Đề thi học sinh giỏi lớp 11 THPT tỉnh Hà Tĩnh năm học 2012 - 2013 môn Hóa học - Có đáp án

Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)

Câu I:

Nguyên tử của nguyên tố R ở trạng thái cơ bản có tổng số electron ở các phân lớp s là 7.

a. Viết cấu hình electron nguyên tử của R ở trạng thái cơ bản, xác định tên nguyên tố R.

b. Với R có phân lớp 3d đã bão hoà, hoà tan hoàn toàn m gam một oxit của R trong dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng, dư sinh ra 0,56 lít (điều kiện tiêu chuẩn) khí SO₂ là sản phẩm khử duy nhất. Toàn bộ lượng khí SO₂ trên phản ứng vừa đủ với 2 lít dung dịch KMnO₄ thu được dung dịch T (coi thể tích dung dịch không thay đổi).

- Viết các phương trình hoá học, tính m và tính nồng độ mol/l của dung dịch KMnO₄ đã dùng.

- Tính pH của dung dịch T (bỏ qua sự thủy phân của các muối).

Biết axit H₂SO₄ có K_a1 =+∞; K_a2 = 10^-2.

Câu II:

1. Thêm 1ml dung dịch MgCl₂ 1M vào 100 ml dung dịch NH₃ 1M và NH4Cl 1M được 100 ml dung dịch A, hỏi có kết tủa Mg(OH)₂ được tạo thành hay không? Biết: T_Mg(OH)2 =10^-10,95 và K_b(NH3) = 10^-4,75.

2. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn lẫn các dung dịch sau:

a. 10ml dung dịch CH₃COOH 0,10M với 10ml dung dịch HCl có pH = 4,00

b. 25ml dung dịch CH₃COOH có pH = 3,00 với 15ml dung dịch KOH có pH = 11,00

c. 10ml dung dịch CH₃COOH có pH = 3,00 với 10ml dung dịch axit fomic (HCOOH) có pH=3,00.

Biết Ka của CH₃COOH và HCOOH lần lượt là 10^-4,76 và 10^-3,75 (Khi tính lấy tới chữ số thứ 2 sau dấu phẩy ở kết quả cuối cùng).

Câu III:

1. Cho 2,16 gam hỗn hợp gồm Al và Mg tan hết trong dung dịch axit HNO₃ loãng, đun nóng nhẹ tạo ra dung dịch A và 448 ml (đo ở 354,9 K và 988 mmHg) hỗn hợp khí B gồm 2 khí không màu, không đổi màu trong không khí. Tỉ khối của B so với oxi bằng 0,716 lần tỉ khối của CO₂ so với nitơ. Làm khan A một cách cẩn thận thu được chất rắn D, nung D đến khối lượng không đổi thu được 3,84 gam chất rắn E. Tính khối lượng D và thành phần phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu.

2. Cho 20 gam hỗn hợp A gồm FeCO₃, Fe, Cu, Al phản ứng với 60 ml dung dịch NaOH 2M được 2,688 lít hiđro. Thêm tiếp vào bình sau phản ứng 740 ml dung dịch HCl 1M và đun nóng đến khi ngừng thoát khí, được hỗn hợp khí B, lọc tách được cặn C (không chứa hợp chất của Al). Cho B hấp thụ từ từ vào dung dịch nước vôi trong dư được 10 gam kết tủa. Cho C phản ứng hết với HNO₃ đặc nóng dư thu được dung dịch D và 1,12 lít một khí duy nhất. Cho D phản ứng với dung dịch NaOH dư được kết tủa E. Nung E đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. Tính khối lượng mỗi chất trong A, tính m, biết thể tích các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.

Câu IV:

Đốt cháy hoàn toàn 0,047 mol hỗn hợp X gồm 3 hiđrocacbon mạch hở rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ vào 2 lít dung dịch Ca(OH)₂ 0,0555M được kết tủa và dung dịch M. Lượng dung dịch M nặng hơn dung dịch Ca(OH)₂ ban đầu là 3,108 gam. Cho dung dịch Ba(OH)₂ dư vào dung dịch M thấy có kết tủa lần 2 xuất hiện. Tổng khối lượng kết tủa hai lần là 20,95 gam. Cùng lượng hỗn hợp X trên tác dụng vừa đủ với 1 lít dung dịch Br₂ 0,09M. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của các hiđrocacbon biết có 2 chất có cùng số nguyên tử cacbon, phân tử khối các chất trong X đều bé hơn 100 và lượng hỗn hợp trên tác dụng vừa đủ với 100ml dung dịch AgNO₃ 0,2M trong NH3 được 3,18 gam 1 kết tủa.

Câu V:

1. Hợp chất X có công thức phân tử C₆H₁₀ tác dụng với hiđro theo tỉ lệ mol 1: 1 khi có chất xúc tác. Cho X tác dụng với dung dịch KMnO₄ trong H₂SO₄ loãng, đun nóng thu được HOOC(CH₂)₄COOH.

a. Xác định công thức cấu tạo, gọi tên X và viết phương trình phản ứng

b. Viết phương trình phản ứng oxi hoá X bằng dung dịch KMnO₄ trong nước

2. Đốt cháy hoàn toàn 0,02 mol hỗn hợp X gồm 3 hiđrocacbon đồng phân A, B, C. Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào 5,75 lít dung dịch Ca(OH)₂ 0,02M thu được kết tủa và khối lượng dung dịch tăng lên 5,08 gam. Cho Ba(OH)₂ dư vào dung dịch thu được, kết tủa lại tăng thêm, tổng khối lượng kết tủa 2 lần là 24,305 gam.

a. Xác định công thức phân tử của 3 hiđrocacbon

b. Xác định công thức cấu tạo A, B, C biết:

- Cả 3 chất đều không làm mất màu dung dịch brom.

- Khi đun nóng với dung dịch KMnO₄ loãng trong H₂SO₄ thì A và B đều cho cùng sản phẩm C₉H₆O₆ còn C cho sản phẩm C₈H₆O₄.

- Khi đun nóng với brom có mặt bột sắt A chỉ cho một sản phẩm monobrom. Còn chất B, C mỗi chất cho 2 sản phẩm monobrom
Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra

Câu VI:

1. Khí N₂O₄ kém bền, bị phân ly một phần theo phương trình:

Thực nghiệm cho biết các số liệu sau khi (1) đạt tới trạng thái cân bằng ở áp suất chung 1 atm:

(Mh là khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí ở trạng thái cân bằng)

a. Tính độ phân ly α của N₂O₄ ở các nhiệt độ đã cho.

b. Tính hằng số cân bằng Kp của (1) ở mỗi nhiệt độ trên.

c. Cho biết (1) là phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt. Giải thích? (Khi tính lấy tới chữ số thứ 3 sau dấu phẩy).

2. Có các phân tử XH₃

a. Hãy cho biết dạng hình học của các phân tử PH₃ và AsH₃.

b. So sánh góc liên kết HXH giữa hai phân tử trên và giải thích.

c. Những phân tử nào sau đây có phân tử phân cực ? Giải thích ngắn gọn: BF₃, NH₃, SO₃, PF₃.

Cho biết ZP = 15, ZAs = 33, ZO = 8, ZF = 9, ZB = 5, ZN = 7, ZS = 16.