Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 11 tỉnh Thái Nguyên năm học 2011 - 2012 môn: Hóa học

UBND TỈNH THÁI NGUYấN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
 ĐỀ CHÍNH THỨC
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH 
NĂM HỌC 2011-2012
MễN THI: HOÁ HỌC LỚP 11 
(Thời gian làm bài 150 phỳt khụng kể thời gian giao đề)
Cõu I. (5,0 điểm)
X là nguyờn tố thuộc nhúm A, hợp chất với hidro cú dạng XH3. Electron cuối cựng trờn nguyờn tử X cú tổng 4 số lượng tử bằng 4,5. Ở điều kiện thường XH3 là một chất khớ. Viết cụng thức cấu tạo, dự đoỏn trạng thỏi lai hoỏ của nguyờn tử trung tõm trong phõn tử XH3, trong oxit và hiđroxit ứng với húa trị cao nhất của X.
X, Y, R, A, B theo thứ tự là 5 nguyờn tố liờn tiếp trong Hệ thống tuần hoàn (HTTH) cú tổng số điện tớch là 90 (X cú số điện tớch hạt nhõn nhỏ nhất).
a) Xỏc định điện tớch hạt nhõn của X, Y, R, A, B. Gọi tờn cỏc nguyờn tố đú.
 b) Viết cấu hỡnh electron của X2−, Y−, R, A+, B2+. So sỏnh bỏn kớnh của chỳng và 
 giải thớch.
 c) Trong phản ứng oxi hoỏ-khử, X2−, Y− thể hiện tớnh chất cơ bản gỡ? Vỡ sao?
 d) Cho dung dịch A2X vào dung dịch phốn chua thấy cú kết tủa xuất hiện và cú khớ 
 thoỏt ra. Giải thớch và viết phương trỡnh phản ứng.
3. 
 a) Giải thớch vỡ sao cho dư NH4Cl vào dung dịch NaAlO2 rồi đun núng thỡ thấy kết 
 tủa Al(OH)3 xuất hiện
 b) Hoàn thành phương trỡnh húa học (PTHH) của phản ứng oxi hoỏ-khử sau và cõn 
 bằng theo phương phỏp cõn bằng electron: 
 NaNO2 + KMnO4 + ? ? + MnSO4 + ? + ?
Cõu II. (5,0 điểm)
1. Viết cỏc PTHH của cỏc phản ứng để thực hiện sơ đồ biến hoỏ húa học sau:
 B1 B2 hiđrocacbon X A1 A2
 +H2O	+H2O +H2O	+H2O	+H2O
CH3-CHO CH3-CHO CH3-CHO CH3-CHO CH3-CHO
2. Khi cho 13,8 gam glixerin (A) tỏc dụng với một axit hữu cơ đơn chức (B) thu được chất hữu cơ E cú khối lượng bằng 1,18 lần khối lượng chất A ban đầu. Biết rằng hiệu suất phản ứng đạt 73,75%. Tỡm cụng thức cấu tạo của B và E.
Cõu III. (5,0 điểm)
Hoà tan 2,16 gam hỗn hợp (Na, Al, Fe) vào nước dư thu được 0,448 lớt khớ (ở đktc) và một lượng chất rắn. Tỏch lượng chất rắn này cho tỏc dụng hết với 60 ml dung dịch CuSO4 1M thỡ thu được 3,2 gam Cu và dung dịch A. Cho dung dịch A tỏc dụng vừa đủ với dung dịch NaOH để thu được lượng kết tủa lớn nhất. Nung kết tủa trong khụng khớ đến khối lượng khụng đổi thu được chất rắn B.
Xỏc định khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp.
Tớnh khối lượng chất rắn B.
Cõu IV. (2,5 điểm)
 Sau khi đun núng 23,7gam KMnO4 thu được 22,74 gam hỗn hợp chất rắn. Cho hỗn hợp chất rắn trờn tỏc dụng hoàn toàn với dung dịch axit HCl 36,5% (d = 1,18g/ml) đun núng.
1) Viết PTHH của cỏc phản ứng xảy ra.
2) Tớnh thể tớch khớ Cl2 thu được (ở đktc).
 3) Tớnh thể tớch dung dịch axit HCl cần dựng.
CõuV. (2,5 điểm)
 Hũa tan x gam hỗn hợp gồm CuCl2 và FeCl3 vào nước, thu được dung dịch A. Chia dung dịch A làm hai phần bằng nhau. Cho lượng dư khớ hiđro sunfua vào phần một thu được 1,28 gam kết tủa. Cho lượng dư dung dịch Na2S vào phần hai thu được 3,04 gam kết tủa. Viết PTHH của cỏc phản ứng xảy ra và tớnh x.
 (Cho: H=1; C =12; N=14; O=16; Na=23; Be=9; Mg=24; Al=27; P=31; S=32; Cl=35,5; K=39; Fe=56; Cu=64; Br=80; Ag=108.) 
Hết
( Giám thị không giải thích gì thêm)
Họ và tên thí sinh:............................................................................................
Số báo danh:.....................................
UBND TỈNH THÁI NGUYấN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
 ĐỀ CHÍNH THỨC
HD CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG TỈNH 
NĂM HỌC 2011-2012
MễN THI: HOÁ HỌC LỚP 11
(Thời gian làm bài 150 phỳt khụng kể thời gian giao đề)
Cõu
Nội dung
Điểm
I
(3,0)
Vỡ X thuộc nhúm A, hợp chất với hidro cú dạng XH3 nờn là nhúm VA (ns2np3). Vậy: ms = +1/2; l = 1 ; m = +1
 n = 4,5 – 2,5 = 2.
 Vậy X là Nitơ ( 1s22s22p3)
 Cụng thức cấu tạo cỏc hợp chất và dự đoỏn trạng thỏi lai húa của nguyờn tử trung tõm:
NH3 : N cú trạng thỏi lai hoỏ sp3.
N2O5: N cú trạng thỏi lai hoỏ sp2.
HNO3 : N cú trạng thỏi lai hoỏ sp2
2.
a) Gọi Z là số điện tớch hạt nhõn của X
 => Số điện tớch hạt nhõn của Y, R, A, B lần lượt
 (Z + 1), (Z + 2), (Z + 3), (Z + 4) Theo giả thiết
 Z + (Z + 1) + (Z + 2) + (Z + 3) + (Z + 4) = 90
 => Z = 16
 đ 16X; 17Y; 18R; 19A; 20B
 (S) (Cl) (Ar) (K) (Ca)
b) S2-, Cl-, Ar, K+, Ca2+ đều cú cấu hỡnh e: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Số lớp e giống nhau => r phụ thuộc điện tớch hạt nhõn. Điện tớch hạt nhõn càng lớn thỡ bỏn kớnh r càng nhỏ.
c) Trong phản ứng oxi húa – khử, ion S2-, Cl- luụn luụn thể hiện tớnh khử vỡ cỏc ion này cú số oxi húa thấp nhất
d) Dung dịch phốn chua: K+, Al3+, SO42- khi cho dung dịch K2S vào
 2Al3+ + 3S2- = Al2S3¯
 Al2S3 + 6H2O đ 2Al(OH)3¯ + 3H2Sư
3.
a)
Khi đun núng thỡ NH3 bay đi làm cho cõn bằng (3) và do đú (4,5) chuyển dịch sang phải, nghĩa là kết tủa Al(OH)3 xuất hiện
b)
 5NaNO2+2KMnO4+ 3H2SO4 5NaNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
1,5
1,5
2,0
II
(5,0)
 1.
 X: C2H2
	A1:CH2=CHCl
	A2:CH3 -CH2Cl
	B1: CH2=CH-OCOCH3
	B2: CH3 -CHCl-OCOCH3	
 Cỏc PTHH của cỏc phản ứng (9 PTHH).
 B1 B2 hiđrocacbon X A1 A2
 +H2O +H2O +H2O	 +H2O	 +H2O
CH3-CHO CH3-CHO CH3-CHO CH3-CHO CH3-CHO
2.
 nA= 13,8: 92 = 0,15mol
Phương trỡnh phản ứng:
	C3H5(OH)3 +xRCOOH	C3H5(OH)3-x(OCOR)x + xH2O ()
	mE = 13,8 x 1,18 = 16,284gam
	ME= = 148
	ME= 41+ 17(3-x) + (44+R)x
	 R = 
	Nếu x = 1 R = 29 B: C2H5COOH; 
 E cú 2 đồng phõn 
	Nếu x = 2 R = 1 B: HCOOH; 
 E cú 2 đồng phõn 
	Nếu x = 2 R < 0 : khụng phự hợp
3,0
2,0
III
(5,0)
 nH2 = 0,448:22,4 = 0,02
 0,06.1= 0,06; 3,2:64 = 0,05
 0,06 -0,05 = 0,01
	Cỏc phản ứng: Na + H2O ( Na+ + OH-) + H2 (1)
 x 	x	 x/2 (mol)
 	Al + H2O + OH- AlO2- + H2 (2)
 x	 x	x	 3/2x (mol)
	2Al + 3Cu2+ 2Al3+ + 3Cu (3)
 (y-x)	3/2(y-xＩ	 (y-x) 3/2(y-x)
	Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu (4)
 a) Giả sử khụng cú (3) xảy ra chất rắn chỉ là Fe 
 Theo (4) noFe= nCu = 0,05 moFe= 0,05.56 = 2,8>2,16 
 (khụng phự hợp đề bài)
 Vậy cú (3) và vỡ Cu2+ cũn dư nờn Al và Fe đó phản ứng hết theo (3) và (4)
 Theo (1) và (2): nH2 = x+x = 0,02 x = 0,01
 Theo (3): nAl(3) = y - 0,01
	nCu2+= (y - 0,01)
 Theo (4): nFe = nCu2+(4)= 0,05- (y - 0,01) 
 Ta cú : mNa + mAl + mFe = 23.0,01 + 27y + 56[0,05- (y - 0,01)] =2,16 
 y = 0,03
	Vậy trong hỗn hợp ban đầu:
	mNa = 23.0,01 = 0,23 gam
	m Al = 27.0,03 = 0,81 gam
	mFe = 2,16 - 0,23 -0,81 = 1,12 gam
b) Trong dung dịch A cú: 
 Ta cú sơ đồ
 Cu2+ Cu(OH)2CuO mCuO = 0,01.80 = 0,8 gam
 Fe2+Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3 mFe2O3 = 0,02/2.160 = 1,6 gam
 Al3+ Al(Oｈ)3 Al2O3 m Al2O3 = 0,02/2.102 = 1,02gam
 Vậy mB = 0,8 + 1,6 + 1,02 = 3,24 gam
1,0
2,0
2,0
IV
(2,5)
1. Cỏc phương trỡnh phản ứng xảy ra
 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2ư
Chất rắn sau phản ứng gồm: K2MnO4 , MnO2 và KMnO4 chưa phản ứng :
Cho sản phẩm tỏc dụng với dung dịch HCl cú cỏc phản ứng
 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
 K2MnO4 + 8HCl → 2KCl + MnCl2 + 2Cl2 + 4H2O
 MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O
2. Ta cú cỏc quỏ trỡnh:
 Mn+7 + 5e → Mn+2
 0,15mol 5.0,15
 2O-2 → O2 + 4e 
 (23,7 – 22,74)/32 0,03.4
 2Cl- → Cl2 + 2e
 x 2.x
Áp dụng định luật bảo toàn e ta cú:
 5.0,15 = 0,03.4 + 2x → x= 0,315 mol → V = 0,315.22,4 = 7,056 lớt
3. Áp dụng định luật bào toàn nguyờn tố
= 0,15 + 2.0,15 + 2.0,315 = 1,08 mol
Vậy Vdung dịch HCl = 
0,5
1,0
1,0
V
(2,5)
Phần 1: CuCl2 + H2S → CuS↓ + 2HCl (1)
 2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S↓ + 2HCl (2)
Phần 2: CuCl2 + Na2S → CuS↓ + 2NaCl (3)
 2FeCl3 + 3Na2S → 2FeS↓ + S↓ + 6NaCl (4)
Đặt số mol CuCl2 và FeCl3 trong mỗi phần là a và b mol.
Từ cỏc phương trỡnh (1), (2), (3), (4) ta cú
 96a + 16b = 1,28 (I)
 96a + 104b = 3,04 (II)
Giải hệ (I) và (II ) ta được a= 0,01 mol và b = 0,02 mol 
Từ đú ta cú x = 2(135.0,01 + 162,5.0,02) = 9,2 gam.
1,0
1,5
Chỳ ý:
Thí sinh có thể giải bài toán theo cách khác nếu lập luận đúng và tìm ra kết quả đúng vẫn cho điểm tối đa.