Kỳ thi học sinh giỏi cấp trường Hóa học Lớp 11 - Năm học 2022-2023 - Trường THPT Phùng Khắc (Có đáp án)

Nội dung text: Kỳ thi học sinh giỏi cấp trường Hóa học Lớp 11 - Năm học 2022-2023 - Trường THPT Phùng Khắc (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG TRƯỜNG THPT PHÙNG KHẮC CÁC MÔN VĂN HÓA KHỐI 10, 11 KHOAN - TH ẠCH THẤT NĂM HỌC 2022-2023 ĐỀ THI MÔN: Hóa Học - LỚP 11 ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài 150 phút, không kể thời gian giao đề (Đề thi gồm 02 trang) Số báo danh: Họ và tên Câu 1 ( 3 điểm) : 1. Ca dao Việt Nam có câu: Lúa chiêm lấp ló ngoài bờ Hễ nghe tiếng sấm phất cờ mà lên . Anh/chị hãy giải thích hiện tượng trong câu ca dao trên bằng các phương trình phản ứng hóa học. 2. Hoàn thành chuỗi phương trình phản ứng hóa học sau: NH3 → (NH2)2CO →(NH4)2CO3 →NH3 →NO → NO2 →NaNO3 Câu 2 ( 3 điểm) : 1. Cho các dung dịch muối riêng biệt: BaCl2 , AlCl3, NaHSO4, K2S, Na2CO3. Dung dịch nào có môi trường axit, kiềm hay trung tính? Giải thích. 2. Thêm từ từ 200 gam dung dịch H2SO4 49% vào nước và điều chỉnh lượng nước để thu được đúng 1 lít dung dịch X. Coi H2SO4 điện li hoàn toàn ở 2 nấc a. Tính nồng độ của ion H+ trong dung dịch X b. Tính thể tích dung dịch KOH 1,8M cần thêm vào 0,5 lít dung dịch X để thu được dung dịch có pH = 1 Câu 3 ( 2 điểm) : Dẫn từ từ 4,928 lít CO2 ở đktc vào bình đựng 500 ml dung dịch X gồm Ca(OH)2 xM và NaOH yM thu được 20 gam kết tủa. Mặt khác cũng dẫn 8,96 lít CO2 đktc vào 500 ml dung dịch X trên thì thu được 10 gam kết tủa. 1. Vẽ đồ thị biểu diễn sự biến thiên số mol kết tủa thu được theo số mol của khí CO2 2. Tìm giá trị x, y ? Câu 4 ( 3 điểm) : Cho 10,62 gam hỗn hợp gồm Fe, Zn vào 800 ml dung dịch hỗn hợp X gồm NaNO3 0,45M và H2SO4 0,9M. Đun nóng cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y và 3,584 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). Dung dịch Y hòa tan được tối đa m1 gam bột Cu, sinh ra V lít − khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất của NO 3 ). 1. Tính phần trăm về khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp ban đầu. 2. Tính giá trị của m1 và V. 3. Cho m2 gam Zn vào dung dịch Y (tạo khí NO là sản phẩm khử duy nhất của NO ), sau phản ứng thu được 3,36 gam chất rắn. Tính giá trị của m2. Câu 5 ( 3 điểm) : 1. Cho 22,62 gam hỗn hợp X gồm NaOH, Na2CO3, CaCO3, Ca(OH)2 tác dụng hết với dung dịch HCl dư thu được 3,36 lít (đktc) khí CO2 và dung dịch Y. Cô cạn Y thu được 18,72 gam NaCl và m gam CaCl2. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra và tìm giá trị của m. Đề thi môn Hóa học Lớp 11 Trang 1/2 trang
2. 2. Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm Zn, S, FeS2, FeS, Cu2S, MgS bằng dung dịch H2SO4 đặc, 169m nóng thu được dung dịch Y chỉ chứa gam hỗn hợp các muối sunfat trung hòa và 8,4 lít 89 (đktc) khí SO2 là sản phẩm khử duy nhất. Thêm từ từ dung dịch Ba(OH)2 vào Y thu được tối đa 33,165 gam kết tủa. Tìm giá trị của m. Câu 6 ( 3 điểm) : 1. Để xác định xem thực vật có hô hấp hay không, một bạn học sinh đã làm thí nghiệm như sau: Cho các hạt nảy mầm vào bình được nối với ống dẫn khí như hình vẽ bên. Dẫn không khí vào ống nghiệm 1 đựng dung dịch KOH dư. Khí thoát ra khỏi ống nghiệm 1 được dẫn qua ống nghiệm 2 đựng nước vôi trong dư. Khí thoát ra khỏi ống nghiệm 2 được dẫn tiếp vào bình chứa hạt nảy mầm. Để khí thoát ra khỏi bình chứa hạt nảy mầm một thời gian rồi mới cắm đầu ống dẫn khí vào ống nghiệm 3 đựng nước vôi trong dư. Kết thúc thí nghiệm, ở ống nghiệm 2 không có hiện tượng gì còn ở ống nghiệm 3 thấy xuất hiện vẩn đục màu trắng. a) Giải thích vì sao phải dẫn không khí qua ống nghiệm 1 và ống nghiệm 2 trước khi dẫn vào bình chứa hạt nảy mầm. b) Giải thích vì sao phải để khí thoát ra khỏi bình chứa hạt nảy mầm một thời gian rồi mới cắm đầu ống dẫn khí vào ống nghiệm 3. c) Dựa vào kết quả thí nghiệm trên, kết luận thực vật có hô hấp không. Từ đó cho biết có nên để nhiều chậu ngâm hạt giống trong phòng ngủ không, vì sao? 2. Tại một phòng thí nghiệm, để kiểm tra hàm lượng hiđro sunfua có trong mẫu khí lấy từ một khu dân cư, người ta cho mẫu khí đó đi vào dung dịch đồng(II) sunfat dư với tốc độ 2,5 lít/phút trong 400 phút (giả thiết chỉ có phản ứng: H2S + CuSO4 → CuS + H2SO4, phản ứng xảy ra hoàn toàn). Lọc lấy kết tủa, làm khô thu được 1,92 mg chất rắn màu đen. Biết tại thời điểm nghiên cứu, theo tiêu chuẩn Việt Nam đối với khu dân cư, hàm lượng hiđro sunfua trong không khí không được vượt quá 0,3 mg/m3. Xác định hàm lượng hiđro sunfua có trong mẫu khí trên và cho biết không khí tại khu dân cư đó có bị ô nhiễm không. Câu 7 ( 3 điểm) : Đốt cháy hoàn toàn 4,3 gam hiđrocacbon X rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2, thu được 39,4 gam kết tủa và một dung dịch có khối lượng giảm 19,9 gam. Viết công thức cấu tạo có thể có của X và gọi tên biết khi mono clo hóa X chỉ thu được tối đa 3 sản phẩm thế. Cho biết khối lượng mol của các nguyên tố(đvC) : Mg=24, K=39, Na=23, Al=27, Ba=137, Ca=40, H=1, O=16, S=32, N=14, Cl=35,5; C=12, Si=28, P=31. HẾT (Thí sinh không dùng tài liệu, cán bộ coi thi không giải thích gì thêm) Đề thi môn Hóa học Lớp 11 Trang 2/2 trang
3. Đáp án đề thi HSG Hóa 11 năm 2022 - 2023 Câu Lời giải Điểm Câu 1 -Lúa chiêm là vụ lúa khoảng tháng 2, tháng 3 thời điểm mưa nhiều, ( 3 điểm) sấm sét nhiều.N2 trong không khí ở điều kiện thường do có liên kết 3 nên rất bền. Khi có sấm sét N2 và O2 ngoài không khí sẽ phản ứng với nhau 0,5 o N2 + O2 → 2NO ( 3000 C) NO phản ứng ngay với O2 NO + O2 → 2NO2 0,5 -Mưa cung cấp nước cho phản ứng tạo HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3 0,5 -HNO3 dễ dàng phản ứng với nhiều chất tạo thành muối nitrat, cây hấp thu được, phát triển mạnh “ Phất cờ mà lên” o 2NH3 + CO2 → (NH2)2CO + H2O (t ,p) 0,25/1phản (NH2)2CO + H2O → (NH4)2CO3 ứng o (NH4)2CO3 → 2NH3 + CO2 + H2O ( t ) o 4NH3 + 5O2 → 4 NO + 6 H2O( pt, 850-900 C) NO + O2 → 2NO2 2NO2 + 2NaOH → NaNO2 + NaNO3 + H2O Câu 2 Môi trường axit: AlCl3, NaHSO4 0,25/ 1 3+ - ( 3 điểm) AlCl3 + H2O →Al(H2O) + 3Cl dung dịch 3+ 2+ + Al(H2O) + H2O ↔ Al(OH) + H3O và giải + - [H3O ] > [OH ] → dung dịch có môi trường axit pH [OH-] → dung dịch có môi trường axit pH [H+] →dung dịch có môi trường kiềm pH >7 + 2- Na2CO3 → 2Na + CO3 2- - - CO3 + H2O ↔HCO3 + OH - - HCO3 + H2O ↔H2CO3 + OH [OH-] > [H+] →dung dịch có môi trường kiềm pH >7 Môi trường trung tính: BaCl2 2+ - BaCl2 →Ba + 2Cl Trung tính a, [H+ ] = 2M 0,5 b, Trong 0,5 lít X có nH+ = 1 mol nOH- = nNaOH = 1,8V mol 0,5 pH = 1 → [H+ ]= 0,1 M →V = 0,5 lít 0,5
4. Câu 3 Ta có : Với nCO2 = 0,22 mol thì n↓ = 0,2 0,2) Ta có hệ: Vô nghiệm 2+ 2- ⇒ Khi tạo 20g kết tủa ion Ca đã kết tủa hết với ion CO3 0,5x = 0,2 ⇒ x = 0,4 M 0,5 Ta có 20g là kết tủa cực đại ⇒ khi kết tủa 10g là kết tủa hòa tan 1 phần: 0,4 = x + 0,5y – 0,1 ⇒ y = 0,2 M 0,5 Câu 4 Số mol NaNO3 = 0,36 mol ( 3 điểm) + số mol H2SO4 = 0,72 mol => số mol H = 1,44 mol 0,25 1 Ta có các bán phản ứng: - + NO3 + 4H + 3e → NO + 2H2O (1) (mol): 0,16 ← 0,64 ← 0,48 ← 0,16
5. + - Số mol NO = 0,16 mol => H và NO3 dư, kim loại phản ứng hết. 0.25 - + Số mol NO3 phản ứng = 0,16 mol; số mol H phản ứng = 0,64 mol Fe → Fe3+ + 3e (1) Zn → Zn2+ + 2e (2) Gọi số mol Fe là x mol, số mol Zn là y mol Theo khối lượng hỗn hợp ban đầu ta có phương trình 56 x + 65 y = 10,62 (I) Theo định luật bảo toàn electron ta có phương trình 3x + 2y = 0,48 (II) 0,25 Giải hệ phương trình (I), (II) ta có: x = 0,12 và y = 0,06 mol mFe = 0,12.56 = 6,72 g => % mFe = 63,28% % mZn =100% - 63,28 % = 36,72 % 0,5 - + 3+ 2 Dung dịch Y có 0,2 mol NO3 ; 0,8 mol H ; 0,12 mol Fe ; 0,06 mol Zn2+, khi thêm bột Cu vào dung dịch Y: 3Cu + 8H+ + 2NO - → 3Cu2+ + 2NO + 4 H O (3) 3 2 (mol): 0,3 ← 0,8 ← 0,2 → 0,2 2Fe3+ + Cu → 2Fe2+ + Cu2+ (4) 0,12 → 0,06 0,5 Từ phản ứng (3), (4) có tổng số mol Cu = 0,36 mol m1 = 0,36.64 = 23,04 gam VNO = 4,48 lít 0,25 - + 3 Thêm m2 gam Zn vào dung dịch Y có 0,2 mol NO3 ; 0,8 mol H ; 0,12 mol Fe3+; 0,06 mol Zn2+: 3+ Do khối lượng Fe = 0,12.56 = 6,72 gam > khối lượng chất rắn bằng 0,25 3,36 gam. Nên trong 3,36 gam chất rắn sau phản ứng chỉ có Fe. nFe = 3,36/56 = 0,06 mol + - 2+ 3Zn + 8H + 2NO3 → 3Zn + 2NO + 4 H2O (mol) 0,3 ← 0,8 ← 0,2 Zn + 2Fe3+ → Zn2+ + 2Fe2+ (mol) 0,06 ← 0,12 → 0,12 0,5 2+ 2+ Zn + Fe → Zn + Fe (mol) 0,06 ← 0,06 ← 0,06 Tổng số mol Zn đã phản ứng bằng 0,3 + 0,12 = 0,42 mol 0,25 => mZn = 27,3 gam
6. 3,36 18,72 n= = 0,15mol; n = = 0,32mol CO2 22,4 NaCl 58,5 Câu 5 (1) NaOH + HCl → NaCl + H2O (3 điểm) (2) Na CO + 2HCl 2NaCl + CO + H O 0,5 1 2 3 2 2 (3) CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O (4) Ca(OH)2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O n+ n = 2n = 2.0,15 = 0,3mol HCl(2) HCl (3) CO 2 n+ n = n = 0,15mol 0,5 H2 O (2) H 2 O (3) CO 2 Gọi n= x mol ⎯⎯⎯→BTCl n = +2x 0,32mol CaCl2 HCl n+ n = n + n = 2x + 0,32 − 0,3 = 2x + 0,02mol 0,5 HCl(1) HCl (4) H 2(1) O H 2(4) O BTKL: 22,62 + 36,5(2x + 0,32) = 18,72 + 111x + 0,15.44 + 18(2x + 0,02 + 0,15) 0,5 x = 0,08mol m = 0,08.111 = 8,88gam 8,4 n== 0,375 mol SO2 22,4 2 n== n x mol 0,25 H2 SO 4 H 2 O Gọi n== n y mol Ba(OH)24 BaSO Bảo toàn S: n= y + 0,375 − x mol m = m − 32(y + 0,375 − x) gam 0,25 S(X) Kimloai(X) 169m m− 32(y + 0,375 − x) + 96y = 89 169m BTKL: m+ 98.x = 18.x + 64.0,375 + m = 8,01 gam 0,5 89 169m +=171y 33,165 89 Câu 6 Ống nghiệm 1: hấp thụ CO2 trong không khí: 0,25 (3 điểm) CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O 1.a Ống nghiệm 2: kiểm tra xem còn khí CO2 có trong khí đi vào bình 0,5 chứa hạt nảy mầm không. 1.b Phải để khí thoát ra khỏi bình chứa hạt nảy mầm một thời gian để 0,5 đẩy hết khí ban đầu có trong bình chứa hạt nảy mầm (có thể có lẫn CO2 của không khí ban đầu) ra ngoài. 1.c Thực vật có hô hấp. 0,25 Không nên để nhiều chậu ngâm hạt giống trong phòng ngủ vì quá 0,5 trình hô hấp của thực vật lấy O2 và thải CO2. 3 2 Vkhí = 2,5.400 = 1000 lít = 1 m 0,25 1,92 0,5 n= n = = 0,02mmol H2 S CuS 96
7. 0,02.34 3 Hàm lượng H2S trong khí: = 0,68mg/m 1 Vì 0,68 mg/m3 > 0,3 mg/m3 → không khí tại khu dân cư nói trên bị 0,25 ô nhiễm. Câu 7 CO2 + Ba(OH)2 →BaCO3 ↓+ H2O 0,25 (3điểm) 2CO2 + Ba(OH)2 →Ba(HCO3)2 ĐLBTKL và ĐLBTNT ta có: mCO2 + mH2O = mBaCO3 - mdd giảm = 19,5 gam nCO2.44 + nH2O.18 = 19,5 (1) mO2 = mCO2 + mH2O – mX = 15,2 gam BTNT O →nCO2 + 0,5nH2O = 0,475 (2) 0,5 (1) Và (2) →nCO2 = 0,3 mol, nH2O = 0,35 mol Do nCO2 < nH2O nên X là ankan: CnH2n+2 0,25 n = nCO2 / ( nH2O – nCO2) = 6 →X là C6H14 0,5 X phản ứng với Cl2 theo tỉ lệ 1:1 thu được tối đa 3 sản phẩm thế nên 0,25/1 công thức cấu tạo phù hợp của X là CTCT CH3 0,25/1 tên | 2,2 – đimetylbutan: gọi CH3− C − CH 2 − CH 3 (5) | CH3 Hexan: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3