Đề thi chọn Học sinh giỏi THPT cấp Tỉnh môn Hóa học - Năm học 2023-2024 - Sở GD&ĐT Sóc Trăng

Nội dung text: Đề thi chọn Học sinh giỏi THPT cấp Tỉnh môn Hóa học - Năm học 2023-2024 - Sở GD&ĐT Sóc Trăng

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT CẤP TỈNH SÓC TRĂNG Năm học: 2023-2024 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: HOÁ HỌC (Thời gian làm bài 180 phút, không kể thời gian phát đề) ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Đề thi này có 04 trang Bài 1: (4,0 điểm) 1. Nguyên tố M có trong máu người nồng độ bình thường là 3,5 - 5,0 mmol/L. Trong cơ thể, nguyên tố M giúp điều hoà cân bằng nước và điện giải, giúp duy trì hoạt động bình thường, đặc biệt là của hệ tim mạch, cơ bắp, tiêu hoá, tiết niệu. Trên cơ tim ion M+ làm giảm lực co bóp, giảm tính chịu kích thích và giảm dẫn truyền. Tổng số hạt proton, neutron và electron trong nguyên tử nguyên tố M là 58, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 18. Nguyên tố X có trong thành phần của các chất có tác dụng oxi hoá và sát khuẩn cực mạnh, thường được sử dụng với mục đích khử trùng và tẩy trắng trong lĩnh vực thuỷ sản, dệt nhuộm, xử lí nước thải, nước bể bơi. Số hạt mang điện trong hạt nhân của nguyên tử X ít hơn số hạt mang điện trong hạt nhân M là 2. a) Xác định hai nguyên tố M và X. Viết cấu hình electron nguyên tử, cho biết vị trí của M và X trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học. b) Viết công thức oxide ứng với hoá trị cao nhất và hydroxide tương ứng của M và X, nêu tính acid - base của chúng. c) Mô tả sự hình thành liên kết trong phân tử MX. 2. Răng được bảo vệ bởi lớp men cứng dày khoảng 2 mm. Lớp men này là hợp chất Ca5(PO4)3OH, được tạo thành bằng phản ứng: 2+ 3- - 5Ca + 3PO4 + OH Ca 5 (PO 4 ) 3 OH Quá trình tạo men này là sự bảo vệ tự nhiên của con người chống lại bệnh sâu răng. Hãy giải thích tại sao những người có thói quen ăn trầu lại rất tốt cho việc tạo men răng, hạn chế được bệnh sâu răng? 3. Vì sao phèn chua (KAl(SO4)2.12H2O) được dùng để làm trong nước và làm chất cầm màu trong công nghiệp nhuộm, in? Bài 2: (4,0 điểm) 1. Ammonia được sử dụng để sản xuất nitric acid, các loại phân đạm; sử dụng làm chất làm lạnh; làm dung môi,... Trong công nghiệp, ammonia được tổng hợp từ khí nitrogen và khí hydrogen theo phản ứng: N2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g ) 1
2. 0 a) Tính rH 298 của phản ứng trên theo năng lượng liên kết? Cho biết: Liên kết N≡N H – H H – N Eb (kJ/mol) 945 432 391 b) Theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier thì phản ứng trên nên được thực hiện ở nhiệt độ cao hay thấp? Vì sao? c) Trong thực tế, phản ứng trên được thực hiện ở nhiệt độ khoảng 380 oC - 450 oC, hãy giải thích? 2. Để cung cấp 135,780 kg nitrogen, 15,500 kg phosphorus và 33,545 kg potassium cho 10 000 m² đất trồng thì người nông dân cần trộn đồng thời phân NPK có ghi độ dinh dưỡng là 20 - 20 - 15 với đạm urea (độ dinh dưỡng là 46%) và phân kali (độ dinh dưỡng là 60%). a) Nếu người nông dân sử dụng 83,700 kg phân bón vừa trộn trên thì diện tích đất trồng được bón phân là bao nhiêu? (Giả sử mỗi m2 đất trồng đều được bón với lượng phân như nhau) b) Hãy cho biết, nếu người nông dân bón quá nhiều phân bón trên và lượng phân đó dư thừa chảy vào vùng nước tù đọng thì sẽ gây ra hiện tượng gì? Nêu tác hại và làm thế nào để hạn chế hiện tượng đó? Bài 3: (4,0 điểm) 1. Quá trình nung một muối hydrate ở nhiệt độ khác nhau và phần trăm lượng chất rắn còn lại so với khối lượng ban đầu (100,00%) được cho trong sơ đồ sau: 170 0C 520 0C 700 0C X.nH2O X Z MO - nH2O - Y - T 100,00% 87,67% 68,49% 38,36% Cho biết MO là một oxide của kim loại M, trong đó M chiếm 71,43% khối lượng. Y và T là các chất khí. Y cháy trong không khí tạo thành T. Xác định công thức phân tử các chất trong sơ đồ trên. 2. Trong công nghiệp, sulfuric acid được sản xuất bằng phương pháp tiếp xúc từ nguồn nguyên liệu chính là quặng pyrite sắt, qua ba giai đoạn: Giai đoạn 1: Sản xuất sulfur dioxide. Đốt cháy 1 tấn quặng pyrite sắt (chứa 3 84% FeS2 về khối lượng) bằng oxygen không khí thu được V m khí SO2 (ở đkc). Giai đoạn 2: Sản xuất sulfur trioxide. Đun nóng hỗn hợp X gồm SO2 và O2 0 0 có tỉ khối so với H2 bằng 24 ở nhiệt độ 450 C - 500 C, chất xúc tác vanadium (V) oxide (V2O5) thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 30. Giai đoạn 3: Sản xuất sulfuric acid. Dùng H2SO4 98% hấp thụ hoàn toàn lượng SO3 sinh ra, thu được oleum. Sau đó dùng H2O thích hợp pha loãng oleum thu được dung dịch H2SO4 đặc. a) Viết các phương trình phản ứng hoá học đã xảy ra ở ba giai đoạn và tính giá trị của V? b) Tính hiệu suất của phản ứng oxi hoá SO2 thành SO3 ở giai đoạn 2? 2
3. c) Cho 8,36 gam oleum trên vào nước thu được dung dịch Y, để trung hoà dung dịch Y cần 200 mL dung dịch NaOH 1M. Xác định công thức của oleum? Bài 4: (4,0 điểm) 1. Viết công thức cấu tạo và so sánh nhiệt độ sôi của các alkane có cùng công thức phân tử C5H12. Giải thích? 2. Đun nóng hợp chất A có công thức phân tử C5H11Br trong môi trường kiềm và ethanol, thu được sản phẩm chính là 2-methylbut-2-ene. Hãy xác định các công thức cấu tạo có thể có và gọi tên A. 3. Ethyl alcohol là chất có khả năng thẩm thấu cao, có thể xuyên qua màng tế bào đi sâu vào bên trong gây đông tụ protein làm nhiều loại vi khuẩn, nấm, virus bị tiêu diệt. Do đó, ethyl alcohol được xem là thành phần chính của các loại nước rửa tay sát khuẩn. Thành phần % theo thể tích của nước rửa tay sát khuẩn theo hướng dẫn của tổ chức Y tế Thế giới (WHO) như sau: ethyl alcohol (C2H5OH) 83,33%; hydrogen peroxide (H2O2) 0,125%; glycerol (C3H5(OH)3) 1,45% và còn lại là nước cất. o a) Từ các nguyên liệu: ethyl alcohol 96 , hydrogen peroxide (H2O2 3% về thể tích), glycerol (C3H5(OH)3 98% về thể tích), nước cất. Hãy tính thể tích từng nguyên liệu trên để có thể pha chế được 5 lít dung dịch nước rửa tay sát khuẩn? b) Cho biết vai trò của hydrogen peroxide và glycerol trong nước rửa tay sát khuẩn? c) Có thể dùng isopropyl alcohol thay thế cho ethyl alcohol trong nước rửa tay sát khuẩn không? Vì sao? Bài 5: (4,0 điểm) 1. Từ dầu đậu nành, người ta tách được hợp chất hữu cơ A có mùi thơm. Bằng phương pháp phân tích nguyên tố, nhận thấy A chứa 69,77% C và 11,63% H về khối lượng, còn lại là O. Phổ MS cho thấy A có phân tử khối bằng 86. a) Xác định công thức phân tử của A. b) Trên phổ IR của A có một tín hiệu đặc trưng ở 1 725 cm−1. Khử A bằng NaBH4 thu được một alcohol bậc 2 mạch carbon không phân nhánh và A tham gia được phản ứng tạo iodoform. Xác định công thức cấu tạo, gọi tên A và viết phương trình phản ứng hóa học. 2. Để xác định nồng độ acetic acid có trong một mẫu giấm ăn, một nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm sau: - Bước 1: Pha loãng 10,00 mL giấm ăn bằng nước cất trong bình định mức được 100,00 mL dung dịch X. Dùng pipette lấy 10,00 mL dung dịch X cho vào bình tam giác rồi thêm vài giọt chất chỉ thị phenolphthalein. 3
4. - Bước 2: Tráng sạch burette bằng nước cất, sau đó tráng lại bằng một ít dung dịch NaOH 0,02 M. Lắp dụng cụ như hình bên. Cho dung dịch NaOH 0,02 M vào cốc thủy tinh, sau đó rót vào burette (đã khoá) và chỉnh về vạch 0. - Bước 3: Vặn khóa burette để dung dịch NaOH trong burette chảy từ từ từng giọt vào bình tam giác đồng thời lắc đều bình. Quan sát đến khi dung dịch trong bình tam giác chuyển từ không màu sang màu hồng bền trong khoảng 20 giây thì dừng lại. - Bước 4: Ghi lại thể tích dung dịch NaOH đã dùng. Lặp lại thí nghiệm 3 lần. a) Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra. b) Những dụng cụ thí nghiệm nào ở trên được sử dụng để lấy chính xác các thể tích? c) Vì sao ở Bước 2 phải tráng lại burette bằng dung dịch NaOH 0,02 M sau khi đã rửa sạch bằng nước cất? d) Thể tích dung dịch NaOH 0,02 M trong 3 lần thí nghiệm được ghi lại như sau: Lần 1 Lần 2 Lần 3 VNaOH (mL) 37,50 37,40 37,60 Tính nồng độ mol/L của acetic acid trong mẫu giấm ăn trên. e) Trong lần thí nghiệm thứ 2, tại thời điểm dung dịch trong bình tam giác đổi màu, thể tích đọc được trên burette là 37,40 mL và có một giọt dung dịch còn treo ở đầu dưới của burette. Một học sinh cho rằng cần lấy giọt dung dịch này vào bình tam giác. Một học sinh khác lại cho rằng nên bỏ giọt dung dịch này. So sánh ảnh hưởng của hai cách làm này đến nồng độ acetic acid tính được từ kết quả thí nghiệm trên. Cho nguyên tử khối của một số nguyên tố: C = 12; H = 1; O = 16; S = 32; K = 39; Na = 23; Mg = 24; Ca = 40; Al = 27; P = 31; Fe = 56; N = 14. (Học sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học) ------ HẾT ------ Họ tên thí sinh: ......................................................................; Số báo danh: .................. Chữ ký của Giám thị 1: ...............................; Chữ ký của Giám thị 2: ............................ 4