Bài I (4,0 điểm)
1. Có 4 ống nghiệm, mỗi ống đựng đầy một chất khí khác nhau trong các khí: HCl, NH3, SO2, N2. Các ống nghiệm được úp ngược trên các chậu nước cất, sau một thời gian thu được kết quả như hình vẽ.
a. Xác định mỗi khí trong từng ống nghiệm. Giải thích.
b. Giải thích sự thay đổi mực nước trong ống nghiệm ở chậu B trong các trường hợp sau:
Thêm vài giọt dung dịch H2SO4 loãng vào chậu B.
Làm lại thí nghiệm ở chậu B nhưng nước cất thay bằng nước brom.
2. Cho cân bằng : 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g).
Khi tăng nhiệt độ thì tỉ khối của hỗn hợp khí tại thời điểm cân bằng so với H2 giảm đi.
a. Phản ứng trên có giá trị enthalpy như thế nào so với 0?
b. Hiệu suất phản ứng tăng hay giảm khi thực hiện ở áp suất cao hơn.
3. Chuẩn độ 100 mL dung dịch CH3COOH cần 100 mL dung dịch NaOH 0,1M.
a. Tính pH của dung dịch tại điểm tương đương.
b. Tính pH của dung dịch khi cho 80 mL dung dịch NaOH 0,1M.
Biết pKa (CH3COOH) = 4,75. Giả thiết thể tích dung dịch thu được bằng tổng thể tích các dung dịch sau khi dừng chuẩn độ.
Bài II (4,0 điểm)
1. Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học xảy ra (nếu có) khi:
a. Cho dung dịch Fe(NO3)2 vào dung dịch HCl 1M và đun nóng nhẹ.
b. Cho dung dịch KHS vào dung dịch CuCl2.
c. Cho dung dịch KHSO4 đến dư vào dung dịch Ba(HCO3)2.
d. Sục khí NH3 từ từ đến dư vào dung dịch AlCl3.
e. Khi đun nóng hỗn hợp gồm xylene với dung dịch KMnO4.
2. Cho hóa chất và dụng cụ: phân bón ammonium nitrate dạng rắn, dung dịch NaOH 20%, giấy pH, bình xịt tia nước cất, ống nghiệm, kẹp gỗ, đèn cồn.
a. Nêu chi tiết cách tiến hành thí nghiệm và hiện tượng để nhận biết ion ammonium trong phân đạm.
b. Kho chứa ammonium nitrate ở Beirut đã xảy ra một vụ nổ lớn năm 2020. Em hãy giải thích tại sao ammonium nitrate có nguy cơ cháy nổ cao trong quá trình lưu trữ và nêu biện pháp phòng tránh.
3. Trong công nghiệp, nitric acid được điều chế theo sơ đồ sau:
$$\mathrm{NH}3\xrightarrow{+\mathrm
O2}\mathrm{NO}\xrightarrow{+\mathrm O2}\mathrm{NO}2\xrightarrow{+\mathrm
H2\mathrm O}\mathrm{HNO}3$$Từ 1 tấn ammonia điều chế được V m3 dung dịch HNO3 60% (D = 1,6 g/cm3). Biết hiệu suất của cả quá trình trên là 86%. Viết các phương trình hóa học và tìm giá trị của V.
Bài III (4,0 điểm)
1. Curcumin là một chất có trong củ nghệ, có tác dụng chống viêm và chống oxy hóa, giúp giảm thiểu các tình trạng viêm nhiễm trong cơ thể. Quy trình chiết xuất Curcumin bằng phương pháp Soxhlet như sau:
Củ nghệ được xử lí ban đầu, sấy khô thành bột mịn.
Cho bột nghệ và dung môi ethanol 95⁰ vào bình cầu đun hoàn lưu 48 giờ sẽ cho dung dịch màu nâu đỏ. Sau khi cô quay để loại bỏ dung môi ta sẽ thu được cao curcuminoid.
Hòa tan hoàn toàn cao curcuminoid bằng CH2Cl2 rồi cho qua cột hấp phụ, sau đó đuổi dung môi thu được curcumin.
a. Cho biết công thức phân tử và các loại nhóm chức trong curcumin.
b. Phương pháp Soxhlet đã sử phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ nào.
2. Hợp chất hữu cơ X (chứa C, H, O) được sử dụng rộng rãi trong chăn nuôi gia súc, gia cầm và là một phụ gia mới trong thức ăn thủy sản; có công dụng tối đa sự phát triển của tế bào ruột enterocyte giúp cải thiện khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng. Đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam X, hỗn hợp sản hấp thụ hết vào bình đựng 200 mL dung dịch Ca(OH)2 0,4M thấy khối lượng dung dịch tăng 3,44 gam. Lọc kết tủa, đun dung dịch nước lọc thu được 4 gam kết tủa. Bằng phương pháp phổ khối lượng xác định được phân tử khối của X là 88.
a. Xác định công thức phân tử của X.
b. Xác định công thức cấu tạo của X, biết X có mạch không phân nhánh và phổ hồng ngoại của X như sau:
3. Hỗn hợp khí X gồm CH4, C2H2, C2H4, C3H6. Đun nóng 12,8 gam X với 0,3 mol H2 xúc tác bột Ni một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He bằng 5. Đốt cháy hoàn toàn Y thu được tỉ lệ khối lượng CO2 và H2O là 22/13. Nếu cho hỗn hợp Y vào dung dịch AgNO3 trong NH3 dư thì thu được m gam kết tủa và hỗn hợp khí Z. Khí Z phản ứng vừa đủ với 300 mL dung dịch Br2 0,5 M. Tính m?
Câu IV (4,0 điểm)
1. Cho sơ đồ chuyển hóa sau đây:
Các chất A, A1, A2, A3, A4, A5 là các hydrocarbon khác nhau. Xác định các chất trong sơ đồ và hoàn thành các phương trình hóa học, ghi rõ điều kiện (nếu có).
2. Em hãy giải thích và viết phương trình hóa học minh họa cho các nội dung sau:
a. Etylene dễ tham gia phản ứng cộng, benzene khó tham gia phản ứng cộng.
b. Propyne có chứa nguyên tử H linh động.
3. Xăng sinh học (Biogasonline) là hỗn hợp của xăng truyền thống và cồn sinh học C2H5OH được sử dụng cho các động cơ đốt trong như ô tô, xe máy. Một loại xăng sinh học có thành phần số mol: 35% C7H16, 40% C8H18, 15% C10H22, 10% C2H5OH và khối lượng riêng các chất tương ứng lần lượt là 0,68g/cm3; 0,7g/cm3; 0,73g/cm3; 0,8g/cm3.
Cho các phương trình nhiệt hóa sau:
(1) C7H16 (l) +11O2 (g) ⟶ 7CO2 (g) + 8H2O (l) = -3394 kJ
(2) C8H18 (l) + 12,5O2 (g) ⟶ 8CO2 (g) + 9H2O (l) = -3853 kJ
(3) C10H22 (l) + 15,5O2 (g) ⟶ 10CO2 (g) + 11H2O (l) = – 4771 kJ
(4) C2H5OH (l) + 3,5O2 (g) ⟶ 2CO2 (g) + 3H2O (l) = -1365 kJ
a. Cho biết ý nghĩa của việc sử dụng xăng sinh học.
b. Trung bình, một chiếc xe máy tay ga di chuyển được 1 km thì cần một nhiệt lượng chuyển thành công cơ học có độ lớn là 210 kJ. Nếu dùng xăng sinh học trên làm nhiên liệu, hãy tính quãng đường xe đi được với 1 lít xăng, biết hiệu suất sử dụng nhiệt của xe là 60%.
Bài V (4,0 điểm)
1. Muối A là hợp chất ion, có màu trắng, khoáng vật của A trong tự nhiên được gọi là “Diêm tiêu Chile”. Nhiệt phân muối A trong không khí thu được chất rắn A1 và khí không màu B có khả năng làm bùng cháy que tàn đóm đỏ. Khi cho A1 phản ứng với dung dịch chứa hỗn hợp HI và H2SO4, thu được sản phẩm bao gồm iodine, nước, muối D và khí không màu A2. A2 nhanh chóng bị hóa nâu trong không khí tạo thành khí A3 có màu nâu đỏ. Khi cho A3 tác dụng với dung dịch KOH thu được hỗn hợp 2 muối A4 và A5.
a. Xác định công thức hóa học của các chất A, A1, A2, A3, A4, A5, B, D. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.
b. Thành phần của thuốc súng đen có thể rất khác nhau nhưng luôn chứa những thành phần cơ bản là A; sulfur và than (carbon).
b1. Viết phương trình hóa học thể hiện sự cháy của thuốc súng đen với các thành phần: 75% A; 12% sulfur và 13% carbon (than) về khối lượng. Cho biết vai trò của từng loại nguyên liệu.
b2. Nếu như thành phần các nguyên liệu trong thuốc súng đen có thay đổi thì có thể thu được các loại sản phẩm cháy nào? Minh họa bằng 02 phương trình hóa học.
2. Thực hiện phản ứng chloro hóa isopentane thu đươc 4 sản phẩm mono D1, D2, D3, D4 với tỉ lệ phần trăm tương ứng là: 11,72%; 23,44%; 25,78%; 39,06%.
a. Biết bậc carbon càng cao thì tốc độ thế càng nhanh. Hãy xác định công thức cấu tạo và gọi tên D1, D2, D3, D4.
b. Tính tỉ lệ khả năng phản ứng thế của nguyên tử H liên kết với carbon bậc một, bậc hai và bậc ba trong phản ứng chloro hóa.
