Kì thi chọn học sinh giỏi lớp 12 môn: Hoá học năm học 2007 - 2008

Sở GD&ĐT Cao Bằng
 ---------------------
Đề chính thức
Kì thi chọn Học Sinh Giỏi lớp 12
Môn: hoá học 
Năm học 2007 - 2008
 Thời gian làm bài: 180 phút
Không kể thời gian giao đề - Đề gồm 2 trang
Bài 1: (3,75 điểm)
1-Thực hiện các chuyển hoá sau bằng phương trình phản ứng:
 Etilen (A) (B)(C)(D)(E)(F)(G)
 (I) (H)
Biết (F) là CH3-CH2-CH2-COOH
2- Thực hiện dãy chuyển hoá sau bằng phương trình phản ứng, các phản ứng diễn ra theo tỉ lệ mol 1:1, các chất sau phản ứng đều là sản phẩm chính.
	B C
n-C3 H7-C6H5
 (A)	DEFG
Bài 2: (4,5 điểm)
1- Chỉ từ KMnO4, FeS, Zn và dung dịch axit clohidric với các thiết bị thí nghiệm và điều kiện phản ứng coi như có đủ hãy viết các phương trình phản ứng để có thể điều chế được 6 chất khí khác nhau.
2-Từ đá vôi, than đá, nước và các chất vô cơ khác, hãy viết phương trình phản ứng điều chế các chất sau ( ghi rõ các điều kiện phản ứng):
phenol
axit oxalic ( HOOC-COOH). 
2,4,6-tribromphenol.
2,4,6- tribrom anilin.
3- Cho sơ đồ phản ứng:
Ben zen AB CD (C6H10O4)
Xác định công thức cấu tạo của A , B , C , D.
Bài 3: (6,0 điểm)
1- Một este E (không có nhóm chức khác) có 3 nguyên tố C, H, O. Lấy 1,22 gam E phản ứng vừa đủ với 200ml dung dịch KOH 0,1M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được phần hơi chỉ có nước và phần rắn là 2,16 gam hỗn hợp muối. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp muối này thu được 2,64 gam CO2 , 0,54 gam H2O và a gam K2CO3. Tính a gam và xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của E. Biết khối lượng phân tử của E nhỏ hơn 140 đvc.
2- Hai hợp chất thơm A và B đều có công thức phân tử CnH2n-8O2. Hơi B có khối lượng riêng 5,447 g/l (đktc). A có khả năng phản ứng với kim loại Na giải phóng H2 và có phản ứng tráng gương. B phản ứng được với Na2CO3 giải phóng khí CO2 .
	a) Viết công thức cấu tạo của A,B.
	b) A có 3 đồng phân A1 ; A2 ; A3 , trong đó A1 là đồng phân có nhiệt độ sôi nhỏ nhất. Xác định công thức cấu tạo của A1 , giải thích.
c) Viết sơ đồ chuyển hoá o-crezol thành A1 ; toluen thành B.
Bài 4: (2,5 điểm)
1- Tính pH của dung dịch AlCl3 0,10M biết hằng số thuỷ phân của AlCl3 K (1) = 1,2.10-5
2- Trong điều kiện áp suất 1 atm, khối lượng riêng của nhôm clorua phụ thuộc nhiệt độ như sau:	
Nhiệt độ (0C)
Khối lượng riêng (g/dm3)
200
6,9
600
2,7
800
1,5
a) Tính khối lượng phân tử nhôm clorua tại các nhiệt độ trên
b) Viết công thức phân tử, công thức cấu tạo của nhôm clorua ở nhiệt độ 2000C và 8000C.
Bài 5: (3,25 điểm)
Cho 3,87 gam hỗn hợp A gồm Mg và Al vào 250 ml dung dịch X chứa axit HCl 1M và axit H2SO4 0,5M, được dung dịch B và 4,368 lít khí H2 ( đktc).
Chứng minh rằng trong dung dịch B vẫn còn axit dư.
Tính tỉ lệ phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A.
Tính thể tích dung dịch C gồm NaOH 0,02M và Ba(OH)2 0,01M để trung hòa hết lượng axit dư trong dung dịch B. 
Tính thể tích tối thiểu của dung dịch C ( với nồng độ trên ) tác dụng với dung dịch B để được lượng kết tủa nhỏ nhất . Tính khối lượng kết tủa đó.
Cho : Mg = 24, Al=27, Ba = 137, S = 32, O= 16, H =1 , Cl = 35,5, K =39, C= 12
*Học sinh được dùng bảng tuần hoàn thông dụng do Nhà xuất bản giáo dục phát hành
Họ và tên thí sinh :................................................................
Số báo danh : ....................
Sở GD&ĐT Cao Bằng
 ---------------------
Đề chính thức
hướng dẫn chấm đề thi Học Sinh Giỏi lớp 12
Môn: hoá học 
Năm học 2007 - 2008
Bài 1: (3,25 điểm)
1- (2,25 điểm) . Mỗi phương trình phản ứng cho 0,25 điểm
Thực hiện các chuyển hoá :
	CH2=CH2 + HOH CH3-CH2OH 	(A)
	CH3-CH2OHCH3-CH=O	(B)
2CH3-CH=O	 CH3-CH(OH)-CH2-CH=O	(C)
CH3-CH(OH)-CH2-CH=O CH3-CH=CH-CH=O 	(D)
	CH3-CH=CH-CH=O CH3-CH=CH-COOH	 (E)
	CH3-CH=CH-COOHCH3-CH2-CH2-COOH	(F)
CH3-CH2-CH2-COOHCH3-CH2-CHBr-COOH	(G)
CH3-CH2-CH2-COOHCH3-CHBr-CH2-COOH	(H)
CH3-CH=CH-COOHCH3-CHBr-CHI-COOH	(I)
2- (1,5 điểm) . Mỗi phương trình phản ứng cho 0,25 điểm
Các phương trình phản ứng :
C6H5-CH2-CH2-CH3 + Br2 C6H5-CHBr-CH2-CH3 + HBr
	(A)	 (D)
C6H5-CHBr-CH2-CH3 + KOH C6H5-CH=CH-CH3 + KBr + H2O
	(D)	 (E)
C6H5-CH=CH-CH3 + Br2 C6H5-CHBr - CHBr-CH3
 (E)	 (F)
C6H5-CHBr - CHBr-CH3 + KOH C6H5-CH(OH) - CHBr-CH3 + KBr
 (F)	 (G)
 -CH2-CH2-CH3 + Br2 Br- - -CH2-CH2-CH3 + HBr
	(A) (B)
Br - -CH2-CH2-CH3 + KOH HO- - -CH2-CH2-CH3 + KBr
	(B)	 (C)
Bài 2:(4,5 điểm)
1-( 1,5 điểm) . Điều chế được mỗi chất cho 0,25 điểm)
* Điều chế O2 :
 2KMnO4 K2MnO4 + O2 + MnO2 
* Điều chế H2 
 Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 
* Điều chế Cl2 
 2KMnO4 + 16 HCl 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2 + 8H2O 
* Điều chế hidrounfua H2S :
 FeS + 2HCl FeCl2 + H2S 
 * Điều chế khí SO2 :
 4FeS + 7O2 2Fe2O3 + 4SO2 
* Điều chế khí hidroclorua HCl :
 H2 + Cl2 HCl
( Nếu cân bằng sai trừ 1/2 số điểm)
2- ( 2,0 điểm) điều chế mỗi chất 0,5 điểm . (Chú ý hợp chất hữu cơ phải viết bằng công thức cấu tạo)
* Điều chế phenol :
CaCO3 CaO + CO2 
Than đá C ( cốc)
CaO + 3C CaC2 + CO 
CaC2 + H2O Ca(OH)2 + C2H2 
C2H2 C6H6 
C6H6 + Br2 C6H5Cl + HBr
C6H5Cl + NaOH C6H5OH + NaBr
* Điều chế axit oxalic :
C2H2 + H2 CH2 = CH2 
CH2 = CH2 + Br2 CH2Br - CH2Br
CH2Br - CH2Br + 2NaOH CH2OH - CH2OH + 2NaBr
CH2OH - CH2OH + 2CuO CHO - CHO + 2Cu + 2H2O
CHO - CHO + O2 COOH - COOH
* Điều chế : 2,4,6 –tribrom phenol:
C6H6 + Cl2 C6H5Cl + HCl
C6H5Cl + NaOH C6H5OH + NaCl
C6H5OH + 3Br2 C6H2Br3OH + 3 HBr
* Điều chế : 2,4,6 –tribrom amilin :
C6H6 + HO-NO2 C6H5-NO2 + H2O
C6H5-NO2 + 6H C6H5-NH2 + 2H2O
C6H5-NH2 + 3Br2 Br3-C6H2-NH2 + 3HBr
3- (1,0 điểm)
Sơ đồ chuyển hoá:
C6H6 C6H12C6H11ClC6H10 HOOC-(CH2)4-COOH
 (A) (B) (C) (D)
Công thức cấu tạo:	Cl	
	HOOC-(CH2)4-COOH
	 (A) (B) (C) (D)
Bài 3: (6,0 điểm)
1- (3,25 điểm) . 
Nhận xét : Khi cho este tác dụng với KOH cho :
* H2O ( Gồm H2O của dung dịch + H2O sinh ra ( 0,18 g)
* Hai muối + O2 CO2 + H2O + K2CO3 
(2,16 g) 0,06 mol 0,03 mol 0,01 mol
K trong KOH chính là K trong K2CO3 
 a gam = 1,38 gam
 = 12.0,07=0,84 (gam)
 E + KOH 2,16 gam hai muối + H2O
1,22 g 0,02 mol
 =
E : (C7H6O2)n vì ME < 140 suy ra n= 1
E : công thức phân tử C7H6O2
 Công thức cấu tạo : H - C- O - C6H5 
 II
 O
Chú ý cho điểm câu 3 ý 1 : 
Nhận xét đúng : 1,0 điểm
Tính đúng khối lượng C,H,O : 1,5 điểm
Xác định tỉ lệ đúng : 0,5 điểm
Xác định cong thức cấu tạo E : 0,25 điểm
2- (2,75 điểm)
MB = 5,447.22,4 = 122 (g) => CTPT của A,B: C7H6O2
A + Na H2 => A có nhóm -OH.
A + AgNO3 Ag => A có nhóm -CH=O
( 0,75 điểm)
a)CTCT của A: ( 0,5 điểm)
	CH=O CH=O CH=O
	 OH
	 OH
	 COOH OH
B + Na2CO3 CO2 => B là axit: 	
	CH=O	 
b) A1 là:	 OH
	vì A1 có liên kết hiđro nội phân tử làn giảm nhiệt độ sôi.
Tính axit của B mạnh hơn axit CH3-COOH vì nhóm -C6H5 là nhóm hút e. ( 0,5 điểm)
c) Sơ đồ phản ứng từ o-crezol thành A1: ( 1,0 điểm )
 CH3 CH2Cl CH2OH CH=O
 OH OH OH OH 
Từ toluen B: CH3	COOH
Bài 4: (2,5 điểm)
1- (1,0 điểm)
	AlCl3 Al3+ + 3Cl-
	Al3+ + H2O Al(OH)2+ + H+ K(1) = 1,2.10-5
Bđ: 0,10 0 0
Cb: (0,10 -x) 	x	 x
K(1) = = 1,2.10-5 => x2 -1,2.10-6 + 1,2.10-5x.
Giải được x= 1,08.10-3 => = 1,08.10-3 => pH =2,97.
2- (1,5 điểm)
a)Dùng công thức : V = tính được thể tích 1 mol phân tử nhôm clorua ở các nhiệt độ:
V(2000C) = 0,082.473 = 38,78 (l)
V(6000C) = 0,082.873 = 71,58 (l)
V(8000C) = 0,082.1073 = 87,98 (l)
Khối lượng phân tử của nhôm clorua ở các nhiệt độ:
M(2000C) = 38,78l x 6,9 g/l = 267,62 => KLPT = 267,62 dvC
M(6000C) = 71,58l x 2,7 g/l = 193,27 => KLPT = 193,27 dvC
M(8000C) = 87,98l x 1,5 g/l = 131,87 => KLPT = 131,87 dvC
b) Công thức phân tử nhôm clorua có dạng (AlCl3)n
ở nhiệt độ 2000C : n= 2 => CTPT: Al2Cl6
CTCT: 	 Cl Cl Cl
 Al Al
 Cl Cl Cl
ở nhiệt độ 8000C n = 1 => CTPT: AlCl3
CTCT:	 Cl
Al
 Cl 	 Cl
Bài 5: (3,25 điểm)
Các phản ứng xảy ra ở dạng ion :
Mg + 2H+ Mg2+ + H2 (1)
Al + 3H+ Al3+ + H2 (2)
Số mol H2 = số mol H+ =0,195.2= 0,39 ( mol)
Số mol H+ trong 250ml dung dịch X :
 HCl H+ + Cl- 
 H2SO4 2H+ + SO42- 
Tổng số mol H+ = 0,25 + 0,25 = 0,5 (mol)
Số mol H+ phản ứng : 0,39 < 0,5 mol vậy dung dịch B axit vẫn còn dư.
 ( làm đúng ý 1 : 0,5 điểm)
Thành phần % các kim loại 
Đặt x là số mol Mg
Đặt y là số mol Al
Từ (1) và ( 2) ta có : 
Giải hệ ta được x= 0,06 và y = 0,09 
 Số gam Mg = 0,06. 24 = 1,44 gam
 Số gam Al = 0,09.27= 2,43 gam
 , 
 ( làm đúng ý 2 : 0,75 điểm)
Số mol OH- trong 1 lít dung dịch C:
0,02 mol 0,02 mol
0,01 mol 0,02 mol
Số mol OH- = 0,02 + 0,02 =0,04 mol
Phản ứng trung hòa với axit dư : 
Số mol H+ dư = 0,5 – 0,39 = 0,11 mol suy ra số mol OH- = 0,11 mol
Thể tich dung dịch C ; 
 ( làm đúng ý 3 : 1,0 điểm)
Phản ứng :
Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2 ; số mol Mg2+ : 0,06 mol
 Al3+ + 3OH- Al(OH)3 ; số mol Al3+ : 0,09 mol
 ; số mol H+ dư : 0,11 mol
Số mol OH- : 0,06.2 +0,09.3 + 0,11 = 0,5 mol 
Thể tích dung dịch C 
Lượng kết tủa Mg(OH)2 = 0,06 . 58 = 3,48 (gam)
Trong dung dịch B : số mol =0,5 . 0,25= 0,125 mol 
Số mol Ba2+ trong 12,5 lít dung dịch C ; 12,5 . 0,01 = 0,125 (mol)
mol 0,125 0,125 0,125
Số gam kết tủa BaSO4 = 0,125 . 233 = 29,125 (gam) 
Lượng kết tủa nhỏ nhất khi lượng kết tủa Al(OH)3 tan trong kiềm:
 Al(OH)3 + OH- + 2H2O
mol : 0,09 0,09
Số mol OH- cần thêm là 0,09 mol 
suy ra số mol OH- cần là 0,5 + 0,09 = 0,59 mol
Vậy thể tích dung dịch C : 
Lượng kết tủa nhỏ nhất gồm : ( Mg(OH)2 và BaSO4 ) 3,48 + 29,125 = 32,605 gam
( làm đúng ý 4 : 1,0 điểm)