ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI KHỐI PHỔ THÔNG MÔN HÓA HỌC- THỜI GIAN 180 PHÚT Năm học : 2010-2011 doc

1

Sở giáo dục-đào tạo TT Huế.
Trường THPT Quốc Học Đ
Ề THI HỌC SINH GIỎI KHỐI PHỔ THÔNG
MÔN HÓA HỌC- THỜI GIAN 180 PHÚT
Năm học : 2010-2011

CÂU I:
Hãy hoàn thành và cân bằng các phương trình phản ứng cho dưới đây theo phương pháp thăng
bằng electron:
1) C
2
H
2
+ KMnO
4
+ H
2
O  MnO
2
+ C
2
O
4
2-
+
2) Na
2
S
2

O
3
+ HCl  SO
2
+
3) -OH + HNO
3
 CH
2
=CH-COOH + NO + H
2
O
4) M
x
O
y
+ C
a
H
b
O
c
 CO
k
+ M
p
O
q
+ H
2

O
(M là một kim loại nào đó có trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học).
CÂU II:
Cho hỗn hợp muối khan (A) vào nước thu được dung dịch (B), có chứa các ion sau: Ca
2+
(0,4
mol); Na
+
(0,9 mol); NO
3
-
(0,1 mol); Cl
-
(x mol); HCO
3
-
(y mol). Cô cạn dung dịch B thu được
95,3 gam hỗn hợp muối khan (C). Hãy:
1. Tính thành phần % khối lượng các muối có thể có trong hỗn hợp muồi khan (C) ?
2. Hỗn hợp muối khan (A) có thể có những muối nào ? Xác định thành phần % khối lượng mỗi
muối có thể có trong hỗn hợp (A) ?
CÂU III:
Từ than đá, đá vôi, nước, các hóa chất và điều kiện cần thiết khác coi như có đủ, hãy điều chế:
1/ Cao su buna - S
2/ Cao su buna
3/ Poli Vinylic
4/ m - amino phenol
CÂU IV:
Hợp chất C
6

H
14
O khi đun nóng với H
2
SO
4
đặc ở 170
0
c tạo ra chất A có khả năng làm mất màu
dung dịch KMnO
4
và dung dịch nước Brom. Khi đun nóng A trong dung dịch hỗn hợp gồm K
2
Cr
2
O
7

và H
2
SO
4
đặc thu được axeton và axit propionic. Mặt khác khi cho A hợp nước trong sự có mặt của
H
2
SO
4
thì được đúng chất C
6
H

14
O ban đầu. Xác định công thức cấu tạo các chất, tên gọi của C
6
H
14
O
và viết các phương trình phản ứng.
CÂU V:
1/ Xác định nồng độ ion hidro và giá trị pH của dung dịch tạo thành khi cho 0,82g
CH
3
COONa vào một lít dung dịch CH
3
COOH 0,1M.
2/ Phải thêm bao nhiêu gam NaOH rắn vào dung dịch này để làm tăng pH lên một đơn vị ?
2

3/ So với nồng độ của phân tử CH
3
COOH trong dung dịch CH
3
COOH 1M thì nồng độ phân tử
CH
3
COOH trong các dung dịch thứ nhất và thứ hai đã thay đổi theo những tỉ số nào ? (Có thể tính gần
đúng). Biết KCH
3
COOH = 1,8.10
-5
và thể tích của các dung dịch không thay đổi khi thêm các chất

rắn vào dung dịch ban đầu.
CÂU VI:
Hợp chất M được tạo thành từ cation X
+
và anion Y
2-
. Mỗi ion đều chứa 5 nguyên tử của hai
nguyên tố. Tổng số proton trong X
+
là 11, còn tổng số electron trong Y
2-
là 50.
Tìm công thức phân tử và công thức electron của M, biết hai nguyên tố trong Y
2-
ở trong cùng
một phân nhóm của bảng hoàn các nguyên tố hóa học.

Cho: Na = 23; H = 1; C = 12; O = 16; Cl = 35,5; Ca = 40; N = 14;
Học sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

3

ĐÁP ÁN
Thang điểm: 20
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THI TUYỂN CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12
TRƯỜNG THPT QUỐC HỌC NĂM HỌC 2008 - 2009
- - - - - - - - - MÔN THI: HÓA HỌC
CÂU I: 2đ
1) C
2
-2
H
2
+ KMn
+7
O
4
+ H

2
O  Mn
+4
O
2
+ C
+3
O
4
2-

3. C
2
-2
 C
2
+6
+8e
8. Mn
+7
+3e  Mn
+4

3C
2
-2
+ 8Mn
+7
 3 C
2

+6
+ 8 Mn
+4

3C
2
-2
H
2
+ 8KMn
+7
O
4
+ H
2
O  8Mn
+4
O
2
+ 3C
2
+3
O
4
K
2
+ 2KOH + 2H
2
O (1)
2) Na

2
S
2
+2
O
3
+ HCl  S
+4
O
2
+ S
0
+ NaCl + H
2
O
S
+2
 S
+4
+ 2e
S
+2
+2e  S
0

2 S
+2
 S
0
+ S

+4
Na
2
S
2
+2
O
3
+ 2HCl  S
+4
O
2
+ S
0
+ 2NaCl + H
2
O (2)
3) C
6
H
11
-OH + HN
+5
O
3
 CH
2
=CH-COOH + N
+2
O + H

2
O
10. N
+5
+3e  N
+2

3. (C
6
)
-10
 2.(3C)
0
+ 10e

10N
+5
+ 3(C
6
)
-10
 10 N
+2
+ 6.(3C)
0

3 -OH + 10HN
+5
O
3

 6CH
2
=CH-COOH + 10N
+2
O + 11H
2
O (3)
4) M
x
+

O
y
+ C
a


H
b
O
c
 C
+
O
k
+ M
p
+

O

q
+ H
2
O
m. pxM
+
+ ne



pxM
+

n. aC



nC
+
+
me
mpx M
+
+ na C

= m pxM
+
+ na C
+

mpM
x
+

O
y
+ nC
a


H
b
O
c
= naC
+
O
k
+ mxM
p
+

O
q
+ nb/2H
2
O (4)
Tìm (, (, (, (, n và m = ?
 = 2y/x ;  = 2q/p ;  = (2c - b)/a ; n = px(-) ; m = a(-) ;
Thay các giá trị tìm được vào phương trình (4), ta được các hệ số cân bằng như trên.

Mỗi pt phản ứng cho 0,5đ. Tổng điểm là 0,5đ.4 = 2đ.
CÂU II: 4,0đ
Nung nóng dung dịch: 0,25.2 = 0,5đ
2HCO
3
-
= CO
3
2-
+ CO
2
 + H
2
O
CO
3
2-
+ Ca
2+
= CaCO
3

4

Ta có: 0,4(+2) + 0,9(+1) + 0,1(-1) + x(-1) + y(-1) = 0 (1)
0,4.40 + 0,9.23 + 0,1.62 + 35,5.x + 60y/2 = 95,3 (2)
Giải hệ phương trình, được nghiệm: x = 0,8 mol ; y = 0,8 mol. 0,5đ
Trong hỗn hợp muối C chỉ có:
CaCO
3

(0,4 mol); NaCl (0,8 mol); NaNO
3
(0,1 mol) 0,5
a) Thành phần phần trăm khối lượng các chất trong C là 0,5đ
% CaCO
3
= 0,4.100.100/95,3 = 42,0%
% NaCl = 0,8.(23+ 35,5).100/95,3 = 49,1 %
% NaNO
3
= 0,1.(23+ 62) .100/95,3 = 7,08 %
b) Trong hỗn hợp muối A có thể có các muối:
CaCl2 , Ca(NO3)2 , NaHCO3 , NaNO3 , NaCl . 0,5đ
Nếu: CaCl2 , Ca(NO3)2 , NaHCO3 , NaNO3 , NaCl
0,4 mol 0 mol 0,8 mol 0,1 mol 0 mol
44,4g 0,0g 67,2g 8,5g 0,0g. Tổng bằng 120,1 (0,5đ)
% 36,97 0,0 55,95 7,08 0,0
Nếu: CaCl2 , Ca(NO3)2 , NaHCO3 , NaNO3 , NaCl. Không có muối Ca(HCO3)2
0,35 mol 0,05 mol 0,8 mol 0,0 mol 0,1 mol 0,5đ
38,85g 8,2g 67,2g 0,0g 5,858. Tổng bằng 95,3
% 6,83 32,35 55,95 0,0 4,87
Phần trăm khối lượng các chất có thể có trong hỗn hợp A biến đổi trong khoảng sau:
% CaCl2 : 32,35 ( 36,97; % Ca(NO3)2 : 6,83 ( 0,0 ; 0,5đ
%NaHCO
3
= 55,95; % NaCl: 4,87  7,08
CÂU III: 5đ
1/ Cao su buna - S 1,5đ
CaCO
3

 
C
0
900
CaO + CO
2

CaO + 3C
 
C
0
3000
CaC
2
+ CO
CaC
2
+ 2H
2
O  Ca(OH)
2
+ C
2
H
2

Điều chế Stiren:
3C
2
H

2
 
muäüiCC,600
0
C
6
H
6

C
2
H
2
+ HCl  
xtt ,
0
CH
2
=CH-Cl
C
6
H
6
+ CH
2
=CH-Cl
 
0
,3 tAlCl
CH

2
=CH-C
6
H
5
+ HCl
n CH
2
=CH-C
6
H
5
+ n CH
2
=CH-CH=CH
2

 
xtt ,
0
(-CH
2
-CH=CH-CH
2
-CH
2
(C
6
H
5

)-CH
2
-)
n
2/ Cao su buna 0,75đ
5

2 C
2
H
2

 
xtt ,
0
CH
2
=CH-CCH
2

CH
2
=CH-CCH
2
+ H
2
 
3/,
0
PbCOPdt

CH
2
=CH-CH=CH
2
n CH
2
=CH-CH=CH
2

 
xtt ,
0
(-CH
2
-CH=CH-CH
2
-)
n

3/ Poli Vinylic 1,25đ
C
2
H
2
+ H
2
O
 
xtt ,
0

CH
3
CHO
CH
3
CHO + O
2

 
xtt ,
0
CH
3
COOH
CH
3
COOH + C
2
H
2
 
xtt ,
0
CH
2
=CH-O-CO-CH
3

n CH
2

=CH-O-CO-CH
3
 
xtt ,
0
(-CH
2
-CH(OOCCH
3
)-)
n
(-CH
2
-CH(OOCCH
3
)-)
n
+ nNaOH
 
xtt ,
0
(-CH
2
-CH(OH)-)
n
+ nCH
3
COONa
4/ m - amino phenol 1,5đ
C

6
H
6
+ HNO
3

 
42SOH
C
6
H
5
-NO
2
+ H
2
O
C
6
H
5
-NO
2
+ Cl
2
 m-C
6
H
4
(NO

2
)Cl + HCl
m-C
6
H
4
(NO
2
)Cl + NaOH  
0
,tP
m-C
6
H
4
(NO
2
)ONa + NaCl
m-C
6
H
4
(NO
2
)ONa + H
2
SO
4



m-C
6
H
4
(NO
2
)OH + NaHSO
4
m-C
6
H
4
(NO
2
)OH +[H]
 
 HClFe
m- C
6
H
4
(OH)(NH
2
) + 2H
2
O
Các chất có thể điều chế bằng phương pháp khác, cho kết quả đúng thì đạt điểm tối đa của phần
đã cho.
CÂU IV: 3đ
Hợp chất C

6
H
14
O là hợp chất no không đóng vòng, thỏa mãn đk của bài ra, nó là rượu no. Hợp
chất A là anken. Khi đun A trong hỗn hợp K
2
Cr
2
O
7
+ H
2
SO
4
tạo thành
CH
3
COCH
3
và C
3
H
5
COOH, suy ra an ken là (CH
3
)
2
C=CH
2
CH

2
CH
3
, từ đây suy ra rượu là
(CH
3
)
2
COH-CH
2
CH
2
CH
3
(2-metyl-pentanol - 2). 1,5đ
Các phương trình phản ứng: 0,5đ.3 = 1,5đ
(CH
3
)
2
COH-CH
2
CH
2
CH
3

 
0,42 tSOH
(CH

3
)
2
C=CHCH
2
CH
3
+ H
2
O
(CH
3
)
2
C=CHCH
2
CH
3
+ H
2
O  
42SOH
(CH
3
)
2
COH-CH
2
CH
2

CH
3

3(CH
3
)
2
CH=CH
2
CH
2
CH
3
+ 4K
2
Cr
2
O
7
+ 16H
2
SO
4
 3(CH
3
)
2
CO + 3C
2
H

5
COOH
+ 4Cr
2
(SO
4
)
3
+ 4K
2
SO
4
+ 19H
2
O
CÂU V: 3đ
1/ C
CH
3
COONa
= 0,82/82 = 10
-2
M.
Trong dung dịch có các quá trình:
CH
3
COONa  CH
3
COO
-

+ Na
+

C
m
C
m

6

CH
3
COOH

CH
3
COO
-
+ H
+
Lúc cân bằng Ca - x Cm + x x
Ka = x(C m + x)x/ (Ca - x) = 1,8.10-5. Giải gần đúng, ví Ka << 1 ( x <<Cm , C
a
 K
a
 x.C
m
/C
a
 1,8.10

-5
 x = K
a
.C
a
/C
m
= [H
+
] = 1,8.10
-5
.0,1/0,01 = 1,8.10
-4
M
( pH = - log 1,8.10-4 = 3,7447. 1đ
2/ Khi pha thêm NaOH vào, có phản ứng:
NaOH + CH
3
COOH = CH
3
COONa + H
2
O
C
b
= C
a , PU
; C’
m
= C

m
+ C
b
; C’
a
= C
a
- C
b

Để tăng pH lên 1 đơn vị, tức là pH = 4,7447.
Ta có x’ = [H+]’ = Ka.C’a/C’m = 1,8.10-5
 (C
a
- C
b
)/(C
m
+ C
b
) = 1,8.10
-5
/1,8.10
-5
= 1
 C
b
= (C
a
- C

m
)/2 = (0.1- 0,01)/2 = 0,045M.
Lượng NaOH thêm vào dung dịch là 0,045.40 = 1,8 gam. 1đ
3/ So với dung dịch CH
3
COOH 1M thì dung dịch thứ nhất và thứ hai đã thay đổi theo những tỉ
số nào?
Giả thiết cho: Ca = 1M; Ca1 = 0,1M; và theo tính toán Ca2 = 0,055M.
Tỉ lệ: Ca1/Ca = 0,1/1 = 0,1;Ca2/Ca = 0,055/1 = 0,055 ( Ca1/Ca2 = 0,1/0,055 = 1,818 (1đ)
CÂU VI: 3đ
Đặt X
+
là AxBy, có x + y = 5 (1)
Số proton trung bình là 11/5 = 2,2. Do đó phải có một nguyên tố có Z < 2,2 ( Nguyên tố duy
nhất là Hidro (Z = 1) 0,5đ
Ta có 1x + ZB y = 11 (2)
Từ (1) và (2), rút ra y(ZB - 1) = 6.
Có nghiệm duy nhất với y = 1; ZB = 7 (N) 0,5đ
Công thức của X
+
là NH
4+
.
Đặt Y
2-
là L
a
Q
b
2-

, có a + b = 5 (1)
Số proton trung bình bằng (50 - 2)/5 = 9,6. Do đó có một nguyên tố có Z < 9,6 thuộc chu kỳ II
( nguyên tố còn lại thuộc chu kỳ III. Ta thấy chỉ có O và S là thõa mãn điều kiện của bài ra. Y
2-
là
SO
4
2-
.
Công thức của M là [NH
4
]
+
[SO
4
]
2-
1đ.2 = 2đ
H O
Công thức electron của M là [H:N:H]
+
2[:O:S:O:]
2-
H O