[2012 – 2013] Thi học sinh giỏi lớp 12 – Hà Nội

Câu I (2,0 điểm)

1/ Hợp chất M tạo bởi cation X+ và anion Y3- , cả hai ion đều do 5 nguyên tử của hai nguyên tố tạo nên. Trong ion X+ chứa nguyên tố A có số oxi hóa là –a, B là một nguyên tố có số oxi hóa cao nhất trong ion Y3-. Trong các hợp chất, các nguyên tố A và B đều có số oxi hóa cao nhất là +(a+2). Phân tử khối của M bằng 149, trong đó khối lượng mol ion Y3- lớn hơn 5 lần khối lượng mol ion X+ . Hãy tìm công thức phân tử của hợp chất M.

2/ Tiến hành phản ứng thuận nghịch trong bình kín dung tích 1 lit.
CO(k) + Cl2 (k) ⇌ COCl2 (k)
Ở nhiệt độ không đổi, nồng độ cân bằng của các chất là: [CO] = 0,02 mol/l; [Cl2] = 0,01 mol/l; [COCl2] = 0,02 mol/l. Bơm thêm vào bình 0,03 mol Cl2 và giữ nhiệt độ không đổi, sau một thời gian, phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng mới. Tinhd nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng mới.

Câu II (3,5 điểm)

1/ Cho sơ đồ phản ứng:

Biết các chất X1 , X2 , X3 có phân tử khối thỏa mãn X1 + X2 + X3 = 214; các chất Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, Y7 là các hợp chất khác nhau của lưu huỳnh và có phân tử khối thỏa mãn Y1 + Y7 = 174; Y2 + Y5 = 112; Y3 + Y4 = 154; Y5 + Y6 = 166; mỗi mũi tên ứng với một phương trình hóa học. Viết các phương trình hóa học theo sơ đồ phản ứng trên.

2/ Supe photphat đơn được điều chế từ một loại bột quặng có chứa 73% Ca3(PO4)2 ; 26% CaCO3 và 1% SiO2. Supe photphat đơn thu được gồm những chất nào? Tính tỷ lệ % P2O5 trong loại supe photphat đơn trên.

Câu III (3,25 điểm)

1/ Dung dịch X gồm các muối NaCl, FeCl3 , AlCl3 , NH4Cl và CuCl2 (nồng độ mỗi chất xấp xỉ 0,1M).
a) Dung dịch X có môi trường axit, bazơ hay trung tính? Tại sao?
b) Cho H2S lội chậm qua dung dịch X cho đến dư, lọc tách kết tủa A được dung dịch Y. Hãy cho biết thành phần các chất trong kết tủa A và trong dung dịch Y.
c) Thêm từ từ đến dư dung dịch KOH vào dung dịch Y trong điều kiện không có oxi, thu được chất kết tủa B. Xác định thành phần các chất trong kết tủa B.
d) Thêm từ từ đến dư dung dịch NH3 vào dung dịch X. Viết các phương trình phản ứng xảy ra ở dạng ion.

2/ Chia 1,6 lit dung dịch X chứa NaOH nồng độ a mol/lit và Ba(OH)2 0,3M làm 2 phần bằng nhau: Phần 1 đem tác dụng với 200 ml dung dịch Y chứa H2SO4 0,375M và AlCl3 1M, sau phản ứng thu được 29,175 gam kết tủa. Phần 2 đem tác dụng với 400 ml dung dịch Z chứa H2SO4 0,7M và HCl 1,5M rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được b gam muối khan. Tìm giá trị của a, b (coi H2SO4 phân li hoàn toàn theo 2 nấc).

3/ Nung m gam hỗn hợp A gồm KNO3 , Zn(NO3)2 và Cu(NO3)2 tới khối lượng không đổi thu được 671m/983 gam chất rắn và V lit hỗn hợp khí B (đktc). Đem hòa tan hoàn toàn 5,76 gam Fe(OH)2 vào dung dịch HNO3 loãng làm thoát ra V lit N2O (là sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tính % khối lượng của các chất có trong hỗn hợp A, biết tỉ khối của khí B so với H2 là 19,5.

Câu IV (4,75 điểm)

1/ Hoàn thành các phương trình hóa học sau đây:
a) CH2=C(CH3)2 + KMnO4 + H2SO4 → CO2 + CH3-CO-CH3 + …+…+…
b) C2H5NH2 + … → C2H5NHCH3 + …
c) CH3-CO-CH3 + …→ CH3-CO-CH2Br + …
d) … + HNO2 → phenol + N2 +…
e) Axit benzoic + HNO3 (H2SO4 đặc) →

2/ Lấy một sợi dây điện gọt bỏ vỏ nhựa bằng PVC rồi đốt trên ngọn lửa đèn cồn thì thấy ngọn lửa có mầu xanh lá mạ. Sau một lúc, ngọn lửa mất mầu xanh lá mạ. Nếu áp lõi dây đồng đang nóng đỏ vào vỏ nhựa ở trên rồi đốt phần lõi đồng vừa tiếp xúc với vỏ nhừa thì ngọn lửa lại có mầu xanh lá mạ. Giải thích các hiện tượng.

3/ Cho sơ đồ phản ứng:

Biết M, M1 , M2 , X, Y, Z, Q, R là các hợp chất hữu cơ khác nhau, Z là hợp chất hữu cơ vòng 6 cạnh, khi cho Z tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ chỉ thu được một muối hữu cơ G duy nhất. Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra theo sơ đồ trên.

Câu V (3,5 điểm)

1/ Sắp xếp các chất sau theo thứ tự lực bazơ tăng dần (có giải thích ngắn gọn):
Etylamin, đimetylamin, N-metylanilin, anilin, p-nitroanilin.

2/ Đốt cháy hoàn toàn p gam chất hữu cơ B chứa C, H, O thu được 88p/75 gam CO2 và 0,36p gam H2O. Biết B là hợp chất no, chỉ chứa nhóm –COOH và nhóm –OH. Tìm công thức cấu tạo của B.

3/ Đốt cháy hoàn toàn 12,9 gam một hợp chất hữu cơ X bằng oxi thu được hỗn hợp sản phẩm khí gồm CO2 , H2O, HCl. Dẫn hỗn hợp này vào bình đựng dung dịch AgNO3 dư có mặt HNO3 ở 00C thu được 17,22 gam một chất kết tủa màu trắng và khối lượng bình đựng dung dịch AgNO3 tăng thêm 7,62 gam. Chỉ còn một chất khí thoát ra khỏi bình dung dịch AgNO3, dẫn toàn bộ khí này vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 36 gam kết tủa.
a) Tìm công thức phân của X, biết 120<MX<287.
b) X1, X2 là đồng phân của X thỏa mãn các điều kiện sau:
– 8,6 gam X1 + NaOH dư → 2,48 gam C2H4(OH)2 + 0,08 mol muối X3 + NaCl
– X2 + NaOH dư → Muối X3 + CH3COONa + NaCl + H2O
Viết công thức cấu tạo có thể có của X1, X2.

Câu VI (3,0 điểm)

1/ Đun nóng hỗn hợp gồm 13,68 gam saccarozơ và 6,84 gam mantozơ với dung dịch H2SO4 loãng thu được dung dịch X (hiệu suất phản ứng thủy phân mỗi chất đều là 60%). Trung hòa dung dịch X bằng dung dịch kiềm, rồi thêm lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 và đun nóng, sau khi phản ứng hoàn toàn thu được m gam Ag. Tìm giá trị m.

2/ Hợp chất A (C18H20O2) phản ứng được với dung dịch NaOH đun nóng. Cho hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, thu được B (C9H10O2) và C (C9H12O). Oxi hóa B hoặc C đều thu được axit benzoic. Oxi hóa trong điều kiện thích hợp C chuyển thành B, Từ B thực hiện chuyển hóa theo sơ đồ sau:
B (Cl2, as) → D (ddNaOH) → E (ddHCl) → G (H2SO4, 170°C) → H
(D chứa một nguyên tử clo trong phân tử, H có đồng phân cis-trans. Các sản phẩm ghi trên sơ đồ đều là sản phẩm chính). Viết công thức cấu tạo thu gọn của A, B, C, D, E, G, H.