[2022 – 2023] Thi học sinh giỏi lớp 12 – Hồ Chí Minh

⇒ File word đề thi, đáp án và giải chi tiết

⇒ Thời gian làm bài: 180 phút

⇒ Đề thi, đáp án và giải chi tiết:

Câu 1. (4 điểm)

(Xem giải) 1.1. Nhà máy nhiệt điện là nhà máy dùng công nghệ đốt nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí) để sản xuất ra điện năng. Theo Quy chuẩn kỹ thuật của Việt Nam về lượng khí thải trong công nhiệp nhiệt điện khi phát thải vào môi trường không khí, nồng độ tối đa cho phép các thông số của ô nhiễm khí thải trong công nghiệp ở 25°C và áp suất 760 mmHg, được tính bằng công thức sau:
Cmax = C. Kp. Kv
Trong đó:
Cmax: nồng độ tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm khí thải công nghiệp (mg/m³)
C: nồng độ làm cơ sở tính toán nồng độ của các thông số ô nhiễm tối đa cho phép (mg/m³)
Kp: hệ số công suất thiết kế của nhà máy nhiệt điện
Kv: hệ số phân vùng, khu vực

Thông số	Nồng độ C (mg/m³)
	Than	Khí
Nitơ oxit (NOx), tính theo NO2	650	250
Lưu huỳnh đioxit (SO2)	500	300

a) Giả sử nhà máy nhiệt điện X có hệ số công suất thiết kế Kp = 0,85. Tính nồng độ tối đa cho phép (mg/m³) của các thông số ô nhiễm khí thải công nghiệp của nhà máy nhiệt điện này trong hai khu vực sau:

Khu vực		Hệ số Kv
Loại 1	Đô thị đặc biệt, đô thị loại I, di sản thiên nhiên, di tích lịch sử, văn hóa được xếp hạng. Khoảng cách của nhà máy đến ranh giới của khu vực này là 5 km	Kv = 0,6
Loại 2	Ngoại thành đô thị đặc biệt, đô thị loại I. Khoảng cách của nhà máy đến ranh giới của khu vực này là 5 km	Kv = 0,8

b) Nhà máy nhiệt điện X (câu a) nằm gần Thành phố Y thuộc khu vực loại 1 đã đốt hết 100 tấn than đá (chứa 3,5% lưu huỳnh) trong một ngày đêm. Tính khối lượng (mg) SO2 mà nhà máy X phát thải vào không khí. Khi phân tích 40 lít không khí của Thành phố Y người ta thấy có chứa lượng SO2 bằng 1,875.10^-4 mol. Hỏi không khí ở Thành phố Y có bị ô nhiễm không? Giải thích.

1.2. Viết phương trình phản ứng xảy ra trong các trường hợp sau:
(Xem giải) a) Trong thực tế, người ta dùng đồng thời hóa chất Ca(OH)2 và Na2CO3 để làm giảm tính cứng của nước (có chứa MgCl2 và Ca(HCO3)2).
(Xem giải) b) Trong một số nhà máy xử lý nước, người ta sử dụng giàn phun mưa để loại bớt ion Fe2+ (dưới dạng Fe(HCO3)2) có trong nước ngầm.

(Xem giải) 1.3. Cho 6 dung dịch đựng trong 6 lọ mất nhãn riêng biệt sau: Fe(NO3)2, AlCl3, (NaHCO3 + NaNO3), BaCl2, (NaCl + Na2CO3) và NaHSO4. Chỉ dùng thêm dung dịch HCl loãng, trình bày cách nhận biết các dung dịch trên. Viết đầy đủ các phương trình hóa học xảy ra.

Câu 2. (5 điểm)

(Xem giải) 2.1. Cho các chất X, Y, Z, T trong các chất cho sau: anilin, etylamin, glucozơ, fructozơ, fomandehit, saccarozơ, Lys-Gly-Ala, Glu-Val-Ala. Tiến hành thí nghiệm với các chất X, Y, Z, T (trong dung dịch) thu được các kết quả theo bảng sau:

STT	Mẫu thử	Thí nghiệm	Hiện tượng
1	X hoặc T	Tác dụng với quỳ tím	Quỳ tím chuyển màu xanh
2	Y	Tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 đun nóng	Có kết tủa Ag
3	Z	Tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 đun nóng	Không hiện tượng
4	Y	Tác dụng với dung dịch brom	Mất màu dung dịch brom
5	Y hoặc Z	Tác dụng với Cu(OH)2 trong môi trường kiềm	Dung dịch xanh lam
6	T	Tác dụng với Cu(OH)2 trong môi trường kiềm	Có màu tím

Xác định các chất X, Y, Z, T. Viết phương trình hóa học các phản ứng xảy ra (nếu có).

(Xem giải) 2.2. X, Y là 2 chất hữu cơ mạch hở (X không phân nhánh) và cùng công thức phân tử C7H10O5. Thủy phân X trong môi trường axit thu được X1, X2 và E; thủy phân Y trong môi trường axit thu được X2, Y1 và F. Biết rằng X1, X2, Y1, E và F đều là các chất hữu cơ và có các phản ứng sau:
X1 (H2SO4, 170°C) → X2 + H2O
Y1 + Cu(OH)2 → dung dịch màu xanh lam
E + O2 (Mn2+, t°) → F
Xác định công thức cấu tạo có thể có của X và Y. Hoàn thành các phương trình phản ứng trên.

(Xem giải) 2.3. X là axit cacboxylic, Y là ancol (X, Y đều đơn chức, mạch hở, tỉ lệ mol tương ứng 2 : 3). Hỗn hợp E gồm X và Y được chia làm 2 phần:
• Phần 1: đốt cháy hoàn toàn 7,05 gam E cần dùng 0,375 mol O2, thu được CO2 và 5,85 gam H2O.
• Phần 2: thực hiện phản ứng este hóa 21,15 gam E, thu được m gam este. Biết rằng phản ứng đạt hiệu suất 60%. Tính m.

Câu 3. (6 điểm)

(Xem giải) 3.1. Nhôm nitrat thường tồn tại dạng Al(NO3)3.nH2O là một chất oxi hóa mạnh, được sử dụng trong thuộc da, sản xuất chất chống trầy, chất ức chế ăn mòn. Khi nung nóng Al(NO3)3.nH2O sẽ mất dần khối lượng. Biết rằng:
– Khi nung đến 210°C, khối lượng chất rắn sau phản ứng giảm còn 30% so với ban đầu.
– Khi nhiệt độ nung lớn hơn 550°C, khối lượng chất rắn sau phản ứng không thay đổi và chiếm 13,6% so với ban đầu.
Viết phương trình phản ứng xảy ra khi nung Al(NO3)3.nH2O. Tính phần trăm theo khối lượng của oxi trong chất rắn ở 210°C.

(Xem giải) 3.2. Tiến hành điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp gồm CuCl2, CuSO4 và 8,94 gam KCl với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi. Trong thời gian t giây đầu tiên, thu được khí ở anot và a gam kim loại ở catot. Điện phân tiếp tục thêm t giây thì dừng điện phân, thu được thêm 0,225 mol khí ở cả hai điện cực, 0,8a gam kim loại ở catot và dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa 8 gam CuO. Tính m.

(Xem giải) 3.3. Hỗn hợp X gồm Mg, Al, Al2O3, MgCO3. Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch chứa 1,155 mol NaHSO4 và 0,105 mol NaNO3 thu được dung dịch Y chỉ chứa muối trung hòa, 4,872 lít hỗn hợp khí Z (đktc) gồm 3 khí, trong đó 2 khí có cùng phân tử khối (tỉ khối của hỗn hợp khí Z so với He là 109/29). Dung dịch Y tác dụng tối đa với 74,48 gam KOH thu được (m – 7,28) gam kết tủa. Tính phần trăm khối lượng MgCO3 trong hỗn hợp X.

Câu 4. (5 điểm)

(Xem giải) 4.1. Cho m gam hỗn hợp A gồm axit glutamic và Lys-Gly-Ala (tỉ lệ mol tương ứng 2 : 1) vào 100 mL dung dịch H2SO4 0,2M thu được dung dịch B. Cho V mL dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,5M và KOH 1M vào B, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 7,43 gam muối khan. Tính giá trị m và V.

(Xem giải) 4.2. Cho hỗn hợp E gồm 2 chất hữu cơ X và Y (đều đơn chức, mạch hở, phân tử chỉ chứa C, H, O) tác dụng hoàn toàn với 700 mL dung dịch KOH 2M rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được 127 chất rắn khan Z (trong đó có 2 muối có số cacbon liên tiếp) và m gam ancol T. Đốt cháy hoàn toàn Z thì thu được K2CO3, H2O và 38,08 lít CO2 (đktc). Oxi hóa m gam T bằng oxi (xúc tác thích hợp), thu được hỗn hợp H (gồm anđehit, axit cacboxylic, ancol dư và nước). Chia H làm 3 phần bằng nhau:
Phần 1: cho tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3, đun nóng nhẹ, thu được 21,6 gam Ag.
Phần 2: cho tác dụng với NaHCO3, thu được 2,688 lít CO2 (đktc).
Phần 3: cho tác dụng với Na (vừa đủ), thu được 4,704 lít H2 (đktc) và 26,48 gam chất rắn khan.
a) Tính hiệu suất của phản ứng oxi hóa T tạo thành các chất hữu cơ tương ứng.
b) Tính phần trăm theo khối lượng của X, Y trong E.