Đề thi học sinh giỏi cấp trường năm học 2010 - 2011 môn: Hóa học 12

Sở Gd & đt tháI nguyên
Trường thpt bắc sơn
Đề thi học sinh giỏi cấp trường 
 Năm học 2010-2011
Môn: Hóa học 12
Thời gian làm bài 180 phút (Không kể thời gian giao đề)
 Câu 1(1,5điểm): 
Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau( ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có):
ABC2H5OH C
 (3) (7) (5) (8)
 (6)
 D (9) E 
Câu 2(1,5điểm): Có 6 dung dịch riêng biệt đựng trong các bình mất nhãn: BaCl2, KHCO3, KNO3, Na2SO4, MgSO4, ZnCl2. Dùng một thuốc thử duy nhất để nhận biết các dung dịch trên.
Câu 3(1,5điểm): Cho m(g) bột sắt vào dung dịch A gồm AgNO3 và Cu(NO3)2 sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn B và dung dịch nước lọc C. Cho nước lọc C tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 36,8g kết tủa của 2 hiđroxit kim loại. Nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 32g hỗn hợp các oxit kim loại. Xác định giá trị của m?
Câu 4(1,5điểm): Cho các chất A, B, D, E, F, G là đồng phân cấu tạo của nhau, trong phân tử đều có %C=54,54%; %H=9,1%; %O=36,35% và đều phản ứng với NaOH theo tỉ lệ 1:1. Hai chất A, B còn có phản ứng với Na; F và G tham gia phản ứng tráng gương. Nếu cùng một lượng chất đầu khi tác dụng với NaOH, E cho lượng muối ít hơn so với D. Biện luận và viết công thức cấu tạo của chúng. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Câu 5(2điểm): Đốt cháy hoàn toàn 0,12mol chất hữu cơ A mạch hở cần dùng 50,4 lít không khí(đktc). Sau phản ứng cho toàn bộ sản phẩm cháy gồm CO2, H2O, N2 hấp thụ hoàn toàn vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2dư thấy khối lượng bình tăng lên 23,4g và có 70,92g kết tủa. Khí thoát ra khỏi bình có thể tích 41,664lít(đktc). Biết rằng A vừa tác dụng với dung dịch HCl vừa tác dụng với dung dịch NaOH. Xác định công thức cấu tạo của A(Không khí gồm có 20%O2 và 80%N2 theo thể tích, coi như N2 không bị nước hấp thu). 
Câu 6(2điểm): Cho 2,76g chất hữu cơ A chứa C, H, O tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, sau đó chưng khô thì phần bay hơi chỉ có nước, phần chất rắn khan còn lại chứa hai muối của Na chiếm khối lượng 4,44g. Nung nóng hai muối này trong oxi dư, sau khi phản ứng hoàn toàn, ta thu được 3,18g Na2CO3, 2,464 lít khí CO2(đktc) và 0,9g H2O. Biết công thức đơn giản cũng là công thức phân tử. Xác định công thức cấu tạo thu gọn của A.
Biết C(M=12); H(M=1); O(M=16); N(M=14); Na(M=23); Ba(M=137); Ag(M=108); Cu(M=64); Fe(M=56)
Sở Gd & đt tháI nguyên
 Trường thpt bắc sơn
Đề thi học sinh giỏi giải toán bằng máy tính cầm tay 
 Năm học 2010-2011
Môn: Hóa học 12
Thời gian làm bài 150 phút (Không kể thời gian giao đề)
Câu 1(2,5điểm):
 Một hợp chất hữu cơ A gồm C, H, O có 50% oxi về khối lượng. Người ta cho A qua ống đựng 10,4g CuO nung nóng thu được 2 chất hữu cơ và 8,48g chất rắn. Mặt khác, cho hỗn hợp hai chất hữu cơ trên tác dụng với dung dịch AgNO3 (dư) trong NH3 tạo ra hỗn hợp hai muối và 38,88gAg. Cho hỗn hợp hai muối đó tác dụng với NaOH thu được khí E.
a, Tính khối lượng chất A ban đầu.
b, Tính thể tích khí E ở 250C và 1atm. 
Câu 2(2điểm): 
Một hợp chất ion cấu tạo từ ion M2+ và ion X-. Trong phân tử MX2 có tổng số hạt(p, n, e) là 186 hạt, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 54 hạt. Số khối của ion M2+ lớn hơn số khối của ion X- là 21. Tổng số hạt trong ion M2+ nhiều hơn trong ion X- là 27.
a, Viết cấu hình electron và sự phân bố electron trên các obitan của nguyên tử M và X. Suy ra cấu hình electron của ion M2+ và ion X-. 
b, Xác định vị trí của M và X trong bảng tuần hoàn.
Câu 3(2,5điểm): 
Cho 18,5g hỗn hợp Z gồm Fe và Fe3O4 tác dụng với 200ml dung dịch HNO3 loãng đun nóng, khuấy đều. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,24lit NO(đktc) duy nhất, dung dịch Z1 và còn lại 1,46g kim loại.
a, Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
b, Tính nồng độ mol dung dịch HNO3.
c, Tính khối lượng muối trong dung dịch Z1. 
Câu 4(3điểm):
 Dùng 16,8lít không khí ở điều kiện tiêu chuẩn(oxi chiếm 20% và nitơ chiếm 80% về thể tích) để đốt cháy hoàn toàn 3,21g hỗn hợp A gồm 2 amino axit kế tiếp có công thức tổng quát CnH2n+1O2N. Hỗn hợp thu được sau phản ứng đem làm khô được hỗn hợp khí B. Cho B qua dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 9,5g kết tủa.
a, Tìm công thức cấu tạo và khối lượng của 2 amino axit.
b, Nếu cho khí B vào bình dung tích 16,8lít, nhiệt độ 136,50C thì áp suất trong bình là bao nhiêu? Cho biết amino axit khi đốt cháy tạo khí nitơ. 
Biết C(M=12); H(M=1); O(M=16); N(M=14); Ag(M=108); Cu(M=64); Fe(M=56)
Sở Gd & đt tháI nguyên
Trường thpt bắc sơn
Đáp án Đề thi học sinh giỏi cấp trường 
 Năm học 2010-2011
Môn: Hóa học 12
Thời gian làm bài 180 phút (Không kể thời gian giao đề)
Câu
Nội dung
Điểm
1
(1): C2H6 + Cl2C2H5Cl + HCl 
(2): C2H5Cl + NaOH C2H5OH + NaCl
(3): C2H5OH + HCl " C2H5Cl + H2O
(4): C2H5OH + CuO CH3CHO + Cu + H2O
(5): CH3CHO + H2 C2H5OH
(6): C2H5OH + O2CH3COOH + H2O
 H2SO4(đặc), t0
(7); (9): C2H5OH + CH3COOH D CH3COOC2H5+ H2O
(8): CH3CHO + 1/2O2 CH3COOH
1,5
2
- Cho dung dịch NaOH từ từ vào dung dịch các mẫu thử:
 + Mẫu chỉ tạo ra kết tủa trắng là MgSO4.
 MgSO4 + 2NaOH " Mg(OH)2$(trắng) + Na2SO4
 + Mẫu tạo ra kết tủa trắng, sau đó lại tan là ZnCl2.
 ZnCl2 + 2NaOH " Zn(OH)2$+ 2NaCl
 Zn(OH)2+ 2NaOH " Na2ZnO2 + 2H2O
 + Các mẫu còn lại không có hiện tượng(BaCl2, KHCO3, KNO3, Na2SO4).
 - Cho dung dịch MgSO4 vào các mẫu còn lại:
 + Mẫu tạo ra kết tủa trắng là BaCl2.
 BaCl2 + MgSO4" BaSO4$(trắng) + MgCl2
 + Mẫu khi đun nóng tạo ra kết tủa trắng và có khí bay ra là KHCO3.
 2KHCO3+ MgSO4"MgCO3$(trắng) + CO2# +H2O+ K2SO4
 + Các mẫu còn lại không có hiện tượng gì( KNO3, Na2SO4).
 - Cho dung dịch BaCl2 vào 2 mẫu còn lại:
 + Mẫu tạo ra kết tủa trắng là Na2SO4.
 Na2SO4 + BaCl2 " BaSO4$(trắng) + 2NaCl
 + Mẫu không có hiện tượng là KNO3.
1,5
3
- Khi cho nước lọc C + NaOHdư " 2hiđroxit kim loại$2oxit khác nhau. Vậy 2oxit : CuO và Fe2O3 " 2hiđroxit: Fe(OH)2; Cu(OH)2.
 - Dung dịch C: Fe(NO3)2; Cu(NO3)2dư " AgNO3hết; Cu(NO3)2 có thể đã phản ứng một phần.
 - Gọi số mol AgNO3: x; Cu(NO3)2:y(đã phản ứng với Fe); z: n(Cu(NO3)2) còn dư sau phản ứng với Fe.
Fe + 2AgNO3" Fe(NO3)2+ 2Ag$
x/2 x x/2 x
 Fe + Cu(NO3)2 " Fe(NO3)2+ Cu$
 y y y y
 - Dung dịch C: (x/2+y)mol Fe(NO3)2; z mol Cu(NO3)2dư.
 Fe(NO3)2+ 2NaOH " Fe(OH)2$ + 2NaNO3
 x/2+y x/2+y
 Cu(NO3)2+ 2NaOH " Cu(OH)2$ + 2NaNO3
 z z
 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O " 4Fe(OH)3$
 x/2+y x/2+y
 2Fe(OH)3$ Fe2O3 + 2H2O
 x/2+y x/4+y/2
 Cu(OH)2 CuO + H2O
 z z
Ta có: 90(x/2 + y) + 98z = 36,8
 160(x/4 + y/2) + 80z = 32
 x/2 + y + z =0,4
 " x = 0,1mol; x/2 + y =0,3mol " m = 56(x/2 + y) = 16,8g 
1,5
4
- CTPT của các chất A, B, D, E, F, G là: CxHyOz
 + x:y:z= (mC/12):(mH/1):(mO/16)= (54,54/12):9,1:(36,35/16)=2:4:1
 " CTPT của các chất A, B, D, E, F, G là: (C2H4O)n
 Các chất + NaOH chúng thuộc loại axit hoặc este đơn chức. 
 Vậy CTPT của các chất A, B, D, E, F, G là: C4H8O2
- 2 chất A và B + Na " CTCT của A và B là axit: 
CH3-CH2-CH2-COOH; (CH3)2CHCOOH.
- F và G tham gia phản ứng tráng gương " este của axit fomic: 
HCOOCH2-CH2-CH3; HCOOCH(CH3)2.
- E và D + NaOH (nE=nD)" muối của E ít hơn của D "
 CTCT của E:CH3COOC2H5; CTCT của D: C2H5COOCH3
- Các phương trình phản ứng xảy ra:
CH3-CH2-CH2-COOH+NaOH"CH3-CH2-CH2-COONa +H2O
 (CH3)2CHCOOH + NaOH " (CH3)2CHCOONa + H2O
 CH3-CH2-CH2-COOH + Na"CH3-CH2-CH2-COONa+1/2H2
 (CH3)2CHCOOH + Na " (CH3)2CHCOONa + 1/2H2
 HCOOCH2-CH2-CH3+NaOH"HCOONa
 +CH3-CH2-CH2-OH
 HCOOCH(CH3)2 + NaOH " HCOONa + (CH3)2CH-OH CH3COOC2H5 + NaOH " CH3COONa + C2H5OH
 C2H5COOCH3 + NaOH " C2H5COONa + CH3OH
HCOOCH2CH2CH3+2AgNO3+4NH3+2H2O"(NH4)2CO3
+2Ag+ C3H7OH 
HCOOCH(CH3)2+2AgNO3+4NH3+2H2O"(NH4)2CO3+2Ag+ (CH3)2CH OH
1,5
5
n(không khí)=50,4/22,4=2,25mol; n(O2)=0,45mol; n(N2)=1,8mol.
 Cho sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2dư: n(BaCO3)=70,92/197=0,36mol; 
 CO2 + Ba(OH)2 " BaCO3$(trắng) + H2O
 0,36mol 0,36mol
 m(CO2)= 0,36.44=15,84g; m(bình tăng)= m(CO2) +m(H2O)
 =23,4
 " m(H2O)=7,56g; n(H2O)=7,56/18=0,42mol;
 n(N2)=41,664/22,4=1,86mol > n(N2)(không khí) " A chứa Nitơ.
 n(N2) trong A=0,06mol; CTPT của A: CxHyOzNt
 CxHyOzNt + (x+y/4-z/2)O2 "xCO2 + y/2H2O + t/2N2
 0,12 (x+y/4-z/2).0,12 0,12x 0,06y 0,06t
 Ta có: (x+y/4-z/2).0,12 =0,45; 0,12x =0,36; 0,06y =0,42; 0,06t =0,06.
 Vậy x=3; y=7; z=2; t=1. CTPT của A: C3H7O2N.
 - Do A tác dụng được cả dung dịch HCl và dung dịch NaOH nên CTCT của A là một trong các chất sau:
H2N-CH2-CH2-COOH; H2N-CH2-COOCH3; 
H2N-CH(CH3)-COOH; CH3-NH-CH2-COOH; 
HCOOH3N-CH=CH2; CH2=CH-COONH4
2
6
+ n(NaOH)=2n(Na2CO3)=2.3,18/106=0,06mol; m(NaOH)=0,06.40=2,4g
 + m(H2O)=mA+m(NaOH)-m(muối)=2,76+2,4-4,44=0,72g
 + mC(A)=mC(CO2)+mC(Na2CO3)
 =(2,464.12/22,4)+(3,18.12/106)=1,68g
+ mH(A)=mH(H2O)-mH(NaOH)=(0,72+0,9).2/18-0,06=0,12g
 + mO(A)=mA-mC-mH=0,96g. Đặt CTPT của A là: CxHyOz
 - Ta có: x:y:z=(1,68/12):0,12:(0,96/16)=7:6:3. Vậy công thức đơn giản và công thức phân tử của A là C7H6O3
 nA(phản ứng với NaOH)=2,76/138=0,02mol; n(NaOH)=0,06mol; nA: n(NaOH)=1:3. Trong phân tử A chỉ có 3 nguyên tử oxi.
 +, A có thể có 3 nhóm(-OH)(loại).
 +, A có 1 nhóm OH(phenol) và 1 nhóm este của phenol.
 Vì sau phản ứng tạo 2 muối nên trường hợp este của phenol ( thoả mãn).
CTCT của A: HCOO-C6H4-OH(có 3 CTCT).
2
Sở Gd & đt tháI nguyên
 Trường thpt bắc sơn
đáp án Đề thi hsg giải toán bằng máy tính cầm tay 
 Năm học 2010-2011
Môn: Hóa học 12
Thời gian làm bài 150 phút (Không kể thời gian giao đề)
Câu
Nội dung
Điểm
1
- Tìm A: CTPT của A là CxHyOz; 16z/(12x+y)=50/50
"12x+y=16z
+ Thay z=1 "12x+y=16" x=1; y=4(CTPT của A: CH4O).
+ Thay z=2 "12x+y=32" x=2; y=8(CTPT của A: C2H8O2).
- Vậy A chỉ có thể là: CH4O hay CH3OH.
CH3OH + CuO HCHO + Cu + H2O (1)
 xmol xmol xmol xmol 
CH3OH + 2CuO HCOOH + 2Cu + H2O (2)
 ymol 2ymol ymol 2ymol
+ mCuO dư+mCu=8,48g
" 10,4-80(x+2y)+64(x+2y)=8,48" x+2y=0,12(I)
- B và C là HCHO và HCOOH
HCHO+4AgNO3+6NH3+2H2O"(NH4)2CO3+4Ag+4NH4NO3(3)
 xmol xmol 4xmol 4xmol 
HCOOH+2AgNO3+4NH3+H2O"(NH4)2CO3+2Ag+2NH4NO3 (4)
 ymol ymol 2ymol 2ymol
- Từ (3); (4) ta có: nAg=4x+2y=38,38/108=0,36(II)
- Từ (I); (II) ta có: x+2y=0,12; 4x+2y=0,36" x=0,08; y=0,02.
+ n(CH3OH)=x+y=0,08+0,02=0,1
" m((CH3OH)=0,1.32=3,2g.
+ n(NH4)2CO3)= x+y=0,08+0,02=0,1
" n(NH4NO3)=4x+2y=4.0,08+2.0,02=0,36
(NH4)2CO3 + 2NaOH " 2NH3 + H2O + Na2CO3(5)
 0,1mol 0,2mol
NH4NO3 + NaOH " NH3 + H2O + NaNO3(6)
0,36mol 0,36mol
- Từ (5); (6)" n(NH3)=0,2+0,36=0,56(mol)
" V(NH3)(E) =n.R.T/P=0,56.0,082.(273+25)/1=13,68416(lit)
2,5
2
Trong phân tử MX2 có 1 nguyên tử M và 2 nguyên tử X, phân tử trung hoà về điện.
Gọi số hạt proton và số hạt nơtron của nguyên tử:
- M lần lượt là: P1 và N1 " AM= P1 + N1
- X lần lượt là: P2 và N2 " AX= P2 + N2
- Tổng số hạt cơ bản trong MX2 không thay đổi so với tổng số hạt cơ bản trong 1 nguyên tử M và 2 nguyên tử X, ta có:
(2P1+N1)+ 2(2P2+ N2)=186(1)
- Trong MX2 số hạt mang điện nhiều hơn không mang điện là 54: 2P1+ 4P2- N1 – 2N2 =54(2)
- Số khối của của ion M2+ lớn hơn số khối của ion X- là 21:
P1 + N1- (P2 + N2)= 21(3)
- Tổng số hạt cơ bản trong ion M2+ nhiều hơn trong ion X- là 27: (2P1+N1-2) - (2P2+ N2+1)=27(4)
- Nhóm (1) và (2): 2P1+ 4P2+ N1+ 2N2=186
 2P1+ 4P2- ( N1+ 2N2)=54
" 2(2P1+ 4P2)=240" P1+ 2P2=240/4=60
- Thay vào (1) ta có: P1+ 2P2=60; N1+ 2N2=186-2.60=66
" P1+ N1+ 2(P2 + N2)=126(5)
 P1 + N1- (P2 + N2)= 21(3)
- Lấy (5)-(3) "3(P2 + N2)=105" P2 + N2=105/3=35(6)
" P1 + N1= 21+35=56(7)
- Thay các giá trị của (6); (7) vào (1) và (4), ta có:
+, 56+P1+2(35+P2)=186"P1+ 2P2= 186-56-70=60(8)
+, P1+56-2-(P2+35+1)=27 "P1- P2= 27-56+2+35+1=9(9)
- Giải hệ phương trình gồm (8) và (9) ta có: 
3P2=51; P1- P2=9" P2=17(Cl); P1=26(Fe)
- Cấu hình electron và sự phân bố electron trên các obitan của nguyên tử M và X:
+ M(Z1=26): 1s22s22p63s23p63d64 s2
(Thuộc chu kì 4, nhóm VIIIB)
+ X(Z2= 17): 1s22s22p63s23p5
(Thuộc chu kì 3, nhóm VIIA)
- Cấu hình electron của ion M2+ và ion X-:
M2+: 1s22s22p63s23p63d6
X-: 1s22s22p63s23p6
2
3
 - Đặt số mol của Fe3O4 là x; số mol của Fe phản ứng với HNO3 là y
3Fe3O4 + 28HNO3" 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (1)
 xmol 28x/3mol 3xmol x/3mol
Fe + 4HNO3" Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (2)
ymol 4ymol ymol ymol
Fe + 2Fe(NO3)3"3Fe(NO3)2 (3)
(3x+y)/2 3x+y 3(3x+y)/2 
- Vì kim loai Fe còn dư 1,46g nên Fe(NO3)3 hết và dung dịch Z1chỉ chứa Fe(NO3)2 
+, m(Fe3O4 và Fe)=18,5-1,46=17,04g 
+, nNO=2,24/22,4=0,1mol;
- Từ (1) và (2) " nNO=x/3+y=0,1" x+3y=0,3(I)
- Theo (3): n(Fe(NO3)3)= x+3y; nFe (phản ứng với muối)= (3x+y)/2; m(Fe3O4 và Fe)= 232x+56[y+(3x+y)/2]=17,04
"232x+84x+84y=17,04" 316x+84y=17,04(II)
- Từ (I) và (II)" x=0,03; y=0,09
- Từ (1); (2)" n(HNO3)=28x/3+4y=28.0,03/3+4.0,09
 =0,64(mol)
" CM(HNO3)=0,64/0,2=3,2(mol/lit)
- Trong dung dịch Z1:
n(Fe(NO3)2)= 3(3x+y)/2= 3(3.0,03+0,09)/2=0,27(mol)
"m(Fe(NO3)2)= 0,27.(56+2.62)=48,6g 
2,5
4
- Tính số mol của N2 và O2 trong 16,8lit không khí:
n(O2)=16,8.20/22,4.100=0,15(mol); n(N2)=16,8.80/22,4.100=0,6(mol)
- Gọi n: số nguyên tử cacbon trung bình trong 2 phân tử amino axit, CTPT chung là CnH2n+1O2N ( có số mol là x)
CnH2n+1O2N+(6n-3)/4O2"nCO2+(2n+1+)/2H2O+1/2N2(1)
 xmol nxmol 
- Hỗn hợp khí B gồm CO2 và N2. Cho B qua dung dịch Ca(OH)2 dư: CO2 + Ca(OH)2" CaCO3 + H2O(2)
n(CO2)=n(CaCO3)=9,5/100=0,095mol 
Ta có hệ phương trình: nx= 0,095; (14n+47)x=3,21
" x=0,04; n=2,375" CTPT của 2amino axit: C2H5O2N; C3H7O2N 
+ CTCT của C2H5O2N: H2N-CH2-COOH
+ CTCT của C3H7O2N: H2N-CH2-CH2-COOH;
 H2N-CH(CH3)-COOH
- Gọi số mol của C2H5O2N là a; số mol của C3H7O2N là b
- Ta có: a + b = 0,04; 75a + 89b = 3,21" a=0,025; b=0,015
+ m(C2H5O2N)=0,025.75=1,875g;
 m(C3H7O2N)=0,015.89=1.335g
- Hỗn hợp B sau phản ứng gồm O2dư, N2, CO2:
n(O2dư)=0,15-(6n-3)/4=0,0375mol; n(N2)=0,6+x/2=0,62mol; n(CO2)= 0,095mol
" nB=0,0375+0,62+0,095=0,7525mol
- Vậy áp suất trong bình: 
P= 0,7525.(273+136,5).22,4/(273.16,8)=1,505(atm) 
3