ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA 12 - SỐ 3

 

ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA 12 - SỐ 3

Câu 1:

          1. Có 5 chất rắn: BaCl₂, Na₂SO₄, CaCO₃, Na₂CO₃, BaSO₄ đựng trong 5 lọ riêng biệt. Chỉ được dùng thêm 2 hóa chất làm thuốc thử, hãy trình bày phương pháp hóa học để nhận biết các chất rắn đựng trong mỗi lọ.

          2. Cho 1,55 gam chất hữu cơ P có công thức phân tử C₂H₉O₅N₃ tác dụng tối đa với dung dịch chứa 0,02 mol NaOH, thu được chất hữu cơ Y làm xanh quỳ tím ẩm (M_Y> 32) và dung dịch Z. Xác định công thức cấu tạo của Y và tính lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch Z.

Câu 2:  Dung dịch X chứa a mol NaOH và b mol Na₂ZnO₂ (hoặc Na₂[Zn(OH)₄]); dung dịch Y chứa c mol Ba(OH)₂ và d mol Ba(AlO₂)₂ (hoặc Ba[Al(OH)₄]₂) (trong đó a < 2c). Tiến hành hai thí nghiệm sau:

- Thí nghiệm 1: Nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch X.

0,05

- Thí nghiệm 2: Nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch Y.

Kết quả của hai thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

Tính các giá trị a, b, c, d.

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hợp chất hữu cơ X (chứa C, H, O) cần phải dùng 20,16 lít O₂. Sau phản ứng thu được 7,2 gam H_­2O và 17,92 lít khí CO₂ (thể tích các khí đo ở đktc).

          1. Xác định công thức phân tử của X.

          2. Viết công thức cấu tạo các đồng phân của X, biết rằng X là hợp chất thơm đơn vòng và 0,1 mol X tác dụng tối đa với dung dịch chứa 0,2 mol NaOH.

Câu 4: 1. Cho A, B, C, D là các kim loại chuyển tiếp (kim loại nhóm B) và đều thuộc chu kỳ 4 trong bảng tuần hoàn (Z_A < Z_B < Z_C < Z_D). Biết rằng tổng số electron lớp ngoài cùng của A, B và C bằng 4; tổng số electron ở lớp ngoài cùng và phân lớp sát ngoài cùng của B là 8. Tổng số hạt mang điện của D nhiều hơn tổng số hạt mang điện của B là 8.

          Xác định các kim loại A, B, C, D. Biết số hiệu nguyên tử của một số nguyên tố: Cr (Z= 24), Mn (Z = 25); Fe (Z = 26); Co (Z = 27); Ni (Z = 28); Cu (Z = 29); Zn (Z = 30).

          2. Hòa tan hoàn toàn 18,025 gam hỗn hợp bột rắn X gồm B₂O₃, B(NO₃)₂, D (B và D là các kim loại tìm được ở trên) bằng dung dịch chứa 0,48 mol HCl. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chứa 30,585 gam chất tan và 0,05 mol hỗn hợp khí E gồm N₂O, NO, H₂ có tỉ khối với He là 6,8. Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch AgNO₃ dư thu được 0,005 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N⁺⁵) và 72,66 gam kết tủa. Tính phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp X.

Câu 5: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm MgO, Fe₂O₃, FeS, FeS₂ vào dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng, dư thu được khí SO₂ và dung dịch Y. Cô cạn Y thu được 155m/67 gam muối khan. Mặt khác, hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X ở trên vào dung dịch HNO₃ đặc, nóng, dư thu được dung dịch Z và 14,336 lít (đktc) hỗn hợp khí T gồm NO₂ và SO₂ có tổng khối lượng là 29,8 gam. Cô cạn dung dịch Z thu được 28,44 gam muối khan. Biết trong X chứa 10m/67 gam oxi. Tính khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp X.

Câu 6:1. Cho A, B, D, F, G, H, I là các chất hữu cơ thoả mãn các sơ đồ phản ứng sau:

(1). A      B   +   C (2). B   +   C     D (3). D   +   E    F (4). F  +  O2    G  +  E

(5). F  +   G   H  +  E (6). H  +  NaOH   I  +  F (7). I  +  NaOH   A  + K (8). G  +  L   I  +  C

Xác định A, B, C, D, E, F, G, H, I, K, L. Viết các phương trình hoá học biểu diễn sơ đồ phản ứng trên.

          2. Hỗn hợp E gồm tetrapeptit U và pentapeptit V (đều mạch hở và đều tạo bởi Gly và Ala). Đun nóng m gam hỗn hợp E với dung dịch NaOH vừa đủ rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được (m + 7,9) gam muối khan. Đốt cháy hết hỗn hợp muối thu được Na₂CO₃ và hỗn hợp B gồm CO₂, H₂O, N₂. Cho hết lượng B hấp thụ vào bình đựng dung dịch Ba(OH)₂ dư thì khối lượng bình tăng 28,02 gam và có 2,464 lít (đktc) khí thoát ra. Tính phần trăm khối lượng mỗi peptit trong E.

Câu 7:  1. Cho 8,4 gam bột Mg tan hết trong dung dịch X chứa hỗn hợp gồm HCl, FeCl₃ và KNO₃ thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối (không có muối Fe³⁺) và hỗn hợp khí Z gồm 0,02 mol N₂ và 0,1 mol H₂. Nếu cho dung dịch Y tác dụng với AgNO₃ dư, thu được 152,865 gam kết tủa. Cô cạn cẩn thận dung dịch Y được m gam muối khan. Tính m.

2. Kết quả thí nghiệm của các dung dịch X, Y, Z, T với các thuốc thử được ghi ở bảng sau:

Mẫu thử	Thuốc thử	Hiện tượng
X	Dung dịch AgNO3 trong NH3,to	Kết tủa Ag
Y	Quỳ tím	Chuyển màu xanh
Z	Cu(OH)2, nhiệt độ thường	Màu xanh lam
T	Nước Brom	Kết tủa trắng

 Các dung dịch X, Y, Z, T lần lượt là chất nào?

Câu 8:   Hoà tan hoàn toàn 0,812 gam một mẫu quặng sắt gồm FeO, Fe₂O₃ và 35% tạp chất trơ trong dung dịch H₂SO₄ (dư), thu được dung dịch X. Sục khí SO₂ vào dung dịch X, thu được dung dịch Y. Dung dịch Y phản ứng vừa đủ với 22,21 ml dung dịch KMnO₄ 0,1M. Mặt khác, hoà tan hết 1,218 gam mẫu quặng trên trong dung dịch H₂SO₄ (dư) rồi thêm dung dịch KMnO₄ 0,1M vào dung dịch thu được cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thì hết 15,26 ml dung dịch KMnO₄ 0,1M.

a. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

b. Tính thể tích SO­₂ (đktc) đã dùng và thành phần phần trăm theo khối lượng của FeO, Fe₂O₃ có trong mẫu quặng.

Câu 9: Tiến hành các thí nghiệm sau:

(1) Cho nước vào ống nghiệm chứa benzen sau đó lắc đều.

(2) Cho 1 ml C₂H₅OH, 1 ml CH₃COOH và vài giọt dung dịch H₂SO₄ đặc vào ống nghiệm, lắc đều. Đun cách thủy 6 phút, làm lạnh và thêm vào 2 ml dung dịch NaCl bão hòa.

(3) Cho vào ống nghiệm 2 ml metyl axetat, sau đó thêm vào dung dịch NaOH dư, đun nóng.

(4) Cho NaOH dư vào ống nghiệm chứa dung dịch phenylamoni clorua, đun nóng.

(5) Cho dung dịch etyl amin vào ống nghiệm chứa dung dịch giấm ăn.

(6) Nhỏ 1 ml C₂H₅OH vào ống nghiệm chứa nước.

Có bao nhiêu thí nghiệm có hiện tượng chất lỏng phân lớp sau khi hoàn thành?

Câu 10: Tiến hành các thí nghiệm sau:

(a) Cho Na₂CO₃ vào dung dịch Ba(HCO₃)₂ (tỉ lệ mol 1 : 1).

(b) Sục khí Cl₂ dư vào dung dịch FeSO₄.

(c) Cho hỗn hợp NaHSO₄ và NaHCO₃ (tỉ lệ mol 1 : 1) vào nước.

(d) Cho hỗn hợp Cu và Fe₂O₃ (tỉ lệ mol 1 : 1) vào dung dịch HCl dư.

(e) Cho NaHS vào dung dịch KOH (tỉ lệ mol 1 : 1).

(g) Dung dịch AgNO₃ tác dụng với dung dịch FeCl₂ (tỉ lệ mol 3:1).

Sau khi các phản ứng kết thúc, có bao nhiêu thí nghiệm mà dung dịch thu được chứa hai muối?

Câu 11:1.Hỗn hợp A nặng 120 gam gồm Fe₂(SO₄)₃, FeSO₄, MgSO₄, CuSO₄ (trong đó FeSO₄ chiếm 26,6% về khối lượng; O chiếm 40% về khối lượng) được cho tác dụng hoàn toàn với dung dịch KOH vừa đủ. Lọc lấy kết tủa rồi nung nóng (không có không khí) thu được chất rắn X. Cho chất rắn X hòa tan hoàn toàn trong V ml dung dịch HNO₃ 2M (lấy dư 12% so với lượng phản ứng) thu được hỗn hợp hai khí NO và NO₂ có tỉ khối so với H₂ là 21 (không có sản phẩm khử khác của N⁺⁵). Tính giá trị của V?

2. Đun nóng m gam hỗn hợp X gồm các chất có cùng một loại nhóm chức với 600 ml dung dịch NaOH 1,15M, thu được dung dịch Y chứa muối của một axit cacboxylic đơn chức và 15,4 gam hơi Z gồm các ancol. Cho toàn bộ Z tác dụng với Na dư, thu được 5,04 lít khí H₂ (đktc). Cô cạn dung dịch Y, nung nóng chất rắn thu được với CaO cho đến khi phản ứng xảy hoàn toàn, thu được 7,2 gam một chất khí. Tính m.

Câu 12:            1. Đun nóng m gam hỗn hợp X gồm các chất có cùng một loại nhóm chức với 600 ml dung dịch NaOH 1,15M, thu được dung dịch Y chứa muối của một axit cacboxylic đơn chức và 15,4 gam hơi Z gồm các ancol. Cho toàn bộ Z tác dụng với Na dư, thu được 5,04 lít khí H₂ (đktc). Cô cạn dung dịch Y, nung nóng chất rắn thu được với CaO cho đến khi phản ứng xảy hoàn toàn, thu được 7,2 gam một chất khí. Tính m.

2. Hỗn hợp X gồm ba hidrocacbon mạch hở, có tỉ khối hơi so với H₂ là 21,2. Đốt cháy hoàn toàn 4,24 gam X, thu được 6,72 lít khí CO₂ (đktc). Khi cho 2,12 gam hơi X vào bình kín dung tích 500 ml (có xúc tác Ni với thể tích không đáng kể), áp suất bình là p, ở 0⁰C. Cho khí H­₂ vào bình, áp suất bình là 2p, ở 0⁰C. Nung nóng bình, áp suất giảm dần đến giá trị thấp nhất là p₁, 0⁰C. Lúc này trong bình chỉ chứa hai khí không làm mất màu dung dịch nước brom. Biết rằng trong X, hidrocacbon có phân tử khối nhỏ nhất chiếm 20% thể tích của hỗn hợp.

a. Xác định công thức phân tử và thành phần % thể tích các chất trong X.

b. Tính giá trị của p, p₁.

Câu 13:

Hợp chất A có công thức phân tử C₇H₆O₂, tan ít trong nước nhưng tan tốt trong dung dịch NaOH tạo thành muối B (công thức C₇H₅O₂Na). B tác dụng với nước brom tạo ra hợp chất D, trong phân tử D chứa 64% Br về khối lượng. Khử 6,1 gam hợp chất A bằng hidro (xúc tác Pt) ở 20⁰C thu được 5,4 gam hợp chất thơm G.

a. Tính hiệu suất của phản ứng tạo ra G.

b. Xác định công thức cấu tạo của các hợp chất A, B, D, G.

Câu 14:            1. Hợp chất A có công thức phân tử C₇H₆O₂, tan ít trong nước nhưng tan tốt trong dung dịch NaOH tạo thành muối B (công thức C₇H₅O₂Na). B tác dụng với nước brom tạo ra hợp chất D, trong phân tử D chứa 64% Br về khối lượng. Khử 6,1 gam hợp chất A bằng hidro (xúc tác Pt) ở 20⁰C thu được 5,4 gam hợp chất thơm G.

a. Tính hiệu suất của phản ứng tạo ra G.

b. Xác định công thức cấu tạo của các hợp chất A, B, D, G.

2. Để có isoamylaxetat dùng làm dầu chuối, người ta tiến hành  ba bước thí nghiệm như sau:

- Cho 60 ml axit axetic băng (axit 100%, d = 1,05 g/ml) cùng 108,6 ml 3-metylbut-1-ol (ancol isoamylic, d = 0,81g/ml) và 1 ml H₂SO₄ vào bình cầu có lắp máy khuấy, ống sinh hàn rồi đun sôi trong vòng 8 giờ.

- Sau khi để nguội, lắc hỗn hợp thu được với nước, chiết bỏ lớp nước, rồi lắc với dung dịch Na₂CO₃, chiết bỏ lớp dung dịch nước, lại lắc hỗn hợp thu được với nước, chiết bỏ lớp nước.

- Chưng cất lấy sản phẩm ở 142-143 ^oC thu được 60 ml isoamylaxetat (là chất lỏng có mùi thơm như mùi chuối chín, sôi ở 142,5 ^oC và có d = 0,87 g/ml).

a. Hãy giải thích các bước làm thí nghiệm ở trên và viết phương trình hóa học các phản ứng xảy ra.

b. Tính hiệu suất phản ứng este hóa.

Câu 15:1. Trộn 100 gam dung dịch chứa một muối sunfat của kim loại kiềm nồng độ 13,2% với 100 gam dung dịch NaHCO₃ 4,2%. Sau khi phản ứng xong thu được dung dịch A có khối lượng nhỏ thua 200 gam. Cho 100 gam dung dịch BaCl₂ 20,8% vào dung dịch A, khi phản ứng xong thấy dung dịch còn dư muối sunfat. Nếu thêm tiếp vào đó 20 gam dung dịch BaCl₂ 20,8% nữa thì dung dịch lại dư BaCl₂ và lúc này thu được dung dịch D.

a. Hãy xác định công thức của muối sunfat kim loại kiềm ban đầu.

b. Tính nồng độ % của các chất tan trong dung dịch A và dung dịch D.

2. Hòa tan hoàn toàn 18,5 gam hỗn hợp X gồm Cu, Fe, Zn (số mol mỗi kim loại bằng nhau) trong dung dịch HNO₃ dư thu được dung dịch Y và 1,4 lít (đo ở điều kiện tiêu chuẩn) hỗn hợp khí Z gồm NO, NO₂, N₂O, N₂ (trong đó NO₂, N₂ có số mol bằng nhau). Cô cạn cẩn thận dung dịch Y được 65,9 gam muối khan. Tính số mol HNO₃ đã tham gia phản ứng.

Câu 16:

1. Cho 0,4 mol Cu và 0,1 mol Fe₃O₄ phản ứng hoàn toàn với 400 ml dung dịch HCl 2M thu được dung dịch A và chất rắn B. Cho A tác dụng với dung dịch AgNO₃ dư thu được m gam kết tủa. Tính m.

2. Chất rắn A tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch HNO₃ 1M thu được một khí là NO có thể tích 0,448 lít (đo ở điều kiện tiêu chuẩn) và dung dịch B chỉ chứa một chất tan duy nhất là muối nitrat kim loại. Cô cạn cẩn thận dung dịch B thu được 14,52 gam muối khan. Xác định công thức hóa học của A.

Câu 17:

1. Hãy sắp xếp theo thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi các chất sau và giải thích nguyên nhân: cumen (isopropyl benzen), ancol benzylic, anisol (metylphenyl ete),  benzanđehit và axit benzoic.

2. Chất hữu cơ X có công thức phân tử C₃H₉O₂N. Cho X tác dụng với dung dịch NaOH  thu được muối và khí Y làm đổi màu quỳ ẩm. Viết công thức cấu tạo của X, tên gọi của Y và các phương trình hóa học xảy ra.

3. A là hợp chất hữu cơ mạch hở, không phân nhánh, phân tử chỉ có 2 loại nhóm chức, khi tác dụng với nước brom tạo ra axit monocacboxylic tương ứng. Cho một lượng A tác dụng với lượng dư anhiđrit axetic trong điều kiện thích hợp, phản ứng xong thu được 11,7 gam este và 9 gam CH₃COOH. Cũng với lượng A như trên đem phản ứng với dung dịch AgNO₃ trong NH₃ dư thu được 6,48 gam Ag kết tủa. Tìm công thức cấu tạo dạng mạch hở của A.

Câu 18:

1. Khi đồng trùng hợp buta-1,3-đien và stiren, cứ n mắt xích butađien kết hợp với m mắt xích stiren tạo ra cao su buna-S. Cho cao su buna-S tác dụng với brom (tan trong dung môi CCl₄), người ta nhận thấy cứ 1,05 gam cao su đó tác dụng hết với 0,8 gam brom. Tính tỉ lệ n : m và viết công thức cấu tạo cao su buna-S nói trên (có cấu tạo không nhánh và điều hòa).

2. Thủy phân hoàn toàn 1mol hợp chất hữu cơ X trong trong dung dịch HCl thu được 1 mol ancol no Y và a mol axit hữu cơ đơn chức Z. Để trung hòa 0,3 gam Z cần 10 ml dung dịch KOH 0,5M. Đốt cháy 1 mol Y cần a mol O₂; đốt cháy 0,5 mol hiđrocacbon có công thức phân tử như gốc hiđrocacbon của Y cần 3,75 mol O₂.

a. Xác định công thức cấu tạo X, Y, Z, biết Y có mạch cacbon không phân nhánh.

b. Y₁ và Y₂ là hai đồng phân quen thuộc có trong tự nhiên của Y; Y₁ có thể tham gia phản ứng tráng bạc. Viết các công thức cấu tạo của Y₁, Y₂ ở dạng mạch hở và mạch vòng.

Câu 19:  Một carboxylic acid A có công thức nguyên là C5H802. Hợp chất này tồn tại ở 2 dạng đồng phân lập thể là Ai và A2. Để giải thích cấu trúc của hai đồng phân trên, người ta xử lí A với ozone. Sau phản ứng thu được acetaldehyde và

2-oxopropanoic acid. Khi hydrogen hóa A1 và A2 bằng hydrogen (trên thanh tiếp xúc platinum) sẽ sinh ra hỗn hợp racemic của carboxylic acid B.

1. Viết công thức cấu tạo các đồng phân hình học của A1 và A2, gọi tên.
2. Viết công thức chiếu Fisher các đồng phân của B và gọi tên
3. Viết phương trình phản ứng của A1 và A2 với bromine. Mô tả cơ chế của phản ứng và cho biết trong các sản phẩm đó.

Câu 20: Hỗn hợp X gồm hai alcohol Xi, X2 (đều có cùng số nguyên tử carbon, Mx, < Mx,). Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol X thu được 6,72 lít CO2 (đktc).

1. Tìm công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của X, và X2.
2. Trình bày thí nghiệm phát hiện sự có mặt của X2 trong X. Các dụng cụ, hóa chất coi như có đủ.
3. Đề xuất 4 sơ đồ tổng hợp X2 từ X1:

 Câu 21:Từ một loại tinh dầu, người ta tách được chất A chứa 76,92% C; 12,82% H và 10,26% O về khối lượng và Ma = 156 g/mol. Biết A được điều chế bằng cách hydrogen hóa xúc tác chất B là 2-isopropyl-5-methylphenol.

1. Xác định công thức cấu tạo của A.
2. Viết công thức các đồng phân cis-trans của A.
3. Đun nóng A với H2S04 đặc thu được 2 chất có cùng công thức phân tử là C10H18. Viết công thức cấu tạo của 2 chất đó và viết cơ chế phản ứng.
4. So sánh tính acid của A và B.