Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh THPT môn Hóa học vòng 2 - Năm học 2016-2017 (Có hướng dẫn chấm)

Nội dung text: Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh THPT môn Hóa học vòng 2 - Năm học 2016-2017 (Có hướng dẫn chấm)

1. OH 0,5 CH=CH HO CH-CH 2 H SO 3 CH -C=C-(CH ) -CH=CH + 3HOH 2 4 CH -C-CH-(CH ) -CH-CH 3 2 2 2 3 2 2 3 (X ) OH CH3 2 CH3 0,5 OH HO HO CH-CH3 COONa CH -C-CH-(CH ) -COONa CH3-C-CH-(CH2)2-CH-CH3 +12 NaOH +8 I2 3 2 2 +2 CH3I + 10NaI +10HOH CH OH CH 3 3 Câu 3: (4,0 điểm) Hỗn hợp X gồm ba hidrocacbon mạch hở, có tỉ khối hơi so với H2 là 21,2. Đốt cháy hoàn toàn 4,24 gam X, thu được 6,72 lít khí CO2 (đktc). Khi cho 2,12 gam hơi X vào bình kín dung tích 0 500 ml (có xúc tác Ni với thể tích không đáng kể), áp suất bình là p, ở 0 C. Cho khí H2 vào bình, 0 0 áp suất bình là 2p, ở 0 C. Nung nóng bình, áp suất giảm dần đến giá trị thấp nhất là p1, 0 C. Lúc này trong bình chỉ chứa hai khí không làm mất màu dung dịch nước brom. Biết rằng trong X, hidrocacbon có phân tử khối nhỏ nhất chiếm 20% thể tích của hỗn hợp. a. Xác định công thức phân tử và thành phần % thể tích các chất trong X. b. Tính giá trị của p, p1. Hướng dẫn chấm Câu 3 Nội dung Điểm Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp là M = 21,2x2=42,4 số mol X = 0,1 mol. Số mol CO2 tạo ra = 0,3 mol. Gọi công thức chung của 3 hidrocacbon là CxHy, phản ứng cháy: CxHy + (x+y/4)O2 xCO2 + y/2 H2O Từ phản ứng cháy x = 3. Vì bình kín, nhiệt độ không đổi mà áp suất gấp đôi nên số mol khí tăng gấp đôi số mol X = số mol H2= 0,05 mol. Vì khi nung áp suất giảm nên có phản ứng cộng xảy ra và sản phẩm khí là 2 ankan hoặc 1 ankan và H2. TH1: Nếu trong bình sau cùng là ankan và H2 thì 3 hidrocacbon ban đầu phải có a. cùng số nguyên tử C và bằng 3. Vậy ba hidrocacbon là C3H8, C3H6 và C3H4 1,0 %C3H8 = 20%; %C3H6 = %C3H4 = 40% điểm TH2: Nếu trong bình sau cùng là 2 ankan khối lượng 2 ankan = 2,12 + 0,05*2 = 22,2 gam Gọi 2 ankan là CnH2n+2 và CmH2m+2 có số mol tương ứng là x, y, ta có hệ (14n +2)x + (14m+2)y = 22,2 Vì số mol CO2 tạo ra khi đốt cháy X cũng bằng số mol CO2 tạo ra khi đốt cháy 2 ankan = 0,15 mol => từ phản ứng cháy của 2 ankan thì ta có: nx + my = 0,15 => x+y = 0,06 Vì phản ứng hidro hóa không làm thay đổi số mol hidrocacbon nên số mol X = 1,0 0,05 <0,06 là không thõa mãn. Vậy ba hidrocacbon là C3H8, C3H6 và C3H4. điểm Áp dụng công thức PV =nRT, ta có P = 0,05*0,082*273/0,5 = 2,2386 (atm) b. Các phản ứng với H2: C3H4 + 2H2 C3H8
2. 10 5 Suy ra Sa = T = 1,2.10 1,1.10 (mol /) l 0,25 Tính độ tan của Ag2CrO4 trong nước. Gọi độ tan của Ag2CrO4 là Sb (mol/l). Từ cân bằng: Ag Cr O 2A g CrO2 + 2 CrO2 2 S 3 2 4(r ) (dd) 4( dd ) , T = [Ag ] [ 4 ] = (2Sb) (Sb) = 4 b 0,25 12 T 2,5.10 5 Suy ra Sb = 3 3 8,5.10 (mol / l ) 4 4 0,25 2 b) Gọi độ tan của BaCrO4 và của Ag2CrO4 trong dung dịch CrO4 0,1M ' ' 2+ ' lần lượt là Sa và Sb . Khi đó nồng độ của Ba trong dung dịch là Sa (mol/l) còn + ' của Ag trong dung dịch là 2 Sb (mol/l). T = [Ba2+][CrO2 ] = S ' (0,1+ S ' ) = 1,2.10–10 BaCr O4 4 a a 0,25 0,25 Vì S ' rất nhỏ nên 0,1+ S ' ≈ 0,1. a a 0,25 0,25 ' –10 –9 Suy ra: Sa = 1,2.10 : 0,1 = 1,2.10 (mol/l). T [ Ag ][Cr2 O 2 ] ((2S))(0,1 ' 2 S ' ) 2,5.10 12 Ag2 Cr O 4 4 b b ' ' Vì Sb rất nhỏ nên 0,1+ Sb ≈0,1 2,5.10 12 Suy ra S' 2,5.10 6 ( mol / l ) b 4.0,1 a) Phản ứng FeCl3 oxi hóa KX dưới dạng: 3 2 2FF e 2X 2 e 2X 0,25 Ghép nửa phản ứng khử Fe3+ lần lượt với các nửa phản ứng oxi hóa X–, ta tính được thế khử E0 của các phản ứng như sau: Phản ứng oxi hóa F-: E0 = 0,77 – 2,87 = -2,10V Phản ứng oxi hóa Cl-: E0 = 0,77 – 1,36 = -0,59V Phản ứng oxi hóa Br-: E0 = 0,77 – 1,07 = -0,30V 5.2. Phản ứng oxi hóa I-: E0 = 0,77 – 0,53 = +0,24V 0,5 (2 Chỉ đối với I-, phản ứng có E0 > 0, nghĩa là có ∆G0 < 0. Như vậy ở điều điểm) 0,25 kiện chuẩn, FeCl3 chỉ oxi hóa được mỗi KI thành iot. b) Ta có các nửa phản ứng: 2Ag+ + 2e → 2Ag E0 = 0,88V 0,25 Pb → Pb2+ + 2e -E0 = 0,13V + 2+ 0 0,25 2Ag + Pb → 2Ag + Pb EVpin 0,93 Tính K của phản ứng từ E0 : pin