SỞ GD&ĐT NINH BÌNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ hai - Năm học 2012 – 2013 MƠN: HÓA HỌC ĐỀ THI CHÍNH THỨC Ngày thi 18/12/2012 (Thời gian làm 180 phút không kể thời gian giao đề) Đề thi gồm 06 câu, 02 trang Câu (3,5 điểm ) Cho hạt vi mô: Na, Na +, Mg, Mg2+, Al, Al3+, F-, O2- Hãy xếp (có giải thích) hạt theo thứ tự giảm dần bán kính hạt? Hoà tan hỗn hợp A gồm BaO, Fe 3O4 Al2O3 vào H2O dư dung dịch D phần không tan B Sục CO dư vào D, phản ứng tạo kết tủa Cho khí CO dư qua B nung nóng chất rắn E Cho E tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy tan phần, lại chất rắn G Hoà tan hết G lượng dư dung dịch H 2SO4 loãng cho dung dịch thu tác dụng với dung dịch KMnO4 Viết phương trình phản ứng? Nêu tượng xảy viết phương trình phản ứng cho: a) Dung dịch Na2CO3 vào dung dịch FeCl3 b) Dịng khí H2S qua dung dịch FeCl3 c) Dung dịch KI vào dung dịch FeCl3, phản ứng xong cho thêm vài giọt hồ tinh bột d) Từ từ dung dịch NaHSO4 vào dung dịch Na2CO3 theo tỉ lệ số mol 1:1 đun nóng Câu (2,0 điểm) Viết phương trình phản ứng axit sunfuric canxi photphat để điều chế supephotphat đơn Tính lượng P2O5 chứa 100 kg supephotphat đơn? Tính pH dung dịch trộn lẫn 250ml dung dịch AlCl3 1M vào 150ml dung dịch NaOH 0,75M (khi lọc bỏ kết tủa) 2+ + Biết : Al3+ + 2H2O ‡ˆ ˆ† ˆˆ AlOH + H3O K = 1,4.10-5 Câu (3,5 điểm) Cho 20 gam hỗn hợp A gồm FeCO 3, Fe, Cu, Al tác dụng với 60 ml dung dịch NaOH 2M thu 2,688 lít khí hiđro Sau kết thúc phản ứng cho tiếp 740 ml dung dịch HCl 1M đun nóng đến hỗn hợp khí B ngừng Lọc tách cặn rắn C Cho B hấp thụ từ từ vào dung dịch Ca(OH) dư thu 10 gam kết tủa Cho C tác dụng hết với http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word dung dịch HNO3 đặc, nóng thu dung dịch D 1,12 lít chất khí Cơ cạn D nhiệt phân muối khan đến khối lượng không đổi m gam sản phẩm rắn Tính khối lượng chất hỗn hợp A giá trị m? (Biết rằng thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn) Câu (3,0 điểm) Nhận biết dung dịch sau bằng phương pháp hoá học: CH 2=CH-CHO, HCHO, CH3CH2OH, CH2=CH-CH2-OH, CH2=CH-COOH? Hồn thành chuỗi chuyển hóa sau: A + C5H6O3 H2O/H , t AgNO3/NH3 B NaOH C CH4 E AgNO3/NH3 NaOH F 1:2 G Câu (4,0 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 0,12 mol chất hữu A mạch hở cần dùng vừa đủ 50,4 lít khơng khí (O2 chiếm 20% thể tích khơng khí) Cho tồn sản phẩm cháy hấp thụ vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng lên 23,4 gam có 70,92 gam kết tủa Khí khỏi bình tích 41,664 lít Xác định công thức phân tử chất A? (Các phản ứng xảy hồn tồn, thể tích khí đo ở đktc) A, B, C, D, E, F đồng phân có cơng thức phân tử C 4H8 A, B, C, D, E làm màu dung dịch brom cịn F khơng D E cặp đồng phân hình học Hỗn hợp chứa A, D, E phản ứng với H2/Ni, t0 thu sản phẩm B không làm màu dung dịch KMnO4 Nhiệt độ sơi E cao D Tìm chất A, B, C, D, E, F Viết phương trình phản ứng? Từ hiđrocacbon thích hợp chất vơ khơng có cacbon, điều chế axeton axit succinic Hãy viết phương trình phản ứng điều chế? Câu (4,0 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 2,54 gam este E (không chứa chức khác) mạch hở, tạo từ axit cacboxylic đơn chức ancol, thu 2,688 lít khí CO2 (đktc) 1,26 gam nước Với 0,1 mol E tác dụng vừa đủ với 200ml http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word NaOH 1,5M tạo muối ancol Đốt cháy tồn lượng ancol 6,72 lít CO2 (đktc) Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo E? A axit cacboxylic tạo E Một hỗn hợp X gồm A đồng phân cấu tạo phản ứng với dung dịch NaOH (vừa đủ), cô cạn dung dịch sau phản ứng chất rắn B hỗn hợp D Cho D tác dụng với dung dịch AgNO3 NH3 dư cho 21,6 gam Ag Nung B với NaOH rắn CaO rắn, dư điều kiện khơng có khơng khí hỗn hợp F Đưa F nhiệt độ thường có chất ngưng tụ G cịn lại hỗn hợp khí N G tác dụng với Na dư sinh 1,12 lít khí H2 (đktc) Hỗn hợp khí N qua Ni nung nóng cho hỗn hợp khí P Sau phản ứng thể tích hỗn hợp khí giảm 1,12 lít (đktc) tỉ khối so với hiđro Tính khối lượng chất A khối lượng chất rắn B? Biết rằng phản ứng xảy hoàn toàn Cho biết: H= 1; N= 14; C= 12; O=16; Na = 23; P =31; S = 32; Ag =108; Cu =64; Fe =56; Al =27; Ca =40; Ba =137 -HẾT Họ tên thí sinh : Số báo danh Họ tên, chữ ký: Giám thị 1: Họ tên, chữ ký: Giám thị 2: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word SỞ GD&ĐT NINH BÌNH HDC ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ hai - Năm học 2012 – 2013 MÔN: HÓA HỌC Ngày thi 18/12/2012 (Hướng dẫn chấm gồm 05 trang) Đáp án Câu Câu 1 ( 1,25 điểm) Cấu hình electron: (3,5 11 điểm) 12 Điểm Na: 1s22s22p63s1 → Na+: 1s22s22p6 Mg: 1s22s22p63s2 → Mg2+: 1s22s22p6 Al: 1s22s22p63s22p1→Al3+: 1s22s22p6 13 O2-: 1s22s22p6 9F-: 1s22s22p6 - Đi từ trái sang phải chu kì bán kính ngun tử giảm dần nên R: Na>Mg>Al - Vì ion Na+, Mg2+, F-, O2- có cấu hình electron Ne, nên bán kính chúng 0,25 giảm dần điện tích hạt nhân tăng - Các nguyên tố Na, Mg, Al cịn thêm lớp electron nên bán kính phải phải lớn bán kính ion - Do thứ tự giảm bán kính hạt sau: 0,25 0,25 0,25 R: 11Na>12Mg>13Al>8O2- >9F->11Na+>12Mg2+>13Al3+ 0,25 (1,25 điểm) - Hịa tan A vào nước có phản ứng: BaO + H2O → Ba(OH)2 Al2O3 +Ba(OH)2→ Ba(AlO2)2 + H2O - Phần không tan B gồm: Fe3O4, Al2O3 dư (do E tan phần dung dịch NaOH) 0,25 nên dung dịch D có Ba(AlO2)2 Sục khí CO2 dư vào D: Ba(AlO2)2 + 2CO2 + 4H2O → 2Al(OH)3↓ + Ba(HCO3)2 - Cho khí CO dư qua B nung nóng có phản ứng: 0,25 t Fe3O4 + 4CO  → 3Fe + 4CO2 - Chất rắn E gồm: Fe, Al2O3 Cho E tác dụng với dung dịch NaOH dư: 0,25 Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O - Chất rắn G Fe Cho G tác dụng với H2SO4 dư, KMnO4: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3+2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O 0,25 0,25 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word (1,0 điểm) a) Màu vàng dung dịch FeCl3 nhạt dần tạo kết tủa đỏ nâu có khí bay lên: 3Na2CO3 + 2FeCl3 +3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 3CO2 + 6NaCl b) Màu vàng dung dịch FeCl3 nhạt dần xuất kết tủa trắng đục S sinh : 0,25 H2S + 2FeCl3 → 2FeCl2 + S↓ + 2HCl 0,25 c) Màu vàng dung dịch FeCl nhạt dần, cho tinh bột vào màu dung dịch chuyển thành màu xanh 2KI + 2FeCl3 → 2FeCl2 +I2 +2KCl 0,25 1:1 d) NaHSO4 + Na2CO3 ắắ đ Na2SO4 + NaHCO3 t Khi đun nóng có khí bay lên: 2NaHCO3  → Na2CO3 + CO2↑+H2O 0,25 (1,0 điểm) Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 đặc, t0→ Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4 → Supephotphat đơn chứa Ca(H2PO4)2 CaSO4 có tỷ lệ mol 1:2 → Có 234 gam Ca(H2PO4)2 (1 mol) có 272 gam CaSO4 (2 mol) msupephotphat = 506 gam Có mol P ↔ mol P2O5 (142 gam) → 100 kg supephotphat đơn chứa m P2O5 = (1,0 điểm) (2,0 3+ Al 0,25 + 2H2O € mol 0, 2125 = 0,53125 (M) 0, AlOH2+ + H3O+ K= 1,4.10-5 Ban đầu: 0,53125 0 (M) Cân bằng: 0,53125-x x x (M) Áp dụng cơng thức : K = Ta có: 0,25 142 100 = 28,06 (kg) 506 0,1125 → AlCl3 dư = 0,2125 (mol) →[Al3+ ] = điểm) 0,25 AlCl3 + 3NaOH →Al(OH)3 + 3NaCl Có: 0,25 Câu 0,25 0,25 x2 = 1,4.10-5 (0,53125 - x)  x = 2, 72.10-3 M x2 + 1,4.10-5x – 7,4375.10-6 = →  -3  x = - 2, 73.10  M (T/mãn) (Loại) →pH = -lg(2,72.10-3) = 2,5654 0,25 0,25 0,25 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + H2 ↑ 0,08 0,12 0,08 (mol) 0,25 → NaOH dư 0,04 mol; nAl = 0,08 mol → mAl = 2,16 (gam) NaOH + HCl → NaCl + H2O 0,04 0,04 (mol) NaAlO2 + 4HCl → NaCl + AlCl3 + 2H2O 0,08 0,32 0,25 (mol) → HCl dư 0,38 mol C+ HNO3 khí → FeCO3 phản ứng hết phản ứng với dung dịch HCl FeCO3 + 2HCl → FeCl2 + CO2 + H2O 0,25 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O → n FeCO3 = n CaCO3 = 0,1 mol; → m FeCO3 = 11,6 (gam)   0,25  → HCl dư 0,18 mol   0,25  B hỗn hợp khí có CO2 H2 nên có phản ứng Fe HCl Câu 2HCl + Fe → FeCl2 + H2 − Trường hợp 1: Fe hết (3,5 t Cu + 4HNO3 đặc  → Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O điểm) 0,025 0,025 0,05 (mol) → mCu = 1,6 (gam) 0,25 mFe = 20 − mCu − mAl − m FeCO3 = 4,64 (gam) - Với nFe ≈ 0,083 < 0,09 nên thỏa mãn t 2Cu(NO3)2  → 2CuO + 4NO2 ↑+ O2↑ 0,025 0,025 (mol) → m = mCuO = gam − Trường hợp 2: Fe dư n Fe phản ứng 0,25 0,25 = ½ nHCl = 0,09 (mol) Gọi Fe dư: x mol; Cu: y mol (với x, y > 0) mFe dư + mCu = 20 − mFe phản ứng − mAl − m FeCO3 = 1,2 (gam) t Cu + 4HNO3 đặc  → Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O 0,25 t Fe + 6HNO3 đặc  → Fe(NO3)3 + 3NO2 ↑ + 3H2O 56x + 64y = 1,2 → n NO2 = 3x + 2y = 0,05 (mol) (*) (2*)   0,25  Giải hệ phương trình (*) & (2*) x = 0,01; y = 0,01 mol http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word → mCu = 0,64 gam; mFe (dư) = 0,56 gam 0,25 → mFe = mFe (p/ứng) + mFe (dư) = 5,6 gam t Cu(NO3)2  → CuO + 2NO2 ↑+ ½ O2↑ t0 2Fe(NO3)3  → Fe2O3 + 6NO2 ↑+ O2↑ 0,25 0,25 m = mCuO + m Fe2O3 = 1,6 gam 0,25 (1,25 điểm) Dùng dung dịch AgNO3/NH3 dư phân biệt nhóm: Nhóm 1: Có kết tủa Ag: CH2=CH-CHO, HCHO 0,25 Nhóm 2: Khơng có tượng gì: CH2=CH-CH2-OH, CH2=CH-COOH, CH3CH2OH t0 CH2=CH-CHO+2AgNO3+3NH3+H2O  → CH2=CH-COONH4+2Ag ↓ + 2NH4NO3 t HCHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O  → (NH4)2CO3 +4Ag ↓ + 4NH4NO3 t Hoặc: HCHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O  → NH4HCO3 +2Ag ↓ + 2NH4NO3 *Nhóm 1: Cho tác dụng với dung dịch Br2/CCl4 chất làm màu nâu đỏ dung Câu (3,0 điểm) 0,25 dịch brom → CH2=CH-CHO CCl CH2=CH-CHO + Br2  → CH2Br-CHBr-CHO Chất không làm màu dung dịch Br2/CCl4 HCHO *Nhóm 2: - Dùng quỳ tím n/biết dung dịch CH 2=CH-COOH làm quỳ tím chuyển 0,25 màu đỏ D/dịch khơng làm đổi màu quỳ tím là: CH2=CH-CH2-OH, CH3CH2OH - Dùng dung dịch brom để nhận biết: 0,25 Chất làm màu dung dịch brom CCl4 là: CH2=CH-CH2-OH CH2=CH-CH2-OH + Br2 → CH2Br-CHBr-CH2OH Chất không làm màu dung dịch brom là: CH3CH2OH Chú y: Nhận biết chất 0,25 điểm 0,25 (1,75 điểm) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word C5H6O3 có cơng thức cấu tạo là: CH2=CH-OOC-CH2-CHO Phương trình phản ứng: H ,t CH2=CH-OOC-CH2-CHO + H2O  → CH3CHO + HOOC-CH2-CHO 0,25 t CH3CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O  → CH3COONH4 +2Ag ↓ + 2NH4NO3 0,25 + o t CH3COONH4 + NaOH  → CH3COONa + NH3 ↑ + H2O o 0,25 CaO,t o CH3COONa + NaOH → CH4 + Na2CO3 0,25 COOH | t CH +2AgNO3+4NH3+H2O  → H4NOOC-CH2-COONH4+2Ag ↓ +2NH4NO3 | CHO o 0,25 H4NOOC-CH2-COONH4 + 2NaOH → NaOOC-CH2-COONa + 2NH3 + 2H2O o CaO,t NaOOC-CH2-COONa + 2NaOH  → CH4 + 2Na2CO3 0,25 0,25 Câu (4,0 điểm) (0,75 điểm) CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O n CO2 = n BaCO3 = 0,36 (mol); m CO2 + m H2O = 23,4 gam →n H O = 0,42 (mol) Trong 50,4 lít khơng khí: n O2 = 0,45 (mol); n N = 1,8 (mol) Khí N2: n N2 = 1,86 (mol) > n N ( khơng khí ) → P/ứng cháy sinh 0,06 mol N2 0,25 Gọi A CxHyOzNt (x, y, z nguyên dương) CxHyOzNt + ( x+ y z t y - )O2 → xCO2 + H2O + N2 2 0,12 0,45 → x = 3; y = 7; z = 2; t = 0,36 0,42 0,06 (mol) 0,25 Vậy A C3H7O2N 0,25 (1,5 điểm) − B làm màu dung dịch Br2 không màu dung dịch KMnO4 → B metylxiclopropan 0,25 xiclo-C3H5 -CH3+ Br2 → CH3-CHBr-CH2-CH2Br − F không làm màu dung dịch Br2 → F xiclobutan 0,25 − A, D, E phản ứng với H2 thu sản phẩm → A, D, E có cùng mạch cacbon (anken không nhánh) Ni, t C4H8 + H2  → CH3-CH2-CH2-CH3 0,5 − Sản phẩm từ D, E cặp đồng phân hình học Nhiệt độ sơi E cao → E cisbut-2-en; D trans-but-2-en http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word → A phải but-1-en − C phải 2-metylpropen 0,25 0,25 (1,75 điểm) * Điều chế axit succinic 40 C CH2=CH−CH=CH2 + Br2 dd  → Br-CH2-CH=CH-CH2-Br Br-CH2-CH=CH-CH2-Br + 2NaOH loãng → HOCH2CH=CHCH2OH+ 2NaBr 0,25 0,25 Ni, t HOCH2CH=CHCH2OH + H2  → HOCH2CH2CH2CH2OH to HOCH2CH2CH2CH2OH + 2CuO  → OHC-CH2-CH2-CHO+2Cu+2H2O xt, t OHC-CH2-CH2-CHO + O2  → HOOC−CH2−CH2−COOH * Điều chế axeton o 0,25 0,25 0,25 Ni, t CH2=CH−CH=CH2 + 2H2  → CH3CH2CH2CH3 o t CH3CH2CH2CH3  → CH2=CH-CH3 + CH4 CH - CH- CH xt, t o | CH2=CH-CH3 + H2O  → OH CH - CH- CH CH - C- CH to | || + CuO  + Cu + H2O → OH O 0,25 0,25 (1,5 điểm) Đặt CTTQ E: CxHyOz (x, y, z nguyên dương) n CO2 = 0,12mol; n H2O = 0,07 mol ⇒ mC = 1,44 gam; mH = 0,14 gam; mO= 0,25 0,96 gam Ta có tỷ lệ: x: y: z = 6:7:3 ⇒ CTPT của E: (C6H7O3)n 0,25 Ta có: n E : n NaOH = 1: Vậy E có chức este, Suy E có nguyên tử oxi (n = 2) Câu (4,0 điểm) Vậy CTPT E: C12H14O6 ( M= 254 g/mol) Vậy E: (RCOO)3R' 0,25 (RCOO)3R’+ 3NaOH → 3RCOONa + R’(OH)3 (1) Có: n R(OH)3 = n (RCOO)3 R' = 0,1 (mol) n CO2 = 0,3mol Do tỷ lệ n R(OH)3 n CO2 = 0,1 = Vậy R có nguyên tử C 0,3 0,25 Vậy CTCT ancol: CH2OH-CHOH-CH2OH ( Glixerol) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Ta có: m RCOONa = 254.0,1 +12 - 0,1.92 = 28,2gam Từ (1): M RCOONa = 28,2/0,3 = 94 → R = 27 ( C2H3-) CH = CH- COO- CH | Vậy CTCT E: CH = CH- COO- CH 0,25 | CH = CH- COO- CH 0,25 (2,5 điểm) CTCT A: CH2=CH-COOH (x mol), đồng phân đơn chức este : HCOOCH=CH2 (y mol); este vòng CH - CH- C = O \ / O CH - C = O | | CH - O có tổng số mol z (mol) CH2=CH-COOH + NaOH → CH2=CH-COONa + H2O (2) t → HCOONa + CH3CHO HCOOCH=CH2 + NaOH  CH - C = O | | CH - O CH - CH- C = O \ t0 → HOCH2-CH2-COONa + NaOH  / t0 → CH3-CH(OH)-COONa + NaOH  O Hỗn hợp (D): CH3CHO, H2O(h)   0,5  (3)     0,25   (4) (4’) CH3CHO+2AgNO3+3NH3+H2O → CH3COONH4+2Ag+2NH4NO3 (5) Chất rắn (B):     0,25   CH2=CH-COONa; HCOONa; HOCH2-CH2-COONa CH3-CH(OH)COONa CH2=CH-COONa + NaOH (r) t  → CH2=CH2 + Na2CO3 (6) HCOONa + NaOH (r) CaO,t  → H2 + Na2CO3 (7) CaO,t HOCH2-CH2-COONa + NaOH → CH3-CH2-OH + Na2CO3 (8)     0,25    CaO,t CH3-CH(OH)-COONa + NaOH → CH3-CH2-OH + Na2CO3 (8’) Hỗn hợp (F): C2H4; H2, C2H5OH (G) 0,25 Ni,t Hỗn hợp (N) : C2H4 + H2  → C2H6 (9) (G) : 2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2 (10) Từ (3,5): y = 0,1(mol) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 10 Từ (3,7): n H = 0,1(mol) Từ (9) Độ giảm số mol của N = 0,05 mol = n H2 (pứ) M P = 8.2 = 16 ( mP = mN ) nên P gờm: H2 dư C2H6 (p/ứng hồn tồn) Ta có: nP = n N - 0,05 = x + 0,1 - 0,05 = (x + 0,05) mol; 0,25 mN = (28x + 0,2)gam Suy ra: M P = 28 x+ 0.2 =16 ⇒ x = 0,05 mol x+ 0,05 Từ (4,8,10): có n H2 = 0,05 mol → z = 0,1 mol Vậy: x = 0,05mol ⇒ m(CH2=CH-COOH) = 3,6 gam y = 0,1mol z = 0,1mol ⇒ mrắn B = 94.x+68.y+112.z = 94.0,05+68.0,1+0,1.112=22,7 gam Chú y: HS làm theo cách khác cho đủ điểm, điểm làm tròn đến 0,25 0,25 0,25 0,25 -Hết - http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 11 ... ( 1 ,25 điểm) Cấu hình electron: (3,5 11 điểm) 12 Điểm Na: 1s22s22p63s1 → Na+: 1s22s22p6 Mg: 1s22s22p63s2 → Mg2+: 1s22s22p6 Al: 1s22s22p63s22p1→Al3+: 1s22s22p6 13 O2-: 1s22s22p6 9F-: 1s22s22p6... http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word SỞ GD& ĐT NINH BÌNH HDC ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ hai - Năm học 2 0 12 – 20 13 MÔN: HÓA HỌC Ngày thi 18 / 12/ 2 0 12 (Hướng dẫn chấm gồm... CH2=CH−CH=CH2 + Br2 dd  → Br-CH2-CH=CH-CH2-Br Br-CH2-CH=CH-CH2-Br + 2NaOH loãng → HOCH2CH=CHCH2OH+ 2NaBr 0 ,25 0 ,25 Ni, t HOCH2CH=CHCH2OH + H2  → HOCH2CH2CH2CH2OH to HOCH2CH2CH2CH2OH + 2CuO