De va HDC HSG TP 11 2010

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ
NĂM HỌC 2009 - 2010
MÔN: HÓA HỌC LỚP 11
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

Câu I
(2,0 điểm)
1. Trộn lẫn phèn sắt-amoni [NH4Fe(SO4)2.12H2O], dung dịch nhôm sunfat và axit sunfuric người ta
thu được 400ml dung dịch A. Chia A thành hai phần bằng nhau. Thêm dung dịch BaCl 2 dư vào
phần 1 thu được 13,98 gam kết tủa. Mặt khác thêm từ từ đến dư dung dịch Ba(OH) 2 vào phần 2 và
đun nóng thì thu được khí duy nhất. Khối lượng kết tủa lớn nhất và nhỏ nhất thu được tương ứng
là 16,61 gam và 15,05 gam. Tính pH của dung dịch A (bỏ qua tương tác của các ion với nước).
2. Cho biết Kb của NH3 = 1,8.10-5, hãy tính pH của các dung dịch sau:
a) dung dịch NH3 0,1 M.
b) dung dịch hỗn hợp NH3 0,1M và NH4Cl 0,1 M.
ĐÁP ÁN
Dung dịch A chứa H+, NH4+, Fe3+, Al3+ và SO42-.
Phần 1 : Ba2+ + SO42- → BaSO4
13,98
nBa2+ = nBaSO4 =
= 0,06mol
233
Phần 2 : H+ + OH- → H2O
Ba2+ + SO42- → BaSO4
NH4+ + OH- → NH3 + H2O
Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3
Al(OH)3 + OH- → Al(OH)4-

ĐIỂM
(1)

(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)

1,5

Kết tủa lớn nhất gồm BaSO4, Fe(OH)3, Al(OH)3; Kết tủa bé nhất khi Al(OH)3 tan hết.
16,61 − 15,05
mAl(OH)3 = mmax - mmin ⇒ nAl3+ = nAl(OH)3 =
= 0,02mol
78
15,05 − 13,98
mFe(OH)3 = mmin - mBaSO4 ⇒ nFe3+ = nFe(OH)3 =
107
= 0,01mol = n NH +
4

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho dung dịch A ta được:
⇒ nH+ = 2nSO42- - nNH4+ - 3nFe3+- 3nAl3+ = 0,02mol, ⇒ pH = -lg

0,02
=1
0,2

a) [OH-] = K b C b = 1,8 × 10 −5 × 0,1 = 1,3416.10-3 ⇒ pOH = 2,9
pH = 14 – 2,9 = 11,1
Cb
0,1
b) pOH = pKb - lg
= - lg 1,8.10-5 - lg
= 4,7 ⇒ pH = 14 - 4,7 = 9,3
Cm
0,1

0,5


Câu II
(2,25 điểm)
1. Cho cân bằng hóa học: N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k), ∆H = -92 kJ
Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N2 và H2 theo tỉ lệ mol = 1: 3 thì khi đạt cân bằng ở điều kiện tối
ưu (450 0C và 300 atm), NH3 chiếm 36% thể tích.
a) Tính hằng số cân bằng Kp ở 4500C.
b) Giữ áp suất không đổi (300 atm), cần tiến hành phản ứng ở nhiệt độ nào để khi cân bằng, NH 3
chiếm 40% về thể tích.
2. Cho hỗn hợp X gồm Al, Fe, Au vào dung dịch HCl đậm đặc, dư thì thu V lít khí H 2 ở đktc và hỗn
hợp A. Cho từ từ dung dịch HNO 3 đậm đặc vào hỗn hợp A đến khi khí ngừng thoát ra thấy có 0,2
mol HNO3 đã phản ứng, thu được 4,48 lít (ở đktc) một khí không màu hóa nâu trong không khí và
dung dịch B. Lọc bỏ bã rắn trong hỗn hợp A rồi cho toàn bộ dung dịch nước lọc tác dụng với dung
dịch NaOH dư thu được 13,5 gam kết tủa. Mặt khác, nếu cô cạn dung dịch B thì thu được 83,25
gam muối khan. Tính 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 thái cân bằng. Do tỉ lệ % về số
mol bằng tỉ lệ % về thể tích ở cùng điều kiện, nên ở trạng thái cân bằng ta có :
x3 = 0,36 , x1 + x2 = 0,64 ; trong đó x1 = 0,16 , x2 = 0,48
( P.x 3 ) 2
0,36 2
=
= 8,14.10 −5
Hằng số cân bằng: Kp =
3
3
2
( P.x 1 )( P.x 2 )
0,16 × 0,48 × 300
b) Ở trạng thái cân bằng: x3 = 0,40 , x1 = 0,15 , x2 = 0,45
0,4 2
= 1,3.10 −4
3
2
0,15 × 0,45 × 300
Từ phương trình Van’t Hoff ta có :
1,3.10 −4
− 9,2.10 3  1
1 
=
× 
−  ⇒ T2 = 554K tức 2810C
ln

−5
8,314
8,14.10
 723 T2 
Ở nhiệt độ khảo sát T2 : Kp’ =

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+ → 2Al3+ + 3H2
(2) Fe + 2H+ → Fe2+ + H2
(3) 3Fe2+ + NO3- + 4H+ → 3Fe3+ + NO + 2H2O
(4) Au + 3HCl + HNO3 → AuCl3 + NO + 2H2O
Hoặc : (4) Au + 4HCl + HNO3 → HAuCl4 + NO + 2H2O
(5) H+ + OH- → H2O
(6) Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2
(7) Al3+ + 4OH- → [Al(OH)4]Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:
y + 3z = 3nNO= 0,6 mol
Cho AlCl3, FeCl2, HCl tác dụng với dung dịch NaOH dư thu kết tủa Fe(OH) 2, ta có:
90y = 13,5 gam
Khối lượng muối trong dung dịch B:
133,5x + 162,5y + 303,5z = 83,25 gam
Giải ra được:

0,5

TT:
0,75


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, VH2 = 6,72 lít
Câu III
(2,0 điểm)
1. So sánh độ dài liên kết đơn C–C trong etan và trong buta-1,3-đien. Giải thích.
2. Biểu diễn hai cấu dạng bền nhất và kém bền nhất của butan ở nhiệt độ thường.
3. Hai hợp chất hữu cơ A và B đều có công thức phân tử C 5H10. Cả hai đều không phản ứng với Cl 2
trong tối và lạnh. A phản ứng với Cl 2 có ánh sáng tạo một sản phẩm duy nhất là C 5H9Cl, B tác
dụng với Cl2 trong cùng điều kiện tạo 6 đồng phân C 5H9Cl khác nhau, có thể phân biệt bằng
phương pháp vật lý. Hãy xác định cấu trúc của A, B và các sản phẩm monoclo đó.
ĐÁP ÁN

ĐIỂM

1.
Độ dài liên kết đơn C –C trong etan lớn hơn trong buta-1,3-đien.
Vì liên kết C-C trong etan tạo bởi hai obitan lai hóa sp3, còn liên kết C-C trong
buta-1,3-đien được tạo bởi hai obitan lai hóa sp2.

0,5

2.
0,5

3.
A và B có công thức C5H10 nên chúng có thể là anken hoặc xicloankan. Theo đều
bài, các chất này không tác dụng với Cl2 tối và lạnh nên A và B là các xicloankan.
A tác dụng với Cl2 cho một monoclo duy nhất nên A là xiclopentan

+

Cl2

0,25

as

Cl

+

HCl

B tác dụng với Cl2 (ánh sáng) tạo ra 6 dẫn xuất monoclo, nên B phải là
metylxiclobutan.
CH3

CH2Cl

CH3
Cl

CH3

Cl2
CH3

-HCl

Cl

Cl
CH3

CH3

Cl
Cl

0,75


Câu IV
(1,75 điểm)
1. Từ toluen và các chất vô có cần thiết, viết các phản ứng điều chế axit 2-brom-4-nitrobenzoic.
2. Xác định A, B, C. Hoàn thành các phương trình hóa học trong sơ đồ sau
A
OH

HOCl

O2/Ag

C2H4

MgBr

B

C

H 3O+

D (tetralin)

ĐÁP ÁN

ĐIỂM

1.
CH 3

CH 3

CH 3

COOH
Br

HNO3

Br 2

H2 SO4

KMnO4 /H+

Fe

nóng

NO 2

NO2

Br

0,5

NO 2

2. Công thức cấu tạo của các chất là:

1,25

Câu V

(2,0 điểm)

1. So sánh (có giải thích) độ mạnh tính axit của các hợp chất: phenol, p-crezol, p-nitrophenol,
axit picric.
2. Từ một loại tinh dầu người ta tách được chất A chứa 76,92%C; 12,82%H và 10,26%O trong phân
tử, MA = 156 đvC. A còn được điều chế bằng cách hiđro hoá có xúc tác chất 2-isopropyl-5metylphenol (B). (a) Xác định cấu tạo của A. (b) Đun nóng A với H 2SO4 đặc ở 180oC thu được

chất D, hidrat hóa D tạo ra chất E. Xác định E và viết phương trình phản ứng, biết các phản ứng
đều tạo sản phẩm chính. (c) So sánh độ mạnh tính axit của A với B.


ĐÁP ÁN

ĐIỂM

1.
(a) Độ mạnh tính axit:
OH

OH

OH

OH
O2N

CH3

NO2

(A)

(B)

0,25
NO2

NO2

(C)

(D)

Giải thích:
Tính axit càng mạnh khi liên kết O-H càng phân cực. Nhóm đẩy electron (CH 3-)
làm giảm độ phân cực liên kết O-H nên giảm độ mạnh tính axit, còn nhóm hút
electron (-NO2) làm tăng độ mạnh tính axit. Khi nhóm -NO2 tăng, tính axit tăng.

0,5

2. (a) Đặt công thức tổng quát của A là CxHyOz, ta có:
x=

0,50

76,92.156
12,82.156
10,26.156
= 10; y =
= 20; z =
= 1.
12.100
1.100
16.100

⇒ công thức phân tử của A là C10H20O
Theo giả thiết B có công thức cấu tạo (I). So sánh công thức phân tử của B (C 10H14O)

với A (C10H20O), ta thấy B kém A sáu nguyên tử H và B có vòng benzen, chỉ cộng
được với ba phân tử hidro suy ra A có công thức cấu tạo (II):
OH

0,25

OH
CH(CH 3)2

CH(CH 3)2

CH3

CH3
(I)

(II)

(b) Phương trình phản ứng:
OH
CH3

CH(CH3)2

CH3

CH(CH3)2

H 2SO 4

CH3

t0

+ H2O

H+

CH3

CH(CH3)2

+ H2 O

0,25

CH(CH3)2
OH

(a) Tính axit của B > A do nhân thơm trong B hút electron làm tăng sự phân cực của
liên kết O-H.

0,25


SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ
NĂM HỌC 2009 - 2010

MÔN: HÓA HỌC LỚP 11
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

ĐỀ CHÍNH THỨC: Đề này gồm có hai (2) trang.
Câu I
(2,0 điểm)
1. Trộn lẫn phèn sắt-amoni [NH4Fe(SO4)2.12H2O], dung dịch nhôm sunfat và axit sunfuric người ta
thu được 400ml dung dịch A. Chia A thành hai phần bằng nhau. Thêm dung dịch BaCl 2 dư vào
phần 1 thu được 13,98 gam kết tủa. Mặt khác thêm từ từ đến dư dung dịch Ba(OH) 2 vào phần 2 và
đun nóng thì thu được khí duy nhất. Khối lượng kết tủa lớn nhất và nhỏ nhất thu được tương ứng
là 16,61 gam và 15,05 gam. Tính pH của dung dịch A (bỏ qua tương tác của các ion với nước).
2. Cho biết Kb của NH3 = 1,8.10-5, hãy tính pH của các dung dịch sau:
a) dung dịch NH3 0,1 M.
b) dung dịch hỗn hợp NH3 0,1M và NH4Cl 0,1 M.
Câu II
(2,25 điểm)
1. Cho cân bằng hóa học: N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k), ∆H = -92 kJ
Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N2 và H2 theo tỉ lệ mol = 1:3 thì khi đạt cân bằng ở điều kiện tối
ưu (450 0C và 300 atm), NH3 chiếm 36% thể tích.
a) Tính hằng số cân bằng Kp ở 4500C.
b) Giữ áp suất không đổi (300 atm), cần tiến hành phản ứng ở nhiệt độ nào để khi cân bằng, NH 3
chiếm 40% về thể tích.
2. Cho hỗn hợp X gồm Al, Fe, Au vào dung dịch HCl đậm đặc, dư thì thu V lít khí H 2 ở đktc và hỗn
hợp A. Cho từ từ dung dịch HNO 3 đậm đặc vào hỗn hợp A đến khi khí ngừng thoát ra thấy có 0,2
mol HNO3 đã phản ứng, thu được 4,48 lít (ở đktc) một khí không màu hóa nâu trong không khí và
dung dịch B. Lọc bỏ bã rắn trong hỗn hợp A rồi cho toàn bộ dung dịch nước lọc tác dụng với dung
dịch NaOH dư thu được 13,5 gam kết tủa. Mặt khác, nếu cô cạn dung dịch B thì thu được 83,25
gam muối khan. Tính thành phần % khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp X và V.
Câu III
(2,0 điểm)

1. So sánh độ dài liên kết đơn C–C trong etan và trong buta-1,3-đien. Giải thích.
2. Biểu diễn hai cấu dạng bền nhất và kém bền nhất của butan ở nhiệt độ thường.
3. Hai hợp chất hữu cơ A và B đều có công thức phân tử C 5H10. Cả hai đều không phản ứng với Cl 2
trong tối và lạnh. A phản ứng với Cl 2 có ánh sáng tạo một sản phẩm duy nhất là C 5H9Cl, B tác
dụng với Cl2 trong cùng điều kiện tạo 6 đồng phân C 5H9Cl khác nhau, có thể phân biệt bằng
phương pháp vật lý. Hãy xác định cấu trúc của A, B và các sản phẩm monoclo đó.
Câu IV
(1,75 điểm)
1. Từ toluen và các chất vô có cần thiết, viết các phản ứng điều chế axit 2-brom-4-nitrobenzoic.
2. Xác định A, B, C. Hoàn thành các phương trình hóa học trong sơ đồ sau
A
OH

HOCl

C2H4

O2/Ag

B

MgBr

C

H 3O+

D (tetralin)

Câu V

(2,0 điểm)

1. So sánh (có giải thích) độ mạnh tính axit của các hợp chất: phenol, p-crezol, p-nitrophenol,
axit picric.
2. Từ một loại tinh dầu người ta tách được chất A chứa 76,92%C; 12,82%H và 10,26%O trong phân
tử, MA = 156 đvC. A còn được điều chế bằng cách hiđro hoá có xúc tác chất 2-isopropyl-5metylphenol (B). (a) Xác định cấu tạo của A. (b) Đun nóng A với H 2SO4 đặc ở 180oC thu được
chất D, hidrat hóa D tạo ra chất E. Xác định E và viết phương trình phản ứng, biết các phản ứng
đều tạo sản phẩm chính. (c) So sánh độ mạnh tính axit của A với B.
---------------------HẾT------------------Chú ý: Học sinh được sử dụng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học và máy tính cá nhân đơn giản
theo quy định của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Giám thị không giải thích gì thêm.