[2024 – 2025] Thi học sinh giỏi lớp 12 – Tỉnh Quảng Ngãi

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

⇒ Danh sách đề học sinh giỏi năm 2024-2025

⇒ Tổng hợp đề học sinh giỏi theo năm học

⇒ Mã đề 040-H12C năm 2024-2025

⇒ Thời gian làm bài: 180 phút

Câu 1. (2 điểm)

(Xem giải) 1.1. Nguyên tố X và Y rất cần thiết cho sự sống trên trái đất. Trong mỗi nguyên tử X, Y đều có tổng số electron trên các phân lớp s bằng 4. Hai nguyên tử X và Y có tổng số electron ở lớp ngoài cùng bằng 11 và tổng số electron độc thân ở trạng thái cơ bản bằng 5.
a) Xác định nguyên tố X và Y (biết ZX < ZY).
b) Viết công thức Lewis của X2Y.

(Xem giải) 1.2. Cho 3 hydrocarbon X, Y, Z đều có 2 nguyên tử carbon trong phân tử. Số nguyên tử hydrogen trong các phân tử tăng dần theo thứ tự X, Y, Z.
a) Viết công thức cấu tạo của X, Y, Z.
b) Viết phương trình nhiệt hóa học đốt cháy hoàn toàn X, Y, Z với hệ số nguyên tối giản.
c) Tính biến thiên enthalpy chuẩn của mỗi phản ứng dựa vào enthalpy tạo thành chuẩn trong bảng sau:

Chất	X(g)	Y(g)	Z(g)	CO2(g)	H2O(g)
(kJ/mol)	+227,0	+52,47	-84,67	-393,5	-241,82

d) Từ kết quả tính toán trên em hãy giải thích vì sao X, Y, Z thường được dùng làm nhiên liệu trong thực tiễn?

Câu 2. (2 điểm)

(Xem giải) 2.1. Trong quá trình nuôi tôm thẻ chân trắng, việc theo đõi và cải thiện các thông số môi trường là cực kỳ quan trọng nhằm đảm bảo cho tôm phát triển. Tôm thẻ chân trắng là loài thủy sản mang lại thu nhập cao nên hiện nay mật độ nuôi ngày càng tăng, dẫn đến chất lượng nước ngày càng suy giảm. Một trong những chỉ tiêu môi trường quan trọng là pH, khi pH không phù hợp sẽ ảnh hưởng bất lợi đến sức khoẻ của tôm như làm tôm chậm lột vỏ, suy giảm miễn dịch, mất cân bằng áp suất thẩm thấu, … Tôm sinh sống và phát triển tốt nhất khi giá trị pH của nước dao động từ 7,5 đến 8,5. Một người nông dân ở Quảng Ngãi cần cải thiện pH của một hồ nuôi tôm thẻ chân trắng chứa 80 m³ nước bị nhiễm acid do tác động của môi trường.
a) Sử dụng các dụng cụ và hoá chất như sau:
+ Dụng cụ: Bộ giá đỡ, burette 25 mL, pipette 10 mL, cốc thủy tinh, bình tam giác 50 mL, ống hút nhỏ giọt.
+ Hóa chất: Dung dịch NaOH 0,001M, dung dịch phenolphthalein.
+ Mẫu nước hồ nuôi tôm trên.
Em hãy đề xuất cách tiến hành thí nghiệm để xác định chính xác pH của nước hồ nuôi tôm trên bằng phương pháp chuẩn độ acid – base.
b) pH hiện tại của nước hồ tôm là bao nhiêu nếu mẫu đem phân tích có thể tích là 20 mL và kết quả thể tích trung bình của đã chuẩn độ được là 2 mL?
c) Để điều chỉnh pH của hồ nuôi tôm trên từ pH hiện tại tính được ở câu b) về pH = 8 thì người nông dân cần sử dụng bao nhiêu gam vôi sống?

(Xem giải) 2.2. Thực hiện phản ứng sau: H2SO4 + Na2S2O3 → Na2SO4 + SO2 + S + H2O. Theo dõi thể tích SO2 thoát ra theo thời gian, ta có bảng sau (thể tích khí được đo ở áp suất khí quyển và nhiệt độ phòng)

Thời gian (s)		10	20	30	40	50	60	70
Thể tích SO2 (mL)	0,0	12,5	20,0	26,5	31,0	32,5	33,0	33,0

a) Từ bảng số liệu trên em hãy vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc thể tích khí SO2 theo thời gian phản ứng, trục hoành biểu diễn sự thay đổi thời gian, trục tung biểu diễn sự thay đổi thể tích SO2. Dựa vào hình vẽ, nhận xét về tốc độ khí sinh ra theo thời gian.
b) Tính tốc độ trung bình của phản ứng trong khoảng thời gian từ: 0 đến 10 giây; từ 10 đến 20 giây; từ 20 đến 30 giây; từ 30 đến 40 giây; từ 40 đến 50 giây; từ 50 đến 60 giây; từ 60 đến 70 giây. Nhận xét về sự thay đổi tốc độ phản ứng theo thời gian, giải thích.

Câu 3. (2 điểm)

(Xem giải) 3.1. Trong công nghiệp, ammonia được tổng hợp từ nitrogen và hydrogen theo phản ứng N2(g) + 3H2(g) ⇋ 2NH3(g) = -91,8 kJ
a) Quy trình tổng hợp ammonia trong công nghiệp được thể hiện trong hình bên.

Xác định X và Y trong quy trình.
b) Ammonia là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp sản xuất phân đạm và là sản phẩm trung gian của quá trình sản xuất nitric acid. Một trong những ứng dụng của NH3 là sản xuất phân bón CAN (tên viết tắt của calcium ammonium nitrate), là phân bón vô cơ được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp. Phân bón này là sự kết hợp của hai loại phân bón: calcium nitrate và ammonium nitrate. Phân bón CAN giúp cải tạo phục hồi đất; bổ sung calcium, magnesium, nitrogen. Phân bón CAN được sản xuất theo các bước sau:
– Bước 1: Điều chế ammonium nitrate bằng cách cho khí ammonia tác dụng với nitric acid nồng độ trong lò phản ứng trung hòa.
– Bước 2: Cho dung dịch ammonium nitrate (chứa nitric acid dư) tác dụng với bột đá dolomite (CaCO3.MgCO3).
– Bước 3: CAN được làm khô trong máy sấy.
Viết các phương trình hóa học xảy ra trong quá trình sản xuất CAN. Giải thích vì sao phân bón CAN rất đễ chảy rữa, có thể gây nổ ở nhiệt độ cao. Đề xuất biện pháp để bảo quản CAN?

(Xem giải) 3.2. Hydrogen sulfide (H2S) là một chất khí không màu, mùi trứng thối, độc. Theo tài liệu của Cơ quan Quản lí an toàn và sức khoẻ nghề nghiệp Hoa Kì, nồng độ H2S (theo thể tích) khoảng 100 ppm gây kích thích màng phổi. Nồng độ khoảng 400 – 700ppm, H2S gây nguy hiểm đến tính mạng chỉ trong 30 phút. Nồng độ trên 800 ppm gây mất ý thức và làm tử vong ngay lập tức. Một gian phòng trống (25°C, 1barr) có kích thước 4m × 5m × 5m bị nhiễm 17 gam khí H2S. Tính nồng độ ppm theo thể tích của H2S (thể tích H2S(L) có trong 1 triệu (L) không khí) trong gian phòng trên. Đánh giá mức độ độc hại của H2S trong trường hợp này. Cho biết 1 mol khí ở 25°C và 1 bar có thể tích 24,79L.

Câu 4. (2 điểm)

4.1.
(Xem giải) a) Giải thích các bước tiến hành của phương pháp kết tinh trong hình sau:

(Xem giải) b) Monosodium glutamate (mì chính hay bột ngọt) là một loại gia vị phổ biến. Số gam monosodium glutamate tối đa hoà tan trong 100 gam nước ở 60°C là 112 gam và ở 25°C là 74 gam. Tính khối lượng monosodium glutamate kết tinh (theo gam) khi làm nguội 424 gam dung dịch monosodium glutamate bão hòa từ 60°C xuống 25°C.

(Xem giải) 4.2. Hợp chất hữu cơ X được sử dụng rộng rãi trong chăn nuôi gia súc, gia cầm và là một phụ gia mới trong thức ăn thủy sản; giúp cải thiện khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng. Chất X có công thức phân tử là C4H8O2.
a) Xác định công thức cấu tạo của X (có giải thích), biết X có mạch carbon không phân nhánh và phổ hồng ngoại của X như sau:

b) Viết phương trình phản ứng xảy ra (nếu có) khi cho chất X lần lượt tác dụng với Na, dung dịch NaCl, dung dịch (sodium phenolate).

Câu 5. (2 điểm)

(Xem giải) 5.1. Formic acid có trong nọc một loài kiến lửa. Trung bình mỗi lần kiến cắn sẽ “tiêm” vào da 5,0.10^-3 cm³ dung dịch chứa 50% thể tích formic acid.
a) Hãy xác định thể tích formic acid tinh khiết trung bình có trong một con kiến. Biết mỗi lần cắn làm tiêu hao 80% formic acid có trong cơ thể kiến.
b) Để làm giảm lượng formic acid trong vết cắn, bác sĩ thường dùng thuốc có chứa thành phần là sodium hydrogencarbonate (NaHCO3). Hãy viết phương trình hoá học của phản ứng và tính khối lượng sodium hydrogencarbonate cần dùng để trung hoà hoàn toàn lượng formic acid từ vết cắn của một con kiến (biết khối lượng riêng của formic acid là 1,22 g/cm³).

(Xem giải) 5.2. Phenol là chất rắn, không màu, tan ít trong nước lạnh, tan nhiều trong nước nóng, có mùi đặc trưng. Phenol rất độc, khi tiếp xúc với da phenol gây bỏng. Phenol được sử dụng để sản xuất nhiều loại hoá chất như bisphenol A, nhựa phenolformaldehyde, picric acid và các chất khác.
Viết các phương trình hóa học xảy ra và nêu hiện tượng quan sát được trong các trường hợp sau:
(1) Cho một mẫu nhỏ Na vào dung dịch phenol bão hòa.
(2) Cho dung dịch Na2CO3 vào dung dịch phenol bão hòa.
(3) Cho vài giọt nước bromine vào dung dịch phenol.
(4) Nhỏ từ từ đung dịch HNO3 đặc vào ống nghiệm có chứa hỗn hợp đồng nhất của H2SO4 đặc và phenol, sau đó đun cách thủy, làm lạnh hỗn hợp thu được.

Câu 6. (2 điểm)

(Xem giải) 6.1. Một loại chất béo có chứa tristearin, tripalmitin, stearic acid, palmitic acid. Thành phần phần trăm về khối lượng và hiệu suất phản ứng của các chất khi xà phòng hóa chát béo này bằng dung dich NaOH như sau:

Thành phần	Tristearin	Tripalmitin	Stearic acid	Palmitic acid	Tạp chất
Phần trăm khối lượng	53,4%	32,24%	1,136%	1,536%	11,688%
Hiệu suất phản ứng với NaOH	90%	88%	100%	100%

(Tạp chất không tạo ra muối của acid béo)
Một nhà máy cần sản xuất 15000 bánh xà phòng loại 100 gam (chứa 72% khối lượng muối sodium của các acid béo) bằng cách xà phòng hóa x kg chất béo nói trên với dung dịch NaOH. Biết trong quá trình đóng gói, lượng xà phòng bị hao hụt 4%. Tính giá trị của x

(Xem giải) 6.2. Benzyl acetate có mùi thơm dễ chịu và là thành phần chính trong các loại tinh dầu từ hoa nhài, nó được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp nước hoa và mỹ phẩm. Một trong những phương pháp tổng hợp benzyl acetate đạt hiệu suất cao đã được các nhà khoa học nghiên cứu là sử dụng xúc tác nhụra trao đổi cation acid mạnh với tỷ lệ mol giữa acetic acid và benzyl alcohol là 1 : 1,125, trong thời gian 10 giờ ở 373K. Thực hiện thí nghiệm này, một học sinh đã điều chế được 22,5 gam benzyl acetate, hiệu suất của phản ứng đạt 80%.
Tính thể tích acetic acid và benzyl alcohol học sinh đã sử dựng ban đầu? Biết khối lượng riêng của acetic acid là 1,049 g/cm³ và benzyl alcohol là 1,044g/cm³.

Câu 7. (2 điểm)

(Xem giải) 7.1. Starch nitrate là một loại bột vô định hình màu vàng nhạt, được tạo thành khi nitrate hoá tinh bột tương tự như nitrate hoá cellulose. Starch nitrate từng được sử dụng trong sản xuất lựu đạn và chất nổ trong khai thác quặng. Cũng giống như cellulose, tuỳ thuộc vào số nhóm -OH trong mắt xích của phân tử tinh bột đã tham gia phản ứng nitrate hoá, phản ứng có thể tạo 3 sản phẩm khác nhau.
a) Viết phương trình hoá học của các phản ứng.
b) Một mẫu starch nitrate có phần trăm khối lượng nitrogen là 11,11%. Xác định công thức của mẫu starch nitrate này.

(Xem giải) 7.2. Poly(ethylene terephtalate) là một loại polyester có thể viết tắt là PET hay PETE, được ứng dụng rộng rãi làm hộp đựng, chai nhựa, sợi polyester,… PET được điều chế từ terephtalic acid và ethylene glycol bằng phản ứng ester hoá.

a) Viết phương trình phản ứng hoá học của phản ứng điều chế PET từ các monomer tương ứng. Phản ứng thuộc loại trùng hợp hay trùng ngưng?
b) Em hãy cho biết PET thuộc loại nhựa nhiệt rắn hay nhiệt dẻo và có thể tái chế được hay không?
c) Để giảm thiểu tác động tới môi trường, ethylene glycol trước đây được sản xuất từ ethylene có nguồn gốc dầu mỏ được thay thế bằng ethylene sản xuất từ ethanol sinh học (có nguồn gốc từ đường mía). Nhựa PET thu được theo phương pháp này được gọi là nhựa PET sinh học (Bio – PET). Viết phương trình phạ̉n ứng hoá họ̣c xảy ra trong quá trình điều chế ethylene glycol từ đường mía.

Câu 8. (2 điểm)

(Xem giải) 8.1. Glutamic acid có vai trò quan trọng trong quá trình xây dựng cấu trúc tế bào của con người. Ngoài ra, muối monosodium glutamate còn được dùng chế biến gia vị thức ăn (bột ngọt hay mì chính). Glutamic acid có điểm đẳng điện pI = 3,08 (pI là giá trị pH mà khi đó amino acid có nồng độ ion lưỡng cực là cực đại).
a) Viết công thức cấu tạo dạng ion tồn tại chủ yếu ở của glutamic acid.
b) Đặt hỗn hợp các amino acid gồm glutamic acid, alanine (pI = 6,11) và lysine (pI = 9,74) ở pH = 6 vào trong một điện trường (hình bên dưới) thì có hiện tượng gì xảy ra? Giải thích.

(Xem giải) 8.2. Glucosamine hydrochloride được sản suất từ chitin trong vỏ tôm. Glucosamine hydrochloride là sản phẩm hỗ trợ giảm các triệu chứng viêm, đau thoái hóa khớp, mạnh gân cốt, tăng tiết chất nhờn khớp, giúp bảo vệ sụn khớp. Glucosamine hydrochloride được chuyển hóa từ chitin trong vỏ tôm theo sơ đồ (hình bên).

Nếu tận dụng vỏ tôm bóc từ các nhà máy chế biến thủy, hải sản để xuất 1000 hộp thuốc có chứa 10 vỉ thuốc, mỗi vỉ chứa 12 viên, với hàm lượng glucosamine hydrochloride là 1500 mg/1 viên, thì cần sử dụng bao nhiêu kg vỏ tôm? (Biết vỏ tôm chứa 28% chitin, hiệu suất điều chế Glucosamine hydrochloride từ chitin đạt 40%).

(Xem giải) Câu 9. (2 điểm)
Cumene (isopropylbenzene) là một arene ở thể lỏng trong điều kiện thường, có mùi dễ chịu. Cumene được sản xuất từ quá trình chưng cất nhựa than đá và các phân đoạn dầu mỏ hoặc bằng cách alkyl hoá benzene với propene, xúc tác là acid. Khoảng 95% cumene được sử dụng làm chất trung gian trong sản xuất phenol và acetone. Một lượng nhỏ được sử dụng trong pha chế xăng và là thành phần của nhiên liệu hàng không có chỉ số octane cao. Cumene được thải ra từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn nhiên liệu hoá thạch từ các phương tiện giao thông, dầu tràn, vận chuyển và phân phối nhiên liệu hoá thạch hoặc bốc hơi từ các trạm xăng. Thống kê một số nguồn sản sinh cumene trong đời sống, sinh hoạt, sàn xuất được thể hiện trong bảng sau:

Nguồn	Tỉ lệ phát thải	Ghi chú
Sản xuất	0,08 kg/tấn cumene	Được kiểm soát
	0,27 kg/tấn cumene	Không được kiểm soát
Xe chạy động cơ xăng	0,0002 – 0,0009 g/km	Có bộ chuyển đổi xúc tác
	0,002 g/km	Không có bộ chuyển đổi xúc tác

a) Bộ chuyển đổi xúc tác trong động cơ xăng có khả năng giảm thiểu tối đa bao nhiêu phần trăm cumene so với trường hợp không có bộ chuyển đổi xúc tác?
b) Tính khối lượng cumene tối đa phát thải từ 1000000 xe ô tô chạy động cơ xăng (có bộ chuyển đổi xúc tác) trong 1 năm. Giả sử bình quân một tháng, mỗi xe ô tô chạy 3000 km.
c) Thị trường tiêu thụ phenol trên toàn thế giới khoảng 10,8 triệu tấn trong năm 2022. Trong đó, 90% lượng phenol được sản xuất từ cumene (bằng phương pháp cumene, chu trình cumene, …), sơ đồ sản xuất phenol từ cumene theo sơ đồ sau:

Để cung cấp đủ sản lượng tiêu thụ của phenol trong năm 2022, khối lượng cumene đã dùng để sản xuất phenol là bao nhiêu? (Chỉ tính trên lượng phenol đã tiêu thụ, không bao gồm lượng cumene thực tế sản xuất phenol chưa tiêu thụ).

Câu 10. (2 điểm)

(Xem giải) 10.1. Ethanol là hợp chất có rất nhiều ứng dụng trong thực tế như: làm nhiên liệu sinh học, làm đồ uống, làm chất sát khuẩn trong y tế, làm dung môi. Trong cuộc sống thường ngày có thể dùng ethanol ngâm sả để làm dung dịch đuổi muối, làm thuốc trừ sâu sinh học từ ethanol với ớt, tỏi… Quá trình sản xuất ethanol trong phòng thí nghiệm trải qua nhiều công đoạn, trong đó có công đoạn tách ethanol từ dung dịch chứa ethanol và nước. Hình bên mô tả dụng cụ dùng để tách ethanol và nước ra khỏi nhau.

a) Phương pháp nào đã được sử dụng để tách các chất ra khỏi nhau trong trường hợp này?
b) Hãy trình bày các bước để tách ethanol ra khỏi hỗn hợp (biết nhiệt độ sôi của ethanol là 78,73°C, nhiệt độ sôi của nước là 100°C)?

(Xem giải) 10.2. Các kết quả phân tích cho thấy nước mưa thường có pH ≈ 5,6 (có tính acid nhẹ). Nước mưa trong các trận mưa acid lại có pH = 3 hoặc thậm chí nhỏ hơn nữa. Dựa vào phản ứng hoá học đã biết hãy giải thích các trường hợp trên. Biết mưa acid xảy ra khi có thêm các yếu tố:
– Khi có sấm sét.
– Trong không khí còn có chất khí gây ra môi trường acid khi kết hợp với nước như sulfur dioxide.