Tuyển chọn học sinh giỏi thành phố - Lớp 12 môn thi: Hóa học

Tuyển chọn học sinh giỏi thành phố-lớp 12
 Năm học 20...-20...
Môn thi: Hóa học 
Thời gian làm bài: 90 phút
Câu I (5đ)
I- 1/ ( 1,5 điểm) Cho từ từ dung dịch chứa x mol Ba(NO3)2 vào dung dịch chứa y mol K2CO3 thu được dung dịch A và kết tủa B. Trong dung dịch A chứa những ion nào, bao nhiêu mol (tính theo x và y)? Hãy đánh giá pH của dung dịch.
I. 2/ ( 1 điểm) Có dung dịch NH3 nồng độ 1,5 mol/lít. Tính nồng độ cân bằng của ion H+ trong dung dịch trên. Cho biết hằng số phân li bazơ của NH3 là 1,7.10 -5; KH2O = 1.10 – 14.
I. 3/ 2,5 điểm Cho m gam bột Cu vào dung dịch chứa 10,2 gam AgNO3, khuấy kỹ, thêm vào đó dung dịch H2SO4 loãng rồi đun nóng nhẹ tới khi phản ứng hoàn toàn thì thu được 8,8 gam bột kim loại, dung dịch A và khí NO. Để phản ứng hoàn toàn với các chất trong dung dịch A cần 12 gam NaOH. Tìm số mol các chất có trong dung dịch A và m.
Câu II (5 điểm)
II. 1/ (2,5điểm) Hoà tan hoàn toàn 0,31 gam hỗn hợp Al và Zn cần vừa đủ 0,175 lít dung dịch HNO3 có pH = 1. Sau phản ứng thu được dung dịch X chứa 3 muối và không thấy có khí thoát ra. 
a) Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra và tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu.
b) Dẫn từ từ khí NH3 vào dung dịch X. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra và tính thể tích NH3 (ở đktc) cần dùng để thu được lượng kết tủa lớn nhất, nhỏ nhất. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. 
II. 2/ 2,5 điểm
 Hoà tan hoàn toàn FeS2 trong dung dịch HNO3 ( có dư) thu được 65g dung dịch X và thấy thoát ra 7,33 lít một chất khí có khối lượng riêng là 1,881g/l (đo ở 250C và 1atm). Trong dung dịch X, khối lượng H2SO4 bằng khối lượng HNO3. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch HNO3 đã dùng ban đầu.
Câu III(4 đ): 
III. 1/(2,25đ) Hoàn thành các phương trình hoá học:
a) (CH3)2CHOH + K2Cr2O7 + H2SO4 đ (CH3)2CO + Cr2(SO4)3 + ... + ...
b) C6H5CH2OH + KMnO4 đ C6H5COOK + MnO2 + ... + ...
c)
III- 2/ (1,75 điểm) Hợp chất Q có công thức phân tử C7H6O3. Khi Q tác dụng với lượng dư NaOH tạo ra chất Q1 có công thức phân tử C7H4Na2O3 , còn khi Q tác dụng với NaHCO3 dư tạo ra chất Q2 có công thức phân tử C7H5NaO3. Khi Q phản ứng với metanol (có mặt axit sunfuric làm xúc tác), thu được chất Q3 có công thức phân tử C8H8O3. Viết công thức cấu tạo của Q và viết phương trình hoá học của các phản ứng trên.
Câu IV(6 đ): 
IV-1/(3đ) Ba chất hữu cơ X, Y, Z có cấu tạo mạch hở và không phân nhánh, phân tử chỉ có một loại nhóm chức và chúng thuộc các dãy đồng đẳng khác nhau, phân tử khối đều nhỏ hơn 150. Trong các hợp chất trên, phần trăm khối lượng cacbon, hiđro tương ứng bằng 54,545% và 9,1 %, còn lại là oxi. Dung dịch X tác dụng với Ag2O ( hoặc AgNO3 ) trong dung dịch NH3 tạo ra kết tủa. Y, Z không có phản ứng này. Y tác dụng với natri và với NaOH; Z tác dụng với natri nhưng không tác dụng với dung dịch NaOH. Y hoặc Z khi tác dụng với Cu(OH)2 trong điều kiện thích hợp tạo ra hợp chất khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử C8H14O4Cu. Xác định công thức cấu tạo của X, Y, Z. Viết các phương trình hoá học để minh hoạ.
IV-2/(3đ) Đun hỗn hợp rượu A với axit B (đều là chất có cấu tạo mạch hở, không phân nhánh) thu được este X. Đốt cháy hoàn toàn m gam X thu được 1,344 lít khí CO2 (đktc) và 0,72 gam nước. Lượng oxi cần dùng là 1,344 lít (đktc).
a) Tìm công thức phân tử của X, biết tỉ khối hơi của X so với không khí nhỏ hơn 6.
b) Xác định công thức cấu tạo của A, B, X biết giữa A, B và X có mối quan hệ qua sơ đồ sau: 
 CxHy → Q → A → M → B → X
-------------------------------------------------------------Hết------------------------------------------------------------------------
 Tuyển chọn học sinh giỏi thành phố-lớp 12
 Năm học 20...-20...
Môn thi: Hóa học 
Thời gian làm bài: 90 phút
Hướng dẫn chấm môn: Hóa học 
Câu I (5đ)
I- 1/ ( 1,5 điểm) Cho từ từ dung dịch chứa x mol Ba(NO3)2 vào dung dịch chứa y mol K2CO3 thu được dung dịch A và kết tủa B. Trong dung dịch A chứa những ion nào, bao nhiêu mol (tính theo x và y)? Hãy đánh giá pH của dung dịch.
Câu
Giải
Thang điểm
I-1
Ba(NO3)2 Ba2+ + 2NO3-
K2 CO3 2K+ + CO32-
Ba2+ + CO32- BaCO3 ¯
+ Nếu x< y : [K+] = 2y mol; [NO3-] = 2x mol ; [CO32-] dư = (y - x) mol
khi đó trong dung dịch có các phản ứng thuỷ phân 
 CO32- + H2O HCO3- + OH -
 H2O H+ + OH -
[OH-] > [H+] ị môi trường bazơ, pH >7
0,5đ
+ Nếu x = y: [K+] = 2y mol; [NO3-] = 2x mol ị Dung dịch có pH = 7
0,5đ
+ Nếu x > y : [K+] = 2y mol; [NO3-] = 2x mol ; [Ba2+] = (x – y) mol ị Dung dịch có pH = 7
0,5đ
I. 2/ ( 1 điểm) Có dung dịch NH3 nồng độ 1,5 mol/lít. Tính nồng độ cân bằng của ion H+ trong dung dịch trên. Cho biết hằng số phân li bazơ của NH3 là 1,7.10 -5; KH2O = 1.10 – 14.
Câu
Giải
Thang điểm
I-2
 NH3 + H2O NH4 + + OH - 
Nồng độ ban đầu 1,5
Nồng độ cân bằng 1,5 – x x x
Ta có [ NH4+] . [ OH –] / [NH3] = 1,7.10 -5 hay x2 / (1,5 – x) = 1,7. 10 - 5 
Giải ra x = 5. 10 – 3 ị [ OH – ] = 5. 10 – 3
[ H +] = K H2O / [OH –] = 10 -14 / 5. 10 -3 = 2. 10 -12
 1đ
I. 3/ 2,5 điểm
Cho m gam bột Cu vào dung dịch chứa 10,2 gam AgNO3, khuấy kỹ, thêm vào đó dung dịch H2SO4 loãng rồi đun nóng nhẹ tới khi phản ứng hoàn toàn thì thu được 8,8 gam bột kim loại, dung dịch A và khí NO. Để phản ứng hoàn toàn với các chất trong dung dịch A cần 12 gam NaOH. Tìm số mol các chất có trong dung dịch A và m.
Câu
Giải
Thang điểm
I-3
Cu + 2AgNO3 đ Cu(NO3)2 + 2Ag (1)
Số mol AgNO3 = 0,06 số mol Ag = số mol NO3- = 0,06 ị khối lượng Ag = 6,48g
Số mol Cu (p/ứ 1) = số mol Cu2+ = 0,03
3Cu + 8H+ + 2NO3- đ 3Cu2+ + 2NO + 4H2O (2)
3Ag + 4H+ + NO3- đ 3Ag+ + NO + 2H2O (3)
Vì lượng bột kim loại là 8,8g > 6,48g ị sau các phản ứng trên còn dư Cu, vì còn dư Cu nên chỉ có p/ứ (2) không xảy ra p/ứ (3)
0,5đ
Số mol Cu ( p/ứ 2) = số mol Cu2+ ( p/ứ 2) = 0,06.3/2 = 0,09
Số mol NaOH = 0,3
Cu2+ + 2OH- đ Cu(OH)2 (4)
Số mol OH- (p/ứ 4) = 2 lần số mol Cu2+ = 2(0,03 + 0,09) = 0,24
Số mol OH- còn lại để phản ứng trung hoà H+ + OH- đ H2O là 0,3 - 0,24 = 0,06
1đ
Số mol H+ = 0,06 
Trong dung dịch A chứa 0,03 mol H2SO4 và 0,12 mol CuSO4
m = 0,12.64 + (8,8 – 6,48) = 10 gam
1đ
Câu II (5 điểm)
II. 1/ (2,5 điểm) Hoà tan hoàn toàn 0,31 gam hỗn hợp Al và Zn cần vừa đủ 0,175 lít dung dịch HNO3 có pH = 1. Sau phản ứng thu được dung dịch X chứa 3 muối và không thấy có khí thoát ra. 
a) Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra và tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu.
b) Dẫn từ từ khí NH3 vào dung dịch X. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra và tính thể tích NH3 (ở đktc) cần dùng để thu được lượng kết tủa lớn nhất, nhỏ nhất. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. 
Câu
Giải
Thang điểm
II-1.a
a) PTHH 8Al + 30HNO3 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O (1)
 4Zn + 10HNO3 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O (2)
 HNO3 H+ + NO3-
 [HNO3] = [H+] = 10- pH = 10 -1 M ị Số mol HNO3 = 0,175. 10 -1 = 0,0175 mol. 
Gọi số mol Al , Zn trong hỗn hợp đầu là x, y
Ta có 27x + 65y = 0,31 (I)
 30x/8 + 10y/4 = 0,0175 (II)
Giải ra x ằ 0,002; y ằ 0,004
Khối lượng Al = 0,002. 27 = 0,054 g ; Khối lượng Zn = 0,004 . 65 = 0,26 gam.
 1đ
II-1.b
b) PTHH Al(NO3)3 + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3 ¯+ 3NH4NO3 (3)
 Zn(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O Zn(OH)2 ¯+ 2NH4NO3 (4)
 Zn(OH)2 ¯+ 4NH3 Zn(NH3)42+ + 2OH – (5)
Để thu được khối lượng kết tủa lớn nhất thì chỉ có phản ứng (3), (4) 
Số mol NH3 = 3x + 2y = 3. 0,002 + 2. 0,004 = 0,014 ị VNH3 = 0,014 . 22,4 = 0,3136 (lít).
Để thu được khối lượng kết tủa nhỏ nhất thì có các phản ứng (3), (4), (5)
Số mol NH3 = 3x+6y=3.0,002+6.0,004=0,03 ị VNH3 = 0,03 . 22,4 = 0,672 (lít).
1,5đ
II. 2/ 2,5 điểm
 Hoà tan hoàn toàn FeS2 trong dung dịch HNO3 ( có dư) thu được 65g dung dịch X và thấy thoát ra 7,33 lít một chất khí có khối lượng riêng là 1,881g/l (đo ở 250C và 1atm). Trong dung dịch X, khối lượng H2SO4 bằng khối lượng HNO3. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch HNO3 đã dùng ban đầu.
Câu
Giải
Thang điểm
II-2.
M khí = 298. 22,4.1,881 / 273 = 46 ị Khí đó là NO2
Số mol NO2 = 273 .7,33 / 298. 22,4 = 0,3 ị Khối lượng NO2 = 13,8g
FeS2 + 18HNO3 đ Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 15NO2 +7 H2O
0,5đ
Số mol FeS2 = 0,02 ị khối lượng FeS2 = 2,4g
Số mol HNO3 p/ứ = 0,36 ị khối lượng HNO3 p/ứ = 22,68g
Số mol H2SO4 = 0,04 ị khối lượng H2SO4 = 3,92g
Theo đầu bài, trong dung dịch X: khối lượng HNO3 dư = khối lượng H2SO4 = 3,92g
1đ
Khối lượng trước phản ứng = mFeS2 + mHNO3 + mH2O = 2,4+22,68+3,92+mH2O
Khối lượng sau phản ứng = mddX + mNO2 = 65 + 13,8 = 78,8g
Theo định luật bảo toàn khối lượng
29 + mH2O = 78,8 ị mH2O = 78,8 – 29 = 49,8 g
C% của dd HNO3 ban đầu = (22,68 +3,92).100%/ (22,68 + 3,92 + 49,8) = 34,82% 
1đ
Câu III(4đ): 
III. 1/(2,25 đ) Hoàn thành các phương trình hoá học:
a) (CH3)2CHOH + K2Cr2O7 + H2SO4 đ (CH3)2CO + Cr2(SO4)3 + ... + ...
b) C6H5CH2OH + KMnO4 đ C6H5COOK + MnO2 + ... + ...
c)
Câu
Giải
Thang điểm
III.1.a
a) 3(CH3)2CHOH + K2Cr2O7 + 4 H2SO4 đ 3(CH3)2CO + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
0,75đ
III.1.b
b) 3C6H5CH2OH + 4KMnO4 đ 3C6H5COOK + 4MnO2 + KOH + 4H2O
0,75đ
III.1.c
c) 
0,75đ
III- 2/ (1,75 điểm) Hợp chất Q có công thức phân tử C7H6O3. Khi Q tác dụng với lượng dư NaOH tạo ra chất Q1 có công thức phân tử C7H4Na2O3 , còn khi Q tác dụng với NaHCO3 dư tạo ra chất Q2 có công thức phân tử C7H5NaO3. Khi Q phản ứng với metanol (có mặt axit sunfuric làm xúc tác), thu được chất Q3 có công thức phân tử C8H8O3. Viết công thức cấu tạo của Q và viết phương trình hoá học của các phản ứng trên.
Câu
Giải
Thang điểm
III.2
Q có thể là 1 trong 3 chất sau:
0,75đ
 HO – C6H4 – COOH + 2NaOH NaO – C6H4 – COONa + 2H2O 
HO – C6H4 – COOH + NaHCO3 HO – C6H4 – COONa + CO2 + H2O
HO – C6H4 – COOH + CH3OH HO – C6H4 – COOCH3 + H2O (đk: H2SO4, t0) 
1đ
Câu IV(6đ): 
IV-1/(3đ) Ba chất hữu cơ X, Y, Z có cấu tạo mạch hở và không phân nhánh, phân tử chỉ có một loại nhóm chức và chúng thuộc các dãy đồng đẳng khác nhau, phân tử khối đều nhỏ hơn 150. Trong các hợp chất trên, phần trăm khối lượng cacbon, hiđro tương ứng bằng 54,545% và 9,1 %, còn lại là oxi. Dung dịch X tác dụng với Ag2O ( hoặc AgNO3 ) trong dung dịch NH3 tạo ra kết tủa. Y, Z không có phản ứng này. Y tác dụng với natri và với NaOH; Z tác dụng với natri nhưng không tác dụng với dung dịch NaOH. Y hoặc Z khi tác dụng với Cu(OH)2 trong điều kiện thích hợp tạo ra hợp chất khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử C8H14O4Cu. Xác định công thức cấu tạo của X, Y, Z. Viết các phương trình hoá học để minh hoạ.
Câu
Giải
Thang điểm
IV.1
Đặt công thức là CxHyOz
 = 2: 4 : 1
Công thức (C2H4O)n . Vì phân tử khối nhỏ hơn 150 nên n = 1đ3 .
0,5đ
+ Tìm X: - Khi n =1ị C2H4O. Công thức cấu tạo phù hợp là CH3CH=O 
- Khi n = 2 ị C4H8O2 . Công thức cấu tạo phù hợp là HCOOC3H7 
 Cả hai chất có phản ứng tráng gương. 
- Khi n = 3. ị C6H12O3 Không có công thức phù hợp
0,5đ
+ Tìm Y: - Khi n = 1 và n =3: không có công thức phù hợp
- Khi n =2: Công thức phù hợp là C3H7 COOH vì có phản ứng với Na, NaOH, Cu(OH)2 và không có phản ứng tráng gương.
0,5đ
+ Tìm Z: - Khi n = 1 và n =3: không có công thức phù hợp
- Khi n = 2: Công thức phù hợp là CH2 = CH-CH(OH)-CH2OH vì có phản ứng với Na, Cu(OH)2 và không có phản ứng tráng gương.
 ( Không thể là HOCH2- CH=CH - CH2OH vì không có phản ứng với Cu(OH)2)
0,5đ
 Vậy X là CH3CHO hoặc HCOOC3H7 ; 
 Y là C3H7COOH; Z là CH2=CH-CH(OH)-CH2OH
 Viết đúng các phương trình hoá học.
1đ
IV-2/(3đ) Đun hỗn hợp rượu A với axit B (đều là chất có cấu tạo mạch hở, không phân nhánh) thu được este X. Đốt cháy hoàn toàn m gam X thu được 1,344 lít khí CO2 (đktc) và 0,72 gam nước. Lượng oxi cần dùng là 1,344 lít (đktc).
a) Tìm công thức phân tử của X, biết tỉ khối hơi của X so với không khí nhỏ hơn 6.
b) Xác định công thức cấu tạo của A, B, X biết giữa A, B và X có mối quan hệ qua sơ đồ sau: 
 CxHy → Q → A → M → B → X
Câu
Giải
Thang điểm
IV.2.a
a) số mol CO2 = 0,06; số mol H2O = 0,04; số mol O2 = 0,06
Gọi công thức là CxHyOz
 CxHyOz + (x+y/4-z/2)O2 → xCO2 + y/2 H2O
 0,06 0,06 0,04
ị y = 2z và y = 4x/3
Nếu x = 3 y = 4 z = 2 ị Công thức đơn giản (C3H4O2)n
 Khi n= 1, Công thức phân tử X là C3H4O2 không phù hợp vì X là este tạo ra từ axit và rượu tương ứng. 
Khi n= 2, CT phân tử của X là C6H8O4 , phù hợp vì MX <174
Khi n=3, loại vì MX >174
1,5đ
IV.2.b
b) Có thể là: CxHy là xiclopropan; Q là BrCH2CH2CH2Br; A là HOCH2CH2CH2OH
M là O =HCCH2CH=O; B là HOOC-CH2-COOH
X 
1,5đ
Thí sinh có thể giải bài toán theo cách khác nếu lập luận đúng và ra kết quả đúng vẫn được điểm tối đa./.