Đề thi học sinh giỏi cấp trường năm học 2011 - 2012 môn: Hóa học lớp 11

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
LÂM ĐỒNG
TRƯỜNG THPT CÁT TIÊN
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG 
NĂM HỌC 2011 - 2012
MÔN: HÓA HỌC LỚP 11
Thời gian: 120 phút (không kể thời gian giao đề)
ĐỀ CHÍNH THỨC
Đề thi có hai (2) trang
C=12, 0=16, S=32, Br=80, H=1, N=14, Ag=108, Mg=24, Cu=64, Al=27, Fe=56, Cl=35,5, Na=23, K=39
Câu 1: (2 điểm). Một hợp chất tạo thành từ M+ và X. Trong phân tử M2X2 có tổng số các hạt proton, nơtron, electron bằng 164, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 52. Số khối của nguyên tử M lớn hơn số khối của nguyên tử X là 23. Tổng số hạt trong M+ lớn hơn trong Xlà 7. Xác định công thức M2X2. 
Câu 2: (2 điểm). Cân bằng các phản ứng sau bằng phương pháp thăng bằng electron
a. KClO3 + NH3 KNO3 + Cl2 + KCl + H2O
b. KNO3 + FeS2 KNO2 + Fe2O3 + SO3
c. NaClO + KI + H2SO4 ¾® I2 + NaCl + K2SO4 + H2O
d. K2Cr2O7 + HCl ¾® KCl + CrCl3 + Cl2 + H2O
Câu 3: (3 điểm). 
a: (1 điểm). Cho các dung dịch riêng biệt mất nhãn sau: Na2SO4, AlCl3, FeSO4, NaHSO4, FeCl3. Chỉ dùng dung dịch K2S để nhận biết các dung dịch trên ngay ở lần thử đầu tiên. Viết các phương trình hoá học minh hoạ.
+Cl2/as
1 : 1
C6H5-CH2-CH3
A1
A2
A3
A4
A5
CuO
t0
dd AgNO3/t0
NH3
dd H2SO4
dd NaOH
B1
dd NaOH
B2
 H2SO4đặc
1700C
B3
trùng hợp
B4
b: (2 điểm). Cho sơ đồ chuyển hóa sau : 
Biết A5 là axit cacboxylic. Hãy xác định công thức cấu tạo của A1; A2; A3; A4; A5; B1; B2; B3; B4 và viết các phương trình phản ứng đã xảy ra. 
Câu 4: (2 điểm). Chia 7,1 gam hh X gồm hai andehit đơn chức thành hai phần bằng nhau:
- Phần 1 đốt cháy hoàn toàn thu được 7,7 gam CO2 và 2,25 gam H2O.
- Phần 2 cho tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thu được 21,6 gam bạc. Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và gọi tên hai andehit trên?
Câu 5: (2 điểm). 
a: (1 điểm). Trộn 200ml dung dịch A(gồm HCl 0,2 M, H2SO4 0,1 M) với 150 ml dung dịch B (gồm NaOH 0,1M, Ba(OH)2 0,4M) thu được dung dịch X. Xác định pH dung dịch X.
b: (1 điểm). Dung dịch NH3 1M có a = 0,43 % . tính hằng số Kb và pH của dung dịch đó
Câu 6: (2 điểm). 
Đốt cháy hoàn toàn 3,61 gam hợp chất hữu cơ X thu được hỗn hợp khí gồm CO2, H2O và HCl. Dẫn hỗn hợp này qua bình chứa dung dịch AgNO3 trong HNO3 ở nhiệt độ thấp thấy có 2,87 gam kết tủa và bình chứa tăng thêm 2,17 gam. Cho biết chỉ có nước và HCl bị hấp thụ. Dẫn khí thoát ra vào 0,1 lít dung dịch Ba(OH)2 1M được 15,76 gam kết tủa Y. Lấy dung dịch đun sôi lại có kết tủa nữa. Xác định công thức phân tử của X. Biết MX < 200. 
Câu 7: (2 điểm). 
a: (1 điểm). Trình bày phương pháp hóa học phân biệt năm lọ hóa chất lỏng mất nhãn gồm axit fomic, axit acrilic, anđehit propionic, ancol etylic và glyxerol. 
b: (1 điểm). A là hợp chất thơm có công thức phân tử C7H8O2. A phản ứng hết với Na dư sinh ra H2 có số mol bằng số mol của A. A tác dụng được với Na2CO3, nhưng không phản ứng với NaHCO3. Khi tác dụng với HCl tạo hợp chất có công thức C7H7OCl, còn tác dụng với Br2 tạo được hợp chất Y có chứa 66,48% khối lượng brom. Lập luận xác định cấu tạo A, gọi tên và viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Câu: 8 (2 điểm). 
Có a gam hỗn hợp X gồm etanol và ba hiđrocacbon ở thể lỏng liên tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Nếu lấy ¼ hỗn hợp trên cho phản ứng với Na dư thu được 0,28 lit khí hiđro ở đktc. Nếu lấy ¾ hỗn hợp còn lại đốt cháy hoàn toàn, dẫn hết sản phẩm cháy đi qua bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thấy bình nặng thêm 157,35 gam đồng thời xuất hiện 472,8 gam kết tủa. Tính a ?
Câu: 9 (2 điểm). 
a: (1 điểm). Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp FeS và FeCO3 trong HNO3 đặc nóng thu được dung dịch A, hỗn hợp khí NO2 và CO2. Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch BaCl2 dư được kết tủa trắng và dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH được kết tủa nâu đỏ. Viết các phương trình phản ứng dạng phân tử và ion rút gọn.
b: (1 điểm). Hỗn hợp A gồm NO và N2O được điều chế bằng cách hoà tan 27,9 gam hợp kim Al, Mg với lượng vừa đủ dung dịch HNO3 1,25 mol/l và thu được 8,96 lít A (đktc) có tỉ khối so với H2 là 20,25. Xác định % theo khối lượng của hợp kim và tính thể tích dung dịch HNO3 đã dùng.
Câu 10: (1 điểm). 
Cho m1 (g) gồm Mg và Al vào m2 (g) dung dịch HNO3 24%. Sau khi các kim loại tan hết có 8,96(l) hỗn hợp khí A gồm NO; N2O; N2 bay ra (đktc) và dung dịch X. Thêm một lượng O2 vừa đủ vào A, sau phản ứng thu được hỗn hợp khí B. Dẫn B từ từ qua dung dịch NaOH dư, có 4,48 (l) hỗn hợp khí C đi ra (đktc). Tỉ khối hơi của C đối với H2 bằng 20. Nếu cho dung dịch NaOH vào dung dịch X để lượng kết tủa lớn nhất thì thu được 62,2 (g) kết tủa.
a: Tính m1 và m2. Biết lượng HNO3 đã lấy dư 20% so với lượng cần thiết.
 b: Tính nồng độ % các chất trong dung dịch X.
..Hết .
(Thí sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn)
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HÓA LỚP 11 CẤP TRƯỜNG
Câu
Nội dung
Thang điểm
Câu 1 (2đ)
Gọi số proton, nơtron, electron trong nguyên tử M và X lần lượt là ZM, NM, EM và ZX, NX, EX.
Từ các dữ kiện bài toán ta lập được hệ
Giải hệ thu được kết quả
ZM = 19, NM = 20; ZX = 8, NX = 8.
M là Kali, X là Oxi. Hợp chất đã cho là K2O2.
0,25
0,25
0,5
Câu 2 (2đ)
a. 3KClO3 + 2NH3 2KNO3 + Cl2 + KCl + 3H2O
b. 15KNO3 + 2FeS2 15KNO2 + Fe2O3 + 4SO3
c. NaClO + 2KI + H2SO4 ¾® I2 + NaCl + K2SO4 + H2O
d. K2Cr2O7 + 14HCl ¾® 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O
0,5
0,5
0,5
0,5
Câu 3 (3đ)
a: (1 điểm). Mỗi chất nhận biết được 0,25đ
 Khi cho dung dịch K2S lần lượt vào mẫu thử của các dung dịch trên thì: 
- Mẫu thử không có hiện tượng chứa dung dịch Na2SO4
- Mẫu thử xuất hiện kết tủa trắng keo và có hiện tượng sủi bọt khí chứa AlCl3 :
 2AlCl3 + 3 K2S + 3H2O ® 6KCl + 2Al(OH)3 + 3H2S
- Mẫu thử có hiện ttượng sủi bọt khí chứa dung dịch NaHSO4 
2 NaHSO4 + K2S ® 2K2SO4 + H2S
- Mẫu thử xuất hiện kết tủa đen chứa FeCl2: K2S + FeCl2 ® FeS + 2NaCl 
- Mẫu thử xuất hiện kết tủa đen và vàng có chứa FeCl3 
2FeCl3 + 3K2S ® 6KCl + S + 2FeS
b: (1 điểm). Mỗi pt được 0,25đ
Viết đúng 8 phương trình phản ứng dưới dạng CTCT
1
2
Câu 4
(2đ)
* Khối lượng mỗi phần là : 
* Đốt cháy phần 1 :
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố:
mphần 1 = mC + mH + mO=3,55 gam 
* Phần 2 : 
phải có một andehit là HCHO andehit fomic (metanal)
Đặt CT của andehit còn lại là : 
Gọi trong mỗi phần gồm: x mol HCHO và y mol 
Ta có : 
Bảo toàn nguyên tố C và H ta có :
CTCT của andehit còn lại là : CH2=CH-CHO andehit acrylic (propenal)
0,25
0,25
0,25
0,25
 0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 5
(2đ)
a: (1 điểm). 
nH+= 0,08 mol; 
 nOH-= 0,135 mol 
nOH- dư = 0,055 mol à [OH-]=0,157 M à [H+]=16,4.10-14MàpH=13,2 b: (1 điểm). 
NH3 + H2O « NH4+ + OH- 
 1M
 Cân bằng (1 –x ) x x
 = = 0,0043 x = 4,3 .10-3 ; Kb = @ = 1,85 .10-5 
 [ H+] = = 0,23 .10-11 
 pH = -log ( 0,23 .10-11 ) = 11,64 
1
0,25
0,25
0,25
Câu 6
(2đ)
1. Viết các phương trình
Tính được:
mHCl = 0,73 gam. mH2O = 1,44 gam. nCO2 = 0,12 mol
Tính khối lượng các nguyên tố có trong 3,61 gam chất X:
mC = 1,44 gam. mH = 0,18 gam. mCl = 0,71 gam. mO = 1,28 gam
Đặt công thức tổng quát của X là CxHyOzClt
Lập tỷ lệ: x:y:z:t = 6:9:4:1
Công thức đơn giản: C6H9O4Cl Công thức nguyên: (C6H9O4Cl)n
Dựa vào dữ kiện MX < 200 Suy ra: n = 1. CTPT: C6H9O4Cl
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 7
(2đ)
a: (1 điểm). Viết 5 phương trình 
Dùng Cu(OH)2 ở nhiệt độ phòng:
- Glyxerol: hòa tan đồng hydroxit tạo dd xanh thẩm.
- Axit fomic, axit acrylic: hòa tan đồng hydroxit tạo dd xanh lơ.
- Ancol etylic và anđehit propionic: không hiện tượng.
Sau đó đun nóng:
- Axit fomic: tạo kết tủa đỏ gạch
- Anđehit propionic: tạo kết tủa đỏ gạch
b: (1 điểm). C7H8O2 có D = 4, như vậy A có một nhân thơm. 
A phản ứng hết với Na dư sinh ra H2 có số mol bằng số mol của A, như vậy A có hai nhóm chức chứa H linh động (hai nhóm –OH). 
A tác dụng được với Na2CO3, nhưng không phản ứng với NaHCO3, như vậy A có nhóm phenol. A tác dụng với HCl cho thấy A chứa nhóm ancol. 
Khi tác dụng với Br2, A tạo được 4 dẫn xuất monobrom, như vậy hai nhóm thế trên nhân thơm ở vị trí meta-.
Cấu tạo và tên gọi :
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 8
(2đ)
Trong ¼ hh X :
= = 0,0125 mol
C2H5OH + Na C2H5ONa + ½ H2 (1)
 0,025 0,0125
Trong ¾ hh X :
= = 2,4 mol Þ = 2,4 mol
Þ = 157,35 – 2,4.44 = 51,75 gam.
Þ = 2,875 mol
C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O (2)
0,075 0,15 0,225
CH + ( + )O2 CO2 + H2O (3)
CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (4)
 2,4 2,4
Từ đề và ptpư, ta có:
(pư 2) = 0,15 (mol) Þ (pư 3) = 2,25 (mol) 
(pư 2) = 0,225 (mol) Þ (pư 3) = 2,65 (mol) 
Vì > Þ 3 hiđrocacbon thuộc dãy đồng đẳng ankan
 Þ nhh ankan = 2,65 – 2,25 = 0,4 mol
CH2 + 2 + () O2 CO2 +( +1) H2O
 2,25 2,65
Þ Số C trung bình: = = 5,625
Khối lượng hh X là :
a = 0,025446 + 0,4(145,625 + 2) = 47,6667 gam
0,5
0,5
0,5
0,5
Câu 9
(2đ)
Câu 1: 
1. Các phương trình phản ứng: Mỗi pt được 0,1đ
FeS + 12HNO3 Fe(NO3)3 + H2SO4 + 9NO2­ + 5H2O (1)
FeCO3 + 4HNO3 Fe(NO3)3 + CO2 + NO2­ + 2H2O (2)
H2SO4 + BaCl2 BaSO4¯ + 2HCl (3)
HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O (4)
HCl + NaOH NaCl + H2O (5)
Fe(NO3)3 + 3NaOH Fe(OH)3¯ + 3NaNO3 (6)
Phương trình ion thu gọn: Mỗi pt được 0,1đ	
FeS + 9 NO3- + 10H+ Fe3+ + SO42- + 9NO2­ + 5H2O (1)
FeCO3 + NO3- + 4H+ Fe3+ + CO2­ + NO2­ + 2H2O (2)
Ba2+ + SO42- BaSO4¯ (3)
H+ + OH- H2O (4)
H+ + OH- H2O (5)
Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3¯ (6)
2. Số mol của A là: 
d = 20,25số mol của NO là 0,1 mol; số mol của N2O là 0,3 mol
Các phương trình phản ứng:
3Mg + 8HNO3 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1)
4Mg + 10HNO3 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O (2)
Al + 4HNO3 Al(NO3)3 + NO + 2H2O (3)
8Al + 30HNO3 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (4)
Hoặc:
Mg Mg2+ + 2e
Al Al3+ + 3e 
NO3- + 3e + 4H+ NO + 2H2O
2NO3- + 8e + 10H+ N2O + 5H2O
Gọi x, y là số mol của Mg, Al. Dựa vào khối lượng kim loại và sự bảo toàn e ta có hệ phương trình:
Giải hệ ta được:
x = 0,6 mol
y = 0,5 mol 
 %mMg = 
 %mAl = 100% - 51,6% = 48,4%
Số mol HNO3 = số mol H+ = 4 số mol NO + 10 số mol N2O = 3,4 mol
VHNO = 
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm 
Câu 10
(2đ)
Gọi 	x = nNO, y = , z = 
	Mg – 2e ® Mg2+	(1)
	a(mol) 2a a
	Al – 3e ® Al3+	(2)
	b(mol) 3b	 b
	(3)
	 0,8(mol) 0,6(mol) 0,2(mol)
	(4)
	1,5(mo) 1,2(mol) 0,15(mol)
	(5)
	0,6(mol) 0,5(mol) 0,05(mol)
Thêm O2 vào A, chỉ có NO phản ứng:
	2NO + O2 ® 2 NO2 (6)
	x(mol)	x(mol)
ẫn khí B qua dung dịch NaOH: 2NaOH + 2NO2 ® NaNO2 + NaNO3 + H2O (7)	
Hỗn hợp C gồm N2 và N2O
Suy ra	x = 0,2 (mol)
	y = 0,15 (mol)
	z = 0,05 (mol)
dd X + NaOH ® ¯ max
	Mg2+ + 2OH- ® Mg(OH)2¯ 	(8)
	a(mol)	a
	Al3+ + 3OH- ® Al(OH)3 ¯ 	(9)
b(mol) 	 b
Þ m¯ max = 58a + 78 b = 62,2
Theo định luật bảo toàn diện tích: 2a + 3b = 0,6 + 1,2 + 0,5 = 2,3
	Þa = 0,4	; 	b = 0,5
1. mMg + mAl = (24 . 0,4) + (27 . 0,5) = 23,1 (g) = m1
(3); (4); (5) Þ 
	dư 
Khối lượng dung dịch X:
Nồng độ các chất trong dung dịch X:
	® C% HNO3 dư = 
0,5
0,5
1,0
Câu I: (4 điểm)
Hợp chất A có công thức MXx, trong đó M chiếm 46,675 về khối lượng.Trong hạt nhân của M số hạt nơtron nhiều hơn số hạt proton là 4. Trong hạt nhân X có số hạt nơtron bằng số hạt proton. Biết M là kim loại, X là phi kim ở chu kì 3. Xác định vị trí của M, X trong bảng tuần hoàn và xác định công thức của hợp chất MXx.
Phèn là muối sunfat kép của một cation hóa trị một (như K+ hay NH4+) và một cation hóa trị ba (như Al3+, Fe3+ hay Cr3+). Phèn sắt amoni có công thức (NH4)aFe(SO4)b.nH2O. Hòa tan 1,00 gam mẫu phèn sắt vào 100 cm3 H2O, rồi chia dung dịch thu được thành hai phần bằng nhau. Thêm dung dịch NaOH dư vào phần một và đun sôi dung dịch. Lượng NH3 thoát ra phản ứng vừa đủ với 10,37 cm3 dung dịch HCl 0,100 M. Dùng kẽm kim loại khử hết Fe3+ ở phần hai thành Fe2+. Để oxi hóa ion Fe2+ thành ion Fe3+ trở lại, cần 20,74 cm3 dung dịch KMnO4 0,0100 M trong môi trường axit.
Viết các phương trình phản ứng dạng ion thu gọn và xác định các giá trị a, b, n.
Tại sao các phèn khi tan trong nước đều tạo môi trường axit ? 
Câu II: (4 điểm)
Chọn chất phù hợp, viết phương trình (ghi rõ điều kiện phản ứng) thực hiện biến đổi sau :
Dung dịch A gồm 0,4 mol HCl và 0,05 mol Cu(NO3)2. Cho m gam bột Fe vào dung dịch khuấy đều cho đến khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn X gồm hai kim loại, có khối lượng 0,8m gam. Tính m. Giả thiết sản phẩm khử HNO3 duy nhất chỉ có NO
Câu III: (4 điểm)
Tính thể tích dung dịch Ba(OH)2 0,01M cần thêm vào 100 mL dung dịch Al2(SO4)3 0,1M để thu được 4,275 gam kết tủa.
X, Y, Z lần lượt là ankan, ankadien liên hợp và ankin, điều kiện thường tồn tại ở thể khí. Đốt cháy 2,45 L hỗn hợp ba chất này cần 14,7 L khí O2, thu được CO2 và H2O có số mol bằng nhau. Các thể tích khí đều đo ở 25oC và 1 atm.
Xác định công thức phân tử của X, Y và Z.
Y cộng Br2 theo tỉ lệ mol 1:1 tạo ba sản phẩm đồng phân. Dùng cơ chế phản ứng giải thích sự hình thành các sản phẩm này.
Hoàn thành các phản ứng dưới đây. Xác định sản phẩm chính của mỗi phản ứng và dùng cơ chế giải thích sự hình thành sản phẩm chính đó.
CH3-CH=CH2 (propilen) + HCl ®
CH3-CH2-CH(OH)-CH3 (ancol s-butylic) 
C6H5CH3 + HNO3 
Câu IV: (4 điểm)
Đốt cháy hoàn toàn 10,08 L hỗn hợp khí gồm hai ankanal A và B thu được 16,8 L khí CO2. Nếu lấy cùng lượng hỗn hợp này tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thì thu được 108 gam Ag kim loại.
Xác định A và B, biết các khí đều đo ở 136,5oC và 1 atm.
Tiến hành phản ứng canizaro giữa A và B. Cho biết sản phẩm tạo thành và giải thích.
2 Oxi hóa m gam hợp chất hữu cơ A bằng CuO rồi cho sản phẩm sinh ra gồm CO2 và hơi H2O lần lượt đi qua bình 1 đựng Mg(ClO4)2 và bình 2 đựng 2 lít Ca(OH)2 0,02 M thì thu được 2 gam kết tủa. Khối lượng bình 1 tăng 1,08 gam và khối lượng CuO giảm 3,2 gam, MA < 100. Oxi hóa mãnh liệt A, thu được hai hợp chất hữu cơ là CH3COOH và CH3COCOOH. 
Xác định công thức cấu tạo và gọi tên A.
Viết các dạng đồng phân hình học tương ứng của A.
Khi cho A tác dụng với Br2 theo tỉ lệ mol 1:1, thì tạo được những sản phẩm nào ? Giải thích.
Câu V: (4 điểm)
Trộn lẫn 7 mL dung dịch NH3 1M và 3 ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch A. Thêm 0,001 mol NaOH vào dung dịch A thu được dung dịch B.
Xác định pH của các dung dịch A và B, biết .
2 Từ benzen và các chất vô cơ, xúc tác cần thiết khác có đủ, viết các phương trình phản ứng hóa học điều chế :
meta-clonitrobenzen
ortho-clonitrobenzen
axit meta-brombenzoic
axit ortho-brombenzoic
3. Hidrocacbon X có phân tử khối bằng 128, không làm nhạt màu dung dịch Br2. X tác dụng với H2 (xúc tác Ni, t) tạo các sản phẩm Y và Z. Oxi hóa mãnh liệt Y tạo sản phẩm là axit o-phtalic, o-C6H4(COOH)2. Xác định cấu tạo và gọi tên X, Y, Z.
Cho biết: N =14, O =16, Cl = 35,5, S = 32, Mn = 55, Cr = 52, Fe = 56, Al = 27, Na = 23, Cu = 64, P = 31, Zn = 65, K =39, Cu = 64, Ba =137, Mg = 24, H =1