Kỳ thi chọn học sinh giỏi lớp 12 năm học 2010 - 2011 môn thi: Hoá học

SỞ GD& ĐT VĨNH PHÚC
TRƯỜNG THPT BÌNH SƠN
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12
NĂM HỌC 2010 - 2011
 Môn thi: HOÁ HỌC 
 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1 (2,0 điểm).
Một dung dịch X có chứa 5,4 gam Al3+; 37,2 gam , x mol và 0,2 mol Rn+. 
1. Xác định x và cation Rn+. Biết tổng khối lượng của muối trong dung dịch X là 82,6 gam
2. Bằng phương pháp hoá học, hãy nhận biết các ion trong dung dịch X..
Câu 2 (1,0 điểm).
 Hỗn hợp X gồm Cu2O , FeS2 , Fe và Cu.Cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư được chất rắn A hỗn hợp khí B và dung dịch C. Cô cạn dung dịch C được hỗn hợp muối khan D .Biết các chất trong A có khối lượng bằng nhau, trong B có thể tích bằng nhau và trong C tỉ lệ mol 2 muối là 1: 8. Xác định % khối lượng hỗn hợp X.
Câu 3 (2,0 điểm). 
Hai hợp chất thơm A và B là đồng phân có công thức phân tử CnH2n-8O2. Hơi B có khối lượng riêng 5,447 gam/lít (ở đktc). A có khả năng phản ứng với Na giải phóng H2 và có phản ứng tráng gương. B phản ứng được với NaHCO3 giải phóng khí CO2.
a) Viết công thức cấu tạo của A và B.
b) Trong các cấu tạo của A có chất A1 có nhiệt độ sôi nhỏ nhất. Hãy xác định công thức cấu tạo đúng của A1.
c) Viết các phương trình phản ứng chuyển hóa o–crezol thành A1.
Câu 4 (1,0 điểm).
Khi thủy phân hoàn toàn 29, 2 gam đipeptit thiên nhiên bằng dung dịch NaOH, thu được hỗn hợp muối, trong đó có 19, 4 gam muối X. Trong phân tử X có chứa 23,71% khối lượng natri. Xác định công thức cấu tạo có thể có của đipeptit ban đầu.
Câu 5 (2,0 điểm).
Cho 2 dung dịch: dung dịch A chứa Al2(SO4)3, dung dịch B chứa NaOH chưa biết nồng độ. 
Thí nghiệm 1 : Trộn 50ml dung dịch A với 60ml dung dịch B thu được kết tủa. Nhiệt phân hoàn toàn kết tủa này thu được 1,02g chất rắn.
Thí nghiệm 2 : Trộn 50ml dung dịch A với 100ml dung dịch B, được kết tủa. Nhiệt phân hoàn toàn kết tủa cũng được 1,02g chất rắn.
1. Xác định nồng độ mol/l của 2 dung dịch A và B
2. Phải thêm vào 100ml dung dịch A bao nhiêu ml dung dịch B để chất rắn thu được sau khi nhiệt phân hoàn toàn kết tủa có khối lượng 1,36g.
Câu 6 (2,0 điểm)
Làm bay hơi một chất hữu cơ A (chứa các nguyên tố C, H, O), được một chất hơi có tỉ khối hơi đối với metan bằng 13,5. Lấy 10,8 gam chất A và 19,2 gam O2 cho vào bình kín, dung tích 25,6 lít (không đổi). Đốt cháy hoàn toàn A, sau đó giữ nhiệt độ bình ở 163,8o C thì áp suất trong bình bằng 1,26 atm. Lấy toàn bộ sản phẩm chấy cho vào
160 gam dd NaOH 15%, được dd B có chứa 41,1 gam hỗn hợp hai muối. Khí ra khỏi
dung dịch B có thể tích V1 lít (đktc).
 Xác định công thức phân tử, viết một công thức cấu tạo của A.(Biết rằng khi cho A tác dụng với kiềm tạo ra 1 rượu và 3 muối).
- - - Hết - - -
Họ và tên thí sinh:................................................................... Số báo danh:.......................
HƯỚNG DẪN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM ĐỀ THI HSG 12
Môn thi: HOÁ HỌC - THPT 
Câu
Nội dung
Điểm
Câu 1
2,0đ
1. n = = 0,2mol, n = = 0,6 mol
Theo ĐLBTĐT và ĐLBTKL ta có:
0,2.3 + 0,2.n = 0,6 .1 + 2x ® x = 0,1n
5,4 + 37,2 + 96x + 0,2.MRn+ = 82,6 ® MRn+ = (2)
Từ (1) (2) ® MRn+= 200 - 48n
n
1
2
3
MRn+
152
Thích hợp
104
56
 n = 3 ® x = 0,3 và Rn+ là cation Fe3+
2 .Dùng dung dịch chứa Ba2+ ® nhận dược SO42-: có ¯ trắng không tan trong axit mạnh
Ba2+ + SO42- ® BaSO4 ¯
Dùng dung dịch chứa OH- ® nhận được Fe3+: có ¯ đỏ nâu
Fe3+ + 3OH- ® Fe(OH)3 ¯đỏ nâu
Có ¯ trắng rồi tan trong OH- dư: có ion Al3+
Al3+ + 3OH- ® Al(OH)3 ¯
Al(OH)3 + OH- ® [Al(OH)4]-
Dùng hỗn hợp (Cu + dd H2SO4): có khí không màu thoát ra, hoá nâu trong không khí ® trong dd A có ion NO3-
3Cu + 8H+ + 2NO3-® 3Cu2+ + 2NO­ + 4H2O
2NO + O2 	® 2NO2 ­( nâu)
Gọi x,y,z,t lần lượt là số mol Cu2O , FeS2 , Fe ,Cu trong hỗn hợp.
Phương trình phản ứng:
 Cu2O + H2SO4 = CuSO4 + Cu + H2O 
 x x x
 FeS2 + H2SO4 = FeSO4 + H2S + S 
 y y y y
 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
 z z z
 Cu + H2SO4 ® không pư 
 t
 Theo giả thiết và phương trình phản ứng ta có:
1,0đ
Câu 2
 Khối lượng mS = mCu Þ 32y = 64(x+t) 
 Þ y = 2x + 2t (1)
 V H2S = V H2 Þ y = z (2)
Tư (1) y > x Þ tỉ lệ mol 2 muối = chỉ thoả với: 
 Þ 8x = y +z (3) 
 Từ (1) (2) (3) Þ y = z = 4x và t = x
 mCu2O = 144x ; mFeS2 = 480x ; 
 mFe = 224x ; mCu = 64x ; mhh = 912x
 Þ %Cu2O = 15,79(%) ; %FeS2 = 52,63(%) 
 %Fe = 24,56(%) ; %Cu = 7,02(%)
Câu 3
4. a) MB =5,447.22,4 = 122 (gam) 14n + 24 = 122n = 7. Vậy công thức phân tử của A và B là C7H6O2
A + Na H2
A + AgNO3/NH3 A tạp chức có 1 nhóm OH và 1 nhóm CHO
A có ba công thức cấu tạo : 
B + NaHCO3 CO2 Vậy B có công thức cấu tạo : 
4b).
vì A1 có liên kết H nội phân tử, nên nhiệt độ sôi thấp hơn so với 2 đồng phân còn lại
Phương trình chuyển hóa o-cresol thành A1
o-HO-C6H4-CH3 + Cl2 o-HO-C6H4-CH2Cl + HCl
o-HO-C6H5-CH2Cl + 2NaOH o-NaO-C6H5-CH2OH + 2NaCl +H2O
o-NaO-C6H5-CH2OH + CuO o-NaO-C6H5-CHO + H2O + Cu
o-NaO-C6H5-CHO + HCl o-HO-C6H5-CHO + NaCl
2,0
PTHH của phản ứng thủy phân đipeptit 
H2N–CH(R1)–CO-NH- CH(R2)–COOH +2NaOH → H2N–CH(R1)–COONa 
 + H2N–CH(R2)–COONa + H2O
Muối X chứa 23,71% natri có khối lượng mol là 23.100 / 23,71 = 97g/mol. 
Khối lượng mol của gốc R1 trong X là 
97 – MNH2 – MCH – MCOONa = 97 – 16 – 13 – 67= 1 
Câu 4
Vậy gốc R1 là H 
số mol muối X là 19,4/97 = 0,2
Tìm gốc R2 , từ PTHH suy ra số mol đipeptit = số mol muối X = 0,2
Khối lượng mol của đipeptit = 29,2/0,2 = 146g/mol
Khối lượng mol của R2 = 146 - MNH2 – MCH2 – MCO – MNH – MCH - MCOOH 
 = 146 - 16 - 14 - 28 - 15 – 13 – 45 = 15 g/mol
Gốc R2 là CH3 
Vậy đipeptit được tạo nên bởi hai α – aminoaxit là H2N – CH2 – COOH 
 và H2N – CH(CH3) - COOH 
Công thức cấu tạo có thể là 
 H2N – CH2 – CO - HN – CH(CH3) – COOH (Gly– Ala)
 hoặc H2N – CH(CH3) – CO- HN – CH2 – COOH (Ala – Gly)
1,0đ
Câu 5
D2 A : Al2(SO4)3 :	a(M)
D2 B : NaOH	b(M)
Ở TN1: nAl2(SO4)3 = 0,05a (mol) => nAl3+ = 0,1a (mol)
	nOH- = nNaOH = 0,06b (mol), nAl2O3 = 1,02/ 102 = 0,01(mol)
Ở TN2 : nAl2(SO4)3 = 0,05a (mol) => nAl3+ = 0,1a (mol)
	nOH- = nNaOH = 0,1b (mol), nAl2O3 = 1,02/ 102 = 0,01(mol)
Các phản ứng có thể xảy ra khi trộn d2 A với d2 B theo pt ion:
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ¯ 	(1)
Al(OH)3 + OH- = AlO2- + H2O 	(2)
Kết tủa thu được là Al(OH)3. Khi nung kết tủa thì 
	 to
2Al(OH)3 => Al2O3 + 3H2O 	(3)
Ở TN1: Nếu sau pứ (1) có xảy ra pứ (2), thì ở TN2, lượng tăng thêm của NaOH sẽ tham gia ở pứ (2), tức là làm tan bớt kết tủa. Do đó, chất rắn sau khi nung kết tủa ở TN2 thu được phải bé hơn so với TN1.
Nhưng theo giả thiết, lượng chất rắn thu được ở 2 TN là như nhau. Vậy ở TN1, chỉ mới xảy ra pứ (1). Lúc đó ta có : OH- hay NaOH pứ hết. Vì vậy:
nNaOH = nOH- = 3.nAl2(OH)3 = 3.2nAl2O3 = 3.2.0,01 = 0,06 (mol)
Vậy CNaOH = b = 0,06/ 0,06 = 1 (M)
- Ở TN2: nOH- = nNaOH =0,1.1 =0,1 (mol)
nAl(OH)3 pư(1) = nAl3+ = 0,1.a (mol)
nAl(OH)3 pư(2) = 0,1a - 0,01.2 = 0,1a- 0,02 (mol)
Suy ra nNaOH = 3.nAl3+ + nAl(OH)3 pư(2)
	= 3. 0,1a + (0,1a - 0,02)
↔ 0,1 = 0,4a - 0,02
	a = 0,3
Vậy CM[Al2(SO4)3] = 0,3 (M)
100ml d2 A có nAl2(SO4)3 = 0,1.0,3 = 0,03 (mol)
=> nAl3+ = 0,06 (mol) > 2. nAl2O3
Vậy, có 2 trường hợp xảy ra :
Trường hợp 1: Al3+ dư, không xảy ra pứ (2). Lúc đó, 
nNaOH = nOH- pư(1) = 3.nAl(OH)3
	= 3. (0,08/3) = 0,08 (mol)
Nên thể tích d2 NaOH là 0,08/1 = 0,08lít = 80ml.
2,0đ
Trường hợp 2 : Xảy ra cả 3 pứ.
nAl(OH)3 pư(2) = nAl(OH)3 pư(1) - nAl(OH)3 pư(3)
	= 0,06 - (0,08/3) = 0,1/3 (mol)
Tổng số mol NaOH
nNaOH = nOH- = 3.0,006 + 0,1/3 = 0,64/3 (mol)
Nên thể tích d2 NaOH là 0,64/3.1 ≈ 0,213lít =213ml
Câu6
CTPT – CTCT A MA = 13,5.16 = 216
nA = 10,8 = 0,05 mol n 	= 19,2 = 0,6 mol
216 	O2 	32
Theo đầu bài A + kiềm à 1 rượu + 3 muối
à A A là este của 3 axit hữu cơ khác nhau và 1 ancol 3 chức
Số nhóm chức của A ³ 3
Giả sử este A có 3 nhóm chức à trong phân tử A có 6 nguyên tử O
Gọi CTPT CxHyOz ( MA = 216 )
12x + y = 120 à x = 9 , y = 12
Gọi CTPT A: C9H12O6
Xét trường hợp phân tử A có nhiều hơn 3 nhóm chức ( không phù hợp
bài)
à rượu có 3 chức à CH2(OH)-CH(OH)-CH2(OH) ( glixerol) 3 axit khác có tổng số nguyên tử C là 6
à H-COOH; CH3-COOH; CH2=CH-COOH CTCT của A 
1,0đ