Đề thi học sinh giỏi môn hóa lớp 12 tỉnh vĩnh phúc năm học 2015 2016(có đáp án)

Câu 5 (1,0 điểm) 1. Từ 200 ml rượu 90o có thể pha chế được bao nhiêu ml rượu 30o. Nêu rõ cách pha. 2. Ba chất hữu cơ X, Y, Z chứa cùng nhóm định chức, có công thức phân tử tương ứng là CH2O2, C2H4O2, C3H4O2. a. Viết công thức cấu tạo và gọi tên của X, Y, Z. b. Tính khối lượng Y thu được khi lên men 1 lít ancol etylic 9,2o. Cho hiệu suất của quá trình lên men là 80% và khối lượng riêng của ancol etylic nguyên chất là 0,8 g/ml. Câu 6 (2,0 điểm) 1. Viết tác nhân, điều kiện phản ứng (nếu có) để thay cho dấu chấm hỏi (?) và viết công thức cấu tạo của các chất A, B, C, D để hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: o o o HNO3 /H 2SO 4 ,t KMnO 4 /H 2 O,t H 2SO 4 ? Fe/HCl,t C6 H 6  → C 6H 5 -C 2 H 5  → A  → B → C  →D Viết các phương trình phản ứng xảy ra và so sánh lực axit của B, C, D. Giải thích sự so sánh đó. 2. Đốt cháy 0,2 mol hợp chất A thuộc loại tạp chức, thu được 26,4 gam khí CO 2; 12,6 gam hơi H2O và 2,24 lít khí N2 (đktc). Nếu đốt cháy 1 mol A cần 3,75 mol O2. a. Xác định công thức phân tử của A. b. Xác định công thức cấu tạo và tên của A. Biết rằng A có trong tự nhiên; có tính chất lưỡng tính; phản ứng với axit nitrơ (NaNO 2/HCl) giải phóng nitơ; với ancol etylic có axit làm xúc tác tạo thành hợp chất có công thức C5H11O2N; khi đun nóng A chuyển thành hợp chất vòng có công thức C6H10N2O2. Hãy viết đầy đủ các phương trình phản ứng xảy ra và ghi điều kiện (nếu có). Câu 7 (1,0 điểm) Một dung dịch X gồm FeSO4, H2SO4 và MSO4. Trung hòa 200 ml dung dịch X cần 20 ml dung dịch Y gồm BaCl2 0,4M và NaOH 0,5M, thêm tiếp 130 ml dung dịch Y vào hỗn hợp sản phẩm, thu được kết tủa A và dung dịch B. Nung kết tủa A trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 10,155 gam chất rắn. Để trung hòa dung dịch B phải dùng 20 ml dung dịch HCl 0,25M. a. Xác định kim loại M. Biết hidroxit của M không tan, không có tính lưỡng tính. b. Xác định nồng độ mol/l của các chất tan trong dung dịch X. Câu 8 (1,5 điểm) Cho hỗn hợp X gồm bốn este mạch hở, trong đó có một este đơn chức và ba este hai chức là đồng phân của nhau. Đốt cháy 11,88 gam X cần 14,784 lít O 2 (đktc), thu được 25,08 gam CO2. Đun nóng 11,88 gam X với 300 ml dung dịch NaOH 1M, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được chất rắn Y và phần hơi chỉ chứa một ancol đơn chức Z. Cho Z vào bình Na dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy khối lượng bình Na tăng 5,85 gam. Trộn Y với CaO rồi nung trong điều kiện không có không khí, thu được 2,016 lít (đktc) một hidrocacbon duy nhất. Tìm công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của các este trong hỗn hợp X. ------------------- Hết------------------• Thí sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. • Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ tên thí sinh: …………………………………………Số báo danh…………… SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2015-2016 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HÓA HỌC - THPT (Gồm 06 trang) CÂU Câu 1 1,0đ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM 1.a. Khi cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch ZnCl2: ban đầu có kết tủa trắng, sau đó kết tủa tan dần. 2NaOH + ZnCl2 → Zn(OH)2 ↓ + 2NaCl 2NaOH + Zn(OH)2 → Na2ZnO2 + 2H2O ----------------------------------------------------------------------------------------------------------b. Cho từ từ đến dư dung dịch Na2CO3 vào dung dịch Al2(SO4)3: có kết tủa keo trắng đồng thời sủi bọt khí 3Na2CO3 + Al2(SO4)3 + 3H2O → 2Al(OH)3 ↓ + 3CO2 ↑ + 3Na2SO4 2. a. FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O ---------- (5x – 2y) FeO + (16x – 6y) HNO3 → (5x – 2y) Fe(NO3)3 + NxOy + (8x – 3y) H2O -----------------------------------------------------------------------------------------------------------b. FeS2 + H2SO4 đặc, nóng → ---------- 0,25 0,25 0,25 o t FeS2 + H2SO4đặc  → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O 0,25 o Câu 2 1,0đ t 2FeS2 + 14H2SO4đặc  → Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O X2 là khí thải gây hiệu ứng nhà kính → X2 là CO2. X6 có màu đỏ nâu là Fe(OH)3. (1) FeCO3 + 2HCl → FeCl2 + CO2 + H2O (X) (X1) (X2) (2) FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl (X1) (X3) (X4) (3) 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 (X1) (X5) (4) 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3 ↓ (X3) (X6) (5) 2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2 (X2) (X7) (6) Ba(HCO3)2 + 2NaOH → BaCO3 ↓ + Na2CO3 + 2H2O (X7) (X8) (X9) (7) BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + CO2 + H2O (X8) (X2) (8) 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3 ↓ + 3CO2 + 6NaCl (X5) (X9) Thí sinh có thể chọn chất khác phù hợp vẫn cho điểm bình thường 1,0 8pt*0,125 Câu 3 1,5đ 1.a. 0,5 HO H3C CHO H3CO CH CHO CHO H3C H3CO 4-hiđroxi-3-metoxibenzandehit 4-metoxibenzanđehit p-isopropylbenzanđehit ----------------------------------------------------------------------------------------------b. Chất 4-hiđroxi-3-metoxibenzandehit có nhiệt độ sôi cao nhất 2. a. Công thức cấu tạo: A1: CH3 – CO – CH3 A2: CH3 – COOH CH3 - C = CH - CH2 - CH2 - C = CH- CH3 HOOC - CH2 - CH2 - C - CH3 CH3 CH3 O A3: A: ----------------------------------------------------------------------------------------------b. Viết đúng 2 đồng phân hình học H3C H2C C C C H3C Câu 4 1,0đ CH2 H CH3 H3C C H3C H2C C H H3C CH2 C C H H3C Đặt số mol của Al, Fe, Cu trong 23,4 gam hỗn hợp G lần lượt là x, y, z → mG = 27x + 56y + 64z = 23,4 (1) * G + H2SO4 đặc nóng dư: n SO2 = → Al3+ + Al x 15,12 = 0,675 (mol) 22,4 3e 3x (mol) → Fe3+ + Fe y 3y (mol) → Cu 2+ + Cu z S 3e 2e 2z (mol) +6 + 2e → 1,35 S+4 0,675 (mol) → ne = 3x + 3y + 2z = 1,35 (2) * G + H2SO4 loãng: Cu không phản ứng. n H2SO4 = 0,85.1 = 0,85 (mol) → Al3+ + Al x 3x (mol) → Fe 2+ + Fe y 2H 3e 2e 2y (mol) + + 2e → H2 ↑ o t H2 + CuO  → Cu + H2O -------0,25 0,5 0,25 H C CH3 0,5 → Khối lượng chất rắn giảm là khối lượng O trong CuO phản ứng → n H2 = n O = 7,2 = 0,45 (mol) < n H2SO4 = 0,85 → H2SO4 dư 16 → n H2SO4 dư = 0,4 (mol) → n H+ dư = 0,8 (mol) → n e = 3x + 2y = 2n H2 = 2.0,45 = 0,9 (3)  x = 0,2 Giải hệ phương trình (1), (2) và (3) được   y = z = 0,15 ---------------------------------------------------------------------------------------------* Bình A + NaNO3 Fe 2+ → Fe3+ + 0,15 1e 0,5 0,15 (mol) → Cu 2+ + Cu 0,15 ---------- 2e 0,3 (mol) NO3- + 4H + + 0,8 3e → NO ↑ + H 2O 0,45 (mol) → H dư, giá trị m nhỏ nhất để V lớn nhất ứng với NaNO3 phản ứng vừa hết + → n NaNO3 = n NO- = n NO = 3 ne = 0,15 (mol) 3 → m = 0,15.85 = 12,75 (gam) Câu 5 1,0đ 1. 200ml rượu 90o có VC2 H5OHnc = 200.90 = 180ml 100 180.100 = 600ml 30 -------------------------------------------------------------------------------------------------Cách pha: Cho 200 ml rượu 90o vào cốc đong rồi thêm từ từ nước cất và lắc đều đến thể tích 600 ml thì dừng lại. 2. a. X: H – COOH (axit fomic); Y: CH3 – COOH (axit axetic); Z: CH2=CH – COOH (axit acrylic) b. Tính khối lượng CH3COOH trong dung dịch: 1 lít ancol etylic 9,2o có 92ml C2H5OH. 92.0,8 n C 2 H5OH = = 1,6 (mol) 46 0,25 Thể tích rượu 30o pha được từ 180 ml C2H5OH nguyên chất là C2H5OH + O2 Men giấm -------0,25 0,25 0,25 CH3COOH + H2O 80 Khối lượng CH3COOH = 1,6.60. = 76,8 (gam) 100 Câu 6 2,0đ 0,5 -------------------------------------------------------------------------------------------------So sánh lực axit: D < B < C Giải thích: Nhóm NH2 đẩy electron vào vòng benzen làm giảm lực hút electron của vòng benzen nên D có lực axit yếu hơn B, còn nhóm NO 2 hút electron ra khỏi vòng benzen làm tăng lực hút electron của vòng benzen nên B có lực axit yếu hơn C 2. a. 26,4 12,6 2,24 n CO2 = = 0,6mol; n H 2O = = 0,7mol; n N 2 = = 0,1mol 44 18 22,4 3,75.0,2 = 0,75mol Đốt 0,2 mol A cần n O2 = 1 Bảo toàn nguyên tố O được n O/A = 0,6.2 + 0,7 – 0,75.2 = 0,4mol → A được cấu tạo từ C, H, O, N. Đặt CTTQ của A là CxHyOzNt, ta được 0,6 0,7.2 0,4 0,1.2 x= = 3; y = = 7; z = = 2; t = = 1. 0,2 0,2 0,2 0,2 → CTPT của A là C3H7O2N. --------------------------------------------------------------------------------------------------------b. A + HNO2 → N2. Vậy A có nhóm -NH2. A + C2H5OH → C5H11O2N. Vậy A có nhóm –COOH. A có trong tự nhiên → A là α - aminoaxit to A  → hợp chất vòng có CT C6H11O2N2. Vậy A có CTCT: CH3 – CH(NH2) – COOH. Alanin (axit 2 – amino propanoic) -------------------------------------------------------------------------------------------------------------Các phương trình phản ứng: CH3 – CH(NH2) – COOH + HNO2 → CH3 – CH(OH) – COOH + N2 + H2O HCl khan CH3 – CH(NH2) – COOH + C2H5OH  → CH3 – CH(NH2) – COOC2H5 + H2O Câu 7 1,0đ a. 20 ml dung dịch Y có n BaCl2 = 0,4.0,02 = 0,008mol; n NaOH = 0,5.0,02 = 0,01mol → n OH- = 0,01mol 130 ml dung dịch Y có n BaCl2 = 0,4.0,13 = 0,052mol; n NaOH = 0,5.0,13 = 0,065mol 0,25 0,5 -------0,5 -------0,25 0,5 Nếu HS không xét kim loại M có hóa