Đề thi môn Hóa học Lớp 11 (Dành cho học sinh THPT chuyên) - Kỳ thi chọn học sinh giỏi năm học 2014-2015 - Sở giáo dục và đào tạo Vĩnh Phúc

SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC
ĐỀ ĐỀ XUẤT
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 NĂM HỌC 2014-2015
ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC
(Dành cho học sinh THPT chuyên )
(Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề)
Câu 1 (1,5 điểm):
	1. Hợp chất vô cơ X thành phần có 2 nguyên tố. 120 < MX < 145. Cho X phản ứng với O2 thu được chất duy nhất Y. Cho Y phán ứng với H2O thu được 2 axit vô cơ và A và B. A phản ứng với dung dịch AgNO3 thu được kết tủa trắng (C) kết tủa này tan trong dung dịch NH3. B phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được muối D. D phản ứng với dung dịch AgNO3 thu được kết tủa vàng (E). Chất X khi phản ứng với H2O thu được 2 axit là G và A, khi đun nóng G thu được axit (B) và khí H. Xác định công thức phân tử các chất và viết các phương trình phản ứng xảy ra	
	2. Silic có cấu trúc tinh thể giống kim cương. Tính bán kính của nguyên tử silic. Cho khối lượng riêng của silic tinh thể bằng 2,33g.cm-3; khối lượng mol nguyên tử của Si bằng 28,1g.mol-1.
Câu 2 (1,5 điểm). Một số phản ứng hóa học sau đây được dùng để tạo ra nhanh chóng một lượng lớn khí N2 trong các túi an toàn trên ôtô. 
	2NaN3(r) 2Na (r) + 3N2(k)	(1)
	10Na + 2KNO3 K2O + 5Na2O + N2(k)	(2)
	K2O + Na2O + SiO2 Silicat kiềm ( thủy tinh)	(3)
 1) Hãy viết cấu trúc của anion azit và phân tử N2.
 2) Tính số gam NaN3 và KNO3 để tạo ra N2 đủ để nạp đầy túi khí an toàn 15 lít ở 500C và 1,25 atm.
 3) Hãy viết cân bằng riêng biệt cho sự phân hủy nitro glixerin. Sau đó viết một phương trình cân bằng cho sự phân hủy chì azit dùng trong sự nổ. Nêu điểm giống và khác nhau trong các phản ứng của natriazit, nitro glixerin và chì azit.
 4) Hãy viết phương trình phản ứng giữa NaN3 và axit H2SO4 để tạo ra HN3 và Na2SO4 .
 5) Khi cho 60 gam NaN3 phản ứng với 100 ml H2SO4 3M thì có bao nhiêu gam axit HN3 tạo 
Bài 3 (1,5 điểm).
 Cho pin: Pt½Fe3+ (0,05M), Fe2+ (0,5M)½½Mn2+ (0,02M), MnO (0,2M), H2SO4 (xM)½Pt, ở 250C. Bỏ qua sự tạo phức hiđroxo, H2SO4 phân li hoàn toàn.
	1) Khi x = 0,5M thì phản ứng xảy ra theo chiều nào? Viết phản ứng tổng quát khi pin hoạt động. Tính suất điện động của pin và hằng số cân bằng của phản ứng.
	2) Thêm một lượng KCN vào bên điện cực trái của pin sao cho các phản ứng tạo phức xảy ra hoàn toàn. Tính suất điện động của pin. 
Fe3+ + 6CN- Fe(CN)	bIII = 1042
Fe2+ + 6CN- Fe(CN)	bII = 1035
Câu 4 (1,5 điểm). 
	1. Từ metyl xiclopropyl xeton và hợp chất cơ magie tuỳ ý chọn, viết sơ đồ phản ứng điều chế 2,6-đimetyl-9-bromnona-2,6-đien.
2. Viết công thức các sản phẩm tạo thành từ các phản ứng sau:
a. Alyl bromua + xiclohexyl magie bromua.
b. Xiclo penta-1,3-đien + đimetyl but-2-inoat.
Câu 5 (1,0 điểm). 
 Cho 39,84 g hỗn hợp F gồm Fe3O4 và kim loại M vào dung dịch HNO3 đun nóng, khuấy đều hỗn hợp để phản ứng hoàn toàn thu được 4,48 lít khí NO2 là sản phẩm khử duy nhất (ở đktc), dung dịch G và 3,84g kim loại M. Cho 3,84g kim loại M vào 200ml dung dịch H2SO4 0,5M và KNO3 0,5M khấy đều thì thu được dung dịch H, khí NO duy nhất. Cho dung dịch NH3 dư vào dung dịch G thu được kết tủa K. Nung K trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 24g chất rắn R.
1) Tìm kim loại M (biết M có hóa trị không đổi trong các phản ứng trên)
2) Cô cạn cẩn thận dung dịch H thu được bao nhiêu gam muối khan?
Câu 6 (1,0 điểm) . Một dung dịch monoaxit HA nồng độ 0,373% có khối lượng riêng bằng 1,000 g/ml và pH = 1,70. Khi pha loãng gấp đôi thì pH = 1,89.
	1. Xác định hằng số ion hóa Ka của axit.
	2. Xác định khối lượng mol và công thức của axit này. Thành phần nguyên tố của axit là: hiđro bằng 1,46%, oxi bằng 46,72% và một nguyên tố chưa biết X (% còn lại).
Câu 7 (2,0 điểm) 
 	1. Một hiđrocacbon X thường được sử dụng trong công nghệ sản xuất nước hoa. Khi pha lẫn farnezen (có công thức là C15H24) với X rồi làm bay hơi hết hỗn hợp thu được 1,568 lít hơi (đktc). Đốt cháy hết lượng hỗn hợp trên thu được 19,04 lít CO2 và 12,96 gam nước. Khi đốt cháy hết 3,174 gam X thu được 10,12 gam CO2. Xác định công thức phân tử của X.
X không làm mất màu dung dịch Br2. Khi tham gia phản ứng với H2 đun nóng với xúc tác Ni, X chỉ phản ứng theo tỉ lệ 1 : 1 và sinh ra hỗn hợp 4 sản phẩm gồm
 (A) (B) (C) (D)
 Xác định công thức cấu tạo của X.
 2. Có các chất lỏng mất nhãn riêng biệt sau đây: etanol, metanol, toluen, benzen, glixerol, CHCl3, dung dịch HCHO, dung dịch CH3CHO, dung dịch CH3COOH. Hãy nhận biết các chất lỏng và dung dịch trên.
Hết
SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 NĂM HỌC 2014-2015
HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HOÁ HỌC
(Dành cho học sinh THPT chuyên )
Câu 1
1,5 đ
Cho X phản ứng với O2 được Y. Vậy X có tính khử.
X và Y khi thuỷ phân đều ra 2 axít vậy X là hợp chất của 2 phi kim. Axít A phản ứng vứi AgNO3 tạo ¯trắng (C) tan trong NH3 Vậy (C) là AgCl và A là HCl do đó trong X chứa Clo. vì Clo có số oxi hoá âm vậy nguyên tố phi kim còn lại là có số oxi hoá dương nên axít B là axít có oxi. Muối D phản ứng với AgNO3 tạo ¯vàng vậy muối D là muối PO43- nên axít B là H3PO4. Vậy X là hợp chất của P và Cl. Với MX trong khoảng 120 < MX < 145 nên X là PCl3. Y là POCl3 Thuỷ phân X được axít G và A vậy G là H3PO3. 
Các phản ứng minh hoạ: 
PCl3 + O2 ® POCl3 
POCl3 + 3HOH H3PO4 + 3HCl	
HCl + AgNO3 ® AgCl + HNO3 
AgCl + 2NH3 ® [Ag(NH3)2]Cl
H3PO4 + 3NaOH ® Na3PO4 + 3H2O 
 Na3PO4 + 3AgNO3 ® Ag3PO4¯vàng + 3NaNO3
PCl3 + 3HOH ® H3PO3 + 3HCl 
4H3PO3 PH3 + 3H3PO4 
2.
Trong cấu trúc kiểu kim cương (Hình bên) 
độ dài của liên kết C-C bằng 1/8 độ dài đường chéo d của tế bào đơn vị.
 Mặt khác, d = aÖ 3, với a là độ dài của cạnh tế bào. 
 Gọi ρ là khối lượng riêng của Si. 
ρ = = = 2,33
suy ra: a = [8 . 28,1 / 6,02.1023 . 2,33]1/3 cm = 5,43.10-8 .
d = a Ö 3 = 9,40.10-8 cm; r Si = d : 8 = 1,17.10-8 cm = 0,117nm 
0,5
0,5
0,25
0,25
Câu 2
1,5 đ
1). 
2) Số mol N2 = PV/RT = (1,25 atm)(15L)/(0,08206 L atm K-1mol-1)(323K) = 0,707 mol
	2 mol natri azit sinh ra 3,2 mol nitơ.
 Khối lượng natri azit cần có sinh ra 0,707 mol nitơ = (2)(0,707/3,2)(65gam) = 29 gam
3) 	4C3H5(NO3)3 → 6 N2 + O2 + 12 CO2 + 10 H2O
	Pb(N3)2 → Pb + 3N2
Trong cả 3 phản ứng, các chất tham gia phản ứng đều là chất rắn hoặc chất lỏng có thể tích nhỏ. Một thể tích lớn Nitơ được sinh ra. Nitroglycerin sinh ra cả những khí khác nữa.
 Các phân tử khí nitơ có liên kết 3 nên rất bền. Vậy các phản ứng đều toả nhiệt mạnh và các khí sinh ra dãn nở nhanh.
4) 2 NaN3+ H2SO4 → 2HN3 + Na2SO4
5) 	 n (NaN3) = 60g / (65g/mol) = 0,923 mol 
	H2SO4 = 3 mol/L ´ 0,1 L = 0,3 mol
 HN3 = (2)(0,3 mol)(43,0 g/mol) = 26 gam
0,5
0,5
0,25
0,25
Câu 3
1,5 đ
Câu 4
1,5 đ
1) MnO + 8H+ + 5e D Mn2+ + 4H2O
	= 
 Fe3+ + e D Fe2+
Phản ứng xảy ra:
 5Fe2+ + MnO+ 8H+ ® 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
 Epin = 1,522 - 0,711 = 0,811 (V)
 Hằng số cân bằng: K = 
	2) Có các quá trình: 
	Fe(CN) D Fe3+ + 6CN-	(bIII)-1
	Fe3+ + e D Fe2+	K1
	Fe2+ + 6CN- D Fe(CN)	bII 
	_____________________________________________
 Fe(CN) + e D Fe(CN)	K2 = K1 (bIII)-1. bII
	K2 = 
	bII, bIII rất lớn nên [Fe(CN)] = 0,05M; [Fe(CN)] = 0,5M
	 = 0,357 + 0,059 lg = 0,298 (V)
	Epin = 1,522 - 0,298 = 1,224 (V)
1. 
2. a. CH2 = CH-CH2Br + C6H11MgBr → CH2 = CH-CH2C6H11 + MgBr2
0,25
0,5
0,25
0,5
0,75
0,25
0,25
0,25
Câu 5
1,0 đ
1.
Fe3O4 + 10HNO3	® 3Fe(NO3)3 + NO2­ + 5H2O	(1)
 M 	 +	2nHNO3	® M(NO3)n + n NO2­ + n H2O	(2)
 M + n Fe (NO3)3 ® n Fe(NO3)2 + M(NO3)n	(3)
Nếu M(OH)n ¯ không tan trong dd NH3 thì chất rắn R gồm Fe2O3 và M2On lúc đó:
	2Fe3O4 ® 3Fe2O3
	2M	 ® M2On
thì mR > 36g nhưng mR = 24g < 36g. Vậy M(OH)n tan trong dung dịch NH3
+ mol. Khối lượng F tan trong HNO3 là 36 gam
Trường hợp 1: Không có phản ứng (3)
	Fe(NO3)3 + 3 NH3 + 3H2O ® Fe(OH)3¯ + 3 NH4NO3	(4)
	2 Fe(NO3)3 ® Fe2O3 + 3 H2O	(5) 
mol. Theo (1), (4), (5) = 0,1 mol
= 0,1 . 232 = 23,3g Þ mM tham gia phản ứng (2) là 36 - 23,2 = 12,8g;
do (2) sinh ra là 0,1mol
Þ M = 128n Þ loại
Trường hợp 2: Có phản ứng (3) lúc đó không có (4), (5) mà có phản ứng:
	Fe(NO3)2 + 2 NH3 + 2H2O ® Fe(OH)2 + 2 NH4NO3	(6)
	4 Fe(OH)2 + O2 2 Fe2O3 + 4 H2O	(7) 
mol. Theo (1), (3), (6), (7) Þ = 0,1mol
= 0,1 . 232 = 23,3g 
Þ Khối lượng M phản ứng với (2), (3) là 39 - 23,2 = 12,8 (g);
nM phản ứng (2), (3) là mol
Suy ra M = 32n. Cặp nghiệm hóa học duy nhất là 	n = 2;	M = 64	
M là Cu
3 Cu + 8 H+ + 2® 3 Cu2+ + 2NO + 4H2O
= 0,2.0,5.2 = 0,2 (mol); nCu = 0,06(mol); = 0,5.0,2 = 0,1 (mol)
	Cu2+: 0,06mol; : 0,06 mol
	H+: 0,04 mol
Dung dịch sau phản ứng gồm:	K+: 0,1 mol; : 0,1 mol
Khi cô cạn 0,04 mol HNO3 phân hủy
mH = 
	 = 18,72 (g)	
0,25
0,5
0,25
Câu 6
1,0đ
HA → H+ + A-	(1)	 (2)
Bỏ qua sự phân li của nước, ta có: [H+] = [A-] và c (nồng độ mol của axit) = [A-] + [HA]
Thay [H+] = [A-] và [HA] = c - [H+] vào (2), ta được (3)
Khi pH = 1,70 thì [H+] = 10 -1,70 = 0,0200; Khi pH = 1,89 thì [H+] = 10 -1,89 = 0,0129
Thay các kết quả này vào (3) ta được hệ phương trình:
 (I)
 (II)
Giải hệ phương trình (I,II) ta được c = 0,0545 và Ka = 0,0116.
Vậy c = 0,0545 mol/l và Ka = 0,0116
2. Trong 1 lít dung dịch có 0,0545 mol axit và khối lượng của nó là: 
1000ml × 1,000g/ml × 0,00373 = 3,73g 
Khối lượng mol của axit là: = 68,4 g/mol.
Khối lượng hiđro trong 1 mol axit: m(H) = 0,0146 × 68,4g = 1,00 g (1 mol).
Khối lượng oxi trong 1 mol axit: m(O) = 0,4672 × 68,6g = 32,05 g (2 mol). 
Khối lượng nguyên tố X chưa biết trong 1 mol axit: 
m(X) = 68,4g – m(H) – m(O) = 68,4g – 1,00g – 32,05g = 35,6 g. 
Một mol axit có thể chứa n mol nguyên tố X. Khối lượng mol nguyên tố X là 35,6/n g/mol. 
Nếu n = 1 thì M(X) = 35,6 g/mol (X là Cl);
 	 n = 2: M(X) = 17,8 g/mol (không có nguyên tố tương ứng);
 n = 3: M(X) = 11,9 g/moL (C);
 n = 4: M(X) = 8,9 g/moL (Be); 
 n = 5: M(X) = 7,1 g/moL (Li). 
Hợp chất duy nhất có thể chấp nhận là HClO2. Các axit HC3O2, HBe4O2 và HLi5O2 không có. Vậy 68,6 g/mol ứng với công thức HClO2.
0,5
0,5
Câu 7
2,0đ
1.a.Xác định công thức của X:
N nCO2 = 0,85 mol; nH2O = 0,72 mol. 
Hỗn hợp gồm 2 nguyên tố C và H nên mhh = 12.nC + 1.nH = 12.nCO2 + 1.2.nH2O = 11,64 gam.
Mà nhh = 0,07 suy ra Mhh = 166,29.
Mà Mfarnezen > Mhh suy ra MX < Mhh = 166,29.
Gọi công thức hiđrocacbon là CxHy.
Ta có nC = nCO2 = 0,23 mol suy ra nH = 0,414
Ta có x : y = 0,23 : 0,414 = 5 : 9. 
Công thức đơn giản nhất: C5H9. Mà MX < 166,29 nên công thức phân tử của X là C10H18.
b.Xác định công thức cấu tạo:
X không phản ứng với Br2 suy phân tử của X không có liên kết π (không có liên kết đôi hoặc liên kết ba), X chỉ tác dụng với H2 theo tỉ lệ 1 : 1 suy ra phân tử của X có chứa vòng 4 cạnh.
Khi cộng H2 thu được các sản phẩm:
 (B) (C) (D)
Vậy công thức của X là 
2. Cho nước vào ống nghiệm đựng các chất lỏng:
 + Chất lỏng không tan trong nước, phân lớp, nổi lên trên là toluen, benzen. (Nhóm I)
 + Chất lỏng không tan trong nước, phân lớp, chìm xuống dưới là CHCl3.
 + Chất lỏng tan trong nước gồm: etanol, metanol, glixerol, dung dịch HCHO, dung dịch CH3CHO, dung dịch CH3COOH. (nhóm II).
-Nhỏ dung dịch thuốc tím vào 2 ống nghiệm chứa 2 chất ở nhóm I, đun nóng. Dung dịch trong ống nghiệm nào mất màu tím là toluen, không có hiện tượng gì là benzen.
C6H5CH3 + KMnO4 + H2O → C6H5COOK + MnO2 + KOH.
-Nhỏ dung dịch Na2CO3 vào các chất lỏng nhóm II. Dung dịch nào có xuất hiện khí không màu thoát ra là dung dịch CH3COOH, các chất lỏng khác không có hiện tượng.
CH3COOH + Na2CO3 → CH3COONa + H2O + CO2.
-Cho Cu(OH)2 vào 5 chất lỏng, chất lỏng nào làm kết tủa tan, tạo ra dung dịch có màu xanh thẫm là glixerol, 4 dung dịch còn lại không có hiện tượng.
Glixerol + Cu(OH)2 → phức xanh.
-Nhỏ vào 4 chất lỏng còn lại dung dịch AgNO3/NH3, đun nóng nhẹ, chất lỏng nào cho phản ứng tráng bạc là HCHO và CH3CHO (nhóm III), chất lỏng nào không có hiện tượng tráng bạc là CH3OH và CH3CH2OH (nhóm IV).
HCHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O → (NH4)2CO3 + 4Ag + 4NH4NO3.
CH3CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH3COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3.
-Nhỏ dung dịch I2/NaOH dư vào 2 dung dịch nhóm III, dung dịch nào cho kết tủa vàng CHI3 là CH3CHO, dung dịch không có hiện tượng là HCHO.
-Nhỏ dung dịch I2/NaOH dư vào 2 dung dịch nhóm IV, đun nóng, dung dịch nào cho kết tủa vàng là C2H5OH, dung dịch không có hiện tượng gì là CH3OH.
0,5
0,5
0,5
0,5
-----Hết----