1 Sở giáo dục-đào tạo TT Huế. Trường THPT Quốc Học Đ Ề THI HỌC SINH GIỎI KHỐI PHỔ THÔNG MÔN HÓA HỌC- THỜI GIAN 180 PHÚT Năm học : 2010-2011 CÂU I: Hãy hoàn thành và cân bằng các phương trình phản ứng cho dưới đây theo phương pháp thăng bằng electron: 1) C 2 H 2 + KMnO 4 + H 2 O  MnO 2 + C 2 O 4 2- + 2) Na 2 S 2 O 3 + HCl  SO 2 + 3) -OH + HNO 3  CH 2 =CH-COOH + NO + H 2 O 4) M x O y + C a H b O c  CO k + M p O q + H 2 O (M là một kim loại nào đó có trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học). CÂU II: Cho hỗn hợp muối khan (A) vào nước thu được dung dịch (B), có chứa các ion sau: Ca 2+ (0,4 mol); Na + (0,9 mol); NO 3 - (0,1 mol); Cl - (x mol); HCO 3 - (y mol). Cô cạn dung dịch B thu được 95,3 gam hỗn hợp muối khan (C). Hãy: 1. Tính thành phần % khối lượng các muối có thể có trong hỗn hợp muồi khan (C) ? 2. Hỗn hợp muối khan (A) có thể có những muối nào ? Xác định thành phần % khối lượng mỗi muối có thể có trong hỗn hợp (A) ? CÂU III: Từ than đá, đá vôi, nước, các hóa chất và điều kiện cần thiết khác coi như có đủ, hãy điều chế: 1/ Cao su buna - S 2/ Cao su buna 3/ Poli Vinylic 4/ m - amino phenol CÂU IV: Hợp chất C 6 H 14 O khi đun nóng với H 2 SO 4 đặc ở 170 0 c tạo ra chất A có khả năng làm mất màu dung dịch KMnO 4 và dung dịch nước Brom. Khi đun nóng A trong dung dịch hỗn hợp gồm K 2 Cr 2 O 7 và H 2 SO 4 đặc thu được axeton và axit propionic. Mặt khác khi cho A hợp nước trong sự có mặt của H 2 SO 4 thì được đúng chất C 6 H 14 O ban đầu. Xác định công thức cấu tạo các chất, tên gọi của C 6 H 14 O và viết các phương trình phản ứng. CÂU V: 1/ Xác định nồng độ ion hidro và giá trị pH của dung dịch tạo thành khi cho 0,82g CH 3 COONa vào một lít dung dịch CH 3 COOH 0,1M. 2/ Phải thêm bao nhiêu gam NaOH rắn vào dung dịch này để làm tăng pH lên một đơn vị ? 2 3/ So với nồng độ của phân tử CH 3 COOH trong dung dịch CH 3 COOH 1M thì nồng độ phân tử CH 3 COOH trong các dung dịch thứ nhất và thứ hai đã thay đổi theo những tỉ số nào ? (Có thể tính gần đúng). Biết KCH 3 COOH = 1,8.10 -5 và thể tích của các dung dịch không thay đổi khi thêm các chất rắn vào dung dịch ban đầu. CÂU VI: Hợp chất M được tạo thành từ cation X + và anion Y 2- . Mỗi ion đều chứa 5 nguyên tử của hai nguyên tố. Tổng số proton trong X + là 11, còn tổng số electron trong Y 2- là 50. Tìm công thức phân tử và công thức electron của M, biết hai nguyên tố trong Y 2- ở trong cùng một phân nhóm của bảng hoàn các nguyên tố hóa học. Cho: Na = 23; H = 1; C = 12; O = 16; Cl = 35,5; Ca = 40; N = 14; Học sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. 3 ĐÁP ÁN Thang điểm: 20 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THI TUYỂN CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 TRƯỜNG THPT QUỐC HỌC NĂM HỌC 2008 - 2009 - - - - - - - - - MÔN THI: HÓA HỌC CÂU I: 2đ 1) C 2 -2 H 2 + KMn +7 O 4 + H 2 O  Mn +4 O 2 + C +3 O 4 2- 3. C 2 -2  C 2 +6 +8e 8. Mn +7 +3e  Mn +4 3C 2 -2 + 8Mn +7  3 C 2 +6 + 8 Mn +4 3C 2 -2 H 2 + 8KMn +7 O 4 + H 2 O  8Mn +4 O 2 + 3C 2 +3 O 4 K 2 + 2KOH + 2H 2 O (1) 2) Na 2 S 2 +2 O 3 + HCl  S +4 O 2 + S 0 + NaCl + H 2 O S +2  S +4 + 2e S +2 +2e  S 0 2 S +2  S 0 + S +4 Na 2 S 2 +2 O 3 + 2HCl  S +4 O 2 + S 0 + 2NaCl + H 2 O (2) 3) C 6 H 11 -OH + HN +5 O 3  CH 2 =CH-COOH + N +2 O + H 2 O 10. N +5 +3e  N +2 3. (C 6 ) -10  2.(3C) 0 + 10e 10N +5 + 3(C 6 ) -10  10 N +2 + 6.(3C) 0 3 -OH + 10HN +5 O 3  6CH 2 =CH-COOH + 10N +2 O + 11H 2 O (3) 4) M x + O y + C a  H b O c  C + O k + M p + O q + H 2 O m. pxM + + ne  pxM + n. aC   nC + + me mpx M + + na C  = m pxM + + na C + mpM x + O y + nC a  H b O c = naC + O k + mxM p + O q + nb/2H 2 O (4) Tìm (, (, (, (, n và m = ?  = 2y/x ;  = 2q/p ;  = (2c - b)/a ; n = px(-) ; m = a(-) ; Thay các giá trị tìm được vào phương trình (4), ta được các hệ số cân bằng như trên. Mỗi pt phản ứng cho 0,5đ. Tổng điểm là 0,5đ.4 = 2đ. CÂU II: 4,0đ Nung nóng dung dịch: 0,25.2 = 0,5đ 2HCO 3 - = CO 3 2- + CO 2  + H 2 O CO 3 2- + Ca 2+ = CaCO 3  4 Ta có: 0,4(+2) + 0,9(+1) + 0,1(-1) + x(-1) + y(-1) = 0 (1) 0,4.40 + 0,9.23 + 0,1.62 + 35,5.x + 60y/2 = 95,3 (2) Giải hệ phương trình, được nghiệm: x = 0,8 mol ; y = 0,8 mol. 0,5đ Trong hỗn hợp muối C chỉ có: CaCO 3 (0,4 mol); NaCl (0,8 mol); NaNO 3 (0,1 mol) 0,5 a) Thành phần phần trăm khối lượng các chất trong C là 0,5đ % CaCO 3 = 0,4.100.100/95,3 = 42,0% % NaCl = 0,8.(23+ 35,5).100/95,3 = 49,1 % % NaNO 3 = 0,1.(23+ 62) .100/95,3 = 7,08 % b) Trong hỗn hợp muối A có thể có các muối: CaCl2 , Ca(NO3)2 , NaHCO3 , NaNO3 , NaCl . 0,5đ Nếu: CaCl2 , Ca(NO3)2 , NaHCO3 , NaNO3 , NaCl 0,4 mol 0 mol 0,8 mol 0,1 mol 0 mol 44,4g 0,0g 67,2g 8,5g 0,0g. Tổng bằng 120,1 (0,5đ) % 36,97 0,0 55,95 7,08 0,0 Nếu: CaCl2 , Ca(NO3)2 , NaHCO3 , NaNO3 , NaCl. Không có muối Ca(HCO3)2 0,35 mol 0,05 mol 0,8 mol 0,0 mol 0,1 mol 0,5đ 38,85g 8,2g 67,2g 0,0g 5,858. Tổng bằng 95,3 % 6,83 32,35 55,95 0,0 4,87 Phần trăm khối lượng các chất có thể có trong hỗn hợp A biến đổi trong khoảng sau: % CaCl2 : 32,35 ( 36,97; % Ca(NO3)2 : 6,83 ( 0,0 ; 0,5đ %NaHCO 3 = 55,95; % NaCl: 4,87  7,08 CÂU III: 5đ 1/ Cao su buna - S 1,5đ CaCO 3   C 0 900 CaO + CO 2 CaO + 3C   C 0 3000 CaC 2 + CO CaC 2 + 2H 2 O  Ca(OH) 2 + C 2 H 2 Điều chế Stiren: 3C 2 H 2   muäüiCC,600 0 C 6 H 6 C 2 H 2 + HCl   xtt , 0 CH 2 =CH-Cl C 6 H 6 + CH 2 =CH-Cl   0 ,3 tAlCl CH 2 =CH-C 6 H 5 + HCl n CH 2 =CH-C 6 H 5 + n CH 2 =CH-CH=CH 2   xtt , 0 (-CH 2 -CH=CH-CH 2 -CH 2 (C 6 H 5 )-CH 2 -) n 2/ Cao su buna 0,75đ 5 2 C 2 H 2   xtt , 0 CH 2 =CH-CCH 2 CH 2 =CH-CCH 2 + H 2   3/, 0 PbCOPdt CH 2 =CH-CH=CH 2 n CH 2 =CH-CH=CH 2   xtt , 0 (-CH 2 -CH=CH-CH 2 -) n 3/ Poli Vinylic 1,25đ C 2 H 2 + H 2 O   xtt , 0 CH 3 CHO CH 3 CHO + O 2   xtt , 0 CH 3 COOH CH 3 COOH + C 2 H 2   xtt , 0 CH 2 =CH-O-CO-CH 3 n CH 2 =CH-O-CO-CH 3   xtt , 0 (-CH 2 -CH(OOCCH 3 )-) n (-CH 2 -CH(OOCCH 3 )-) n + nNaOH   xtt , 0 (-CH 2 -CH(OH)-) n + nCH 3 COONa 4/ m - amino phenol 1,5đ C 6 H 6 + HNO 3   42SOH C 6 H 5 -NO 2 + H 2 O C 6 H 5 -NO 2 + Cl 2  m-C 6 H 4 (NO 2 )Cl + HCl m-C 6 H 4 (NO 2 )Cl + NaOH   0 ,tP m-C 6 H 4 (NO 2 )ONa + NaCl m-C 6 H 4 (NO 2 )ONa + H 2 SO 4  m-C 6 H 4 (NO 2 )OH + NaHSO 4 m-C 6 H 4 (NO 2 )OH +[H]    HClFe m- C 6 H 4 (OH)(NH 2 ) + 2H 2 O Các chất có thể điều chế bằng phương pháp khác, cho kết quả đúng thì đạt điểm tối đa của phần đã cho. CÂU IV: 3đ Hợp chất C 6 H 14 O là hợp chất no không đóng vòng, thỏa mãn đk của bài ra, nó là rượu no. Hợp chất A là anken. Khi đun A trong hỗn hợp K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 tạo thành CH 3 COCH 3 và C 3 H 5 COOH, suy ra an ken là (CH 3 ) 2 C=CH 2 CH 2 CH 3 , từ đây suy ra rượu là (CH 3 ) 2 COH-CH 2 CH 2 CH 3 (2-metyl-pentanol - 2). 1,5đ Các phương trình phản ứng: 0,5đ.3 = 1,5đ (CH 3 ) 2 COH-CH 2 CH 2 CH 3   0,42 tSOH (CH 3 ) 2 C=CHCH 2 CH 3 + H 2 O (CH 3 ) 2 C=CHCH 2 CH 3 + H 2 O   42SOH (CH 3 ) 2 COH-CH 2 CH 2 CH 3 3(CH 3 ) 2 CH=CH 2 CH 2 CH 3 + 4K 2 Cr 2 O 7 + 16H 2 SO 4  3(CH 3 ) 2 CO + 3C 2 H 5 COOH + 4Cr 2 (SO 4 ) 3 + 4K 2 SO 4 + 19H 2 O CÂU V: 3đ 1/ C CH 3 COONa = 0,82/82 = 10 -2 M. Trong dung dịch có các quá trình: CH 3 COONa  CH 3 COO - + Na + C m C m 6 CH 3 COOH  CH 3 COO - + H + Lúc cân bằng Ca - x Cm + x x Ka = x(C m + x)x/ (Ca - x) = 1,8.10-5. Giải gần đúng, ví Ka << 1 ( x <<Cm , C a  K a  x.C m /C a  1,8.10 -5  x = K a .C a /C m = [H + ] = 1,8.10 -5 .0,1/0,01 = 1,8.10 -4 M ( pH = - log 1,8.10-4 = 3,7447. 1đ 2/ Khi pha thêm NaOH vào, có phản ứng: NaOH + CH 3 COOH = CH 3 COONa + H 2 O C b = C a , PU ; C’ m = C m + C b ; C’ a = C a - C b Để tăng pH lên 1 đơn vị, tức là pH = 4,7447. Ta có x’ = [H+]’ = Ka.C’a/C’m = 1,8.10-5  (C a - C b )/(C m + C b ) = 1,8.10 -5 /1,8.10 -5 = 1  C b = (C a - C m )/2 = (0.1- 0,01)/2 = 0,045M. Lượng NaOH thêm vào dung dịch là 0,045.40 = 1,8 gam. 1đ 3/ So với dung dịch CH 3 COOH 1M thì dung dịch thứ nhất và thứ hai đã thay đổi theo những tỉ số nào? Giả thiết cho: Ca = 1M; Ca1 = 0,1M; và theo tính toán Ca2 = 0,055M. Tỉ lệ: Ca1/Ca = 0,1/1 = 0,1;Ca2/Ca = 0,055/1 = 0,055 ( Ca1/Ca2 = 0,1/0,055 = 1,818 (1đ) CÂU VI: 3đ Đặt X + là AxBy, có x + y = 5 (1) Số proton trung bình là 11/5 = 2,2. Do đó phải có một nguyên tố có Z < 2,2 ( Nguyên tố duy nhất là Hidro (Z = 1) 0,5đ Ta có 1x + ZB y = 11 (2) Từ (1) và (2), rút ra y(ZB - 1) = 6. Có nghiệm duy nhất với y = 1; ZB = 7 (N) 0,5đ Công thức của X + là NH 4+ . Đặt Y 2- là L a Q b 2- , có a + b = 5 (1) Số proton trung bình bằng (50 - 2)/5 = 9,6. Do đó có một nguyên tố có Z < 9,6 thuộc chu kỳ II ( nguyên tố còn lại thuộc chu kỳ III. Ta thấy chỉ có O và S là thõa mãn điều kiện của bài ra. Y 2- là SO 4 2- . Công thức của M là [NH 4 ] + [SO 4 ] 2- 1đ.2 = 2đ H O Công thức electron của M là [H:N:H] + 2[:O:S:O:] 2- H O . giáo dục-đào tạo TT Huế. Trường THPT Quốc Học Đ Ề THI HỌC SINH GIỎI KHỐI PHỔ THÔNG MÔN HÓA HỌC- THỜI GIAN 180 PHÚT Năm học : 2010-2011 CÂU I: Hãy hoàn thành và cân bằng các phương trình. 3 ĐÁP ÁN Thang điểm: 20 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THI TUYỂN CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 TRƯỜNG THPT QUỐC HỌC NĂM HỌC 2008 - 2009 - - - - - - - - - MÔN THI: HÓA HỌC CÂU I: 2đ 1) C 2 -2 H 2 . bảng hoàn các nguyên tố hóa học. Cho: Na = 23; H = 1; C = 12; O = 16; Cl = 35,5; Ca = 40; N = 14; Học sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học.