Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Lớp 10, 11 THPT năm học 2018-2019 môn Hóa học Lớp 11 - Sở giáo dục và đào tạo Hà Tĩnh (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Lớp 10, 11 THPT năm học 2018-2019 môn Hóa học Lớp 11 - Sở giáo dục và đào tạo Hà Tĩnh (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10,11 THPT HÀ TĨNH NĂM HỌC 2018-2019 Môn thi: HÓA HỌC-LỚP 11 (21/3/2019) ĐỀ THI CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 180 phút (Đề thi có 02 trang, gồm 9 câu) Cho biết nguyên tử khối: H =1, C =12, N =14, O =16, F=19, Mg =24, Al = 27, Si =28, P =31, S =32, Ca = 40, Fe= 56, Zn=65, Ba= 137. Câu 1. (3,0 điểm) 1. Rót nhẹ 1,0 ml benzen vào ống nghiệm chứa sẵn 2,0 ml dung dịch nước brom. Lắc kĩ ống nghiệm, sau đó để yên. Nêu hiện tượng, giải thích. 2. Các hiđrocacbon X, Y, Z, T (thuộc chương trình Hóa học 11, M X < MY < MZ < MT) đều có 7,7 % khối lượng hiđro trong phân tử. Tỷ khối hơi của T so với không khí bé hơn 4,0. Các chất trên thỏa mãn: - 1 mol chất T tác dụng tối đa 1 mol Br2 trong CCl4. - Từ chất X, để điều chế chất Y hoặc chất Z chỉ cần một phản ứng. - Cần 3 phản ứng để điều chế được chất T từ hai chất X và Z. - Từ mỗi chất X, Y, T chỉ được dùng thêm HCl, H 2 và không quá hai phản ứng thu được các polime quan trọng tương ứng dùng trong đời sống là X’, Y’, T’. a. Xác định công thức cấu tạo, gọi tên các chất X, Y, Z, T, X’, Y’, T’. b. Viết phương trình các phản ứng xảy ra. Câu 2. (3,0 điểm) 1. Cân bằng phương trình phản ứng dưới dạng ion thu gọn cho các thí nghiệm sau (mỗi thí nghiệm viết 1 phương trình) a. Hòa tan FeSx trong dung dịch HNO3 đặc, dư và đun nóng. b. Cho dung dịch K2S dư vào dung dịch Fe2(SO4)3. c. Cho dung dịch NH4HSO4 vào dung dịch Ba(HSO3)2. d. Cho dung dịch Ba(AlO2)2 vào dung dịch Al2(SO4)3. e. Cho a mol kim loại Ba vào dung dịch chứa a mol NH4HCO3. 2. X là một hợp chất tạo bởi sắt và cacbon có trong một loại hợp kim. Trong X có 93,33% khối lượng của Fe. Hòa tan X trong HNO3 đặc nóng, thu được hỗn hợp khí Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư, cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được hỗn hợp chất rắn Z. Nung Z đến khối lượng không đổi, thu được hỗn hợp chất rắn T. Hòa tan hỗn hợp T trong dung dịch H 2SO4 loãng, đun nóng, thu được hỗn hợp khí Q. Hỗn hợp Q làm nhạt màu dung dịch KMnO4 trong H2SO4 loãng. a. Xác định công thức phân tử của X và các chất có trong hỗn hợp T. b. Viết phương trình phản ứng của T với H2SO4, khí Q với dung dịch KMnO4. Câu 3. (2,0 điểm) Khi cho hai phân tử isopren đime hóa với nhau, trong đó một phân tử cộng hợp kiểu 1,4 và một phân tử cộng hợp kiểu 3,4 sinh ra phân tử limonen. 0 1. Hiđro hóa hoàn toàn limonen bởi H2 (Ni, t ) thu được mentan (1-metyl-4-isopropylxiclohexan); còn hiđrat hóa limonen (xúc tác axit) ở nhánh, thu được terpineol. Hiđrat hóa terpineol, thu được terpin (được dùng làm thuốc chữa ho). Hãy xác định công thức cấu tạo của limonen, mentan, terpineol, terpin. 2. Ozon phân limonen, sau đó xử lý với Zn/CH 3COOH thì thu được những sản phẩm hữu cơ nào? Viết công thức cấu tạo của chúng. Câu 4. (2,0 điểm) Photpho tồn tại trong tự nhiên ở dạng quặng apatit. Một mẩu quặng apatit gồm canxi photphat, canxi sunfat, canxi cacbonat, canxi florua được xử lí bằng cách cho vào hỗn hợp của axit photphoric và axit sunfuric để tạo thành canxi đihiđrophotphat tan được trong nước dùng làm phân bón. 1
2. a. Viết các phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. Giải thích tại sao các phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ dưới 600C và trong tủ hốt? b. Kết quả phân tích thành phần khối lượng một mẫu apatit như sau: Thành phần CaO P2O5 SiO2 F SO3 CO2 % khối lượng 52,69% 39,13% 2,74% 1,79% 3,23% 1,18% Hòa tan m gam mẫu apatit vào lượng vừa đủ 25,0 ml dung dịch H 3PO4 1,0M và H2SO4 0,2M. Cô 0 cạn dung dịch sau phản ứng (ở nhiệt độ dưới 60 C), thu được m1 gam chất rắn gồm CaSO 4.2H2O, Ca(H2PO4)2, SiO2. Tính m và m1. Câu 5. (2,0 điểm) Hỗn hợp khí X gồm một ankan, một anken và hiđro. Cho 7,84 lít X đi qua chất xúc tác Ni, nung nóng, thu được 6,72 lít hỗn hợp khí Y. Dẫn Y đi qua dung dịch KMnO 4 thì màu của dung dịch bị nhạt và thấy khối lượng bình tăng thêm 2,80 gam. Sau phản ứng, còn lại 4,48 lít hỗn hợp khí Z có tỷ khối so với hiđro là 20,25. Các khí cùng đo ở đktc, các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hãy xác định công thức phân tử và phần trăm thể tích của các khí có trong hỗn hợp Y. Câu 6. (2,0 điểm) Thực hiện hai thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Sục từ từ đến dư khí CO2 vào dung dịch hỗn hợp chứa x mol NaOH, y mol KOH và z mol Ba(OH)2. Thí nghiệm 2: Cho từ từ đến dư dung dịch Ba(OH) 2 vào dung dịch hỗn hợp chứa a mol Al2(SO4)3 và b mol NaHSO4 (a > b). a. Ở mỗi thí nghiệm, thứ tự các phản ứng xảy ra như thế nào? Viết phương trình các phản ứng đó. b. Vẽ đồ thị biểu diễn giá trị khối lượng kết tủa theo số mol CO2 (ở thí nghiệm 1) và theo số mol Ba(OH)2 (ở thí nghiệm 2). Câu 7. (2,0 điểm) Hòa tan hết 8,96 gam hỗn hợp X gồm Mg, MgCO3, Zn, ZnCO3 trong dung dịch chứa 0,43 mol KHSO4 và 0,05 mol HNO3. Sau khi kết thúc phản ứng, thu được 3,36 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm CO2, NO, H2 (trong đó H2 chiếm 1/3 thể tích Z) và dung dịch Y chỉ chứa m gam muối trung hòa. Tính m. Câu 8. (2,0 điểm) Hòa tan 1,0 gam NH4Cl và 1,0 gam Ba(OH)2.8H2O vào một lượng nước vừa đủ thì thu được 100 ml dung dịch X (ở 250C). + a. Tính pH của dung dịch X, biết pKa (NH4 ) = 9,24 b. Tính nồng độ mol/lít của tất cả các ion trong dung dịch X. c. Tính pH của dung dịch thu được sau khi thêm 10 ml dung dịch HCl 1,0M vào dung dịch X. Câu 9. (2,0 điểm) Đốt cháy hết m gam một hiđrocacbon X cần vừa đủ 2,688 lít O 2 (đktc). Để phản ứng hết với lượng CO2 sinh ra cần ít nhất 100 ml dung dịch NaOH 0,75M. Cho X tác dụng với Cl 2 (ánh sáng, tỷ lệ mol 1:1) thu được 4 sản phẩm monoclo và phần trăm khối lượng tương ứng là: A (30%), B (15%), C (33%), D (22%). a. Viết công thức cấu tạo và gọi tên thay thế A, B, C, D. b. Sản phẩm nào dễ hình thành nhất. Vì sao? Viết cơ chế phản ứng tạo sản phẩm đó. c. So sánh khả năng thế tương đối của nguyên tử hiđro ở cacbon bậc 1, 2, 3 bởi clo của X. Hết - Thí sinh không được sử dụng tài liệu kể cả bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. - Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh: Số báo danh 2
3. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10,11 HÀ TĨNH THPT NĂM HỌC 2018-2019 Môn thi: HÓA HỌC-LỚP 11 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 180 phút HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HÓA 11 CÂU NỘI DUNG ĐIỂM 1 1. Ban đầu có sự phân lớp chất lỏng- chất lỏng màu nâu đỏ phân lớp dưới, sau đó lại có sự phân lớp chất lỏng – chất lỏng màu nâu đỏ phân lớp trên. Nguyên nhân: Br2 ít tan trong nước, tan nhiều trong benzen. 2. a. X( axetilen, CH≡CH), Y( vinyl axetilen, CH≡C-CH=CH2), Z ( benzen), T(stiren, ’ ’ ’ C6H5-CH=CH2), X ( PE hoặc PVC), Y (polibutađien hoặc policlopren), Z ( polistiren, poli (butađien-stiren) ) b. Phương trình phản ứng: - C6H5-CH=CH2+ Br2→ C6H5-CHBr-CH2Br - X -> Y: 2CH≡CH → CH≡C-CH=CH2, -Y-> Z: 3CH≡CH→ C6H6. - X, Z → T: C H  H2 C H  C6H6 C H C H ZnO C H C H 2 2 Pd 2 4 H 6 5 2 5 t0 6 5 2 3 C H  H2 C H T.H PE -X→X’: 2 2 Pd 2 4 C H  HCl C H Cl T.H PVC 2 2 HgSO4 2 3 CH  C CH CH  H2 CH CH CH CH T.H polibutadien -Y →Y’: 2 Pd 2 2 CH  C CH CH  HCl CH CCl CH CH T.H poliisopren 2 HgSO4 2 2 C H CH CH T.H polistiren - T→T’: 6 5 2 CH2 CH CH CH2 C6 H5 CH CH2 T .H poli (butadien stiren) 2 1. + - 3+ 2- a. FeSx +(4x+6) H +(6x+3)NO3 → Fe + xSO4 +( 6x+3) NO2 +(2x+3) H2O b. 3S2- + 2Fe3+ → 2FeS + 3S - - 2+ c. HSO4 + HSO3 + Ba → BaSO4 + SO2 +H2O. 2+ - 3+ 2- d. 3Ba + 6AlO2 + 2Al +3SO4 +12H2O → 3BaSO4 + 8Al(OH)3 2+ - 3+ 2- có thể chấp nhận: Ba + 3AlO2 +Al +SO4 +6H2O → BaSO4 + 4Al(OH)3 + - e. Ba + NH4 + HCO3 → BaCO3 + NH3 + H2 2. a. X là Fe3C. N aN O 2 N aN O 2 H N O N O N aN O 0 N O 3 2 N aO H 3 t H 2 SO 4 F e3C    Y    Z   T N a 2 C O 3    Q C O 2 N a 2 C O 3 C O 2 N aO H N aO H b. T+ H2SO4 và Q + dung dịch KMnO4 3NaNO2 + H2SO4 →Na2SO4 + NaNO3 + 2NO + H2O. 3
4. Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2. 5NO + 3KMnO4 + 2H2SO4 → Mn(NO3)2 + 2MnSO4 + 3KNO3 + 2H2O - + 2+ - Hoặc: 5NO + 3MnO4 + 4H → 3Mn + 5NO3 + 2H2O 3 a. OH OH OH Limonen , mentan , terpineol , tecpin b. O O H-CH=O O limonen 4 a. Phương trình phản ứng CaCO3 + H2SO4→CaSO4 + H2O + CO2 CaF2 + H2SO4 →CaSO4 + 2HF Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4 Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 → 3Ca(H2PO4)2 CaF2 + 2H3PO4 → Ca(H2PO4)2 + 2HF CaCO3 +2H3PO4 → Ca(H2PO4)2 + H2O + CO2 Phản ứng được làm trong tủ hốt vì tránh có sự xuất hiện của khí độc HF trong phòng thí nghiệm. Phải thực hiện ở nhiệt độ dưới 60 0C vì đảm bảo độ bền của thạch cao sống CaSO4.2H2O có trong phân bón. b. Tính m: H P O : 0 , 0 2 5 m o l 3 4 H 2 S O 4 : 0 , 0 0 5 m o l 0 , 0 3 2 3 m C a S O 4 : 0 , 0 0 5 ( B T lu u h u y n h ) 0 , 3 9 1 3 m 8 0 P 2 O 5 : m o l   1 4 2 0 , 0 2 5 0 , 3 9 1 3 m C a ( H P O ) : ( B T p h o tp h o ) 0 , 5 2 6 9 m 2 4 2 C a O : m o l 2 1 4 2 5 6 0 , 0 3 2 3 m S O : 3 8 0 0,5269m 0,0323m 0,3913m Bảo toàn Canxi ta có: 0,0175 m 2,8(gam) 56 80 142 Tính m1: 4
5. 0,0323m CaSO .2H O : (0,005 ).172  4 2 80 0,025 0,3913m thay m 2,8 Ca(H2 PO4 )2 :( ).234   m1 5,8617(gam) 2 142 SiO2 : 0,0274m.  5 Vì hỗn hợp Y làm nhạt màu dung dịch KMnO4 nên Y có anken dư và H2 hết H2 CxH2x 0 CxH2x 2 Ni,t d d KMnO4 0,35 mol X CxH2x  0,3 molY CxH2x 2  0,2 mol Z 2,8gam C H y 2y 2 Cy H2y 2 Cy H2y 2 n n n 0,05mol H2 X Y n n n 0,1 CxH2x (Y ) Y Z   MC H 28 CxH2x (C2H4 ) m 2,8 x 2x CxH2x (Y )  n n 0,05 n 0,2 0,05 0,15; m 0,2.40,5 0,05.30 0,15(14y 2) CxH2x 2 H2( p.u) CyH2 y 2 Z y 3 (C3H8) %V cackhitrongY 6. a. TN1: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (1) - 2- CO2 + 2OH → CO3 + H2O (2) 2- - CO2 + CO3 +H2O → 2HCO3 ( 3) CO2 + H2O + BaCO3 → Ba(HCO3)2 ( 4) TN2: Ba(OH)2 + 2NaHSO4 → BaSO4 + Na2SO4 + 2H2O (1) 3Ba(OH)2 + Al2(SO4)3 → 3BaSO4 + 2Al(OH)3 (2) Ba(OH)2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaOH (3) - - OH + Al(OH)3 →AlO2 + 2H2O (4) b. Đồ thị m↓ 197z nCO2 z x+y+z x+y+2z 5
6. m↓ 855a +233b 855a + 116,5b 699a + 233b 116,5b nBa(OH)2 7 0,5b 3a+ 0,5b 3a+b 4a+0,5b K 2 Mg H2 0,05mol Mg 0,43mol KHSO4 2 8,96 g Zn  NO(0,1 a)mol Y Zn H2O 0,05mol HNO3 CO (amol) CO amol NH (a 0,05) mol 3 2 4 2 SO4 BTo xi : n a 0,15 (0,1 a) 2a 0,05 H2O thayn 2a 0,05 BT hidro:0,48 0,1 4a 0,2 2n H2O a 0,06. H2O BTKL:mmuoiY (8,96 0,43.136 0,05.63) (0,05.2 0,04.30 44.0,06 0,17.18) 63,59 gam 8 a. NH4 OH  NH3 H2O 3 3 3 3 nNH Cl 18,7.10 mol; nBa(OH) 3,17.10 mol nNH 6,34.10 mol;n 12,4.10 mol 4 2 3 NH4 (du)  9,24 NH4  NH3 H ,ka 10 2 2 [NH3][H ] [NH4 ] 9 12,4.10 M 6,34.10 M ka [H ] .ka 1,13.10 M; pH 8,95 [NH4 ] [NH3 ] + 2+ + -9 - - b. [NH4 ]=0,124M; [Ba ] =0,0317M; [H ]=1,13.10 M; [Cl ] =0,187M; [OH ] =8,85.10-6M. + + c. khi thêm 0,01 mol HCl vào dung dịch ta có NH3+H →NH4 n 6,34.10 3 mol . Giả thiết thể tích dug dịch là 110 ml, bỏ qua sự phân ly của NH3 ( p.u) + NH4 thì + [H ]dư= 0,0333M => pH=1,48. 9 a. n n 0, 075 mol CO2 NaOH n 2(n n ) 2(0,12 0, 075) 0, 09 mol H 2O O2 CO2 n n X (ankan). H2O CO2 n n n n 0,015mol C CO2 5 CTPT X : (C H ) X H2O CO2 X 5 12 nX Trong 3 đồng phân của C 5H12, chỉ có (CH 3)2CH-CH2-CH3 thỏa mãn khi tác dụng clo 1,0 sinh 4 sản phẩm monoclo. Vậy CTCT, tên gọi của các sản phẩm A, B, C, D: 6
7. A là CH2Cl-CH(CH3)-CH2CH3: 1-clo-2-metylbutan. B là (CH3)2CH-CH2-CH2Cl: 1-clo-3-metylbutan. C là (CH3)2CH-CHCl-CH3 : 2-clo-3-metylbutan. D là (CH3)2CCl-CH2-CH3: 2-clo-2-metylbutan. b. (CH3)2CCl-CH2-CH3: 2-clo-2-metylbutan là sản phẩm dễ hình thành nhất, do gốc tự * do (CH3)2C -CH2-CH3 bậc ba bền nhất. Cơ chế phản ứng: Khơi mào: a.s * 0,5 Cl2  2Cl Phát triển mạch: CH CH CH CH Cl*  CH C* CH CH HCl 3 2 2 3 3 2 2 3 CH C* CH CH Cl  CH CCl CH CH Cl* 3 2 2 3 2 3 2 2 3 Tắt mạch: CH C* CH CH Cl*  CH CCl CH CH 3 2 2 3 3 2 2 3 2 CH C* CH CH  CH CH (CH ) C C(CH ) CH CH 3 2 2 3 3 2 3 2 3 2 2 3 * 2Cl  Cl2 c. Gọi tốc độ phản ứng thế của H của cacbon bậc 1, bậc 2, bậc 3 lần lượt là v1, v2, v3. Ta có tỷ lệ: 45 33 22 0,5 9v : 2v : v 30 15 % : 33% : 22% v : v : v : : 1:3,3: 4,4. 1 2 3 1 2 3 9 2 1 Nghĩa là H bậc 2, bậc 3 có tốc độ thế Clo gấp H bậc 1 là 3,3 và 4,4 lần. Nếu thí sinh có cách giải khác đúng cũng cho điểm tối đa! 7