SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH BÀ RỊA-VŨNG TÀU ĐỀ THI CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 NĂM HỌC 2019-2020 Mơn thi: HĨA HỌC Thời gian làm bài: 180 phút Ngày thi: 11/12/ 2019 (Đề thi có: 02 trang) Cho: H=1, C=12, N=14, O=16, Cl=35,5; Na=23, Mg=24, Al=27, K=39, S=32, Cu=64, Ag=108, Fe=56, Ba=137 Câu (4 điểm) 1.1 Mô tả tượng, viết phương trình phản ứng xảy (nếu có) cho thí nghiệm sau: a) Nhỏ từ từ dung dịch KOH đến dư vào dung dịch AlCl3 b) Cho lượng dư dung dịch Ba(OH)2 tác dụng với dung dịch NaHCO3 c) Cho bột Cu vào ống nghiệm chứa hỗn hợp dung dịch H2SO4 KNO3 d) Trộn lẫn hai dung dịch Na3PO4 với dung dịch KH2PO4 1.2 Trình bày phương pháp hóa học để phân biệt năm bình (khơng dán nhãn) chứa năm khí riêng biệt sau: NO, NH3, CO2, CO, N2 1.3 Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp bột A gồm Zn Mg (tỉ lệ mol 2:5) dung dịch HNO3 loãng thu 2,24 lít (đktc) hỗn hợp khí X dung dịch Y Cô cạn cẩn thận dung dịch Y thu 4,632m gam hỗn hợp muối khan Z Biết hỗn hợp khí X gồm NO N 2O, tỉ khối X so với khí heli 8,20 a) Tính m xác định thành phần phần trăm khối lượng muối hỗn hợp Z b) Cho lượng dư dung dịch KOH phản ứng hoàn toàn với dung dịch Y trên, tính số mol KOH phản ứng, biết HNO3 lấy dư 20% so với lượng phản ứng với hỗn hợp A Câu (4 điểm) 2.1 Trong bính kín chứa hỗn hợp khí X gồm anken hiđro (có bột Ni xúc tác) tỉ khối X so với khí H2 Đun nóng bình khí đến ứng hồn tồn thu hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 6,25 a) Lập công thức phân tử, viết cơng thức cấu tạo anken b) Tính phần trăm khối lượng khí hỗn hợp Y 2.2 Hidrocacbon mạch hở A chất khí điều kiện thường, đốt cháy hoàn toàn chất A, dùng hết thể tích khí oxi sinh thể tích khí CO (các chất khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất) Cho 0,05 mol khí A tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư thu m gam kết tủa màu vàng Xác định cơng thức cấu tạo A, viết phương trình phản ứng tính m? 2.3 Hợp chất X có cơng thức phân tử C7H6O3 có tính chất sau:  Tác dụng với dung dịch NaHCO3 tạo chất Y có cơng thức C7H5O3Na;  Tác dụng với anhiđrit axetic tạo chất Z có cơng thức C 9H8O4 (chất Z tác dụng với NaHCO3);  Tác dụng với metanol (xúc tác H2SO4 đặc) tạo chất T có cơng thức C 8H8O3 Chất T có khả tác dụng với dung dịch NaOH theo tỉ lệ mol : Xác định công thức cấu tạo chấtX, Y, Z, T Viết phương trình hóa học xảy (ghi điều kiện phản ứng có), biết nhóm chức X có khả tạo liên kết hiđro nội phân tử Câu (4 điểm) 3.1 Hiện tượng ăn mòn kim loại gây thiệt hại to lớn mặt kinh tế tồn cầu Hãy trình bày q trình oxi hóa khử phản ứng ăn mịn điện hóa bề mặt vật làm gang để khơng khí ẩm thời gian dài (gang hợp kim Fe – C) 3.2 Cho m gam bột Fe tan hết 200ml dung dịch HCl 1,2M thu V lít khí H2 dung dịch A Thêm tiếp dung dịch AgNO dư vào dung dịch A thu V lít khí NO, (m+32,12) gam kết tủa dung dịch B chứa muối nitrat (biết phản ứng xảy hoàn toàn, NO sản phẩm khử gốc nitrat, thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn) Tính m, V1, V2 3.3 Điện phân 100ml dung dịch hỗn hợp hai muối CuSO aM KCl bM đến nước bắt đầu điện phân đồng thời hai điện cực dừng lại, thu dung dịch A 2,688 lít hỗn hợp khí (đktc) Biết rằng, dung dịch A tác dụng vừa đủ với 100ml dung dịch KHCO 0,8M Xác định a, b? Câu (4 điểm) 4.1 X triglixerit Đốt cháy hoàn toàn m gam X cần dùng vừa 90,16 lít O 2, thu H2O 63,84 lít CO2 Mặt khác, cho m gam X tác dụng với dung dịch brom dư có 16,0 gam Brom tham gia phản ứng Các thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn a) Xác định công thức phân tử X b) Đun nóng m gam X với 100 ml dung dịch gồm KOH 1,2M NaOH 0,8M đến phản ứng hoàn toàn thu dung dịch Y Cơ cạn hồn tồn dung dịch Y, thu p gam chất rắn khan Tính giá trị p 4.2 X, Y, Z ba axit cacboxylic đơn chức dãy đồng đẳng (MX < MY < MZ), T este tạo X, Y, Z với ancol no, ba chức, mạch hở E Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp M gồm X, Y, Z, T (trong Y Z có số mol) 23,52 lít O2 (vừa đủ), thu 22,4 lít CO2 16,2 gam H2O Các thể tích khí đo đktc Mặt khác, đun nóng m gam M với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 21,6 gam Ag Xác định công thức phân tử este T tính phần trăm khối lượng T hỗn hợp M Câu (4 điểm) 5.1 Hỗn hợp X chứa chất A (C 5H16O3N2) chất B (C4H12O4N2) tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, đun nóng phản ứng xảy hoàn toàn cô cạn thu m gam hỗn hợp Y gồm muối D E (MD < ME) 4,48 lít (đktc) hỗn hợp Z gồm amin bậc (no, đơn chức, đồng đẳng kế tiếp) có tỉ khối so với H2 18,3 Tính khối lượng muối hỗn hợp Y 5.2 Cao su buna-N tạo phản ứng đồng trùng hợp buta-1,3-đien với acrylonitrin (CH2=CH–CN) Đốt cháy hoàn toàn cao su buna-N với lượng khơng khí vừa đủ, sau đưa hỗn hợp sau phản ứng 136,5oC thu hỗn hợp khí Y chứa 14,41% CO thể tích Tỷ lệ số mắt xích buta-1,3-đien acrylonitrin loại cao su buna-N 5.3 Hỗn hợp E gồm X, Y Z peptit mạch hở (M X > MY > MZ) Đốt cháy 1,0 mol X Y Z thu số mol CO lớn số mol H 2O 1,0 mol Nếu đun nóng 69,8 gam hỗn hợp chứa X, Y 0,16 mol Z với dung dịch NaOH vừa đủ thu dung dịch chứa 101,04 gam hai muối alanin valin Biết n X < nY Phần trăm khối lượng X E …………HẾT………… Thí sinh dùng bảng HTTH tính tan GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI 12 TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU NĂM HỌC 2019 – 2020 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC MƠN THI: HÓA HỌC Câu Ý Câu 4,0 đ 1.1 (Hướng dẫn chấm gồm có 06 trang ) Nội dung a) Tạo kết tủa kết tủa tan Al3+ + 3OH  Al(OH)3 Al(OH)3 + OH  AlO2 + 2H2O 1,0đ b) Xuất kết tủa trắng Ba2+ + OH + HCO3  BaCO3 + H2O (Vì dư Ba(OH)2 nên dung dịch không chứa CO32-) c) Bột Cu tan, dung dịch chuyển sang màu xanh lam, giải phóng khí khơng màu hóa nâu ngồi khơng khí 3Cu2+ + 8H+ + 2NO3  3Cu2+ + 2NO + 4H2O 2NO + O2  2NO2 d) Có phản ứng, khơng tượng PO43 + H2PO4  2HPO42 Nhận biết được: - Mở nắp bình, khí khơng màu hóa nâu ngồi khơng khí NO 2NO + O2  2NO2 - Cho mẫu quỳ tím ẩm lên miệng bình khí, làm quỳ tím hóa xanh 1.2 NH3: NH3 + H2O NH4+ + OH 1,0 đ - Cho ống sứ đựng CuO nung nóng, làm bột CuO từ màu đen chuyển sang màu đỏ Cu khí CO CuO + CO  Cu + CO2 - Cho vào ống nghiệm chứa dung dịch Ca(OH)2, thấy tạo kết tủa CO2, lại khí N2 Ca(OH)2 dư + CO2  CaCO3 + H2O Theo tỉ lệ kim loại 2:5 khối lượng muối nitrat kim loại so với khối lượng muối ban đầu là: [2*(65+2*62)+5*(24+62*2)]/(2*65+5*24) = 4,472 < 4,632 => Trong Z có chứa muối NH4NO3 Giải hệ với hai khí: NO (a mol) N2O (b mol) a + b = 0,1 1.3 30a + 44b = 0,1*4*8,2 => a = 0,08 mol; b = 0,02 mol 2,0 đ Gọi số mol Zn 2x, số mol Mg 5x, số mol NH4NO3 y ĐLBT eletron: 2*(2x+5x) = 0,08*3 + 0,02*8 + 8y => 14x – 8y = 0,4 (1) 189*2x + 148*5x + 80y = 4,632*(65*2x+24*5x) => 40x – 80y = (2) Giải hệ (1) (2) => x = 0,04 y = 0,02 m = 0,04*2*65 + 0,04*5*24 = 10 (gam) Khối lượng muối = 4,632*10 = 46,32 gam % khối lượng Zn(NO3)2 = 32,64% % khối lượng Mg(NO3)2 = 63,90% Điểm 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Câu 2.1 4,0đ 1,0đ 2.2 1,0đ % khối lượng NH4NO3 = 3,45% Số mol HNO3 phản ứng = 0,56 + 0,08 + 0,02*2 + 0,02*2 = 0,72 mol Số mol HNO3 dư: = 0,144 mol KOH phản ứng với: H+, NH4+, Mg2+ Zn2+ (tạo kết tuả kết tủa tan hết) Số mol KOH = 0,144 + 0,02 + 0,2*2 + 0,08*4 = 0,884 mol Xét mol hỗn hợp X, khối lượng hỗn hợp 10 gam Hỗn hợp Y có Mtb = 12,5 => Y có hiđro dư, anken phản ứng hết CnH2n + H2  CnH2n+2 (số mol giảm số mol CnH2n) Bảo toàn khối lượng, mX = mY = 10 gam - Số mol hỗn hợp Y 10/12,5 = 0,8 mol khí - Số mol khí giảm – 0,8 = 0,2 mol = số mol anken - Khối lượng A = 10 – 0,8*2 = 8,4gam => MA = 42 (C3H6) - %mC3H8 = (0,2*44*100)/10 = 88,00% %mH2 = (0,6 *2*100)/10 = 12% CxHy + (x + y/4)O2  xCO2 +y/2H2O 5x = 4x + y => x = y => (CH)n Vì A chất khí nên n ≤ 4, số H chẵn nên có trường hợp TH1: n = 2: C2H2 CTCT: CH ≡ CH CH ≡ CH + 2AgNO3 + 2NH3  CAg ≡ CAg↓ + 2NH4NO3 m = 0,05*240 = 12 gam TH2: n = 4: C4H4 CTCT: CH2 = CH – C ≡ CH (vì A mạch hở, tạo kết tủa với AgNO3 CH2 = CH – C ≡ CH + AgNO3 + NH3  CH2 = CH – C ≡ CAg↓ + NH4NO3 2.3 2,0đ m = 0,05*159 = 7,95 gam X: C7H6O3 (kX = 5) X Tác dụng với dung dịch NaHCO tạo chất Y có cơng thức C7H5O3Na  X có nhóm –COOH X Tác dụng với metanol (xúc tác H2SO4 đặc) tạo chất T có cơng thức C8H8O3 Chất T có khả tác dụng với dung dịch NaOH theo tỉ lệ mol :  X có nhóm –OH phennol Vì nhóm chức X có khả tạo liên kết hiđro nội phân tử nên nhóm chức X vị trí ortho với  X o-HO-C6H4-COOH Các phương trình hóa học: o-HO-C6H4-COOH + NaHCO3  o-HO-C6H4-COONa (Y) + CO2 + H2O o-HO-C6H4-COOH + (CH3CO)2O  HSO,t   o-CH3COO-C6H4-COOH (Z) + CH3COOH o-CH3COO-C6H4-COOH + NaHCO3  o-CH3COO-C6H4-COONa + CO2 + H2O 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25.5 = 1,25 o  HSO  o-HO-C6H4-COOCH3 (T) + o-HO-C6H4-COOH + CH3OH  t o H2O o-HO-C6H4-COOCH3 + 2NaOH  t o-NaO-C6H4-COONa + CH3OH + H2O Trong khơng khí ẩm ngồi khí O2 N2 cịn có nước khí CO2, SO2 … tạo dung dịch chất điện li: H2CO3, H2SO3 … Hợp kim Fe-C tạo nên hai điện cực khác chất tiếp xúc với nhau, tiếp xúc với dung dịch chất điện li H2CO3, H2SO3 … => thỏa mãn điều kiện ăn mịn điện hóa +Tại anot Fe bị oxi hóa (nhường electron): Fe  Fe2+ + 2e Các electron giải phóng chuyển đến catot (C) +Tại catot O2 hòa tan nước bị khử (nhận electron) O2 + 4e + H2O  4OH +Trong nước có hịa tan oxi, tiếp tục oxi hóa Fe2+ tạo gỉ sắt có thành phần Fe2O3.nH2O VD: 4Fe2+ + O2 + 8OH  2Fe2O3.2H2O (1) Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 (2) 3Fe2+ + 4H+ + NO3  3Fe3+ + NO + 2H2O (3) Fe2+ + Ag+  Fe3+ + Ag (4) Ag+ + Cl  AgCl Số mol HCl = 0,24 mol = số mol AgCl Gọi số mol Fe x mol = số mol khí H2 Số mol NO y mol, số mol kết tủa Ag z mol Chất khử Fe  Fe3+; Chất oxi hóa H+  H2; NO3  NO Ag+  Ag Bảo toàn electron: 3x = 2x + 3y + z => x – 3y – z = (I) Bảo toàn H+: 2x + 4y = 0,24 (II) Khối lượng kết tủa: 56x + 32,12 = 108z + 0,24*143,5 => 56x – 108z = 2,32 (III) Giải hệ (I), (II), (III) => x = 0,08; y = 0,02; z = 0,02 m = 4,48 (gam); V1 = 1,792 (lit); V2 = 0,448 (lit) Vì KHCO3 hợp chất lưỡng tính nên có hai trường hợp: TH1: Dung dịch A chứa H2SO4: o Câu 3.1 4,0đ 1,0đ 3.2 1,0đ 3.3 2,0đ (1) CuSO4 + 2KCl (2) CuSO4 + 2H2O 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Cu↓+ Cl2 + K2SO4 2Cu↓+ O2 + 2H2SO4 (3) H2SO4 + 2KHCO3  K2SO4 + CO2 + 2H2O Số mol H2SO4 = 1/2 số mol KHCO3 = 0,04 mol = số mol CuSO4 (2) => số mol Cl2 = 0,12 – 0,02 = 0,1 mol => số mol KCl = 0,2 => a = (0,04 + 0,1)/0,1 = 1,4M; b = 0,2/0,1 = 2M TH2: Dung dịch A chứa KOH: (1) CuSO4 + 2KCl Cu↓+ Cl2 + K2SO4 (2) 2KCl + 2H2O Cl2 + H2 + 2KOH 0,5 0,5 0,5 4.1 (3) KOH + KHCO3  K2CO3 + H2O Số mol KOH = số mol KHCO3 = 0,08 mol = số mol KCl (2) => số mol khí (2) = 0,04+0,04 = 0,08 mol => số mol Cl2 (1) = 0,04mol => a = 0,04/0,1 = 0,4M; b = (0,08+ 0,08)/0,1 = 1,6M a) Gọi CTPT X CnH2n+2-2kO6 (a mol); số mol H2O b mol 2,0đ Ta có: n O2  0,5 90,16 63,84 4,025 (mol) ; n CO2  2,85 (mol) ; 22,4 22,4 16,0 n Br2  0,10 (mol) 160 Ta có hệ phương trình: n Br2 (k  3).a 0,10   (k  1).a 2,85  b  n 6.a  2.4,025 2.2,85  b  O  a 0,05    b 2,65  k 5  k.a 0,25  Bảo toàn C  n 57 Vậy CTPT X C57H106O6 b) Bảo tồn khối lượng, ta có m = 44,3 gam 0,75 0,25 0,50 n KOH 0,12 (mol)    n MOH 0,20 (mol) n NaOH 0,08 (mol)   n Glixerol n X 0,05 (mol) Ta có: 4.2 2,0đ 4.2 (2 điểm) Bảo tồn khối lượng, ta có p = 49,62 gam Theo đề ta có: 0,50 n O2 1,05 mol;n CO2 1,00 mol;n H 2O 0,90 mol;n Ag 0,20 mol Vì hỗn hợp M tạo kết tủa Ag với AgNO3/NH3 nên M có HCOOH Mà MX < MY < MZ nên X HCOOH Gọi nX = a, nY = nZ = b, nT = c Ta có: k   0,25 n CO2  n H2O n HCHC  (3  1).n T n CO2  n H2O  c 0,05 mol nAg = 2a + 2c = 0,20  a = 0,05 mol Bảo tồn oxi, ta có: 2a + 2b + 2b + 6c = 0,80 mol  b = 0,1 mol Gọi CY: số nguyên tử cacbon Y; CZ: số nguyên tử cacbon Z; CE: số ngun tử cacbon Z Bảo tồn cacbon, ta có: 0,05.1+0,10.CY + 0,10.CZ + 0,05.(1+ CY + CZ + CE) = 1,00  0,15.CY + 0,15.CZ + 0,05.CE = 0,90  3CY + 3CZ + CE = 18 0,25 0,25 0,25 C Y 2  Vì CY  2; CZ  3; CE  nên  C Z 3  C 3  E Vậy công thức phân tử T C9H14O6 Bảo toàn khối lượng  mM = 26,6 gam 218.0,05 %m T  100 40,98% 26,6 5.1 1,0đ 0,25 0,25 0,50 Xét hỗn hợp Z, ta có: MZ = 36,6  Z gồm CH3NH2 C2H5NH2  n C 2H NH  n CH NH 0,   45n C 2H NH  31n CH 3NH 0, 2.18,3.2 n C 2H NH 0, 08 mol  n CH 3NH 0,12 mol 0,25 Khi cho hỗn hợp X tác dụng với NaOH vừa đủ thì: t0 (C H NH ) CO (A)  2NaOH   Na 2CO (D)  2C H NH  2H 2O t0 (COONH 3CH ) (B)  2NaOH   (COONa) (E)  2CH 3NH  2H 2O n D 0,5n C H5NH2 0,04 mol   n E 0,5n CH3NH 0,06 mol Câu 4,0đ m D 0,04.106 4,24 gam  m E 0,06.134 8,04 gam 5.2 Giả sử 1,0đ CO2 : 3x  4y  O : a mol  x mol trïng hỵp CH =CH–CN:  N : 4a mol     polime        H O:1,5x+3y  CH =CH–CH=CH : y mol N : 0,5x  4a  BTNT O  n O2 = a = 3,75.x+5,5.y  n N2 = 4a = 15.x+22.y 3x  4y  0,1441 (3x  4y)  (1,5x  3y)  (0,5x  15x  22y)  x = 0,66y  Tỉ lệ mắt xích Butadien Acrylonitrin x : y ≈ 0,66 : ≈ : 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 5.3 2,0đ Gọi CTPT X CnH2n+2-kNkOk+1 (n  4, k  2)  CO2 : n  C n H 2n 2 k N k O k 1    k H 2O : n    O2 Ta có: n CO2  n H 2O 1  k    k 4 Tương tự ta có kY = kZ = Vậy X, Y, Z tetrapeptit - Gọi t số mol hỗn hợp E 0,25 đ Bảo toàn khối lượng, ta có: m E  40.n NaOH m muèi  18.n H 2O  69,8  40.4t 101,04  18t  t 0,22 mol Xét hỗn hợp muối ta có: 0,25 đ 111n AlaNa  139n ValNa m muèi   n AlaNa  n ValNa 4n E 111n AlaNa  139n ValNa 101,04  n AlaNa  n ValNa 0,88 n AlaNa 0,76  n ValNa 0,12 0,25 đ - Ta nhận thấy nZ > nValNa, nên peptit Z E (Ala)4 (0,16 mol) - Gọi x, y số mol X Y Theo đề ta có: X (Val)a(Ala)4 – a b (Val)b(Ala)4 – b 0,25 đ BT: Val       xa  yb 0,12  x  y 0,22  0,16 0,06 xa  yb 0,12    x  y 0,06 x 0,02 vµ y = 0,04 xy  a,b    a = vµ b =1 Vậy X (Val)4, Y (Val)(Ala)3, Z (Ala)4 0,02.414   %m X  69,8 100% 11,86%  0,04.330    %m Y  100% 18,91% 69,8  %m Z 100  11,86  18,91 69,23%   0,50 đ 0,50 đ - Thí sinh làm cách khác, đạt điểm tối đa câu Nếu thiếu điều kiện thiếu cân thiếu hai trừ nửa số điểm PTHH - Làm trịn đến 0,25 điểm ………………………HẾT……………………