Đề thi chọn học sinh giỏi thành phố Đà Nẵng năm học 2009 - 2010 môn: Hóa học lớp 11

 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ
NĂM HỌC 2009 - 2010
MễN: HểA HỌC LỚP 11
Thời gian: 150 phỳt (khụng kể thời gian giao đề)
Cõu I	(2,0 điểm)
Trộn lẫn phốn sắt-amoni [NH4Fe(SO4)2.12H2O], dung dịch nhụm sunfat và axit sunfuric người ta thu được 400ml dung dịch A. Chia A thành hai phần bằng nhau. Thờm dung dịch BaCl2 dư vào phần 1 thu được 13,98 gam kết tủa. Mặt khỏc thờm từ từ đến dư dung dịch Ba(OH)2 vào phần 2 và đun núng thỡ thu được khớ duy nhất. Khối lượng kết tủa lớn nhất và nhỏ nhất thu được tương ứng là 16,61 gam và 15,05 gam. Tớnh pH của dung dịch A (bỏ qua tương tỏc của cỏc ion với nước).
Cho biết Kb của NH3 = 1,8.10-5, hóy tớnh pH của cỏc dung dịch sau:
dung dịch NH3 0,1 M. 
dung dịch hỗn hợp NH3 0,1M và NH4Cl 0,1 M. 
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
Dung dịch A chứa H+, NH4+, Fe3+, Al3+ và SO42-.
Phần 1 : 	Ba2+ + SO42- đ BaSO4Œ	(1)
nBa2+ = nBaSO4 = = 0,06mol
Phần 2 :	H+ + OH- đ H2O	(2)
	Ba2+ + SO42- đ BaSO4Œ	(3)
	NH4+ + OH- đ NH3# + H2O	(4)
	Fe3+ + 3OH- đ Fe(OH)3Œ	(5)
	Al3+ + 3OH- đ Al(OH)3Œ	(6)
	Al(OH)3 + OH- đ Al(OH)4-	            (7)
Kết tủa lớn nhất gồm BaSO4, Fe(OH)3, Al(OH)3; Kết tủa bộ nhất khi Al(OH)3 tan hết. 
mAl(OH)3 = mŒmax - mŒmin ị nAl3+ = nAl(OH)3 = = 0,02mol
mFe(OH)3 = mŒmin - mBaSO4 ị nFe3+ = nFe(OH)3 = 
                  = 0,01mol = 
Áp dụng định luật bảo toàn điện tớch cho dung dịch A ta được:
ị nH+ = 2nSO42- - nNH4+ - 3nFe3+- 3nAl3+ = 0,02mol, ị pH = -lg = 1
1,5
a) [OH-] = = = 1,3416.10-3 ị pOH = 2,9 
 pH = 14 – 2,9 = 11,1 
b) pOH = pKb - lg= - lg 1,8.10-5 -  = 4,7 ị pH = 14 - 4,7 = 9,3
0,5 
Cõu II	(2,25 điểm)
Cho cõn bằng húa học: N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k), ∆H = -92 kJ
      Nếu xuất phỏt từ hỗn hợp chứa N2 và H2 theo tỉ lệ mol = 1: 3 thỡ khi đạt cõn bằng ở điều kiện tối       ưu (450 0C và 300 atm), NH3 chiếm 36% thể tớch. 
Tớnh hằng số cõn bằng Kp ở 4500C. 
Giữ ỏp suất khụng đổi (300 atm), cần tiến hành phản ứng ở nhiệt độ nào để khi cõn bằng, NH3 chiếm 40% về thể tớch. 
Cho hỗn hợp X gồm Al, Fe, Au vào dung dịch HCl đậm đặc, dư thỡ thu V lớt khớ H2 ở đktc và hỗn hợp A. Cho từ từ dung dịch HNO3 đậm đặc vào hỗn hợp A đến khi khớ ngừng thoỏt ra thấy cú 0,2 mol HNO3 đó phản ứng, thu được 4,48 lớt (ở đktc) một khớ khụng màu húa nõu trong khụng khớ và dung dịch B. Lọc bỏ bó rắn trong hỗn hợp A rồi cho toàn bộ dung dịch nước lọc tỏc dụng với dung dịch NaOH dư thu được 13,5 gam kết tủa. Mặt khỏc, nếu cụ cạn dung dịch B thỡ thu được 83,25 gam muối khan. Tớnh thành phần % khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp X và V.
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
1. 
a)  Gọi x1, x2, x3 là % số mol của N2 , H2, NH3 ở trạng thỏi cõn bằng. Do tỉ lệ % về số mol bằng tỉ lệ % về thể tớch ở cựng điều kiện, nờn ở trạng thỏi cõn bằng ta cú : 
x3 = 0,36 , x1 + x2 = 0,64 ; trong đú x1 = 0,16 , x2 = 0,48 
Hằng số cõn bằng: Kp = 
b) Ở trạng thỏi cõn bằng: x3 = 0,40 , x1 = 0,15 , x2 = 0,45
Ở nhiệt độ khảo sỏt T2 : Kp’ = 
Từ phương trỡnh Van’t Hoff ta cú : 
ln tức 2810C 
0,5 
0,5 
2.     
      Hỗn hợp A gồm AlCl3, FeCl2, HCl và Au.
      Dung dịch B gồm AlCl3, FeCl3, AuCl3
      Gọi x, y, z lần lượt là số mol của Al, Fe, Au.
       (1) 2Al + 6H+ đ 2Al3+ + 3H2 
 (2) Fe + 2H+ đ Fe2+ + H2 
 (3) 3Fe2+ + NO3- + 4H+ đ 3Fe3+ + NO + 2H2O 
 (4) Au + 3HCl + HNO3 đ AuCl3 + NO + 2H2O 
Hoặc : (4) Au + 4HCl + HNO3 đ HAuCl4 + NO + 2H2O 
 (5) H+ + OH- đ H2O 
              (6) Fe2+ + 2OH- đ Fe(OH)2 
 (7) Al3+ + 4OH- đ [Al(OH)4]-  
      Áp dụng định luật bảo toàn electron ta cú:
              y + 3z = 3nNO= 0,6 mol
     Cho AlCl3, FeCl2, HCl tỏc dụng với dung dịch NaOH dư thu kết tủa Fe(OH)2, ta cú:               90y = 13,5 gam
     Khối lượng muối trong dung dịch B:
              133,5x + 162,5y + 303,5z = 83,25 gam
     Giải ra được:
             x = 0,1 mol, y = 0,15 mol, z = 0,15 mol.
             mX = 40,65 gam
     Vậy %mAl= 6,64%, %mFe= 20,66%, %mAu = 72,69%
       nH2 = 0,3 mol, = 6,72 lớt
0,5 
TT: 0,75 
Cõu III	(2,0 điểm)
So sỏnh độ dài liờn kết đơn C–C trong etan và trong buta-1,3-đien. Giải thớch.
Biểu diễn hai cấu dạng bền nhất và kộm bền nhất của butan ở nhiệt độ thường.
Hai hợp chất hữu cơ A và B đều cú cụng thức phõn tử C5H10. Cả hai đều khụng phản ứng với Cl2 trong tối và lạnh. A phản ứng với Cl2 cú ỏnh sỏng tạo một sản phẩm duy nhất là C5H9Cl, B tỏc dụng với Cl2 trong cựng điều kiện tạo 6 đồng phõn C5H9Cl khỏc nhau, cú thể phõn biệt bằng phương phỏp vật lý. Hóy xỏc định cấu trỳc của A, B và cỏc sản phẩm monoclo đú.
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
1.  
      Độ dài liờn kết đơn C –C trong etan lớn hơn trong buta-1,3-đien. 
      Vỡ liờn kết C-C trong etan tạo bởi hai obitan lai húa sp3, cũn liờn kết C-C trong       buta-1,3-đien được tạo bởi hai obitan lai húa sp2. 
0,5 
2. 
0,5 
3.  
     A và B cú cụng thức C5H10 nờn chỳng cú thể là anken hoặc xicloankan. Theo đều      bài, cỏc chất này khụng tỏc dụng với Cl2 tối và lạnh nờn A và B là cỏc xicloankan.
     A tỏc dụng với Cl2 cho một monoclo duy nhất nờn A là xiclopentan
     B tỏc dụng với Cl2 (ỏnh sỏng) tạo ra 6 dẫn xuất monoclo, nờn B phải là      metylxiclobutan.
0,25 
0,75
Cõu IV	(1,75 điểm)
1.   Từ toluen và cỏc chất vụ cú cần thiết, viết cỏc phản ứng điều chế axit 2-brom-4-nitrobenzoic.
2.   Xỏc định A, B, C. Hoàn thành cỏc phương trỡnh húa học trong sơ đồ sau
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
1. 
0,5 
2.  Cụng thức cấu tạo của cỏc chất là:
1,25 
Cõu V	(2,0 điểm)
So sỏnh (cú giải thớch) độ mạnh tớnh axit của cỏc hợp chất: phenol, p-crezol, p-nitrophenol, axit picric.
Từ một loại tinh dầu người ta tỏch được chất A chứa 76,92%C; 12,82%H và 10,26%O trong phõn tử, MA = 156 đvC. A cũn được điều chế bằng cỏch hiđro hoỏ cú xỳc tỏc chất 2-isopropyl-5-metylphenol (B). (a) Xỏc định cấu tạo của A. (b) Đun núng A với H2SO4 đặc ở 180oC thu được chất D, hidrat húa D tạo ra chất E. Xỏc định E và viết phương trỡnh phản ứng, biết cỏc phản ứng đều tạo sản phẩm chớnh. (c) So sỏnh độ mạnh tớnh axit của A với B.
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
    (a) Độ mạnh tớnh axit: 
Giải thớch: 
     Tớnh axit càng mạnh khi liờn kết O-H càng phõn cực. Nhúm đẩy electron (CH3-)      làm giảm độ phõn cực liờn kết O-H nờn giảm độ mạnh tớnh axit, cũn nhúm hỳt      electron (-NO2) làm tăng độ mạnh tớnh axit. Khi nhúm -NO2 tăng, tớnh axit tăng.
0,25 
0,50 
2.  (a) Đặt cụng thức tổng quỏt của A là CxHyOz, ta cú:
ị cụng thức phõn tử của A là C10H20O
Theo giả thiết B cú cụng thức cấu tạo (I). So sỏnh cụng thức phõn tử của B (C10H14O) với A (C10H20O), ta thấy B kộm A sỏu nguyờn tử H và B cú vũng benzen, chỉ cộng được với ba phõn tử hidro suy ra A cú cụng thức cấu tạo (II):
(b) Phương trỡnh phản ứng:
Tớnh axit của B > A do nhõn thơm trong B hỳt electron làm tăng sự phõn cực của liờn kết O-H.
0,5 
0,25 
0,25 
0,25 
 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ
NĂM HỌC 2009 - 2010
MễN: HểA HỌC LỚP 11
Thời gian: 150 phỳt (khụng kể thời gian giao đề)
ĐỀ CHÍNH THỨC: Đề này gồm cú hai (2) trang. 
Cõu I	(2,0 điểm)
Trộn lẫn phốn sắt-amoni [NH4Fe(SO4)2.12H2O], dung dịch nhụm sunfat và axit sunfuric người ta thu được 400ml dung dịch A. Chia A thành hai phần bằng nhau. Thờm dung dịch BaCl2 dư vào phần 1 thu được 13,98 gam kết tủa. Mặt khỏc thờm từ từ đến dư dung dịch Ba(OH)2 vào phần 2 và đun núng thỡ thu được khớ duy nhất. Khối lượng kết tủa lớn nhất và nhỏ nhất thu được tương ứng là 16,61 gam và 15,05 gam. Tớnh pH của dung dịch A (bỏ qua tương tỏc của cỏc ion với nước).
Cho biết Kb của NH3 = 1,8.10-5, hóy tớnh pH của cỏc dung dịch sau:
dung dịch NH3 0,1 M. 
dung dịch hỗn hợp NH3 0,1M và NH4Cl 0,1 M. 
Cõu II	(2,25 điểm)
Cho cõn bằng húa học: N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k), ∆H = -92 kJ
      Nếu xuất phỏt từ hỗn hợp chứa N2 và H2 theo tỉ lệ mol = 1:3 thỡ khi đạt cõn bằng ở điều kiện tối       ưu (450 0C và 300 atm), NH3 chiếm 36% thể tớch. 
Tớnh hằng số cõn bằng Kp ở 4500C. 
Giữ ỏp suất khụng đổi (300 atm), cần tiến hành phản ứng ở nhiệt độ nào để khi cõn bằng, NH3 chiếm 40% về thể tớch. 
Cho hỗn hợp X gồm Al, Fe, Au vào dung dịch HCl đậm đặc, dư thỡ thu V lớt khớ H2 ở đktc và hỗn hợp A. Cho từ từ dung dịch HNO3 đậm đặc vào hỗn hợp A đến khi khớ ngừng thoỏt ra thấy cú 0,2 mol HNO3 đó phản ứng, thu được 4,48 lớt (ở đktc) một khớ khụng màu húa nõu trong khụng khớ và dung dịch B. Lọc bỏ bó rắn trong hỗn hợp A rồi cho toàn bộ dung dịch nước lọc tỏc dụng với dung dịch NaOH dư thu được 13,5 gam kết tủa. Mặt khỏc, nếu cụ cạn dung dịch B thỡ thu được 83,25 gam muối khan. Tớnh thành phần % khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp X và V.
Cõu III	(2,0 điểm)
So sỏnh độ dài liờn kết đơn C–C trong etan và trong buta-1,3-đien. Giải thớch.
Biểu diễn hai cấu dạng bền nhất và kộm bền nhất của butan ở nhiệt độ thường.
Hai hợp chất hữu cơ A và B đều cú cụng thức phõn tử C5H10. Cả hai đều khụng phản ứng với Cl2 trong tối và lạnh. A phản ứng với Cl2 cú ỏnh sỏng tạo một sản phẩm duy nhất là C5H9Cl, B tỏc dụng với Cl2 trong cựng điều kiện tạo 6 đồng phõn C5H9Cl khỏc nhau, cú thể phõn biệt bằng phương phỏp vật lý. Hóy xỏc định cấu trỳc của A, B và cỏc sản phẩm monoclo đú.
Cõu IV	(1,75 điểm)
1.   Từ toluen và cỏc chất vụ cú cần thiết, viết cỏc phản ứng điều chế axit 2-brom-4-nitrobenzoic.
2.   Xỏc định A, B, C. Hoàn thành cỏc phương trỡnh húa học trong sơ đồ sau
Cõu V	(2,0 điểm)
So sỏnh (cú giải thớch) độ mạnh tớnh axit của cỏc hợp chất: phenol, p-crezol, p-nitrophenol, axit picric.
Từ một loại tinh dầu người ta tỏch được chất A chứa 76,92%C; 12,82%H và 10,26%O trong phõn tử, MA = 156 đvC. A cũn được điều chế bằng cỏch hiđro hoỏ cú xỳc tỏc chất 2-isopropyl-5-metylphenol (B). (a) Xỏc định cấu tạo của A. (b) Đun núng A với H2SO4 đặc ở 180oC thu được chất D, hidrat húa D tạo ra chất E. Xỏc định E và viết phương trỡnh phản ứng, biết cỏc phản ứng đều tạo sản phẩm chớnh. (c) So sỏnh độ mạnh tớnh axit của A với B.
---------------------HẾT-------------------
Chỳ ý: Học sinh được sử dụng Hệ thống tuần hoàn cỏc nguyờn tố húa học và mỏy tớnh cỏ nhõn đơn giản theo quy định của Bộ Giỏo dục và Đào tạo. Giỏm thị khụng giải thớch gỡ thờm.