SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO NAM ĐỊNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2014 – 2015 Môn: HÓA HỌC – Lớp: 12 THPT Phần tự luận - Thời gian làm bài: 90 phút Đề thi gồm 01 trang Câu I. (2,0 điểm) 1. Nêu cách loại tạp khí ra khỏi các hỗn hợp khí sau, viết phương trình phản ứng: - Loại khí HCl ra khỏi hỗn hợp khí HCl và H 2 S. - Loại khí SO 2 ra khỏi hỗn hợp khí CO 2 và SO 2 . - Loại khí HCl ra khỏi hỗn hợp khí HCl và Cl 2 . - Loại khí O 3 ra khỏi hỗn hợp khí O 3 và O 2 . 2. Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,002 mol FeS 2 và 0,003 mol FeS vào lượng dư H 2 SO 4 đậm đặc thu được Fe 2 (SO 4 ) 3 , SO 2 , H 2 O. Hấp thụ hết SO 2 bằng một lượng vừa đủ dung dịch KMnO 4 thu được dung dịch Y không mầu, trong suốt có pH = 2. Viết phương trình phản ứng và tính V Y ? Câu II. (2,0 điểm) 1. Có hỗn hợp MgSO 4 .5H 2 O và CuSO 4 .7H 2 O. Bằng thực nghiệm nêu cách xác định thành phần % khối lượng từng muối trong hỗn hợp, đưa ra công thức tổng quát tính % khối lượng từng muối, giải thích các đại lượng trong công thức. 2. Bình kín chứa một ancol no, mạch hở A (trong phân tử A, số nguyên tử C nhỏ hơn 10) và lượng O 2 gấp đôi so với lượng O 2 cần để đốt cháy hoàn toàn A. Ban đầu bình có nhiệt độ 150 0 C và 0,9 atm. Bật tia lửa điện để đốt cháy hoàn toàn A, sau đó đưa bình về 150 0 C thấy áp suất bình là 1,1 atm. Viết các đồng phân cấu tạo của A và gọi tên. Câu III. (2,0 điểm) 1. Cho dãy phản ứng: a) X (C 6 H 8 O 4 ) + NaOH → Y + Z + T b) Y + H 2 SO 4 (loãng) → Na 2 SO 4 + Y’ c) Z + H 2 SO 4 (loãng) → Na 2 SO 4 + Z’ d) Z’ o 2 4 dac H SO , 170 C → M + H 2 O e) Y’ + AgNO 3 + NH 3 + H 2 O → Ag + … g) T + AgNO 3 + NH 3 + H 2 O → Ag + … Chọn công thức cấu tạo thu gọn phù hợp để hoàn thành dãy phản ứng trên. 2. Khi thủy phân không hoàn toàn một loại lông thú, người ta thu được một oligopeptit X. Kết quả thực nghiệm cho thấy phân tử khối của X không vượt quá 500 (đvC). Khi thủy phân hoàn toàn 814 gam X thì thu được 450 gam Gly, 178 gam Ala và 330 gam Phe (axit 2-amino-3-phenylpropanoic). a. Xác định CTPT của oligopeptit đó. b. Khi thủy phân không hoàn toàn X thì trong hỗn hợp sản phẩm thấy có các đipeptit Gly-Ala, Ala-Gly mà không thấy có Phe-Gly. Xác định CTCT có thể có của X. Câu IV. (2,0 điểm) Cho 23,52g hỗn hợp 3 kim loại Mg, Fe, Cu vào 200ml dung dịch HNO 3 3,4M khuấy đều thấy thoát ra một khí duy nhất hơi nặng hơn không khí, trong dung dịch còn dư một kim loại chưa tan hết, đổ tiép từ từ dung dịch H 2 SO 4 5M vào, chất khí trên lại thoát ra cho dến khi kim loại vừa tan hết thì mất đúng 44ml, thu được dd A. Lấy 1/2 dd A, cho dd NaOH cho đến dư vào, lọc kết tủa, rửa rồi nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn B nặng 15,6g. 1-Tính % số mol mỗi kim loại trong hỗn hợp. 2-Tính nồng độ các ion (trừ ion H +- , OH - ) trong dung dịch A. Câu V. (2,0 điểm) Chia 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp X gồm hai anken (phân tử khối hơn kém nhau 28u) thành hai phần bằng nhau. Phần 1: đem đốt cháy hoàn toàn rồi cho sản phẩm cháy qua dung dịch chứa 0,1 mol Ca(OH) 2 thu được 7,5 gam kết tủa. Phần 2: cho tác dụng hoàn toàn với nước có xúc tác thu được hỗn hợp 2 ancol . Đun nóng hỗn hợp 2 ancol với H 2 SO 4 đặc ở 140 0 C một thời gian thu được 1,63 gam hỗn hợp 3 ete. Hoá hơi lượng ete thu được 0,532lít ở 136,5 0 C và 1,2atm. a) Xác định CTCT hai anken và tính phần trăm theo khối lượng mỗi chất. ĐỀ DỰ BỊ b) Xác định hiệu suất mỗi ancol thành ete. Thí sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học HẾT Họ và tên thí sinh Số báo danh Giám thị số 1 Giám thị số 2 SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO NAM ĐỊNH ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM THI ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2014 - 2015 Môn: HOÁ HỌC – Lớp 12 THPT Hướng dẫn chấm gồm 04 trang Câu ý Nội dung Điểm I 1 a) Loại HCl ra khỏi hh với H 2 S : Cho hh đi qua dd kiềm, rồi thêm H 2 SO 4 loãng vào hh sau phản ứng. HCl + NaOH → NaCl + H 2 O H 2 S + 2NaOH → Na 2 S + 2H 2 O H 2 SO 4 + Na 2 S → Na 2 SO 4 + H 2 S ↥ 0,25 b)Loại HCl ra khỏi hh với Cl 2 : Cho hh đi qua dd KMnO 4 đặc, đun nóng: 16 HCl + 2 KMnO 4 → 2 KCl + 2 MnCl 2 + 5 Cl 2 ↥ + 8 H 2 O 0,25 c) Loại SO 2 ra khỏi hh với CO 2 : Cho hh đi qua dd Br 2 . SO 2 + Br 2 + 2H 2 O → H 2 SO 4 + 2HCl 0,25 d) Loại O 3 ra khỏi hh với O 2 : Cho hh đi qua dd KI O 3 + 2KI + H 2 O → O 2 + I 2 + 2KOH 0,25 2 2FeS 2 + 14H 2 SO 4 → 15SO 2 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + 14H 2 O (1) 0,002mol 0,015mol 2FeS + 10H 2 SO 4 → 9SO 2 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + 10H 2 O (2) 0,003mol 0,0135mol VËy (1), (2) => n SO2 = 0,0135 + 0,015 = 0,0285 mol. 0,5 5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 2H 2 SO 4 (3) 0,0285 mol 0,0114mol H 2 SO 4 → 2H + + SO 4 2- (4) 0,0114mol 0,0228mol V× pH = 2 => [H + ] = 10 -2 => V Y = 0,0228/0,01 = 2,28 lÝt 0,5 II 1 Cân chính xác lấy m g hỗn hợp 2 muối ngậm nước. Đun nóng đến khối lượng không đổi, để nguội trong bình hút ẩm, cân lại lấy khối lượng m 1 (m 1 < m) Tính: mH 2 O = m - m 1 0,25 Gọi x = số mol MgSO 4 .5H 2 O; y = số mol CuSO 4 .7H 2 O Hệ pt: 210x + 286y = m 5x + 7y = (m - m 1 )/18 Giải được: x = 18,8 160m) - (286m 1 ; y = 8,18 )42m - (24m 1 0,25 % khối lượng MgSO 4 .5H 2 O = m.8.18 .100 210 160m). - (286m 1 % khối lượng CuSO 4 .7H 2 O = 18.8.m 100 . 286 ).42m - (24m 1 0,25 Đặt công thức phân tử của A là C n H 2n+2 O k (k ≤ n); gọi số mol A bằng 1 mol C n H 2n+2 O k + 3 1 2 n k+ − O 2 → n CO 2 + (n+1) H 2 O Mol 1 → 3 1 2 n k+ − n n+1 => Số mol O 2 ban đầu là (3n+1-k) mol 0,25 ĐỀ DỰ BỊ Trong cùng điều kiện nhiệt độ và thể tích, áp suất tỉ lệ thuận với số mol khí Do đó, 1 1 2 2 1 3 1 0,9 hay 1 (3 1 ) / 2 1,1 P n n k P n n n n k + + − = = + + + + − => 3n-13k+17 = 0 2 Với n 1 = n A + n(O 2 ban đầu) n 2 = n (CO 2 ) + n (H 2 O) + n (O 2 dư) K 1 2 3 4 5 N -0,4/3 3 7,33 11,66 16 Chọn được nghiệm k=2, n=3 => Công thức phân tử ancol: C 3 H 8 O 2 0,25 Có 2 đồng phân: HO-CH 2 -CH 2 -CH 2 -OH: propan-1,3-điol CH 2 OH-CHOH-CH 3 propan-1,2-điol 0,25 III 1 X là HCOOCH 2 -CH 2 COOCH=CH 2 hoặc HCOOCH(CH 3 )COOCH=CH 2 a) HCOOCH 2 -CH 2 COOCH=CH 2 + 2NaOH → HCOONa + HO-CH 2 -CH 2 -COONa + CH 3 CHO Hoặc HCOOCH 2 -CH 2 COOCH=CH 2 + 2NaOH → HCOONa + HO-CH(CH 3 )COONa + CH 3 CHO Y là HCOONa; Z là HO-CH 2 -CH 2 -COONa (HO-CH(CH 3 )COONa); T là CH 3 CHO b) 2HCOONa + H 2 SO 4 (loãng) → 2HCOOH + Na 2 SO 4 (Y’) c) 2HO-CH 2 -CH 2 -COONa + H 2 SO 4 (loãng) → 2HO-CH 2 CH 2 COOH + + Na 2 SO 4 hoặc 2HO-CH(CH 3 )COONa + H 2 SO 4 (loãng) → 2 + Na 2 SO 4 Z’ là HO-CH 2 CH 2 COOH hoặc HO-CH(CH 3 )COOH d) HO-CH 2 CH 2 COOH o 2 4 dac H SO , 170 C → CH 2 =CH-COOH +H 2 O hoặc HO-CH(CH 3 )COOH o 2 4dac H SO , 170 C → CH 2 =CH-COOH +H 2 O M là CH 2 =CH-COOH e) HCOOH + 2AgNO 3 + 3NH 3 + H 2 O → (NH 4 ) 2 CO 3 + 2NH 4 NO 3 + 2Ag g) CH 3 CHO + 2AgNO 3 + 3NH 3 + H 2 O → CH 3 COONH 4 + 2NH 4 NO 3 + 2Ag 1,5 2 a. Tỉ số mol các amino axit thu được khi thủy phân chính là tỉ số các mắt xích amino axit trong phân tử oligopeptit X. Ta có: 450 178 330 : : : : 3 :1:1 75 89 165 Gly Ala Phe = = Công thức đơn giản nhất của oligopeptit X là (Gly) 3 (Ala)(Phe). Công thức phân tử là [(Gly) 3 (Ala)(Phe)] n với M ≤ 500u Vì 5 phân tử aminoaxit tách đi 4 phân tử nước. (3.75 + 89 + 165 – 4.18).n ≤ 500 ⇒ n = 1. Công thức phân tử của oligopeptit đó là (Gly) 3 (Ala)(Phe) hay C 18 H 25 O 6 N 5 0,5 b. Khi thủy phân từng phần thấy có Gly-Ala và Ala-Gly chứng tỏ mắt xích ala ở giữa 2 mắt xích Gly: Gly- Ala – Gly … Không thấy có Phe-Gly chứng tỏ Phe không đứng trước Gly. Như vậy Phe chỉ có thể đứng ở cuối mạch (amino axit đuôi). Vậy oligopeptit có thể là Gly-Gly-Ala-Gly-Phe hoặc Gly-Ala-Gly-Gly-Phe 0,5 IV Gọi x, y, z là số mol Mg, Fe, Cu trong hỗn hợp, ta có : 24x + 56y + 64z = 23,52 ↔ 3x + 7y + 8z = 2,94 (a) 0,25 Đồng còn dư có các phản ứng: Cho e: Nhận e: Mg → Mg 2+ + 2e (1) NO 3 - + 3e + 4H + = NO + 2H 2 O (4) 0,25 Fe → Fe 3+ + 2e (2) Cu → Cu 2+ + 2e (3) Phương trình phản ứng hoà tan Cu dư: 3Cu + 4H 2 SO 4 + 2NO 3 - = 3CuSO 4 + SO 4 2- + 2NO + H 2 O (6) Từ Pt (6) tính được số mol Cu dư: = 4 0,044.5.3 = 0,165 mol 0,25 Theo các phương trình (1), (2), (3), (4), (5): số mol e cho bằng số mol e nhận: 2(x + y + z – 0,165) = [3,4.0,2 – 2(x + y + z – 0,165)].3 → x + y + z = 0,255 + 0,165 = 0,42 (b) 0,25 Từ khối lượng các oxit MgO; Fe 2 O 3 ; CuO, có phương trình: 2 x .40 + 4 y .160 + 2 z . 80 = 15,6 (c) Hệ phương trình rút ra từ (a), (b), (c): 3x + 7y + 8z = 2,94 x + y + z = 0,42 x + 2y + 2z = 0,78 0,25 Giải được: x = 0,06; y = 0,12; z = 0,24. % lượng Mg = 6,12% ; % lượng Fe = 28,57% ; % lượng Cu = 65,31% 0,25 2/ Tính nồng độ các ion trong dd A (trừ H + , OH - ) [Mg 2+ ] = 0,244 0,06 = 0,246 M [Cu 2+ ] = 0,984 M ; [Fe 2+ ] = 0,492 M ; [SO 4 2- ] = 0,9 M ; [NO 3 - ] = 1,64 M 0,5 V Công thức chung của hỗn hợp hai anken là C n H 2n với n là số nguyên tử C trung bình. Phần 1: 0 t n 2n 2 2 2 3n C H + O nCO + nH O 2 → (1) Số mol CO 2 = 0,05.n > 0,05.2 = 0,1 (mol). Vậy khi cho CO 2 tác dụng với Ca(OH) 2 tạo ra 2 muối. CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O (1) 0,1 ← 0,1 → 0,1 CO 2 + CaCO 3 + H 2 O → 2Ca(HCO 3 ) 2 (2) 0,025 ← (0,1 – 0,075) Số mol CO 2 = 0,05.n = (0,1 + 0,025) ⇒ n = 2,5. Vậy hai anken là C 2 H 4 và C 4 H 8 . 0,5 Vì n = 2,5 ⇒ số mol C 2 H 4 = 0,0375; số mol C 4 H 8 = 0,0125 (mol). Do 2 anken chỉ tạo 2 ancol nên chúng là CH 2 =CH 2 và cis-but-2-en hoặc CH 2 =CH 2 và trans-but-2-en → % 2 4 60% C H m = % 4 8 40% C H m = 0,25 Phần 2: C 2 H 4 + H 2 O H + → CH 3 CH 2 OH (3) C 4 H 8 + H 2 O H + → C 4 H 9 OH (4) Số mol C 2 H 5 OH = số mol C 2 H 4 = 0,0375 (mol); Số mol C 4 H 9 OH = số mol C 4 H 8 = 0,0125 (mol). 2C 2 H 5 OH 2 4 0 ®Æc 140 H SO → C 2 H 5 OC 2 H 5 + H 2 O (5) 0,25 2C 4 H 9 OH 2 4 0 ®Æc 140 H SO → C 4 H 9 OC 4 H 9 + H 2 O (6) C 2 H 5 OH + C 4 H 9 OH 2 4 0 ®Æc 140 H SO → C 2 H 5 OC 4 H 9 + H 2 O (7) Gọi a, b lần lượt là số mol C 2 H 5 OH và C 4 H 9 OH tham gia phản ứng ete hóa. Theo đề bài, theo (5), (6), (7) ta có. Số mol ete = số mol H 2 O = . 0,532.1,2 0,019 22,4 . .(136,5 273) 273 P V R T = = + (mol) Số mol ancol phản ứng = 2.số mol ete = 2.0,019 = 0,038 (mol). Khối lượng hỗn hợp ancol phản ứng = m ete + m H2O = 1,63 + 0,019.18 = 1,972 (gam). 0,5 Ta có: 0,038 0,03 46 74 1,972 0,008 a b a a b b + = =   ⇔   + = =   Hiệu suất chuyển hóa C 2 H 5 OH thành ete = 0,03.100%/0,0375 = 80% Hiệu suất chuyển hóa C 4 H 9 OH thành ete = 0,008.100%/0,0125 = 64% 0,5 Lưu ý: 1) Cách giải khác với đáp án mà đúng, được điểm tương đương 2) Về lí luận cũng như tính toán, từ chỗ sai trở đi sẽ không được điểm.(đối với những phần liên quan) 3) Đối với phương trình hoá học nếu viết sai một công thức thì không cho điểm; nếu cân bằng sai hoặc điều kiện phản ứng sai thì được nửa số điểm của phương trình đó. 4) Điểm toàn bài là 0,25 x (với x là số nguyên là điểm của từng phần nhỏ). . SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO NAM ĐỊNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 20 14 – 2015 Môn: HÓA HỌC – Lớp: 12 THPT Phần tự luận - Thời gian làm bài: 90 phút Đề thi gồm 01 trang Câu I. (2,0 điểm) . (mol); Số mol C 4 H 9 OH = số mol C 4 H 8 = 0, 0125 (mol). 2C 2 H 5 OH 2 4 0 ®Æc 140 H SO → C 2 H 5 OC 2 H 5 + H 2 O (5) 0,25 2C 4 H 9 OH 2 4 0 ®Æc 140 H SO → C 4 H 9 OC 4 H 9 . DỤC – ĐÀO TẠO NAM ĐỊNH ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM THI ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 20 14 - 2015 Môn: HOÁ HỌC – Lớp 12 THPT Hướng dẫn chấm gồm 04 trang Câu ý Nội dung Điểm I 1 a) Loại HCl ra