ĐỀ THI HSG LỚP 12 Thành phố Hà Nột

sở giáo Dục & Đào tạo hà nội
kỳ thi học sinh giỏi thành phố-lớp 12

Năm học 2005-2006

Môn thi:
Hóa học
Ngày thi: 01 - 12 - 2005
Thời gian làm bài: 180 phút
Câu I ( 3,0 điểm):
1/ Cho các sơ đồ phản ứng sau:
a) X + O2
-- + H2O
b) X + CuO
-- N2 + +
c) X + H2S
--
d) X + CO2
-- + H2O
e) X + H2O + CO2 --
Tìm công thức của khí X và hoàn thành các phơng trình hoá học
trên.
2/ Một hỗn hợp khí gồm nitơ và hiđro, có tỉ khối so với He là 0,95.
Cho hỗn hợp trên đi qua xúc tác, đun nóng để tạo ra amoniac, hỗn
hợp khí thu đợc nặng hơn He. Các thể tích khí đo cùng điều kiện.
Hỏi hiệu suất của phản ứng trên có giá trị trong khoảng nào?
Câu II ( 4,0 điểm):
1/ Hoà tan hoàn toàn FeS2 trong dung dịch HNO3 (có d) thu đợc 65g
dung dịch X và thấy thoát ra 7,33 lít một chất khí có khối lợng riêng
là 1,881g/l (đo ở 250C và 1atm). Trong dung dịch X, khối lợng H2SO4
bằng khối lợng HNO3. Viết phơng trình hoá học và tính nồng độ

phần trăm của dung dịch HNO3 đã dùng ban đầu.
2/ 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 đợc 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. Viết phơng trình hoá học và tìm số mol các chất có trong
dung dịch A và m.
Câu III ( 3,0 điểm):
1/ Dung dịch NH4Cl và dung dịch C6H5NH3Cl đều có nồng độ 0,1
mol/l. Dung dịch nào có pH lớn hơn? Giải thích.
2/ Hỗn hợp khí gồm hiđro sunfua và ankan đợc trộn với nhau theo tỉ
lệ thể tích tơng ứng là 1: 4, sau đó đem đốt cháy hoàn toàn trong
oxi d, sản phẩm của phản ứng cháy đợc hấp thụ hết bởi lợng d dung
dịch Ba(OH)2 tạo ra 17,93 gam kết tủa. Đem lợng kết tủa này cho phản
ứng với dung dịch KMnO 4 có mặt HNO3 (d) thì thấy giảm còn 2,33
1


gam . Viết các phơng trình hoá học và tìm công thức phân tử của
ankan
Câu IV ( 6,0 điểm):
1/ Cho sơ đồ biến hoá sau:
C2H3O2Na(chất D)C5H10O2(chất B)C3H8O(chất A)C3H6O2(chất
E)C5H10O2(chất G)

C3H6O (chất I)
Xác định công thức cấu tạo của các chất A, B, D, E, G, I và viết các
phơng trình hoá học biểu diễn sự biến hoá trên.
2/ Xác định công thức cấu tạo các chất hữu cơ có trong các sơ đồ
biến hoá sau:

COOH

2NaOH C H O CuO d
9 12 2
a) C9H10O 2HCl C9H10Cl2
t0
H2O
b)C7H6KNO2

c)

Br2

2KOH

C9H8O2

[O]

HNO3
C H OH
C7H8ClNO2 Fe/HCl C7H5NO4
C7H4N2O6 2 5+
H2SO4
H
O2N

COOH
NO2

COOC2H5

+
[O]
2NaOH
2NaOH C H O Na H C H O 2C2H5OH C H O
C3H6Br2
C3H8O2
C3H4O4
3 4 4
7 12 4
3 2 4 2
H2O

CH3 sau:
3/ Mentol có trong tinh dầu bạc hà, có công thức cấu tạo nh
Viết phơng trình hoá học biểu diễn phản ứng của mentol
với Na, với Br2 (có ánh sáng), CH3COOH ( có H2SO4 đặc),
OH
CuO nung nóng.
CH3CHCH3

Câu V ( 4,0 điểm):
1/ Hỗn hợp gồm fomanđehit, axit axetic và axit fomic có khối lợng 2,33
gam có thể bị trung hoà hoàn toàn bởi 18,7 ml dung dịch KOH 8,4%
( khối lợng riêng là 1,07g/ml). Dung dịch nhận đợc đem phản ứng với
lợng d dung dịch AgNO3 trong amoniac, đun nóng, thấy tách ra 9,72
gam kết tủa. Viết các phơng trình hoá học biểu diễn các phản ứng
và tính số mol từng chất trong hỗn hợp ban đầu.
2/ Hợp chất hữu cơ A có chứa cacbon, hiđro, oxi. Phân tích định lợng cho kết quả: 46,15% C ; 4,62% H; 49,23% O . Biết phân tử khối

của A nhỏ hơn 200 đvC.
a) Xác định công thức phân tử của A.

2


b) Khi đun A với dung dịch NaOH d thu đợc 1 muối B và 1 rợu D đều
thuần chức (không tạp chức). Viết các công thức cấu tạo (có thể có)
của A.
Cho H = 1; He = 4; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23;
K = 39; Fe = 56; Cu = 64; Ag = 108; Ba = 137./.

S = 32;

---------------------Hết-------------------

sở giáo Dục & Đào tạo hà nội
kỳ thi học sinh giỏi thành phố-lớp 12

Năm học 2005-2006

Hớng dẫn chấm môn: Hóa học
Câu I : 3,0 điểm
1-1/ 1,5 điểm
Cho các sơ đồ phản ứng sau:
a) X + O2
-- + H2O
b) X + CuO
-- N2 + +
c) X + H2S

--
d) X + CO2
-- + H2O
e) X + H2O + CO2 --
Tìm công thức của khí X và hoàn thành các phơng trình hoá học trên.
Giải
Qua sơ đồ a), b) X có chứa N và H, có thể có O. Vì X là chất khí nên chỉ có thể
là NH3.
a) 4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O
hoặc 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O ( có xúc tác Pt)
b) 2NH3 + 3CuO N2 + 3Cu + 3H2O
c) 2NH3 + H2S (NH4)2S
hoặc NH3 + H2S NH4HS
d) 2NH3 + CO2 (NH2)2CO + H2O
e) NH3 + H2O + CO2 NH4HCO3
3


1-2/ 1,5 điểm
Một hỗn hợp khí gồm nitơ và hiđro, có tỉ khối so với He là 0,95. Cho hỗn hợp trên
đi qua xúc tác, đun nóng để tạo ra amoniac, hỗn hợp khí thu đợc nặng hơn He.
Các thể tích khí đo cùng điều kiện. Hỏi hiệu suất của phản ứng trên có giá trị
trong khoảng nào?
Giải
Đặt số mol N2 và H2 trong hỗn hợp ban đầu là X và Y
Khối lợng mol trung bình của hỗn hợp ban đầu = 0,95.4
Mtbbđ = ( 28X+ 2Y)/(X+Y) = 0,95.4 = 3,8
Y = 13,44X
Phơng trình hoá học
N2 + 3H2 2NH3

Nếu trong hỗn hợp có a mol N2 phản ứng với 3a mol H2 thì sau phản ứng số mol
thu đợc là:
(X-a) + (Y-3a) +2a = 14,44X 2a
Khối lợng hỗn hợp sau phản ứng 28X +2Y = 54,88X
Theo đầu bài, sau phản ứng khối lợng mol trung bình của hỗn hợp 4 ( M của He)
Mtbspứ = 54,88X/(14,44X -2a) 4
a 0,36X hay a/X 0,36
Hỗn hợp trở nên nặng hơn He khi a/X 0,36
Hay hiệu suất phản ứng: 36% h 100%

Câu II 4,0 điểm
2-1/ 2,0 điểm
Hoà tan hoàn toàn FeS2 trong dung dịch HNO3 ( có d) thu đợc 65g dung dịch X
và thấy thoát ra 7,33 lít một chất khí có khối lợng riêng là 1,881g/l (đo ở 250C và
1atm). Trong dung dịch X, khối lợng H2SO4 bằng khối lợng HNO3. Tính nồng độ
phần trăm của dung dịch HNO3 đã dùng ban đầu.
Giải
M khí = 298. 22,4.1,881 / 273 = 46 Khí đó là NO2
Số mol NO2 = 273 .7,33 / 298. 22,4 = 0,3 Khối lợng NO2 = 13,8g
FeS2 + 18HNO3
Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 15NO2 +7 H2O
Số mol FeS2 = 0,02 khối lợng FeS2 = 2,4g
Số mol HNO3 p/ứ = 0,36 khối lợng HNO3 p/ứ = 22,68g
Số mol H2SO4 = 0,04 khối lợng H2SO4 = 3,92g
Theo đầu bài, trong dung dịch X: khối lợng HNO3 d = khối lợng H2SO4 = 3,92g
Khối lợng trớc phản ứng = mFeS2 + mHNO3 + mH2O = 2,4+22,68+3,92+mH2O
Khối lợng sau phản ứng = mddX + mNO2 = 65 + 13,8 = 78,8g
Theo định luật bảo toàn khối lợng
29 + mH2O = 78,8 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%
4


2-2/
2,0 điểm
Cho m gam bột Cu vào dung dịch chứa 10,2 gam AgNO 3, khuấy kỹ, thêm vào đó
dung dịch H2SO4 loãng rồi đun nóng nhẹ tới khi phản ứng hoàn toàn thì thu đợc
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.
Giải
Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag (1)
Số mol AgNO3 = 0,06 số mol Ag = số mol NO3- = 0,06 khối lợng Ag = 6,48g
Số mol Cu (p/ứ 1) = số mol Cu2+ = 0,03
3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O (2)
3Ag + 4H+ + NO3- 3Ag+ + NO + 2H2O (3)
Vì lợng bột kim loại là 8,8g 6,48g sau các phản ứng trên còn d Cu, vì còn d
Cu nên chỉ có p/ứ (2) không xảy ra p/ứ (3)
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- 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- H2O là 0,3 - 0,24 = 0,06
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

Câu III: 3,0 điểm
3-1/

1,0 điểm
Dung dịch NH4Cl và dung dịch C6H5NH3Cl đều có nồng độ 0,1 mol/l. Dung
dịch nào có pH lớn hơn? Giải thích.
Giải
Trong hai dung dịch có các cân bằng chủ yếu sau:
NH4+ + H2O NH3 + H3O+
( 1)
C6H5NH3+ + H2O C6H5NH2 + H3O+ ( 2)
Trong (2) tạo thành C6H5NH2 là bazơ yếu hơn NH3vì thế cân bằng của (2)
chuyển mạnh hơn về phía phải, nồng độ ion H3O+ (hoặc H+) lớn hơn và pH của
dung dịch C6H5NH3Cl nhỏ hơn pH của dung dịch NH4Cl.
3-2/ 2, 0 điểm
Hỗn hợp khí gồm hiđro sunfua và ankan đợc trộn với nhau theo tỉ lệ thể tích tơng ứng là 1: 4, sau đó đem đốt cháy hoàn toàn trong oxi d, sản phẩm của phản
ứng cháy đợc hấp thụ hết bởi lợng d dung dịch Ba(OH)2 tạo ra 17,93 gam kết tủa.
Đem lợng kết tủa này cho phản ứng với dung dịch KMnO4 có mặt HNO3(d) thì thấy
5


giảm còn 2,33 gam. Viết các phơng trình hoá học và tìm công thức phân tử
của ankan
Giải
2H2S + 3O2 2H2O + 2SO2
(1)
CnH2n+ 2 + (3n+1)/2 O2 nCO2 + (n+1) H2O (2)
CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O
(3)
SO2 + Ba(OH)2 BaSO3 + H2O
(4)
BaCO3 + 2HNO3 Ba(NO3)2 + CO2 + H2O (5)
5BaSO3 + 6HNO3 + 2KMnO4 5BaSO4 + 2KNO3 + 2Mn(NO3)2 + 3H2O (6)

(hoặc viết các ph/tr tơng đơng)
Chất kết tủa còn lại không tan trong HNO3 d là BaSO4, m = 2,33g = 0,01 mol
Đặt số mol H2S và CnH2n+2 là x và y x:y = 1: 4
Khối lợng kết tủa là 217x + 197yn = 17,93
Theo (1),(4),(6) x = 0,01
Thay vào tìm ra n = 2 . ankan là C2H6
Câu IV 6,0 điểm
4-1/
2,0 điểm
Cho sơ đồ biến hoá sau:
C2H3O2Na(chất D) C5H10O2 (chất B) C3H8O(chất A) C3H6O2(chất E) C5H10O2
( chất G)

C3H6O (chất I)
Xác định các chất A, B, D, E, G, I và viết các phơng trình hoá học biểu diễn sự
biến hoá trên.
Giải:
A là C2H5CH2OH; B là CH3COOCH2C2H5 ;
D là CH3COONa ; E là C2H5COOH;
G là C2H5COOC2H5 ; I là C2H5CHO
C2H5CH2OH + CH3COOH CH3COOCH2C2H5 + H2O ( đk: H2SO4 đặc)
CH3COOCH2C2H5 + NaOH CH3COONa + C3H7OH
5C2H5CH2OH + 4KMnO4 + 6H2SO4 5C2H5COOH +11H2O + 4MnSO4 + 2K2SO4
C2H5COOH + C2H5OH C2H5COOC2H5+ H2O ( đk: H2SO4 đặc)
C2H5CH2OH + CuO
C2H5CHO + Cu + H2O ( đk: nhiệt độ)
4-2/ 3,0 điểm
Xác định công thức cấu tạo các chất hữu cơ có trong các sơ đồ biến hoá sau:

6

COOH

2NaOH C H O CuO d
9 12 2
a) C9H10O 2HCl C9H10Cl2
t0
H2O
b)C7H6KNO2
Br2

c)

2KOH

[O]

C9H8O2

HNO3
C H OH
C7H8ClNO2 Fe/HCl C7H5NO4
C7H4N2O6 2 5+
H2SO4
H

COOH
NO2

O2N

C3H6Br2

COOC2H5

[O]
2NaOH
2NaOH C H O Na H C H O 2C2H5OH C H O
C3H8O2
C3H4O4
3 4 4
7 12 4
3 2 4
2
H2O
+

Gi¶i
CH=CH2
a) C9H10O :

CHClCH3
C9H10Cl2

CH2OH

CH2Cl
O =CCH3

CHOHCH3
C9H8O2

C9H12O2

CHO

CH2OH
b)

NH2

NH3Cl

b) C7H6KNO2

C7H8ClNO2
H

COOK

H

COOH

NO2

NO2
C7H5NO4

C7H4N2O6
H

c) C3H6Br2

COOH

BrCH2CH2CH2Br

C3H4O4

HOOCCH2COOH

C7H12O4

CH2(COOC2H5)2

O2N

COOH

C3H8O2 HOCH2CH2CH2OH
C3H2O4Na2

NaOOCCH2COONa

CH3
4-3/ 1,0 ®iÓm
Mentol cã trong tinh dÇu b¹c hµ, cã c«ng thøc cÊu t¹o nh sau:

7
OH
CH3CHCH3


Viết phơng trình hoá học biểu diễn phản ứng của mentol
với Na, với Br2 (có ánh sáng), CH3COOH ( có H2SO4 đặc),
CuO nung nóng.
Giải
CH3

OH
CH3CH CH3
CH3

CH3
+1/2H2

+Na
OH

ONa

CH3CH CH3

CH3CH CH3
CH3

CH3
+Br2

a/s

+HBr
OH

OH

CH3CBr CH3

CH3CH CH3

CH3

CH3

OH

+CH3COOH

H+

+H2O
OOCCH3

CH3CHCH3

CH3CHCH3

CH3

CH3
+CuO
OH

CH3CHCH3

Câu V

nhiệt độ

+Cu + H2O
O
CH3CHCH3

4 điểm
8


5-1/
2,0 điểm
Hỗn hợp gồm fomandehit, axit axetic và axit fomic có khối lợng 2,33 gam có thể
bị trung hoà hoàn toàn bởi 18,7 ml dung dịch KOH 8,4% ( khối lợng riêng là
1,07g/ml). Dung dịch nhận đợc đem phản ứng với lợng d dung dịch AgNO3 trong
amoniac, đun nóng, thấy tách ra 9,72 gam kết tủa. Viết các phơng trình hoá
học biểu diễn các phản ứng và tính số mol từng chất trong hỗn hợp ban đầu.
Giải
Số mol KOH = 18,7 . 1,07 . 0,084/56 = 0,03
Đặt số mol HCOOH trong hỗn hợp là x, số mol HCHO là y
HCOOH + KOH HCOOK + H2O

(1)
CH3COOH + KOH CH3COOK + H2O (2)
số mol HCOOK bằng x , số mol CH3COOH là 0,03 x
HCHO + 4[Ag(NH3)2]OH CO2 + 3H2O + 4Ag + 8NH3
HCOOK + 2[Ag(NH3)2]OH KHCO3 + H2O +2Ag + 4NH3
Hay HCHO + 2Ag2O CO2 + 4Ag + H2O (3)
HCOOK + Ag2O KHCO3 + 2Ag
(4)
Theo (3), (4)
2x + 4y = 9,72/108 = 0,09
Theo đầu bài
30y + 60(0,03 - x) + 46x = 2,33
số mol HCHO = y = 0,02 mol
số mol HCOOH = x = 0,005 mol
số mol CH3COOH = 0,03 x = 0,025 mol
5-2/
2 điểm
Hợp chất hữu cơ A có chứa cacbon, hiđro, oxi. Phân tích định lợng cho kết quả:
46,15% C ; 4,62% H; 49,23% O . Biết phân tử khối của A nhỏ hơn 200 đvC.
a) Xác định công thức phân tử của A.
b) Khi đun A với dung dịch NaOH d thu đợc 1 muối B và 1 rợu D đều thuần chức
(không tạp chức). Viết các công thức cấu tạo (có thể có) của A.
Giải
a) Đặt công thức là CxHyOz
46,15 4,62 49,23
x: y:z
:
:
3,846 : 4,62 : 3,077 = 5: 6 : 4
12

1
16
Công thức (C5H6O4)n . Vì phân tử khối nhỏ hơn 200 nên n = 1 . Công thức
phân tử là C5H6O4
b)
Các công thức cấu tạo
COO - CH2
COO - CH2
COO - CH2
HCOO CH
CH2
CH2
CH2
COO - CH2
COO - CH - CH3
COO - CH2
HCOO CH
H C - COOH

CH2
CH OOC - COOH

H C COO - CH3

CH2
9


COO - CH3
CH2 = C

COOH

HOOC - COO - CH2CH=CH2

10