Thí nghiệm 2: Cho 2m gam X tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 24,64 lít khí H2. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các thể tích khí đo ở đktc. a. Chứng minh rằng lượng Al trong thí nghiệm 1 vẫn còn dư. b. Tìm giá trị của m. 2. Dẫn từ từ V lít khí CO2 (đktc) vào 500 ml dung dịch Ba(OH) 2 có nồng độ x (mol/l) để cho phản ứng xảy ra hoàn toàn. Đồ thị dưới đây mô tả sự phụ thuộc của khối lượng kết tủa thu được ( mkt) vào giá trị của V. Dựa vào đồ thị, hãy tìm giá trị của x và y. Câu 5: (2,5 điểm) Khi có mặt chất xúc tác như Ni, Pt, Pd ở nhiệt độ thích hợp, mỗi phân tử etilen có thể kết hợp thêm với một phân tử hiđro tạo thành một phân tử chất khí mới gọi là etan. 1. Viết phương trình phản ứng hóa học đã xảy ra và công thức cấu tạo của etan. 2. Đưa một bình kín đựng hỗn hợp khí gồm etan và clo ra ánh sáng. Sau một thời gian, cho nước vào bình lắc nhẹ rồi thêm một mẩu giấy quỳ tím. Dự đoán các hiện tượng xảy ra? Giải thích bằng phương trình phản ứng minh họa. 3. Hỗn hợp khí X gồm etilen và hiđro có tỉ khối so với hiđro là 6,2. Dẫn 5,6 lít hỗn hợp khí X qua Ni đun nóng một thời gian thu được 4,48 lít hỗn hợp khí Y. Tìm hiệu suất của phản ứng đã xảy ra biết thể tích các khí đều đo ở đktc. Câu 6: (2,0 điểm) 1. Công thức đơn giản nhất (CTĐGN) cho biết tỉ lệ số nguyên tử của các nguyên tố có trong phân tử (biểu diễn bằng tỉ lệ các số nguyên tối giản). Ví dụ, axetilen C2H2 sẽ có CTĐGN là CH. a. Viết công thức cấu tạo của hai chất X, Y (khác axetilen) cũng có CTĐGN là CH. b. Oxybenzon là một hợp chất hữu cơ thường có mặt trong các loại kem dưỡng da chống nắng do khả năng hấp thụ tia UV gây hại cho cơ thể người. Phân tích nguyên tố cho thấy, oxybenzon có phần trăm khối lượng cacbon, hiđro và oxi lần lượt bằng 57,49%, 4,19% và 38,32%. Xác định CTĐGN của oxybenzon. 2. Bếp biogaz được sử dụng rộng rãi trong các hộ chăn nuôi ở Nam Định. Loại bếp này tận dụng quá trình phân hủy của chất thải chăn nuôi sinh ra khí metan dùng làm nhiên liệu đốt, qua đó giúp giảm chi phí năng lượng và bảo vệ môi trường. Khi 1 gam metan cháy tỏa ra 55,6 kJ. Cần đốt bao nhiêu lít khí metan (đktc) để lượng nhiệt sinh ra đủ đun 1 lít nước (D = 1 g/cm 3) từ 25oC lên 100oC. Biết rằng muốn nâng 1 gam nước lên 1oC cần tiêu tốn 4,18 J và giả sử nhiệt sinh ra chỉ dùng để làm tăng nhiệt độ của nước. Câu 7: (1,5 điểm) 1. Trong điều kiện có mặt Ni đun nóng, benzen tác dụng với H 2 sinh ra sản phẩm hữu cơ X. Đốt cháy hoàn toàn m gam chất X thu được hỗn hợp sản phẩm cháy Y. Cho Y lội chậm qua bình đựng dung dịch H2SO4 đặc thì thấy khối lượng bình đựng H2SO4 tăng lên 7,92 gam. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tìm m. 2. Hãy cho biết chất nào trong các chất sau có thể làm mất màu dung dịch brom. Dùng công thức cấu tạo, viết phương trình hóa học (nếu có). Câu 8: (2,0 điểm) 1. Nhà máy lọc dầu Dung Quất sử dụng phương pháp crăckinh để chế biến dầu nặng thành xăng và các sản phẩm khí có giá trị trong công nghiệp. Giả thiết có hỗn hợp khí X thu được từ quá trình crăckinh chứa metan, etilen và hiđro. Đốt cháy hết 0,4 mol khí X thu được 0,6 mol nước. Biết tỉ khối của X so với hiđro bằng 6. Tìm phần trăm thể tích các khí trong X. 2. Để dập tắt xăng dầu cháy, người ta làm như sau: Cách 1: Phun nước vào ngọn lửa. Cách 2: Phủ cát vào ngọn lửa. Cách làm nào ở trên là đúng? Giải thích. Câu 9: (1,0 điểm) Phân bón NPK là hỗn hợp các muối NH 4NO3, (NH4)2HPO4, KCl và một lượng phụ gia không chứa các nguyên tố dinh dưỡng. Trên các bao bì phân NPK thường kí hiệu bằng những chữ số như 20.10.10 hoặc 15.11.12, v.v... Kí hiệu này cho ta biết tỉ lệ khối lượng các thành phần N. P 2O5. K2O trong mẫu phân bón được đóng gói. Từ những kí hiệu này, ta tính được tỉ lệ hàm lượng N, P, K. Thí dụ phân bón NPK 20.10.10 cho biết: Hàm lượng của nguyên tố N là 20%. Phần trăm khối lượng của P trong P2O5 là 44%, từ đó hàm lượng của nguyên tố P trong loại phân bón trên là %mP = 0,44×10% = 4,4%. 1. Tìm hàm lượng nguyên tố K trong loại phân bón NPK 20.10.10. 2. Tìm % khối lượng của các muối có trong loại phân bón NPK trên. Thí sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. -----------------HẾT----------------Họ và tên thí sinh................................................. Giám thị số 1........................................................ Số báo danh.......................................................... Giám thị số 2........................................................ SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NAM ĐỊNH ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC Câu 1 (2,5 đ) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2014-2015 Môn: HOÁ HỌC – Lớp 9 THCS Phần tự luận (Đáp án gồm 06 trang) Ý Nội dung 1. 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 (1) a 2KClO3 → 2KCl + 3O2 (2) C + O2 → CO2 (3) 2C + O2 → 2CO (4) 1. Số mol của X: nx = 0,4 mol b Khối lượng mol trung bình của X: MX = 32 g/mol Khối lượng của X: mX = 12,8 gam Gọi số mol của CO2 và CO trong hỗn hợp X lần lượt là x, y (mol) nx = x + y = 0,4 mX = 44x + 28y = 12,8 Giải hệ tìm ra x = 0,1 và y = 0,3. (Học sinh giải theo phương pháp đường chéo vẫn được điểm tối đa). Từ (3)(4) → Số mol O2 thu được: 0,1 + 0,3/2 = 0,25 mol Thể tích O2 thu được: V = 5,6 lít Gọi số mol của KMnO4 và KClO3 trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là a, b (mol) Khối lượng hỗn hợp: 158a + 122,5b = 43,85 Từ (1)(2) → Số mol O2 thu được: 0,5a + 1,5b = 0,25 Giải hệ tìm ra a = 0,2 và b = 0,1 Khối lượng KMnO4 là: 158.0,2 = 31,6 gam Phần trăm khối lượng KMnO4 trong hỗn hợp là: 72,06% 2 4Na + O2 → 2Na2O 2Cu + O2 → 2CuO 4Al + 3O2 → 2Al2O3 Na2O + 2HCl → 2NaCl + H2O CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O Bảo toàn khối lượng cho quá trình sinh ra B: mO2 = mB – mA = 8 gam Số mol O2 là: 0,125 mol Bảo toàn nguyên tố O: nH2O = 2 no2 = 0,25 mol Bảo toàn nguyên tố H: nHCl = 2nH2O = 0,5 mol Bảo toàn nguyên tố H: nHCl = nCl trong muối = 0,5 mol Bảo toàn khối lượng: mmuối = mkim loại + mCl trong muối = 25,95 gam Điểm 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 2 1 (2 đ) Số mol Cu ban đầu: 0,1 mol Cu + Cl2 → CuCl2 (1) Bảo toàn khối lượng: mCl2 = 5,68 gam Số mol Cl2 phản ứng: 0,08 mol Từ (1) → Số mol CuCl2 = Số mol Cu phản ứng = 0,08 mol Số mol Cu dư: 0,02 mol CuCl2 + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2AgCl Mol: 0,08 → 0,16 Khối lượng AgCl: 22,96 gam. Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag Mol: 0,02 → 0,04 Khối lượng Ag: 4,32 gam Tổng khối lượng kết tủa thu được: 27,28 gam 2. Các khí có thể dùng phương pháp đẩy nước: H2. Các khí không thể dùng phương pháp đẩy nước: SO2, HCl, Cl2 do tan được trong nước và có thể phản ứng với nước. Nếu thừa một chất khí thì trừ 0,25 điểm. Các khí có thể dùng phương pháp thu ngửa bình: SO2, HCl, Cl2 do các khí này nặng hơn không khí (phân tử khối lớn hơn). Nếu thừa hay thiếu một chất khí hoặc không giải thích thì trừ 0,25 điểm. 3 1 Chọn X là Ba(HCO3)2, Y là NaOH Ba(HCO3)2 + 2NaOH → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O (4 đ) Ba(HCO3)2 + 2HCl → BaCl2 + 2CO2 + 2H2O 2NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O 2 Lập sơ đồ nhận biết: Phản ứng: 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 2H2. Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2. Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag. 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,75 0,5 0,5 3 4 (2,5 đ) Chọn A: P2O5; B: H3PO4; D: K3PO4; E: Ca3(PO4)2 4P + 5O2 2P2O5 P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 H3PO4 + KOH → K3PO4 + H2O K3PO4 + 3H2SO4 → 2H3PO4 + 3K2SO4 2H3PO4 + 3Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + 6H2O Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 2H3PO4 + 3CaSO4 2K3PO4 + 3Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + 6KOH Nếu học sinh chọn chất khác nhưng viết phương trình phản ứng chuyển hóa vẫn đúng với chất đã chọn thì vẫn cho điểm tối đa. 1. Trong thí nghiệm 1 vì nước dư nên chắc chắn Na đã hết. Trong thí a. nghiệm 2 thì cả Al và Na đều chắc chắn hết. Giả thiết rằng trong thí nghiệm 1 mà Al cũng hết thì khi dùng với lượng gấp đôi hỗn hợp X trong thí nghiệm 2 thì thể tích khí H2 sinh ra phải gấp đôi thí nghiệm 1. Điều này mâu thuẫn với số liệu của đề bài cho. b Gọi số mol Al và Na trong m gam hỗn hợp X lần lượt là a, b (mol) Trong thí nghiệm 1: Na hết, Al dư 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 Mol: a → a → 0,5a 2Al + 2NaOH + 2H2O → NaAlO2 + 3H2 Mol: a →1,5a Số mol H2 thu được ở thí nghiệm 1: 2a = 0,4 (mol) Từ đó tìm ra a = 0,2 (mol) Nếu học sinh chỉ viết đúng 2 phương trình thì cho 0,25. Trong thí nghiệm 2: Na và Al cùng hết. Số mol của Na: 2a = 0,4 (mol) Số mol của Al: 2b (mol) 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 Mol: 0,4 → 0,2 2Al + 2NaOH + 2H2O → NaAlO2 + 3H2 Mol: 2b →3b Số mol H2 thu được ở thí nghiệm 2: 0,2 + 3b = 1,1 (mol) Từ đó tìm ra b = 0,3 (mol) Giá trị của m là : 12,7 gam 2. Từ đồ thị thấy khối lượng kết tủa đạt cực đại là 19,7 gam. Số mol kết tủa BaCO3 lớn nhất: 0,1 mol. Khi đó, phản ứng xảy ra vừa đủ, Ba(OH)2 vừa hết CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,5 0,25 0,25 0,5