Đề thi HSG cum + đáp án

Sở Giáo Dục và Đào Tạo Đề thi chọn học sinh giỏi cụm yên dũng
Bắc Giang Lớp 12 - Năm học 2008-2009
Đề chính thức Môn thi: Hoá học
Thời gian làm bài 150 phút
Câu I: ( 4,0 điểm)
1. Cho 5,22 gam một muối cacbonat kim loại tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO
3
. Phản ứng
làm giải phóng ra hỗn hợp khí gồm 0,336 lít khí NO và x lít khí CO
2
. Các thể tích đo ở đktc. Xác
định muối cacbonat kim loại và thể tích CO
2
.
2. Cho 5 dung dịch sau: HCl; HNO
3
đặc; AgNO
3
; KCl; KOH.
Chỉ dùng thêm 1 kim loại hãy nói cách nhận biết từng dung dịch, viết phơng trình phản ứng.
Câu II: ( 6,0 điểm)
1. Một chất hữu cơ A no, mạch hở, phân tử có chứa 1 chức -OH và chứa chức -COOH, có công
thức nguyên là (C
4
H
6
O
5
)
n
a) Xác định công thức phân tử và viết các đồng phân cấu tạo của A

b) Xác định cấu tạo đúng của A biết A tách nớc cho 2 sản phẩm đồng phân B và C. Viết công
thức cấu tạo của B, C.
c) So sánh tính axit của B và C. Giải thích?
2- Cho sơ đồ biến hoá sau: C
9
H
17
O
4
N C
5
H
7
O
4
NNa
2
+ C
2
H
6
O
(A) (B) (C)
C
5
H
7
O
4
NNa

2
C
5
H
10
O
4
NCl ; 2 C
2
H
6
O C
4
H
6
(B) (D) (C) (E)
-Viết công thức cấu tạo của A, B, C, D, E. Biết các chất có cấu tạo mạch cacbon không phân
nhánh.
-Viết các phơng trình phản ứng thực hiện những chuyển hoá trên.
Câu III: ( 5,0 điểm)
Dung dịch A chỉ chứa các ion Cu
2+
, K
+
, Cl
-
, và NO
3
-
trong nớc .

1. Có thể hoà tan 2 muối nào vào nớc để đợc dung dịch có chứa những ion này .
2. Tiến hành điện phân 3 lít hỗn hợp A (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) cho tới khi nớc
bắt đầu bị điện phân ở anôt thì nhận thấy khối lợng catôt tăng thêm 0,96 gam. Nếu tiếp tục điện
phân cho tới khi nớc bắt đầu bị điện phân ở catot rồi dừng lại, nhận thấy dung dịch lúc này có
pH= 2. Giả thiết quá trình điện phân thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể, toàn bộ kim loại
thoát ra đều bám vào catot, bỏ hiện tợng thuỷ phân của các muối. Hãy tính tổng khối lợng muối
tan trong dung dịch trớc khi điện phân và thể tích khí thoát ra ở anot sau khi điện phân (ở đktc ).
Câu IV: ( 5,0 điểm) Cho hỗn hợp hai este đơn chức (tạo bởi hai axit là đồng đẳng kế tiếp nhau)
tác dụng hoàn toàn với 1,5 lít dung dịch NaOH 2,4M, thu đợc dung dịch A và một ancol bậc một
B. Cô cạn dung dịch A thu đợc 211,2 gam chất rắn khan. Oxi hoá B bằng O
2
(có xúc tác) thu đợc
hỗn hợp X. Chia X thành ba phần bằng nhau.
-Phần 1 cho tác dụng với AgNO
3
(d) trong dung dịch amoniac thu đợc 21,6 gam Ag.
-Phần 2 cho tác dụng với NaHCO
3
d, thu đợc 4,48 lít khí (ở đktc).
-Phần 3 cho tác dụng với Na (vừa đủ) thu đợc 8,96 lít khí (đktc) và hỗn hợp Y. Cho Y bay hơi
thì còn lại 48,8 gam chất rắn.
Xác định công thức cấu tạo và tính thành phần phần trăm khối lợng mỗi este trong hỗn hợp ban
đầu.
Cho H = 1, C = 12, O = 16, Cl = 35,5 , N= 14, Cu = 64, Na = 23, K = 39, Ag = 108.
------------------------Hết-------------------------
Họ và tên thí sinh:................................................................. Số báo danh:..........................
Đơn vị dự thi:............................................................
+dd NaOH, t
o
+dd HCl

Đáp án- thang điểm hoá 12 cụm yd -2009
Câu 1:
1. Đặt công thức của muối là M
2
(CO
3
)
n
và m là số oxi hoá sau khi bị oxi hoá bởi
HNO
3
(1n2 ; 1m3) , viết PTHH và đa ra biểu thức: 2M + 60n=232(m-n), kết
hợp với điều kiện trên ta có 1m-n2 Ta thay các giá trị của m-n lần lợt là 1, 2, 3
suy ra kim loại đã cho là Fe; V(CO
2
) =0,045.22,4=1,008 lít
2. Dùng kim loại Cu có thể nhận biết đợc các dung dịch trên
2,5đ
1,5đ
Câu 2:
1. a) C
4n
H
6n
O
5n
có =n+1, do là hợp chất no, chứa chức -COOH nên A sẽ có n+1
nhóm -COOH => sẽ có 5n-(2n+2)=3n-2 nhóm -OH. Theo bài ra chỉ có 1 nhóm
-OH nên 3n-2=1 => n=1. Vậy CTPT của A là: C
2

H
3
OH(COOH)
2
. Có 3 đồng phân
cấu tạo là:
HOOC-CH(OH)-CH
2
-COOH
HOOC-CH(OH)(CH
3
)COOH
HOOC-CH(CH
2
OH)-COOH
b) Theo bài ra A tách nớc tạo đợc 2 đồng phân B, C nên B, C là 2 dạng hình học .
Vậy A có công thức cấu tạo là HOOC-CH(OH)-CH
2
-COOH
c) Do dạng cis có 2 nhóm -COOH gần nhau có thể tạo liên kết hiđro nội phân tử
giữa 2 nhóm -COOH nên làm tăng tính axit, dạng trans không có tính chất đó nên
có tính axit yếu hơn.
2. Viết PTHH theo sơ đồ:
A là: C
2
H
5
OOC-CH
2
-CH

2
-CH(NH
2
)-COOC
2
H
5
Hoặc: C
2
H
5
OOC-CH
2
-CH(NH
2
)-CH
2
-COOC
2
H
5
B là: NaOOCCH
2
CH
2
CH(NH
2
)COONa
Hoặc NaOOC-CH
2

CH(NH
2
)CH
2
COONa
C là: C
2
H
5
OH
D là: HOOC-CH
2
CH
2
CH(NH
3
Cl)COOH
Hoặc: HOOC-CH
2
CH(NH
3
Cl)CH
2
COOH
E là: CH
2
=CH-CH=CH
2
Lu ý: Nếu chỉ xác định đợc 1 CTCT của A cho 1,5đ
2đ

1đ
1đ
2đ
Câu 3:
1. Dung dịch A có thể gồm các muối: CuCl
2
và KNO
3
hoặc Cu(NO
3
)
2
và KCl
2.
Tại (K) Cu
2+
; K
+
; H
2
O Tại (A): Cl
-
, NO
3
-
, H
2
O
Điện phân hỗn hợp A tới khi nớc bắt đầu điện phân ở Anot khi đó:
- ở (K): Cu

2+
+ 2e Cu - ở anot: 2Cl
-
Cl
2
+ 2e
Mol: 0,03 <-- 0,96/64 mol: 0,015 0,03
Tiếp tục điện phân tới khi H
2
O ở catot bắt đầu bị điện phân khi đó dung dịch có pH =2
=> [H
+
] = 10
-2
M => n(H
+
)=0,03 mol
Ta có: Tại (K): Cu
2+
+ 2e Cu - ở anot: 2Cl
-
Cl
2
+ 2e
0,03 0,06 0,03 0,03 0,015 0,03
2H
2
O 4H
+
+ O

2
+ 4e
0,03 0,03/4 0,03
Thể tích khí thoát ra ở Anot là: V=V(Cl
2
) + V(O
2
) =(0,015+0,03/4)22,4 =0,504 lít
Trong dung dịch A có 0,03 mol Cu
2+
và 0,03 mol Cl
-
=> 2 muối ban đầu phải là:
Cu(NO
3
)
2
: 0,03 mol và KCl: 0,03 mol => khối lợng chất tan trong A là:
0,03.188+0,03.74,5=7,875 gam.
1đ
3đ
1đ
Câu 4: Gọi CTTQ của 2 este là RCOOCH
2
R
1

PTHH: RCOOCH
2
R

1
+ NaOH RCOONa + R
1
CH
2
OH (1)
Oxi hoá ancol B có PT:
R
1
CH
2
OH + 1/2O
2
R
1
CHO + H
2
O (2)
R
1
CH
2
OH + O
2
R
1
COOH + H
2
O (3)
Hỗn hợp X gồm: R

1
CHO ; R
1
COOH ; R
1
CH
2
OH ; H
2
O
R
1
CHO + 2AgNO
3
+ 3NH
3
+ H
2
O R
1
COONH
4
+ 2NH
4
NO
3
+ 2Ag (4)
R
1
COOH + NaHCO

3
R
1
COOONa + H
2
O + CO
2
(5)
R
1
COOH + Na R
1
COONa + 1/2H
2
(6)
R
1
CH
2
OH + Na R
1
CH
2
ONa + 1/2H
2
(7)
H
2
O + Na NaOH + 1/2H
2

(8)
Gọi x , y, z lần lợt là số mol 1/3 B tham gia phản ứng 2, 3 và d.
Theo (3,5) => y=n(R
1
CH
2
OH) = n(R
1
COOH)=n(CO
2
) =4,48/22,4=0,2 mol (I)
Theo (2,3,6,7,8) có: (x+z)/2 + y/2 +z/2 = 8,96/22,4 =0,4 (II)
Cô cạn dung dịch đợc hỗn hợp rắn gồm R
1
COONa; R
1
CH
2
ONa và NaOH
=> (R
1
+ 67)y + (R
1
+53)z+40(x+y) = 48,8 (III)
- Giả sử B không phải là CH
3
OH, theo (2,4) có: n(R
1
CH
2

OH) = x = n(R
1
CHO)=1/2n
Ag
=0,5.21,6/108=0,1 mol
Kết hợp (I, II, III) => z=0,3; R
1
=15 (-CH
3
) , vậy ancol là: CH
3
CH
2
OH
- Nếu B là CH
3
OH => andehit là HCHO và axit là HCOOH
HCHO 4Ag
HCOOH -- 2Ag
=> n
Ag
= 4x+ 2y =0,2 => x<0 (loại)
- Công thức của mỗi este:
Theo (1) n
este
= n
NaOH
= n
RCOONa
= n(R

1
CH
2
OH) =3(x+y+z)=1,8 => NaOH d = 2,4.1,5-
1,8=1,8 mol => m
chất rắn
= m
NaOH d
+ m
RCOONa
=40.1,8+(R+67)1,8=211,2 => R=10,3 => 2
axit là: HCOOH và CH
3
COOH.
- Tính % khối lợng este:
Gọi a và b là số mol HCOOC
2
H
5
và CH
3
COOOC
2
H
5
ta có:
a+ b= 1,8 và (15b+a)/(a+b) =10,3 => a= 0,6; b=1,2
Tổng khối lợng este = 74a +88b=150 gam
=> %HCOOC
2

H
5
=74.0,6.100%/150 =29,6%
%CH
3
COOOC
2
H
5
= 70,4%
2,5đ
0,5đ
1đ
1đ