóng hỗn hợp gồm 1 mol HCOOH; 1 mol CH₃COOH và 2 mol C₂H₅OH có H₂SO₄ đặc xúc tác ở t^oC (trong bình kín dung tích không đổi) đến trạng thái cân bằng thì thu được 0,6 mol HCOOC₂H₅ và 0,4 mol CH₃COOC₂H₅. Nếu đun nóng hỗn hợp gồm 1 mol HCOOH, 3 mol CH₃COOH và a mol C₂H₅OH ở điều kiện như trên đến trạng thái cân bằng thì thu được 0,8 mol HCOOC₂H₅. Tính a.

Đáp án:

– Các phương trình phản ứng:

HCOOH + C₂H₅OH HCOOC₂H₅ + H₂O K₁

[ ] 0,4 1 0,6 1 (mol)

=> K₁ = 1,5

CH₃COOH + C₂H₅OH CH₃COOC₂H₅ + H₂O K₂

[ ] 0,6 1 0,4 1 (mol)

=> K₂ = 2/3

(0,5đ)

– Gọi số mol của CH₃COOC₂H₅ là b mol. Ta có:

HCOOH + C₂H₅OH HCOOC₂H₅ + H₂O

[ ] 0,2 a-0,8-b 0,8 0,8+b (mol)

CH₃COOH + C₂H₅OH CH₃COOC₂H₅ + H₂O

[ ] 3-b a-0,8-b b 0,8+b (mol)

=> ;

=> → b = 1,92 → a = 9,97 mol

(0,5đ)