Đề thi chọn học sinh giỏi cấp trường môn Hóa học Lớp 12 - Năm học 2021-2022 (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp trường môn Hóa học Lớp 12 - Năm học 2021-2022 (Có đáp án)

1. ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HảC 2021-2022 Mơn: Hĩa Học 12 Thời gian làm bài: 180 phút Câu 1:(5 điểm) 1. Nguyên tử của nguyên tố M thuộc nhĩm A, cĩ khả năng tạo được cation M 3+ cĩ tổng số hạt cơ bản ( e, p,n ) là 37. Tìm nguyên tố M và xác định vị trí của nĩ trong bảng tuần hồn. 2. Cho một lượng Cu2S tác dụng hồn tồn với dung dịch HNO3 đun nĩng, thu được dung dịch A1 và giải phĩng khí A2 khơng màu, bị hĩa nâu trong khơng khí. Chia A1 thành 2 phần. - Thêm dung dịch BaCl2 vào phần 1 thấy tạo thành kết tủa trắng A3 thực tế khơng tan trong axit dư. - Thêm lượng dư NH3 vào phần 2, đồng thời khuấy đều, thu được dung dịch A4 cĩ màu xanh lam đậm. a. Xác định A1, A2, A3, A4. b. Viết phương trình hĩa học của các phản ứng trong thí nghiệm trên. 3. Hồn thành các phương trình hố học theo sơ đồ chuyển hố sau (ghi rõ điều kiện phản ứng, các chất viết ở dạng cơng thức cấu tạo thu gọn). C8H14O4 + NaOH→ X1 + X2 + H2O X1 + H2SO4 → X3 + Na2SO4 X3 + X4 → nilon-6,6 + H2O X2 + X3 → X5 + H2O (tỷ lệ số mol X2: số mol X3 = 2:1) Câu 2:(4 điểm) 1. Cho 20,8 gam hỗn hợp Fe, FeS, FeS2, S tác dụng với dung dịch HNO3 đặc nĩng dư thu được V lít khí NO2 (là sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc) và dung dịch A. Cho A tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 91,3 gam kết tủa. Tính V? 2. Cho 2,16 gam hỗn hợp gồm Al và Mg tan hết trong dung dịch HNO3 lỗng, đun nĩng nhẹ tạo ra dung dịch A và 448 ml (đktc) hỗn hợp khí B khơ gồm 2 khí khơng màu, khơng đổi màu trong khơng khí.Tỉ khối của B so với oxi bằng 1,125. Làm khan A một cách cẩn thận thu được chất rắn D, nung D đến khối lượng khơng đổi thu được 3,84 gam chất rắn E. Tính lượng chất D và % khối lượng mỗi chất ban đầu. Câu 3: (4 điểm) 1. Cho 0,76 gam hỗn hợp X gồm hai amin đơn chức, cĩ số mol bằng nhau, phản ứng hồn tồn với dung dịch HCl dư, thu được 1,49 gam muối. Xác định cơng thức cấu tạo của 2 amin. 2. Cho 0,7 mol hỗn hợp T gồm hai peptit mạch hở X (x mol) và Y (y mol), đều tạo bởi glyxin và alanin. Đun nĩng 0,7 mol T trong lượng dư dung dịch NaOH thì cĩ 3,8 mol NaOH phản ứng và thu được dung dịch chứa m gam muối. Mặt khác, nếu đốt cháy hồn tồn x mol X hoặc y mol Y thì đều thu được cùng số mol CO2. Biết tổng số nguyên tử oxi trong hai phân tử X và Y là 13, trong X và Y đều cĩ số liên kết peptit khơng nhỏ hơn 4. Tính giá trị của m. Câu 4: (3 điểm) A là hiđrocacbon khơng làm mất màu dung dịch brom. Đốt cháy hồn tồn 0,02 mol A và hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch chứa 0,15 mol Ca(OH)2 thu được kết tủa và khối lượng bình tăng
2. 3Cu 2S 22HNO3 6Cu NO3 2 3H2SO4 10NO  8H2O 0,25 2NO O2 2NO2 0,25 không màu màu nâu H SO BaCl BaSO  2HCl 2 4 2 4 0,25 Cu NO3 2 2NH3 2H2O Cu OH 2 2NH4 NO3 2 Cu OH 2 4NH3 Cu NH3 4  2OH 0,25 t 0 3 HOOC - [CH2]4-COOC2H5 + 2NaOH  1 điểm NaOOC- [CH2]4-COONa + C2H5OH + H2O 0,25 (X1) (X2) NaOOC- [CH2]4-COONa + H2SO4 → HOOC- [CH2]4-COOH + Na2SO4 0,25 (X1) (X3) t 0 nHOOC- [CH2]4-COOH + nH2N - [CH2]6 - NH2  (X3) (X4) 0,25 [-NH- [CH2]6 - NH-CO-[CH2]4-CO-]n + 2nH2O (nilon -6,6) 0 H 2 SO 4 đăc ,t 2C2H5OH + HOOC- [CH2]4-COOH    (X2) (X3) 0,25 C2H5OOC- [CH2]4-COOC2H5 + 2H2O (X5) Câu 2 (4 điểm) Đáp án Điểm 1. Do sản phẩm cuối cùng khi cho hỗn hợp tác dụng với HNO3 đặc nĩng cĩ 3+ 2- 1 điểm Fe , SO4 nên cĩ thể coi hỗn hợp ban đầu là Fe và S. Gọi x và y là số mol của Fe và S, số mol của NO2 là a Fe  Fe+3 + 3e x x 3x 0,5 S  S+6 + 6e y y 6y +5 +4 N + e  N 0,5 a a a A tác dụng với Ba(OH)2 3+ - Fe + 3OH  Fe(OH)3  2+ 2- Ba + SO4  BaSO4  0,5 Ta cĩ hệ phương trình 56x + 32 y = 20,8 Giải ra x=0,2 107x + 233y = 91,3 y=0,3 0,5 Theo định luật bảo tồn electron : 3x + 6y = a = 3.0,2 + 6.0,3 = 2,4 V = 2,4.22,4 = 53,76 (lít)
3. Al(NO3 )3 = 8,52g; Mg(NO3 )2 = 6,66g; NH4NO3 = 0,3g mD = 15,48g 0,045.24 %m .100% = 50% Mg 2,16 %mAl = 50% Câu 3. (4 điểm) Đáp án Điểm 1. Gọi 2 amin là A và B (với MA n = 0,02 mol HCl 0,5 Do đĩ, nA = nB = 0,01 mol => 0,01.MA + 0,01.MB = 0,76 => M + M = 76 A B 0,5 0,76 M= =38 => 0,02 0,5 MA =31 CH3NH2 MB =45 CH3CH2NH2 2. Số chỉ liên kết peptit trung bình=3,8:0,7=38:7=5,4286 0,5 X,Y đều cĩ số liên kết peptit>=4 0,5 =>cĩ 1 chất cĩ 4 liên kết peptit (pentapeptit=>6 oxi) tổng O=13=>chất cịn lại cĩ 7 oxi=>hexapeptit x + y =0,7 và 5x + 6y = 3.8 x = 0,4 và y = 0,3 0,5 X : GlyaAla5-a (0,4 mol); Y : GlybAla6-b (0,3 mol) 0,4.(2a+3.(5-a))=0,3.(2b+3(6-b))=>6-0,4a=5,4-0,3b=>4a-3b=6=>a=3,b=2 0,5 =>m=(0,4.3+0,3.2).97+(0,4.2+0,3.4).111=396,6 Câu 4. ( 3 điểm) Đáp án Điểm Đặt cơng thức của A là CaHb b b C H +(a + ) O a CO + H O a b 4 2 2 2 2 Dung dịch Ca(OH)2 hấp thụ sản phẩm cháy của A là CO2 và H2O Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch thu được kết tủa tăng lên chứng tỏ xảy ra phản ứng (1) và (2) 0,25
4. 3. Nhĩm ankyl định hướng thế vào các vị trí ortho- và para-. Tuy nhiên, do nhĩm t-butyl cĩ kích thước lớn gây án ngữ khơng gian nên sản phẩm chính là sản phẩm para- CH3 0,5 O2N C CH3 CH3 Câu 5. ( 4 điểm) Đáp án Điểm Theo giả thiết ta cĩ nO 0,66mol nCO 0,57mol 2 2 0,25 BTKL m 7,92g n 0,44mol H2O H2O BTNT(O) n 0,26mol n 0,13mol O X COO 0,25 Gọi cơng thức của ancol Z là ROH suy ra cơng thức chung của 4 este là ’ R (COOR)n R' COOR + nNaOH R' COONa nROH n n 0,25 nROH nNaOH 0,13mol n 0,18 NaOH du 0,25 ROH Na RONa + 0,5H 2 0,25 BTKL suy ra khối lượng của ROH =5,85+0,065.2=5,98 gam Từ đĩ ta cĩ R+17=46 suy ra R=29 = C2H5 0,25 ' CaO ' R COONa nNaOH  R Hn nNa2CO3 n 0,25 ’ ’ Theo phương trình và giả thiết ta cĩ R (COONa)n = R Hn =0,09 mol 0,25 ’ ( NaOH cịn dư và R (COONa)n hết vì n<2 ) Gọi cơng thức của este đơn chức là CnHm+1COOC2H5 (y mol) Suy ra 3 este hai chức là CnHm(COOC2H5)2 (x mol) (vì muối tạo ra khi phản ứng với NaOH đun nĩng chỉ tạo một hiđrocacbon duy nhất) 0,25 Tổng số mol este là x+y=0,09 (1) Tổng số nhĩm COO là 2x+y =0,13 (2) Suy ra x=0,04 ; y=0,05 0,25 Số nguyên tử cacbon: C = 0,04(n+6) + 0,05(n+3) = 0,57 suy ra n=2 Số nguyên tử H : H =0,04(m+10) +0,05(m+6)=0,88 suy ra m=2 0,25 Vậy cơng thức của este đơn chức là C5H8O2, cấu tạo là 0,25 CH2=CH-COOCH2-CH3 0,25 Cơng thức phân tử của 3 este hai chức là C8H12O4 0,25 Cơng thức cấu tạo CH2=CH (COOC2H5)2