Đề thi học sinh giỏi lớp 12 THPT tỉnh Hà Nam năm 2011 - 2012 môn Hóa học (Có đáp án)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HÀ NAM
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2011-2012
Môn: Hoá học (Đề thi có 02 trang)
Thời gian làm bài: 180 phút không kể thời gian giao đề
Câu I (3,0 điểm):
1) Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra khi cho
a) Etylamin tác dụng với HNO
2
ở nhiệt độ thường.
b) Anilin tác dụng với hỗn hợp HNO
2
và HCl ở nhiệt độ 0 - 5
o
C.
c) Triolein tác dụng với H
2
(dư) ở nhiệt độ cao và áp suất cao có Ni xúc tác.
d) Đimetyl xeton tác dụng với HCN.
2) Viết phương trình hoá học (Ghi rõ điều kiện của phản ứng)
CO
2
→ (C
6
H
10
O
5
)

n
→ C
12
H
22
O
11
→ C
6
H
12
O
6
→ C
2
H
5
OH
3) Khi thuỷ phân hoàn toàn 1 mol pentapeptit X thu được 2 mol glyxin, 1 mol
alanin, 1 mol valin, 1 mol tyrosin. Khi thuỷ phân không hoàn toàn X thấy trong hỗn hợp
sản phẩm có các đipeptit Gly-Ala, Ala-Gly, tripeptit Tyr-Val-Gly. Cho X tác dụng với
HNO
2
ở nhiệt độ thường không thấy giải phóng khí N
2
. Xác định (có lập luận) trình tự
các amino axit trong phân tử X.
Câu II (3,0 điểm):
1) Có 6 lọ hoá chất bị mất nhãn, trong mỗi lọ đựng một trong các dung dịch sau:
NaCl, NaHCO

3
, Na
2
CO
3
, NaHSO
4
, NaOH, BaCl
2
. Trình bày phương pháp hoá học nhận
biết các dung dịch trên, chỉ được dùng thêm thuốc thử là quỳ tím, các dụng cụ cần thiết
có đủ. Viết các phương trình hoá học xảy ra.
2) Hoà tan Al trong dung dịch HNO
3
loãng, dư được dung dịch D và khí E không
màu, không hoá nâu ngoài không khí và được điều chế bằng đun nóng dung dịch bão
hoà NH
4
NO
2
. Chia dung dịch D làm 2 phần:
- Nhỏ từ từ dung dịch NH
3
đến dư vào phần thứ nhất
- Nhỏ từ từ dung dịch NaOH đến dư vào phần thứ hai, thấy có khí thoát ra.
Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.
3) Hoàn thành các phương trình hoá học theo sơ đồ sau đây:
a) NaCl + H
2
SO

4
đặc, nóng →
b) KMnO
4
+ H
2
SO
4
+ HNO
2
→
c) FeSO
4
+ KHSO
4
+ KMnO
4
→
d) Fe
3
O
4
+ HNO
3
→ Fe(NO
3
)
3
+ N
x

O
y
+ H
2
O
Câu III: (3,0 điểm):
1) Hoàn thành các phương trình hoá học theo sơ đồ chuyển hoá sau (Ghi rõ điều
kiện phản ứng, các chất viết ở dạng công thức cấu tạo thu gọn).
C
8
H
14
O
4
+ NaOH→ X
1
+ X
2
+ H
2
O
X
1
+ H
2
SO
4
→ X
3
+ Na

2
SO
4
X
3
+ X
4
→ nilon-6,6 + H
2
O
X
2
+ X
3
→ X
5
+ H
2
O (tỷ lệ số mol X
2
: số mol X
3
= 2:1)
2) Chất X là một amino axit có mạch cacbon không phân nhánh.
Cho 0,02 mol X tác dụng vừa đủ với 80 ml dung dịch HCl 0,25M. Sau phản ứng,
đem cô cạn dung dịch thu được 3,67 gam muối khan.
Mặt khác, đem trung hoà 1,47 gam X với một lượng vừa đủ dung dịch NaOH. Cô
cạn dung dịch sau phản ứng thu được 1,91 gam muối khan.
Xác định công thức cấu tạo của X. (Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn).
1

Câu IV (3,0 điểm):
1) Điện phân Al
2
O
3
nóng chảy với điện cực bằng than chì, thu được m gam Al và
V lít (đktc) hỗn hợp A chỉ gồm 2 khí CO
2
, CO. Giả thiết toàn bộ lượng oxi sinh ra tham
gia vào quá trình oxi hoá cacbon.
a) Viết các quá trình oxi hoá - khử xảy ra tại mỗi điện cực.
b) Tìm khoảng xác định của m theo giá trị V.
c) Cho V = 1,12 lít (đktc). Tính m. Biết tỷ khối của A so với hiđro bằng 18,8.
2) Đốt cháy hoàn toàn một lượng chất X là anđehit có mạch cacbon không phân
nhánh thu được 38,72 gam CO
2
và 7,92 gam nước. Biết rằng, cứ 1 thể tích hơi chất X
phản ứng tối đa với 3 thể tích khí H
2
, sản phẩm thu được nếu cho tác dụng hết với Na
(dư) sẽ cho thể tích khí H
2
sinh ra bằng thể tích hơi X tham gia phản ứng ban đầu. Các
thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất.
a) Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của X.
b) Viết phương trình hoá học xảy ra khi cho X lần lượt phản ứng với lượng dư
dung dịch AgNO
3
trong NH
3

, nước Br
2
dư.
Câu V (4,0 điểm): Cho 3,6 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu tác dụng với 200 ml dung
dịch AgNO
3
. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch B và 9,92 gam
chất rắn C. Cho toàn bộ dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư, phản ứng xong,
lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi được 3,2 gam chất rắn.
1) Tính phần trăm khối lượng các kim loại trong A.
2) Tính nồng độ mol của dung dịch AgNO
3
ban đầu.
3) Cho hết 3,6 gam A vào 200 ml dung dịch H
2
SO
4
0,5 M, sau khi phản ứng hoàn
toàn cho tiếp m gam NaNO
3
vào hỗn hợp phản ứng. Tính giá trị m tối thiểu để thu được
lượng khí NO (sản phẩm khử duy nhất) lớn nhất.
Câu VI (4,0 điểm): Hỗn hợp X gồm 3 este của cùng một axit hữu cơ đơn chức và 3
ancol đơn chức trong đó có 2 ancol no là đồng đẳng kế tiếp nhau và một ancol không no
mạch hở chứa một liên kết đôi. Cho hỗn hợp X tác dụng với 250 ml dung dịch NaOH
1M, đun nóng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu được 20,8 gam
chất rắn khan. Ngưng tụ toàn bộ phần ancol đã bay hơi, làm khan rồi chia thành 2 phần
bằng nhau:
Phần 1: cho tác dụng hết với Na (dư) thu được 1,12 lít khí H
2

(đktc)
Phần 2: đem đốt cháy hoàn toàn thu được 3,584 lít khí CO
2
(đktc) và 4,32 gam H
2
O.
1) Xác định công thức cấu tạo thu gọn của axit.
2) Xác định công thức cấu tạo thu gọn của các ancol.
3) Viết công thức cấu tạo và gọi tên 3 este.
Cho: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; Al = 27; S = 32; Cl = 35,5; Ag = 108.
HẾT
Họ và tên thí sinh: Số báo danh
Họ và tên giám thị số 1:
Họ và tên giám thị số 2:
2
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO
TẠO HÀ NAM
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2011-2012
Hướng dẫn chấm môn: Hoá học (15/02/2012)
Câu ý Nội dung
Điểm
I
3,0 đ
1
(1đ)
a) C
2
H
5

NH
2
+ HNO
2
→ C
2
H
5
OH + N
2
+ H
2
O
b) C
6
H
5
NH
2
+ HNO
2
+ HCl C
6
H
5
N
2
+
Cl
-

+ 2H
2
O
c) (C
17
H
33
COO)
3
C
3
H
5
+ 3H
2
(C
17
H
35
COO)
3
C
3
H
5

d) CH
3
COCH
3

+ HCN → CH
3
- C(OH)(CN)CH
3
0,25
0,25
0,25
0,25
2
(1đ)
6CO
2
+ 5H
2
O (C
6
H
10
O
5
)
n
+ 6O
2
2(C
6
H
10
O
5

)
n
+ 2nH
2
O nC
12
H
22
O
11

C
12
H
22
O
11
+ H
2
O 2C
6
H
12
O
6
C
6
H
12
O

6
C
2
H
5
OH + H
2
O
0,25
0,25
0,25
0,25
3
(1đ)
X có thể có cấu tạo là: Tyr - Val - Gly - Ala - Gly
Tuy nhiên do X tác dụng với HNO
2
không thấy giải phóng khí N
2
chứng
tỏ trong X không còn nhóm NH
2
tự do.
Do đó, X phải có cấu tạo mạch vòng với trình tự như sau:
Tyr - Val - Gly
Gly - Ala
0,5
0,5
II
3,0 đ

1
(1đ)
-Cho quỳ tím lần lượt vào các dung dịch:
+ Quỳ tím không đổi màu là : NaCl, BaCl
2
(nhóm I)
+ Quỳ tím chuyển thành xanh là: NaHCO
3
, NaOH, Na
2
CO
3
(nhóm II)
+ Quỳ tím chuyển màu đỏ là NaHSO
4

- Dùng

NaHSO
4
cho vào các chất ở nhóm I.
+ Trường hợp nào có kết tủa trắng là BaCl
2
:
NaHSO
4
+ BaCl
2
→ BaSO
4

+ HCl + NaCl.
+ Chất còn lại ở nhóm I là NaCl
- Dùng BaCl
2
cho vào các chất ở nhóm (II).
+Chất p/ư tạo kết tủa trắng là Na
2
CO
3
BaCl
2
+ Na
2
CO
3
→ BaCO
3
+ 2NaCl
+Còn hai chất: NaHCO
3
, NaOH (nhóm III)
- Dùng NaHSO
4
nhận được ở trên cho vào các chất ở nhóm III
+ Trường hợp có khí thoát ra là NaHCO
3
,
NaHSO
4
+ NaHCO

3
→ Na
2
SO
4
+ CO
2
+ H
2
O
+Trường hợp không thấy hiện tượng gì là NaOH
0,25
0,25
0,25
0,25
3
 →
− C
0
50
 →
Nipt ,,
0
 →
clorophinanhsang,
 →
enzim
 →
enzim
 →

enzim
2
(1,0)
Khí E là N
2
, được điều chế theo phản ứng :
NH
4
NO
2
→ N
2
+ 2H
2
O
10Al + 36HNO
3
→ 10Al(NO
3
)
3
+ 3N
2
+ 18H
2
O
8Al + 30HNO
3
→ 8Al(NO
3

)
3
+ 3NH
4
NO
3
+ 9H
2
O
Dung dịch D chứa: Al(NO
3
)
3
, HNO
3
dư, NH
4
NO
3
NH
3
+ HNO
3
→ NH
4
NO
3

3NH
3

+ 3H
2
O + Al(NO
3
)
3
→ Al(OH)
3
+ 3NH
4
NO
3
NaOH + HNO
3
→ NaNO
3
+ H
2
O
3NaOH + Al(NO
3
)
3
→ Al(OH)
3
+ 3NaNO
3
NaOH + Al(OH)
3
→ Na[Al(OH)

4
]
NaOH + NH
4
NO
3
→ NH
3
+ H
2
O + NaNO
3
0,25
0,25
0,25
0,25
3
(1đ)
NaCl + H
2
SO
4
(đặc, nóng) → HCl + NaHSO
4
hoặc: 2NaCl + H
2
SO
4
(đặc, nóng) → 2HCl + Na
2

SO
4

2 KMnO
4
+ 3 H
2
SO
4
+ 5 HNO
2
→ K
2
SO
4
+ 2 MnSO
4


+ 5HNO
3
+ 3 H
2
O.
10FeSO
4
+16 KHSO
4
+ 2KMnO
4

→ 5Fe
2
(SO
4
)
3
+ 9K
2
SO
4
+ 2MnSO
4
+
8H
2
O
(5x-2y) Fe
3
O
4
+ (46x-18y)HNO
3
→ 3.(5x-2y) Fe(NO
3
)
3
+ N
x
O
y

+ (23x-9y)H
2
O
0,25
0,25
0,25
0,25
III
3,0 đ
1
(1đ)
HOOC - [CH
2
]
4
-COOC
2
H
5
+ 2NaOH
NaOOC- [CH
2
]
4
-COONa + C
2
H
5
OH + H
2

O
(X
1
) (X
2
)

NaOOC- [CH
2
]
4
-COONa + H
2
SO
4
→ HOOC- [CH
2
]
4
-COOH + Na
2
SO
4
(X
1
) (X
3
)
nHOOC- [CH
2

]
4
-COOH + nH
2
N - [CH
2
]
6
- NH
2

(X
3
) (X
4
)
[-NH- [CH
2
]
6
- NH-CO-[CH
2
]
4
-CO-]
n
+ 2nH
2
O
(nilon -6,6)

2C
2
H
5
OH + HOOC- [CH
2
]
4
-COOH
(X
2
) (X
3
)
C
2
H
5
OOC- [CH
2
]
4
-COOC
2
H
5
+ 2H
2
O
(X

5
)
0,25
0,25
0,25
0,25
2
(2đ)
TN1: Vì n
X
= 0,02 = n
HCl
→ X có 1 nhóm NH
2
Đặt CT của X là: H
2
NR(COOH)
x
H
2
NR(COOH)
x
+ HCl → ClH
3
NR(COOH)
x
(1)
0,02mol 0,02mol 0,02mol
→ M
muối

= 3,67/0,02 =183,5 g/mol → M
X
= 183,5 - 36,5 = 147 g/mol
0,25
0,25
0,25
4
→
0
t
 →
0
42
,tđăcSOH
→
0
t
TN2: H
2
NR(COOH)
x
+ xNaOH → H
2
NR(COONa)
x
+ xH
2
O (2)
n
X

= 1,47/147 = 0,01 mol
Theo (2): Cứ 1 mol X chuyển hoá thành 1mol muối thì m
tăng
= 22x (g)
→ 0,01 mol X chuyển hoá thành 0,01mol muối thì m
tăng
= 0,22x (g)
Theo đề có: 0,22x = 1,91-1,47=0,44g → x = 2
→ M
R
= 147-16-90 = 41 → R là C
3
H
5

=> Các CTCT của X là :
HOOC-CH
2
CH
2
CH(NH
2
)COOH ;
HOOC-CH
2
CH(NH
2
)CH
2
-COOH

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
IV
3,0 đ
1
(1,5)
a) - Tại anot (cực dương) : 2O
2-
→ O
2
+ 4e
C + O
2
→ CO
2

CO
2
+ C → 2CO

(hoặc

2C + O
2
→ 2CO)
- Tại catot (cực âm): Al
3+

+ 3e → Al
b) Các PTHH
2Al
2
O
3
→ 4Al + 3O
2
(1)
C + O
2
→ CO
2
(2)
2C + O
2
→ 2CO (3)
Gọi x là tỷ lệ % theo thể tích của CO trong hỗn hợp (0 < x < 1)
=> n
CO
= x.V/22,4; n
CO
= (1-x).V/22,4
n
Al
= n
O
= (n
CO +
n

CO
) = [(1-x). + x. ] =
= . (1-0,5x)
=> m
Al
= . (1-0,5x). 27 = . (1-0,5x)
Do 0< x < 1 nên: < m <
c) V = 1,12 => n
hh khí
= 0,05 mol
d A/H
2
= 18,8 => số mol CO
2
: số mol CO = 3:2
=> số mol CO là 0,02 mol, số mol CO
2
là 0,03 mol;=> m = 1,44 gam
0,5
0,25
0,25
0,5
2
(1,5)
a) X + H
2
→ ancol, mà ancol + Na => số mol H
2
= n
X

=> anđehit X có 2
nhóm CHO.
Vì V
hiđro
= 3V
anđehit
=> Trong phân tử X có 3 liên kết , trong đó có 2 liên
kết ở nhóm CHO, 1 liên kết ở gốc hiđrocacbon => Công thức của X
có dạng: C
m
H
2m-2
(CHO)
2
P/ư cháy : C
m
H
2m-2
(CHO)
2
+ (1,5m + 2) O
2
→ (m+2)CO
2
+ mH
2
O
=> = => m = 2
=> CT của X là C
2

H
2
(CHO)
2
CTPT: C
4
H
4
O
2
, CTCT của X: OHC - CH = CH - CHO
0,25
0,25
0,25
0,25
5
π
π
π
m
m 2+
44,0
88,0
2
3
4
2
3
4
2

2
1
3
4
4,22
V
4,22
V
2
1
3
4
4,22
V
3
4
4,22
V
4,22
36V
4,22
18V
4,22
36V
b) Các PTHH
OHC - CH = CH - CHO + 4[Ag(NH
3
)
2
]OH →

H
4
NOOC-CH=CH-COONH
4
+ 4Ag + 6NH
3
+ 2H
2
O
OHC - CH = CH - CHO + 3Br
2
+ 2H
2
O→ HOOC - CHBr - CHBr - COOH + 4HBr
0,25
0,25
V
4,0 đ
a) Fe + 2Ag
+
→ Fe
2+
+ 2Ag (1)
Cu + 2Ag
+
→ Cu
2+
+ 2Ag (2)
- Gọi a, b lần lượt là số mol của Fe và Cu trong hh đầu.
Ta có (a+b) > 3,6/64 = 0,05625 mol

- Nếu Fe và Cu hết thì
m
Ag
> 2. 0,05625.108 = 12,15 g > m
chất rắn thu được
= 9,92 gam
=> AgNO
3
hết, kim loại trong hh ban đầu còn dư.
- Nếu chỉ có Fe p/ư thì theo (1): n
Fe p/ư
= = 0,0395 mol
Fe
2+
→ Fe(OH)
2

→ Fe(OH)
3
→ Fe
2
O
3
0,0395mol 0,01975mol
=> m
chất rắn
= 0,01975. 160 = 3,16 gam < 3,2 gam
=> Cu đã phản ứng ở (2) : Cu
2+
→ Cu(OH)

2
→ CuO
- Gọi b' là số mol Cu đã p/ư
Từ giả thiết, ta có hệ pt:

=> Trong hh đầu: %m
Fe
= (0,03.56)/3,6 = 46,67%; %m
Cu
= 53,33%
b) Số mol Ag
+
p/ư = 2a+2b' = 0,08 mol
=> C
M
(AgNO
3
) = 0,08/0,2 = 0,4M
c) Số mol H
+
ban đầu = 0,2 mol
Chỉ có Fe tan trong dd H
2
SO
4
loãng:
Fe + 2H
+
→ Fe
2+

+ H
2

0,03 0,06 0,03mol
Khi cho tiếp NaNO
3
vào, xảy ra p/ư:
3Cu + 8H
+
+ 2NO
3
-
→ 3Cu
2+
+ 2NO + 4H
2
O
0,03 0,08 0,02
3Fe
2+
+ 4H
+
+ NO
3
-
→ 3Fe
3+
+ NO + 2H
2
O

0,03 0,04 0,01
=> Tổng số mol H
+
p/ư = 0,06 + 0,08 + 0,04 = 0,18 mol => H
+
dư
=> Số mol NaNO
3
cần dùng = số mol NO
3
-
p/ư = 0,02+0,01 = 0,03 mol
=> Khối lượng NaNO
3
= 0,03.85 = 2,55gam
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25

6
56108.2
6,392,9
−
−







=+
=−++
=+
2,380'.160.
2
92,9)'(64108).'(2
6,36456
b
a
bbba
ba
⇔





=

=
=
molb
molb
mola
01,0'
03,0
03,0
VI
4,0 đ
1) Gọi CTTQ của 3 este là RCOOR', ta có các PTHH
RCOOR' + NaOH → RCOONa + R'OH (1)
R'OH + Na → R'ONa + 1/2 H
2
(2)
Trong 1 phần: n
R'OH
= 2. 1,12/22,4 = 0,1 mol ; Số mol CO
2
= 0,16 mol;
số mol H
2
O = 0,24 mol;
n
NaOH ban đầu
= 0,25 mol
Vì n
NaOH
> n
R'OH (toàn bộ)

= 0,2 mol => este hết
n
RCOONa
= 0,2 mol; n
NaOH dư
= 0,05 mol
=> m
chất rắn
= (R+67).0,2 + 0,05.40 = 20,8
=> R = 27 => axit là : CH
2
=CH-COOH
2) Gọi là số nguyên tử cacbon trung bình của 3 ancol
=> = 0,16/0,1 = 1,6 => có một ancol là CH
3
OH => ancol đồng đẳng kế
tiếp là C
2
H
5
OH
Đặt CT của ancol không no là C
x
H
2x-1
OH
Các p/ư cháy: CH
3
OH + 1,5O
2

→ CO
2
+ 2H
2
O (3)
C
2
H
5
OH + 3O
2
→ 2CO
2
+ 3H
2
O (4)

C
x
H
2x-1
OH + O
2
→ xCO
2
+ xH
2
O (5)
Gọi a, b,c lần lượt là số mol của các ancol: CH
3

OH, C
2
H
5
OH, C
x
H
2x-1
OH
Ta có hệ pt:
=> c =0,02 ; b = 0,08 - 0,02x >0 => x <4
=> x=3 => ancol không no là: CH
2
= CH - CH
2
OH
3) CTCT 3 este:
CH
2
=CH-COOCH
3
: metyl acrylat;
CH
2
=CH-COOC
2
H
5
: etyl acrylat;
CH

2
=CH-COOCH
2
-CH=CH
2
: anlyl acrylat.
0,25
0,25
0,25
0,5

0,75
0,25
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
Ghi chú: Học sinh làm đúng theo cách khác vẫn cho điểm tương đương.
Hết
7
−
n
−
n
2
13 −x






=++
=++
=++
24,032
16,02
1,0
xcba
cxba
cba