[2009 – 2010] Thi học sinh giỏi lớp 12 – Hà Nội

Câu I (4,0 điểm)

1/ Có 2 cặp phương trình hóa học dưới đây, hãy xác định phương trình nào được viết đúng theo tỉ lệ số mol của chất oxi hóa và chất khử tham gia phản ứng? Giải thích.
– 2MnO4- + 3H2O2 + 6H+ → 2Mn2+ + 4O2 + 6H2O (a)
2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ → 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O (a’)
– FeSO4 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO2 + H2O (b)
3 FeSO4 + 6 HNO3 → Fe(NO3)3 + Fe2(SO4)3 + 3 NO2 + 3 H2O (b’)

2/ Đun nóng dung dịch sắt (II) axetat với axit pecloric đặc thu được dung dịch sắt (III) peclorat, khí clo và khí X. Lập phương trình hóa học (dạng phân tử) của phản ứng oxi hóa – khử trên.

3/ Lưu huỳnh có thể tạo ra nhiều axit chứa oxi có công thức chung là HxSyOz. Một trong số muối natri của những axit trên là NaxSyOz phản ứng với dung dịch KMnO4 có mặt HNO3 theo sơ đồ sau:
NaxSyOz + KMnO4 + HNO3 → MnSO4 + Na2SO4 + KNO3 + H2O
Biết rằng 0,01 mol NaxSyOz phản ứng vừa đủ với 200 ml dung dịch KMnO4 0,2M tạo thành dung dịch chứa 4,8 gam ion SO42-, nếu tách riêng Na2SO4 tạo ra thì khối lượng của nó là 1,42 gam.
a) Xác định số oxi hóa của lưu huỳnh trong muốn NaxSyOz trên.
b) Hoàn thiện phương trình hóa học trên.

4/ Có 200 ml dung dịch A chứa hỗn hợp bari nitrat và sắt (III) nitrat. Cho từ từ dung dịch nitrat cacbonat vào dung dịch A cho đến khi kết tủa không tạo thêm nữa. Kết tủa thu được có khối lượng là 3,04 gam, đem tác dụng với dung dịch HCl dư thấy thoát ra 0,244 lít khí (1 atm, 25°C). Viết các phương trình hóa học và xác định nồng độ mol các chất trong dung dịch A.

Câu II (3,5 điểm)

1/ Dẫn 1 lít hỗn hợp khí gồm NH3 và O2 vào bình phản ứng rồi thực hiện phản ứng cháy. Kết thúc phản ứng, dẫn hỗn hợp tạo thành đi qua nước thấy chỉ còn 0,2 lít khí không tan trong nước. Các thể tích khí đo cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất. Biết rằng không xảy ra tương tác giữa sản phẩm cháy với các khí ban đầu để tạo ra chất mới. Tìm thành phần phần trăm thể tích NH3 trong hỗn hợp đầu.

2/ Khi trộn dung dịch hai muối có cùng số mol tạo thành 1,25 gam chất X (kết tủa) và dung dịch Y, X là muối của kim loại M (M có hóa trị 2 trong hợp chất). Tách riêng X rồi đem nung đến 1100°C, muối X bị phân hủy thành 0,7 gam oxit MO và oxit Z (khí). Cô cạn dung dịch Y thu được 2 gam chất rắn là một muối khan, muối này bị phân hủy ở 215°C tạo ra 0,025 mol oxit T (khí) và 0,9 gam hơi nước. Xác định công thức phân tử hai muối ban đầu và viết các phương trình hóa học, biết số mol MO thu được bằng số mol Z.

Câu III (2,75 điểm)

1/ Công thức chung của ankan là CnH2n+2.
a) Tìm số electron có mặt và số electron tham gia tạo thành liên kết trong phân tử ankan.
b) Trong phân tử ankan A chứa x nguyên tử cacbon bậc 1, y nguyên tử cacbon bậc 2, z nguyên tử cacbon bậc 3 và t nguyên tử cacbon bậc 4. Tìm biểu thức tính z theo các giá trị đã cho.
c) Trong phân tử ankan X số liên kết giữa nguyên tử cacbon và hiđro gấp 2,8 lần số liên kết giữa hai nguyên tử cacbon. Khi clo hóa X chỉ tạo ra 3 dẫn xuất monoclo, còn nếu clo hóa trong điều kiện khó khăn hơn sẽ tạo ra 7 dẫn xuất điclo. Tìm công thức cấu tạo X.

2/ Cho khí clo đi qua CHCl3 (nhiệt độ sôi là 620C) kèm theo chiếu sáng tạo ra hai hợp chất của cacbon là X1, X2 và chất khí Y. Y hòa tan tốt trong nước. Thành phần X1 và X2 trong hỗn hợp tạo thành phụ thuộc vào cường độ chiếu sáng, khi cường độ chiếu sáng yếu tạo ra chủ yếu là X1 (nhiệt độ sôi là 77oC); khi cường độ chiếu sáng mạnh tạo ra chủ yếu là chất rắn X2 có khối lượng mol lớn hơn X1 (bốc cháy ở 1870C). Giải thích (bằng cơ chế phản ứng) và cho biết công thức phân tử các chất Y, X1, X2.

Câu IV (3,25 điểm)

1/ Hòa tan 2,07 gam axit cacboxylic đơn chức HA và 50 gam nước thu được dung dịch có khối lượng riêng là 1,03g/ml trong đó tổng số mol in H+ và A- là 1,267.10^-3. Biết độ điện li của axit HA bằng 1,42%.
a) Tìm công thức phân tử của axit trên.
b) Tính hằng số phân li của axit trên.

2/ Để tổng hợp CH3OH có thể thực hiện phản ứng CO + 2H2 ⇔ CH3OH. Người ta trộn 4 mol khí CO với 1 mol khí H2 rồi cho vào bình phản ứng tổng hợp CH3OH ở nhiệt độ 450°C. Hiệu suất phản ứng này là 20%.
a) Hỏi áp suất trong bình phản ứng thay đổi bao nhiêu lần ?
b) Tính hằng số cân bằng KC của phản ứng ở nhiệt độ 450°C.
c) Tìm số mol CO cần đem trộn với 1 mol H2 ở cùng nhiệt độ trên để hiệu suất phản ứng là 25%.

Câu V (3,25 điểm)

1/ Viết phương trình hóa học (dưới dạng công thức cấu tạo) biểu diễn các biến hóa sau (ghi rõ điều kiện phản ứng, nếu có):
C6H5CH3 → p-O2NC6H4CH3 → p-O2NC6H4CH2Cl → p-O2NC6H4CH2OH → p-O2NC6H4CHO
→ p-O2NC6H4COOH → p-H2NC6H4COOH → p-HOC6H4COOH

p-H2NC6H4COOH → p-ClN2C6H4COOH

2/ Từ etilen và các chất vô cơ cần thiết khác, hãy viết các phương trình hóa học để tạo ra 5 ancol khác nhau, mà phân tử có không quá 4 nguyên tử cacbon.

Câu VI (3,25 điểm)

1/ Có sơ đồ chuyển hóa sau:

Biết A có công thức C6H12O3; Y có công thức C3H6O3 và có trong sữa chua; từ 4,45 gam Z đem phản ứng với HNO2 thu được 4,5 gam Y (coi hiệu suất phản ứng là 100%). Xác định công thức cấu tạo các chất A, B, D, E, G, Y, Z, T.

2/ Khi thủy phân hoàn toàn 1 mol pentapetit X thì thu được 3 mol glyxin, 1 mol alanin, 1 mol valin. Khi thủy phân không hoàn toàn X thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 3 tripetit và 3 đipeptit. Khi xác định đầu N của animo axit trong tripetit trên thấy rằng 2 trong số đó có đầu N của amino axit thuộc về glyxin, còn lại thuộc về alanin. Cho X tác dụng với HNO2 thấy giải phóng N2. Xác định trình tự các amino axit trong phân tử X.