Kỳ thi chọn học sinh giỏi Lớp 12 vòng tỉnh Năm học 2011 - 2012 Môn thi: Hóa học

1 Bảng A – Ngày 2 Họ và tên thí sinh:……………………..………….. Chữ ký giám thị 1: Số báo danh:……………………………..………... …………….……………….. SỞ GDĐT BẠC LIÊU KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 VÒNG TỈNH NĂM HỌC 2011 - 2012 * Môn thi: HÓA HỌC (BẢNG A) * Ngày thi: 06/11/2011 * Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) ĐỀ Bài 1: (4 điểm) Câu 1: Hoàn thành các phương trình phản ứng sau đây: 1. NaCl + H2SO4 đặc, nóng → 2. NaBr + H2SO4 đặc, nóng → 3. NaClO + PbS → 4. FeSO4 + H2SO4 + HNO2 → 5. KMnO4 + H2SO4 + HNO2 → 6. NaNO2 + H2SO4 loãng → Câu 2: Một hỗn hợp (A) đồng số mol của FeS2 và FeCO3 vào một bình kín dung tích không đổi chứa lượng khí O2 dư. Nung bình đến nhiệt độ cao đủ để oxi hoá hoàn toàn hết các chất trong (A), rồi đưa bình về nhiệt độ ban đầu. Hỏi áp suất trong bình trước và sau phản ứng thay đổi thế nào ? Bài 2: (4 điểm) Câu 1: Dựa vào hiệu ứng hãy so sánh lực bazơ của các chất sau: NH2 NO2 (1) NH2 NO2 (2) NH2 OH (3) NH2 Cl (4) Câu 2: Viết công thức cấu tạo các đồng phân mạch hở ứng với công thức phân tử C3H4BrCl, có đồng phân quang học và chỉ có một cacbon bất đối trong phân tử. Bài 3: (4 điểm) Hợp chất hữu cơ A (chứa C, H, O) có 79,59 % C; 12,25 % H về khối lượng; trong phân tử A chỉ chứa một nguyên tử oxi. Ozon giải A thu được HOCH2CH=O, CH3[CH2]2COCH3 và CH3CH2CO[CH2]2CH=0. Nếu cho A tác dụng với brom theo tỉ lệ mol 1:1,sau đó ozon giải sản phẩm sinh ra thì chỉ thu được hai sản phẩm hữu cơ, trong số đó có một xeton. Đun nóng A với dung dịch axit dễ dàng thu được sản phẩm B có cùng công thức phân tử như A, khi ozon giải B chỉ cho một sản phẩm hữu cơ duy nhất. a). Xác định công thức cấu tạo và gọi tên A. (Gồm 02 trang) CHÍNH THỨC 2 Bảng A – Ngày 2 b). Tìm công thức cấu tạo của B và viết cơ chế phản ứng chuyển hoá A thành B. Bài 4: (4 điểm) Hợp chất hữu cơ A ( chứa các nguyên tố C, H, O). Đốt cháy hết 14,6 gam chất A thu được 35,4 gam hỗn hợp X gồm CO2 và H2O. Phần trăm khối lượng oxi trong hỗn hợp X là 76,84%. a) Tìm công thức phân tử của chất A biết MA < 160 đvC? b) Lấy 21,9 gam chất A cho phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH thu được một muối và 13,8 gam một ancol. Biết chất A mạch hở, trong ancol không có nhóm chức khác. Tìm công thức cấu tạo có thể có của chất A? c) Gọi B là chất hữu cơ mạch hở có cùng số cacbon A nhưng ít hơn A hai nguyên tử Hiđro, chất B phản ứng với NaOH được 1 muối của một axit hữu cơ đơn chức, anđehit và chất hữu cơ R thỏa mãn. R 0 NaOH, CaO, t⎯⎯⎯⎯⎯→ E + Na2CO3. và E 2O /xt+⎯⎯⎯→ CH3CHO + H2O Tìm công thức cấu tạo có thể có của chất B? Bài 5: (4 điểm) Câu 1: Từ hexan, metan, các chất vô vơ và thiết bị đầy đủ hãy viết các phương trình hóa học điều chế các muối kali m – aminobenzoat và kali p – aminobenzoat. (Viết theo công thức cấu tạo, lấy sản phẩm chính) Câu 2: Thực hiện xà phòng hóa hoàn toàn 20kg chất béo có chỉ số axit là 7 thì cần 2,08 kg xút khan (NaOH). Tính khối lượng xà phòng thu được, biết xà phòng có chứa 80% muối natri của axit béo. --- HẾT --- 1 Bảng A – Ngày 2 SỞ GDĐT BẠC LIÊU KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 VÒNG TỈNH NĂM HỌC 2011 - 2012 * Môn thi: HÓA HỌC (BẢNG A) * Ngày thi: 06/11/2011 * Thời gian: 180 phút HƯỚNG DẪN CHẤM Bài 1: (4 điểm) Câu 1: 1. NaCl + H2SO4 (đặc, nóng) → HCl + NaHSO4 hoặc 2NaCl + H2SO4 (đặc, nóng) → 2HCl + Na2SO4 (0,5 đ) 2. 2NaBr + 2H2SO4 (đặc, nóng) → 2NaHSO4 + 2HBr 2HBr + H2SO4 (đặc, nóng) → SO2 + 2H2O + Br2 NaBr + 3H2SO4 (đặc, nóng) → 2NaHSO4 + SO2 + 2H2O + Br2 (0,5đ) 3. 4NaClO + PbS → 4NaCl + PbSO4 (0,25 đ) 4. 2FeSO4 + H2SO4 + 2HNO2 → Fe2(SO4)3 + 2NO + 2H2O (0,25 đ) 5. 2KMnO4 + 3H2SO4 + 5HNO2 → K2SO4 + 2MnSO4 + 5HNO3 + 3H2O (0,25 đ) 6. 3NaNO2 + H2SO4 (loãng) → Na2SO4 + NaNO3 + 2NO + H2O (0,25 đ) Câu 2: 4FeS2 + 11O2 ⎯→⎯ ot 2Fe2O3 + 8SO2 a → 2,75a 2a (mol) (0,5 đ) 4FeCO3 + O2 ⎯→⎯ ot 2Fe2O3 + 4SO2 a → 0,25a a (mol) (0,5 đ) Theo 2 ptpứ khi oxi hóa hoàn toàn hỗn hợp (A) chứa a(mol) mỗi chất ta có: 2O n phản ứng = 2,75a + 0,25a = 3,0a (mol) (0,5 đ) 2SO n = 3,0a (mol) Nên áp suất khí trong bình trước và sau phản ứng không thay đổi. (0,5 đ) Bài 2: (4 điểm) Câu 1: (1) và (2) đều có hiệu ứng –C và –I. Nhóm –NO2 trong (1) ở vị trí meta, còn trong (2) ở vị trí para nên tính bazơ của (2) < (1). (3) và (4) đều có hiệu ứng +C và –I. Tuy nhiên hiệu ứng +C của nhóm –OH > –Cl nên tính bazơ của (3) mạnh hơn (4). (0,5 đ) (0,5 đ) (0,5 đ) (0,5 đ) (Gồm 04 trang) CHÍNH THỨC 2 Bảng A – Ngày 2 Vậy: (2) < (1) < (4) < (3) tính bazơ tăng dần (Lập luận khác đáp án nhưng cho kết quả đúng vẫn chấm điểm) Câu 2: Công thức cấu tạo mạch hở ứng với công thức phân tử C3H4BrCl, có đồng phân quang học và chỉ có một cacbon bất đối trong phân tử là (2,0 đ) Bài 3: (4 điểm) a) : : = 13 : 24 : 1 A có công thức phân tử C13H24O. Từ sản phẩm ozon giải ⇒ CTCT A : CH3CH2CH2C=CHCH2CH2C=CHCH2OH CH3 CH2CH3 hoặc: CH3CH2CH2C=CCH2CH2CH=CHCH2OH CH2CH3H3C Từ phản ứng brom hoá rồi ozon giải, ta có CTCT A là (1): CH3CH2CH2C=CHCH2CH2C=CHCH2OH CH3 CH2CH3 CH3(CH2)2C=CH(CH2)2C=CHCH2OH CH3 CH2CH3 + Br2 1 :1 CH3(CH2)2CBrCHBr(CH2)2C=CHCH2OH CH3 CH2CH3 O3CH3(CH2)2CBrCHBr(CH2)2C=CHCH2OH CH3 CH2CH3 CH3(CH2)2CBrCHBr(CH2)2C=O + OHCCH2OH CH3 CH2CH3 Tên của A: 3-etyl-7-metylđeca-2,6-đien-1-ol (1,0 đ) (1,5 đ) b) B phải là hợp chất mạch vòng có chứa 1 nối đôi trong vòng. B sinh ra từ A do phản ứng đóng vòng: H+, to - H2O + OH - H+ HOH + CH2 CH2OH (A) (B) (1,5 đ) 79,59 12 12,25 1 8,16 16 (1) (2) 3 Bảng A – Ngày 2 Bài 4: (4 điểm) a) Gọi CTPT của A là CxHyOz với số mol là a ta có: a(12x + y + 16z) = 14,6 (I) + Pư cháy: CxHyOz + (x+y/4-z/2) O2 → xCO2 + y/2 H2O mol: a ax 0,5ay Ö 44ax + 9ay = 35,4 (II) và 32 8 35,4 ax ay+ =0,7684 (III) + Giải (I, II, III) ta có: ax = 0,6 mol; ay = 1 mol và az = 0,4 mol Ö x:y:z = 3:5:2 Ö A có dạng (C3H5O2)n. Dựa vào M < 160 đvC Ö n = 2. Vậy A là C6H10O4. b) Số mol A = 0,15 mol. A có dạng RCOO-R’-OOC-R hoặc R’OOC-R-COOR’ hoặc RCOO-R’(OH)2 hoặc HOOC-R-COOR’ + TH1: A là RCOO-R’-OOCR ta có: RCOO-R’-OOCR + 2NaOH → 2RCOONa + R’(OH)2. Mol: 0,15 0,15 Ö R’(OH)2 = 13,8/0,15 = 92 Ö R’ = 58 không thỏa mãn. + TH2: A có dạng RCOO-R’(OH)2 nên ta có: RCOO-R’(OH)2 + NaOH → RCOONa + R’(OH)3. Mol: 0,15 0,15 Ö R’(OH)3 = 92 = C3H5(OH)3 = glixerol Ö R là C2H3- Ö A có 2CTCT thỏa mãn là: HO-CH2-CHOH-CH2-OOC-CH=CH2 và HO-CH2-CH(OOC-CH=CH2) -CH2-OH + TH3: A có dạng R(COOR’)2 Ö R’ = C2H5 Ö R = 0 Ö A là C2H5OOC-COOC2H5. + TH4: HOOC-R-COOR’ Ö R’ = 75 không thỏa mãn. c) B có dạng C6H8O4. Dựa vào sơ đồ suy ra E là C2H5OH Ö R là HO-CH2-CH2-COONa Ö B là HCOO-CH2-CH2-COO-CH=CH2. (0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ) 4 Bảng A – Ngày 2 Bài 5: (4 điểm) Câu 1: Viết phương trình hóa học (2 đ) CH3-(CH2)4-CH3 Æ C6H6 + 4H2 (xt, to) (0,25 đ) CH4 + Cl2 Æ CH3Cl + HCl (as) (0,25 đ) C6H6 + CH3Cl Æ C6H5CH3 + HCl (AlCl3) (0,25 đ) C6H5CH3 + HNO3 Æ p - C6H4(NO2)CH3 + H2O (H2SO4 đặc, to) (0,25 đ) p- C6H4(NO2)CH3 + KMnO4 Æ p – C6H4(NO2)COOK + MnO2 + KOH + H2O (to) (0,125 đ) p – C6H4(NO2)COOK + H/H+ Æ p – C6H4(NH3Cl)COOH + H2O (0,125 đ) p – C6H4(NH3Cl)COOH + KOH Æ p – C6H4(NH2)COOK + H2O + NaCl (0,125 đ) C6H5CH3 + KMnO4 Æ C6H5COOK + MnO2 + KOH + H2O (to) (0,25 đ) C6H5COOK + HNO3 Æ m – C6H4(NO2)COOH + H2O (0,125 đ) m – C6H4(NO2)COOK + H/H+ Æ m – C6H4(NH3Cl)COOH + H2O (0,125 đ) m – C6H4(NH3Cl)COOH + KOH Æ m – C6H4(NH2)COOK + H2O + KCl (0,125 đ) Câu 2: Tính lượng xà phòng nNaOH = 2080/40 = 52 (mol) (0,25đ) (RCOO3)C3H5 + 3NaOH Æ RCOONa + C3H5(OH)3 (1) (0,25 đ) RCOOH + NaOH Æ RCOONa + H2O (2) (0,25 đ) nNaOH(2) = 20000(g). 7(mg)/56000(mg/mol)= 2,5 (mol) (0,25 đ) nNaOH (1) = 52 – 2,5 = 49,5(mol) (0,25 đ) nglixerol = 49,5/3 = 16,5 (mol) (0,25 đ) nH2O = 2,5 (mol) (0,25 đ) mxà phòng = [20000 + 2080 – (16,5x92 + 2,5x18)]/0,8 = 25301 (gam) = 25,301 (kg) (0,25đ) --- HẾT ---