[2019 – 2020] Thi học sinh giỏi lớp 12 – Hà Nội

Câu I (2,5 điểm)

1. Cho X, Y, R, A, B theo thứ tự là 5 nguyên tố liên tiếp trong bảng hệ thống tuần hoàn có tổng số proton là 90 (X có số proton nhỏ nhất).
a) Xác định số proton của X, Y, R, A, B. Gọi tên các nguyên tố đó.
b) Viết cấu hình electron của X2-, Y-, R, A+, B2+. So sánh bán kính của R, A, B, X2-, Y-, A+, B2+ và giải thích.

2. Crom có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm khối, bán kính nguyên tử của crom là 1,26 Ao. Khối lượng mol nguyên tử của crom là 52 g/mol. Xác định khối lượng riêng của crom và độ đặc khít của mạng tinh thể trên.

Câu II (2,5 điểm)

1. Hình vẽ bên mô tả một thí nghiệm

a) Nêu mục đích của thí nghiệm ?
b) Nêu và giải thích các hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm ?
c) Trong thí nghiệm, tại sao đáy ống nghiệm chứa saccarozơ và CuO phải để cao hơn so với miệng ống nghiệm ?

2. Muối Y nguyên chất không màu, tan trong nước. Cho dung dịch chỉ chứa muối Y tác dụng với HCl được kết tủa trắng Z. Chất Z tan trong dung dịch NH3 loãng thu được dung dịch T. Axit hóa dung dịch T bằng dung dịch HNO3 lại có kết tủa trắng Z xuất hiện trở lại. Cho lượng dư Cu vào dung dịch chứa muối Y và H2SO4 loãng, đun nóng thì sinh ra chất khí không màu bị hóa nâu ngoài không khí. Xác định công thức của Y và viết phương trình hóa học xảy ra.

Câu III (3,0 điểm)

1. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra trong các thí ngiệm sau :
a) Cho axit clohidric vào ống nghiệm đựng propen trong dung môi CCl4.
b) Đun nóng hỗn hợp butan – 2 – ol và H2SO4 đặc ở 170°C.
c) Cho hỗn hợp gồm HNO3 đặc và H2SO4 đặc vào ống nghiệm đựng toluen, đun nóng.
d) Dẫn khí Cl2 dư vào dung dịch H2S.
e) Dẫn từ từ đến dư khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2.
f) Dẫn từ từ đến dư khí Cl2 vào dung dịch NaI.

2. Thời kỳ Phục hưng, các bức họa của các danh họa được vẽ bằng bột “trắng chì” (có chứa PbCO3.Pb(OH)2). Qua một thời gian, các bức họa bị ố đen không còn đẹp như ban đầu. Giải thích hiện tượng trên. Để khắc phục điều đó cần dùng hóa chất nào ? Viết các phương trình hóa học minh họa.

3. Geranol (C10H18O) là một ancol dẫn xuất của monotecpen có mặt trong tinh dầu hoa hồng. Biết : cho geranol phản ứng cộng với brom theo tỉ lệ mol 1 : 2 tạo ra dẫn xuất tetrabromua (C10H18OBr4) ; có thể oxi hoá geranol thành anđehit hoặc axit cacboxylic có 10 nguyên tử C trong phân tử ; khi oxi hoá geranol một cách mãnh liệt sẽ tạo thành CH3COCH2CH2COOH, CH3COCH3, HOOC-COOH. Dựa vào các dữ kiện trên, xác định công thức cấu tạo có thể có của geranol.

Câu IV (4,0 điểm)

1. Cho sơ đồ chuyển hóa sau :
1. A1 (t°) → A2 + A3 + A4
2. A1 (t°, xt) → A2 + A4
3. A3 (t°, xt) → A2 + A4
4. A1 + Zn + H2SO4 → A2 + ZnSO4 + H2O
5. A3 + Zn + H2SO4 → A2 + ZnSO4 + H2O
6. A1 + A2 + H2SO4 → A5 + NaHSO4 + H2O
7. A5 + NaOH → A2 + A6 + H2O
8. A6 (t°) → A1 + A2
Biết : A1 là hợp chất của clo có chứa 21,596% Na về khối lượng ; A3 là hợp chất của clo có chứa 18,776% Na về khối lượng ; ở điều kiện thường A4 và A5 là các chất khí. Xác định các chất A1, A2, A3, A4, A5, A6 và viết phương trình hóa học minh họa.

2. Nung m gam hỗn hợp X gồm bột Al và Fe2O3 sau một thời gian thu được chất rắn Y. Hoà tan hoàn toàn Y bằng V lít dung dịch H2SO4 0,2M (loãng), sau phản ứng thu được dung dịch Z chỉ chứa muối sunfat trung hòa và 0,896 lít (đktc) khí H2. Cho dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch Z, thu được kết tủa M. Đem toàn bộ M nung đến khối lượng không đổi thu được 4,48 gam chất rắn T. Cho 3,12 gam hỗn hợp E gồm CO và CO2 đi qua ống sứ đựng chất rắn T nung nóng, sau khi T phản ứng hết thu được 4,24 gam hỗn hợp khí F. Biết các phản ứng hóa học đều thực hiện trong điều kiện chân không. Tìm giá trị của m và V.

Câu V (4,0 điểm)

1. Nung 4,44 gam một hợp chất X đến phản ứng hoàn toàn, thu được các sản phẩm khí và 1,2 gam một hợp chất rắn Y không tan trong nước. Cho tất cả sản phẩm khí hấp thụ hết vào bình chứa 100 gam dung dịch NaOH 1,2%, sau phản ứng thu được dung dịch chỉ chứa một muối duy nhất có nồng độ 2,47%. Biết khi nung, kim loại trong chất X không thay đổi số oxi hóa. Xác định công thức phân tử của hợp chất X.

2. Để 26,88 gam bột sắt ngoài không khí một thời gian, thu được hỗn hợp chất rắn X gồm sắt và các oxit sắt. Hòa tan hết X trong 288 gam dung dịch HNO3 31,5%, thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối (không chứa NH4+) và hỗn hợp Z gồm 2 khí, trong Z oxi chiếm 61,111% về khối lượng. Cô cạn dung dịch Y, làm khô, rồi đem chất rắn thu được nung đến khối lượng không đổi, sau thí nghiệm thấy khối lượng chất rắn giảm 67,84 gam so với trước khi nung. Xác định nồng độ phần trăm của mỗi muối trong dung dịch Y.

Câu VI (4,0 điểm)

1. Axit xitric có trong quả chanh (axit X), có công thức HOOC-CH2-C(COOH)(OH)-CH2-COOH. Trong nước, X có thể phân li theo 3 nấc tạo ra 3 ion tương ứng là X-, X2-, X3-.
a) Viết công thức cấu tạo của X-, X2-, X3-.
b) Đun nóng axit xitric đến 176°C thu được axit A (C6H6O6). Khử axit A tạo ra axit propan-1,2,3-tricacboxylic. Nếu tiếp tục đun nóng axit A sẽ thu được hỗn hợp gồm axit B (C5H6O4, không có đồng phân hình học) và axit C (C5H6O4, có đồng phân hình học) ; B và C chuyển hóa ngay thành các hợp chất mạch vòng có cùng công thức phân tử C5H4O3. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra dưới dạng công thức cấu tạo.

2. Hai hợp chất hữu cơ X, Y (chỉ chứa các nguyên tố C, H, O và có mạch cacbon không phân nhánh). Phân tử khối của X, Y lần lượt là MX và MY trong đó MX < MY < 130. Khi cho hỗn hợp gồm X, Y tác dụng với dung dịch NaHCO3 dư, thì số mol CO2 sinh ra luôn bằng tổng số mol của X và Y, không phụ thuộc vào tỷ lệ số mol của X, Y. Nếu cho 3,3 gam hỗn hợp gồm X, Y (ứng với tổng số mol của X, Y bằng 0,04 mol) tác dụng hết với Na, thu được 784 ml (đktc) khí H2.
a) Các chất X, Y có chứa những loại nhóm chức nào ?
b) Xác định công thức phân tử của X, Y. Biết X, Y đều không có phản ứng tráng bạc và đều không làm mất màu nước brom.
c) Khi tách loại một phân tử nước khỏi Y, thu được Z là hỗn hợp hai đồng phân cis-, trans- trong đó một đồng phân có thể bị tách bớt một phân tử nước nữa tạo thành chất P mạch vòng, P không phản ứng với NaHCO3. Xác định công thức cấu tạo của Y và viết các phương trình hóa học thực hiện chuyển hoá : Y → Z → P.