60. Chuyên Sở Hà Nội - ( 2025 - 2026 )

Cho các phát biểu:

(a) Trong các kim loại, kim loại mercury có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất.

(b) Quá trình hòa tan muối ăn vào nước thu được dung dịch nước muối không xảy ra sự biến đổi hóa học.

(c) Sữa chua tốt cho hệ tiêu hóa, thường được lên men từ sữa bột, sữa bò, sữa dê... Vị chua trong sữa chua chủ yếu là do acetic acid gây nên.

(d) Tro thực vật chứa muối potassium carbonate được sử dụng như một loại phân bón cung cấp nguyên tố potassium cho cây trồng. Phần trăm khối lượng potassium có trong potassium carbonate là 56,52%.

(e) Ấm đun nước lâu ngày thường có một lớp cặn bám vào đáy ấm, lớp cặn này có thành phần chủ yếu là hỗn hợp MgCO₃ và CaCO₃. Để làm sạch lớp cặn đó có thể dùng dung dịch giấm ăn pha loãng.

Các phát biểu đúng là

Cho các phát biểu:

(a) Phân NPK là loại phân bón hỗn hợp, chứa ba thành phần dinh dưỡng: đạm, lân và kali.

(b) Trước khi sử dụng thiết bị trong phòng thí nghiệm chúng ta cần quan sát kĩ các kí hiệu và nhãn thông số trên thiết bị để sử dụng đúng chức năng, đúng yêu cầu kĩ thuật.

(c) Trong quá trình thực hành, nếu bị acid H₂SO₄ dây vào tay thì ta cần rửa ngay bằng nước sạch nhiều lần kết hợp với dùng dung dịch NaHCO₃ loãng hoặc nước vôi pha loãng.

(d) Để diệt chuột trong một nhà kho người ta dùng cách đốt sulfur, chuột hít phải khói sẽ bị sưng yết hầu, co giật, tê liệt và chết. Khí H₂S là nguyên nhân chính gây ra các hiện tượng trên.

(e) Việc lựa chọn phân bón cần dựa vào nhu cầu dinh dưỡng của mỗi loại cây trồng ở các giai đoạn sinh trưởng và đặc điểm của mỗi loại đất.

Các phát biểu đúng là

Tiến hành các thí nghiệm sau:

(a) Cho Fe₃O₄ vào dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng.

(b) Cho dung dịch AlCl₃ vào dung dịch NaOH.

(c) Cho dung dịch HCl vào dung dịch NaHSO₃, đun nóng.

(d) Cho kim loại Cu vào dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng.

(e) Cho dung dịch NH₄H₂PO4 vào dung dịch NaOH dư, đun nóng.

Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, số thí nghiệm sinh ra sản phẩm có chất khí là

Kim loại X được sử dụng nhiều trong đời sống, hợp chất tạo bởi X và iodine được sử dụng nhằm trị mây tạo mưa nhân tạo. Tổng số hạt proton, neutron, electron trong một nguyên tử X là 155. Trong hạt nhân của nguyên tử X, số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện là 14.

Cho các phát biểu sau:

(a) Kim loại X hoạt động hóa học yếu.

(b) Muối iodide của X tan tốt trong nước.

(c) Nguyên tử của nguyên tố X có 61 hạt neutron.

(d) Lớp vỏ nguyên tử của nguyên tố X có 33 electron.

Số phát biểu đúng là

Vôi sống được sử dụng trong xử lý nước và nước thải với vai trò là chất làm giảm độ chua hoặc giúp loại bỏ các tạp chất như phosphate cùng các tạp chất khác... Vôi sống được sản xuất bằng cách nung nóng đá vôi ở nhiệt độ cao dựa trên phản ứng hóa học:

CaCO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$CaO + CO₂.

Tại một cơ sở nung vôi công nghiệp, cứ sản xuất được 1 tấn vôi sống cần dùng m tấn than đá làm nhiên liệu cung cấp nhiệt. Biết: nhiệt tỏa ra khi đốt cháy 1 gam than đá là 23 kJ, hiệu suất hấp thụ nhiệt cho quá trình phân hủy CaCO₃ là 60%; để nhiệt phân hoàn toàn 100 gam CaCO₃ thành vôi sống cần cung cấp nhiệt lượng là 178,29 kJ. Tìm giá trị của m (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm).

Một trong các phương pháp dùng để loại bỏ sắt trong nguồn nước nhiễm sắt là sử dụng lượng vôi tôi vừa đủ để tăng pH của nước làm kết tủa ion sắt khi có mặt oxygen, theo sơ đồ phản ứng:

(1) Fe³⁺ + OH^- $\to$Fe(OH)₃

(2) Fe²⁺ + OH^- + O₂ + H₂O $\to$Fe(OH)₃

Một mẫu nước có hàm lượng ion sắt cao gấp 13 lần so với ngưỡng cho phép (theo quy chuẩn Việt Nam tại thời điểm nghiên cứu hàm lượng ion sắt trong nguồn nước cho phép là 0,30 mg/lít). Giả thiết trong mẫu nước yến sắt chỉ tồn tại ở hai dạng là Fe³⁺ và Fe²⁺ với tỉ lệ mol tương ứng là 1: 4. Để kết tủa hoàn toàn lượng ion sắt có trong 2,8 m³ mẫu nước nói trên cần tối thiểu m gam Ca(OH)₂. Tìm giá trị của m (kết quả làm tròn đến hàng phần mười).

Khi cháy, sulfur cũng như hợp chất của sulfur tạo khí SO₂. Khí SO₂ làm mất màu dung dịch thuốc tím theo sơ đồ phản ứng:

SO₂ + KMnO₄ + H₂O $\to$H₂SO₄ + MnSO₄ + K₂SO₄.

Một loại nhiên liệu có chứa x % sulfur về khối lượng. Để xác định giá trị của x, người ta đốt cháy hoàn toàn 10 gam nhiên liệu này thu được sản phẩm cháy chỉ gồm CO₂, SO₂ và H₂O. Toàn bộ lượng sản phẩm cháy này làm mất màu vừa đủ 35 mL dung dịch KMnO₄ 0,01 M. Tìm giá trị của x (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm).

Bi nghiền quặng được sản xuất từ gang trắng hoặc gang đúc hợp kim với manganese, chromium và nickel. Dùng m kg quặng manhetit (chứa 80% Fe₃O₄ về khối lượng, còn lại là tạp chất không chứa sắt) để sản xuất gang, sau đó dùng toàn bộ lượng gang trên để sản xuất bi nghiền quặng thì được 1568 viên. Biết mỗi viên bi nghiền quặng là một khối cầu có đường kính 50 mm, khối lượng riêng 7,63 g/cm³, chứa 90% Fe về khối lượng; quá trình sản xuất bị hao hụt 5%. Lấy $\pi$ = 3,14. Tìm giá trị của m (kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).

B. PHẦN TỰ LUẬN (7,0 điểm)

Câu I (1,5 điểm)

1. Muối ăn đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng nước trong và ngoài tế bào, trong lòng mạch máu, có chức năng duy trì áp lực thẩm thấu, duy trì điện thế tế bào và dẫn truyền xung động thần kinh... Muối ăn có thành phần chủ yếu là sodium chloride.

a) Cho biết vị trí của các nguyên tố sodium và chlorine trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

b) Cho biết liên kết trong phân tử muối ăn thuộc loại liên kết gì. Mô tả sự hình thành liên kết trong phân tử muối ăn.

c) Giải thích quá trình hòa tan muối ăn vào nước. Cho biết tại sao dung dịch muối ăn dẫn điện được.

2. Khí sulfur dioxide do các nhà máy thải ra là một trong các nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường.

a) Theo quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh (tại thời điểm nghiên cứu), nếu lượng sulfur dioxide vượt quá 350 $\mu g$/m3 không khí đo trong 1 giờ ở thành phố thì coi như không khí ở đó bị ô nhiễm. Người ta lấy 50 lít không khí đo trong 1 giờ ở một thành phố và phân tích thấy có 0,018 mg sulfur dioxide. Thông qua tính toán, em hãy cho biết không khí ở đó có bị ô nhiễm không. Biết: 1 g = 10⁶ $\mu g$

b) Sự gia tăng hàm lượng sulfur dioxide trong không khí là một trong các nguyên nhân gây ra mưa acid. Mưa acid ăn mòn các công trình xây dựng, kiến trúc bằng đá và kim loại. Bằng kiến thức hóa học, em hãy giải thích các vấn đề trên.

c) Một phương pháp được đề xuất để chuyển hóa hydrogen sulfide trong khí thiên nhiên thành sulfur là tận dụng sulfur dioxide có trong khí thải của các nhà máy. Nếu tận dụng toàn bộ lượng sulfur dioxide sinh ra khi đốt cháy 2 tấn than đá (chứa 3,2% sulfur theo khối lượng) thì có thể chuyển hóa được tối đa V lít (ở 25^oC và 1 bar) hydrogen sulfide theo phương pháp trên. Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tìm giá trị của V.

3. Polymer A trong suốt, được dùng làm hộp đựng thực phẩm, đồ chơi trẻ em, vỏ đĩa CD, DVD... Trong công nghiệp sản xuất chất dẻo, polymer A được điều chế từ benzene (C6H6) theo sơ đồ sau:

Từ 100 kg benzene và 32 m3 ethylene (ở 25^oC và 1 bar), với hiệu suất của mỗi quá trình (1), (2), (3) lần lượt là 60%, 55% và 60%. Tính khối lượng polymer A thu được.

Câu II (1,5 điểm)

1. Giấm ăn có thể làm giảm lượng đường trong máu và insuline, đồng thời cũng có thể làm kéo dài cảm giác no dẫn đến giảm nhu cầu về lượng calo tiêu thụ giúp giảm cân... Hiện nay, công nghệ sản xuất giấm ăn bằng phương pháp lên men từ các loại ngũ cốc đang được sử dụng rộng rãi theo sơ đồ sau:

Tinh bột $\stackrel{(1)}{\to }$Glucose $\stackrel{(2)}{\to }$Ethanol $\stackrel{(3)}{\to }$Acetic acid (thành phần chính của giấm)

a) Viết phương trình hóa học thực hiện sơ đồ chuyển hóa trên (ghi rõ điều kiện nếu có).

b) Giải thích tại sao khi lên men rượu cần ủ kín, còn khi lên men giấm cần để thoáng.

c) Biết hiệu suất của mỗi quá trình (1), (2), (3) đều đạt 90%. Tính thể tích dung dịch acetic acid 4% (khối lượng riêng d = 1 g/mL) thu được từ 1 tấn gạo có chứa 80% tinh bột.

2. Xăng E5 là một loại xăng sinh học được tạo thành bằng cách phối trộn 5 thể tích C₂H₅OH (khối lượng riêng d = 0,8 g/mL) với 95 thể tích xăng truyền thống (khối lượng riêng d = 0,7 g/mL). Giả sử xăng truyền thống chỉ chứa hai alkane là C₈H₁₈ và C₉H₂₀ (tỉ lệ mol tương ứng là 3: 4). Biết nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 mol mỗi chất trong xăng E5 như sau:

Trung bình, một chiếc xe máy di chuyển được 1 km cần 211,8 kJ nhiệt để chuyển thành công cơ học. Nếu chiếc xe máy di chuyển được 200 km thì tiêu thụ hết x lít xăng E5. Biết hiệu suất sử dụng nhiên liệu của động cơ xe máy là 25%. Tìm giá trị của x.

Câu III (1,0 điểm)

1. Có 4 ống nghiệm, mỗi ống nghiệm chứa một trong các dung dịch hoặc chất lỏng sau: ethyl acetate; glucose; ethanol; acetic acid được ký hiệu là X1, X2, X3, X4 (không theo trình tự trên). Kết quả thí nghiệm với các chất trên được ghi trong bảng sau:

Ghi chú: Dấu "-": Không có hiện tượng; dấu "x": Không thực hiện thí nghiệm.

Xác định các chất X1, X2, X3, X4 và viết phương trình hóa học xảy ra trong các thí nghiệm trên.

2. Viết phương trình hóa học hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau (ghi rõ điều kiện nếu có):

Câu IV (1,0 điểm)

1. Chất hữu cơ X có trong thành phần của quả xanh như: táo, nho, an đào... Chất X được dùng trong sản phẩm chăm sóc da, tẩy tế bào chết, làm sáng da và làm mờ các vết thâm... Trong công nghiệp thực phẩm, X được sử dụng làm chất phụ gia để tạo hương vị và bảo quản thực phẩm.

Bằng phương pháp phổ khối lượng (MS), người ta xác định được phân tử khối của X là 134 amu. Bằng các phương pháp hiện đại khác như phổ hồng ngoại (IR) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)... người ta xác định được phân tử của X có mạch carbon không phân nhánh, chứa hai nhóm carboxyl (-COOH) và một nhóm hydroxy (-OH), ngoài ra không còn nhóm chức nào khác.

a) Xác định công thức cấu tạo của X và viết phương trình hóa học xảy ra khi cho X lần lượt tác dụng với lượng dư các chất: KOH; Na₂CO₃.

b) Đun nóng hỗn hợp gồm X và methanol (CH₃OH) có mặt sulfuric acid đặc thu được các sản phẩm hữu cơ X1, X2 và X3. Biết: X1, X2 đều có công thức phân tử là C₆H₁₀O₅; nếu cho 1 mol mỗi chất X1, X2 lần lượt tác dụng hết với NaHCO₃ dư thì đều thu được 1 mol khí CO₂; khi cho X3 vào dung dịch NaHCO₃ thì không có khí thoát ra. Xác định công thức cấu tạo của X1, X2, X3.

2. Khi đọc tài liệu, một học sinh ghi nhận được thông tin: Propyl chloride (CH₃CH₂CH₂Cl) bị thủy phân trong dung dịch NaOH, đun nóng theo phương trình hóa học:

CH₃CH₂CH₂Cl + NaOH $\stackrel{t^o}{\to }$CH₃CH₂CH₂OH + NaCl

Để kiểm chứng xem propyl chloride có phản ứng với NaOH, đun nóng không học sinh đó đã thực hiện thí nghiệm như sau:

Bước 1: Lấy khoảng 4 mL propyl chloride (thường có lẫn ion Cl^-) cho vào ống nghiệm.

Bước 2: Thêm khoảng 4 mL nước cất và lắc mạnh, sau đó để ổn định rồi tách lớp chất lỏng phần trên (gồm nước và ion Cl^-) kiểm tra bằng dung dịch AgNO₃ thấy có vết vẩn đục. Lặp lại vài lần cho đến khi không còn vết vẩn đục. Phần chất lỏng còn lại (phần dưới) chia đều vào hai ống nghiệm.

Bước 3: Acid hóa dung dịch trong ống nghiệm thứ nhất bằng HNO₃ loãng, kiểm tra bằng giấy quỳ tím. Sau đó nhỏ vài giọt dung dịch AgNO₃ vào ống nghiệm thì không thấy xuất hiện kết tủa.

Bước 4: Thêm khoảng 1 mL dung dịch NaOH vào ống nghiệm thứ hai, đun nóng nhẹ và lắc đều ống nghiệm trong khoảng 2 phút. Để nguội hỗn hợp, acid hóa bằng HNO₃ loãng, kiểm tra bằng giấy quỳ tím. Sau đó nhỏ vài giọt dung dịch AgNO₃ vào ống nghiệm thấy xuất hiện kết tủa trắng.

C. a, b, d, e.

A. a, b, c, e.

C. 4.

A. 2.

II. TRẮC NGHIỆM ĐÚNG SAI (1,0 ĐIỂM) Trong mỗi ý a), b), c), d) thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Bài toán nung đá vôi (nhiệt Hóa Học):

Xét phản ứng: CaCO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$CaO + CO₂.

100 56

$\leftarrow$10⁶

=> Khối lượng đá vôi (CaCO₃) cần dùng là: $m=\frac{100.10^6}{56}(gam)$

Để nhiệt phân hoàn toàn 100 gam CaCO₃ thành vôi sống cần cung cấp nhiệt lượng là 178,29 kJ nên nhiệt lượng đá vôi (CaCO₃) cần thu vào: $Q_{thu}=\frac{100.10^6}{56}.\frac{178,29}{100}=3183750(kJ)$.

Nhiệt tỏa ra khi đốt cháy 1 gam than đá là 23 kJ và hiệu suất hấp thụ nhiệt cho quá trình phân hủy CaCO₃ là 60%. Gọi m (gam) là khối lượng tham đá cần dùng, ta có:

=> 23.m.60% = 3183750 => m = 230706,5217 (gam) = 0,2307 (tấn) $\stackrel{\text{l}\text{µ}\text{m}\text{t}\text{r}\text{ß}\text{n}\text{®}\text{Õ}\text{n}\text{p}\text{h}\text{Ç}\text{n}\text{t}\text{r}\text{¨}\text{m}}{\to }$0,23 (tấn).

Bài toán thực tế (xử lý nước):

Một mẫu nước có hàm lượng ion sắt cao gấp 13 lần so với ngưỡng cho phép (theo quy chuẩn Việt Nam tại thời điểm nghiên cứu hàm lượng ion sắt trong nguồn nước cho phép là 0,30 mg/lít).

=> Khối lượng của Fe trong 1 lít mẫu nước: $m_{Fe}=0,3.13=3,9(mg/L)$

=> Trong 2,8 m³: m_{ionFe}=3,9.2800=10920(mg)=10,92(gam)=> $n_{ionFe}=10,92:56=0,195(mol)$

Gọi mol của $\text{F}\text{e}{}^{2+}$và $\text{F}\text{e}{}^{3+}$ lần lượt là 4a mol và a mol.

$\begin{array}{l}\text{4}\text{F}\text{e}{}^{2+}+8\text{O}{\text{H}}^{-}+\text{O}{}_2+2\text{H}{}_2\text{O}\to 4\text{F}\text{e}(\text{O}\text{H}){}_3\text{F}\text{e}{}^{3+}+3\text{O}{\text{H}}^{-}\to \text{F}\text{e}(\text{O}\text{H}){}_3\\ \text{4}\text{a}\to \text{8}\text{a}a\to \text{3}\text{a}\end{array}$

=> Bảo toàn mol nguyên tố Fe ta có: $a+4a=0,195\to a=0,039(mol)$

Theo phương trình hóa học: $n_{O{H}^{-}}=11\text{a}=0,429(mol)\to n_{Ca{(OH)}_2}=n_{O{H}^{-}}:2=0,2145(mol)$

Vậy cần tối thiểu khối lượng Ca(OH)₂để xử lý là 0,2145.74 = 15,873 (gam)

Bài toán phản ứng oxi hóa khử:

- Khi cháy, sulfur cũng như hợp chất của sulfur tạo khí SO₂. SO₂ làm mất màu dung dịch thuốc tím theo sơ đồ phản ứng: S + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$SO₂ (1) và 5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → 2H₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ (2)

- Toàn bộ lượng sản phẩm cháy này làm mất màu vừa đủ 35 mL dung dịch KMnO₄ 0,01 M.

$n_{KMn{O}_4}=35.10^{-3}\times 0,01=3,5.10^{-4}(mol).\text{T}\text{h}\text{e}\text{o}\text{p}\text{h}\text{¶}\text{n}\text{ø}\text{n}\text{g}(1);(2)=>n_{S{O}_2}=n_S=2,5n_{KMn{O}_4}=8,75.10^{-4}(mol)$

$=>m_S=32\times 8,75.10^{-4}=0,028\text{}(gam)$$=>\mathrm{\%}{m}_S=x=\frac{0,028}{10}\times 100\mathrm{\%}=0,28\mathrm{\%}$

Bài toán sản xuất quặng (Liên quan đến công thức toán học – Thể tích hình cầu)

+ Khối lượng Fe trong mỗi viên bi:

Vì mỗi viên bi là một khối cầu có đường kính (d) = 50 mm nên bán kính$(r)=d:2=25mm=2,5cm$

=> Thể tích của viên bi hình cầu: $V_{bi}=\frac{4}{3}.\pi .r^3=\frac{4}{3}.3,14.2,5^3\approx 65,417c{m}^3$

Vì khối lượng riêng 7,63 g/cm³ nên =>$m_{bi}=7,63.65,417=499,13(g)$

Vì mối viên bi chứa 90% Fe về khối lượng nên =>$m_{F\text{e}}=90\mathrm{\%}\times 499,13=449,22(g)$

+ Khối lượng quặng manhetit cần (chứa 80% Fe₃O₄ về khối lượng) để sản xuất 1568 viên bi:

Gọi m (gam) là không ượng quặng manhetit cần dùng để sản xuất 1568 viên bi. Vì manhetit chứa 80% Fe₃O₄ về khối lượng và quá trình sản xuất bị hao hụt 5% tứ hiệu suất đạt 95% nên:

=> Fe: $\frac{80\mathrm{\%}m}{232}.3.56.95\mathrm{\%}=449,22.1568=>m=1279882(gam)=1279,882\stackrel{\text{l}\text{µ}\text{m}\text{t}\text{r}\text{ß}\text{®}\text{Õ}\text{n}\text{h}\text{µ}\text{n}\text{g}\text{®}\text{¬}\text{n}\text{v}\text{Þ}}{\to }1280(kg)$

B. PHẦN TỰ LUẬN (7,0 điểm)

Câu I. Bảng tuần hoàn (vị trí) – Liên kết hóa học – Hóa Học với thực tiễn (ô nhiễm sulfur dioxide) – Bài toán điều chế Hữu Cơ:

1. Bảng tuần hoàn (vị trí) – Liên kết hóa học:

a) Vị trí của các nguyên tố sodium và chlorine trong bảng tuần hoàn các nguyên tô hóa học:

- Na: Na có 11 proron nên thuộc ô số 11; 11 electron được phân bố vào 3 lớp (2,8,1) nên thuộc chu kỳ 3; lớp ngoài cùng có 1 electron nên thuộc nhóm IA.

- Cl: Cl có 17 proron nên thuộc ô số 17; 17 electron được phân bố vào 3 lớp (2,8,7) nên thuộc chu kỳ 3; lớp ngoài cùng có 7 electron nên thuộc nhóm VIIA.

b) Liên kết trong tinh thể muối ăn là liên kết ion:

- Sự tạo thành liên kết: Khi hình thành phân tử NaCl,

+ Nguyên tử Na nhường một electron ở lớp ngoài cùng cho nguyên tử Cl để tạo thành ion dương Na⁺ có vỏ bền vững giống vỏ nguyên tử Ne.

+ Nguyên tử Cl nhận vào lớp electron ngoài cùng một electron của nguyên tử Na để tạo thành ion âm Cl^- có vỏ bền vững giống vỏ nguyên tử khí hiếm Ar.

→ Hai ion tạo thành mang điện tích ngược dấu hút nhau để hình thành liên kết ion trong phân tử muối ăn.

c) Giải thích quá trình hòa tan NaCl trong nước:

Quá trình hòa tan NaCl trong nước là hiện tượng các ion Na⁺ và Cl⁻ trong mạng tinh thể muối bị bao bọc bởi các phân tử nước phân cực, làm phá vỡ liên kết ion và tách chúng ra, tạo thành dung dịch điện li dẫn điện được. Phân tử nước có cực âm (O) sẽ hút Na⁺, cực dương (H) sẽ hút Cl⁻, và quá trình này gọi là sự hydrat hóa, khiến muối tan ra. 

Trong dung dịch muối ăn có các phần tử mang điện (ion Na⁺ và Cl^-) nên khi có tác dụng của lực điện trường các ion này sắp xếp lại và chuyển dời thành dòng có hướng. Vì vậy dung dịch muối ăn dẫn được điện.

2. Hóa Học với thực tiễn (ô nhiễm sulfur dioxide) – Phi Kim (liên quan đến sulfur):

a) Mức độ ô nhiễm sulfur dioxide của thành phố:

Vì 50 lít không khí có 0,018 mg sulfur dioxide nên trong 1 m³ tức 10³ lít không khí sẽ có:

=> m_{S{O}_2}=10^3.0,018:50=0,36(mg)= 0,36.10^-3 (gam).

Vì 1 g = 10⁶ $\mu g$ nên khối lượng SO₂ ($\mu g$) = 0,36.10^-3.10⁶ = 360 ($\mu g$) > 350 $\mu g$/m³

- Vì hàm lượng SO₂ vượt mức cho phép (360 µg>350 µg) nên không khí ở thành phố đó bị ô nhiễm

b) Giải thích tác hại của mưa acid đến công trình xây dựng:

Các giọt acid li ti tạo thành theo mưa rơi xuống bề mặt Trái Đất hòa tan đá vôi và các kim loại.

2SO₂ + O₂ + 2H₂O→ 2H₂SO₄;CaCO₃ + H₂SO₄ → CaSO₄ + CO₂ + H₂O; Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

c) Sản xuất S từ SO₂ và H₂S:

Lượng SO₂ sinh ra khi đốt cháy 2 tấn than đá (chứa 3,2% sulfur theo khối lượng):

=> n_{S{O}_2}=n_S\text{=}2.10^6.3,2\mathrm{\%}:32=2000mol

Ta có phản ứng: SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O

2000$\to$ 4000

- Thể tích khí H₂S chuyển hóa được: V=4000.24,79=99160\text{(}lít)

3. Bài toán điều chế Hữu Cơ:

Phản ứng: C₆H₆ + CH₂=CH₂ $\stackrel{}{\to }$ C₆H₅-CH₂-CH₃

C₆H₅-CH₂-CH₃ $\stackrel{xt}{\to }$ C₆H₅-CH=CH₂ + H₂

nC₆H₅-CH=CH₂ $\stackrel{xt,t^o,p}{\to }$ -[CH(C₆H₅)-CH₂]_n-

Ta so sanh: $n_{C_6{H}_6}=\frac{100.10^3}{78}1282,05(mol)<n_{C_2{H}_4}=\frac{32.10^3}{24,79}=1290,84(mol)$ => H tính theo C₆H₆.

Vì với hiệu suất của mỗi quá trình (1), (2), (3) lần lượt là 60%, 55% và 60% nên:

=> $m_{C_8{H}_8}=104.1282,05.60\mathrm{\%}.55\mathrm{\%}.60\mathrm{\%}=26399,9736(g)\approx 26,4(kg)$

Câu II. Phản ứng Hữu Cơ (Acetic acid) – Bài toán Xăng E5:

1. Phản ứng Hữu Cơ (Acetic acid):

a) Phương trình hóa học thực hiện sơ đồ chuyển hóa trên (ghi rõ điều kiện nếu có):

Tinh bột $\stackrel{(1)}{\to }$Glucose $\stackrel{(2)}{\to }$Ethanol $\stackrel{(3)}{\to }$Acetic acid (thành phần chính của giấm)

(1) (C₆H₁₀O₅)_n+ nH₂O \stackrel{t^0\text{,}\text{a}\text{x}it}{\to } nC₆H₁₂O₆

(2) C₆H₁₂O₆ $\stackrel{xt,t^0}{\to }$2C₂H₅OH + 2CO₂

(3) C₂H₅OH + O₂ $\stackrel{men\text{g}\text{i}\text{a}\text{á}\text{m}}{\to }$ CH₃COOH + H₂O

b) Giải thích tại sao khi lên men rượu cần ủ kín, còn khi lên men giấm cần để thoáng:

Khi lên men rượu cần ủ kín vì men rượu hoạt động không cần oxygen không khí (môi trường kị khí), vi sinh vật chuyển hoá đường thành rượu và khí carbonic theo phản ứng (2).

Khi lên men giấm thì cần oxygen để oxi hoá rượu thành giấm theo phản ứng (3).

c) Bài toán sản xuất dung dịch acetic acid:

H của cả quá trình: $H=90\mathrm{\%}.90\mathrm{\%}.90\mathrm{\%}=72,9\mathrm{\%}$.Ta có: (C₆H₁₀O₅)_{n$\underset{72,9\mathrm{\%}}{\to }$}2nCH₃COOH (1)

Từ 1 tấn gạo có chứa 80% tinh bột và sơ đồ (2) => m_{C{H}_{3}COOH}=\frac{10^3.80\mathrm{\%}}{162n}.2.60n.72,9\mathrm{\%}=432(kg)

Tính thể tích dung dịch acetic acid 4% (khối lượng riêng d = 1 g/mL) $V=\frac{432.100}{4.1}=10800$(lít).

2. Bài toán Xăng E5:

x lít xăng E5 \{\begin{array}{l}\stackrel{5\mathrm{\%}V}{\to }\underset{d=0,8(g/mL)}{\underbrace{C_2{H}_{5}OH}}\\ \stackrel{95\mathrm{\%}V}{\to }\underset{d=0,7(g/mL)}{\underbrace{\frac{n_{C_8{H}_{18}}}{n_{C_9{H}_{20}}}=\frac{3}{4}}}\end{array}(\begin{array}{l}1mo{l}_{C_2{H}_{5}OH}:1365kJ\\ 1mo{l}_{C_8{H}_{18}}:5928,7kJ\\ 1mo{l}_{C_9{H}_{20}}:6119,8kJ\end{array})\stackrel{+O_2}{\to }{Q}_{táa}\leftrightarrow Q_{thu}\underset{25\mathrm{\%}}{\leftarrow }\underset{1kmcÇn211,8kJ}{\underbrace{200km}}

Vì mỗi 1 km cần 211,8 kJ nhiệt, chiếu xe chạy 200 km và hiệu suất sử dụng nhiên liệu của động cơ xe máy là 25% nên tổng nhiệt cần cung cấp cho xe là: Q_{xemáy thu} = 211,8.200.100:25 = 169440 kJ.

Xăng E5 chứa 5 thể tích C₂H₅OH => $V_{C_2{H}_{5}OH}=x.5\mathrm{\%}=50x(mL)=>n_{C_2{H}_{5}OH}=\frac{50x.0,8}{46}=\frac{20x}{23}(mol)$

Xăng E5 chứa 95 thể tích xăng => $V_{x¨ng}=x.95\mathrm{\%}(lÝt)=950x(mL)=>m_{x¨ng}=950\text{x}\text{.}0,7=665\text{x}(gam)$

Gọi 3a và 4a lần lượt là mol của C₈H₁₈ và C₉H₂₀ ta có:

=> $114.3\text{a}+128.4\text{a}=665\text{x}\text{=}\text{>}\text{a}\text{=}\frac{95\text{x}}{122}(mol)=>\{\begin{array}{l}{n}_{C_8{H}_{18}}=3.\frac{95x}{122}(mol)\\ n_{C_9{H}_{20}}=4.\frac{95\text{x}}{122}(mol)\end{array}$

$Q_{\text{x}\text{¨}\text{n}\text{g}\text{c}\text{h}\text{¸}\text{y}\text{t}\text{á}\text{a}\text{n}\text{h}\text{i}\text{Ö}\text{t}}=Q_{\text{x}\text{e}\text{m}\text{¸}\text{y}\text{t}\text{h}\text{u}}\iff \frac{20x.1365}{23}+\frac{3.95x.5928,7}{122}+\frac{4.95x.6119,8}{122}=169440=>x=4,7952$(Lít)

Câu III. Nhân biết Hữu Cơ và Chuỗi phản ứng Vô Cơ:

1. Nhân biết Hữu Cơ:

Phương trình hóa học: C₆H₁₂O₆ + Ag₂O $\stackrel{N{H}_3}{\to }$ C₆H₁₂O₇ + 2Ag

2CH₃COOH + Cu(OH)₂ → (CH₃COO)₂Cu + 2H₂O

2. Chuỗi phản ứng Vô Cơ:

Câu IV: Bài toán xác định CTCT và tính chất acid Hữu Cơ – Phản ứng thế dẫn xất Halogen:

1. Bài toán xác định CTCT và tính chất acid Hữu Cơ:

a) Công thức cấu tạo của X và viết phương trình hóa học xảy ra khi cho X lần lượt tác dụng với lượng dư các chất: KOH; Na₂CO₃:

Vì X có mạch carbon không phân nhánh, chứa hai nhóm carboxyl (-COOH) và một nhóm hydroxy (-OH), ngoài ra không còn nhóm chức nào khác, phân tử khối của X là 134 amu.

Gọi công thức của X là HO−R−(COOH)₂ => M_X=R+90+17=134\to R=27 => R là C₂H₃

Vì X có mạch C không phân nhánh nên CTCT của X là: HOOC-CH₂-CH(OH)-COOH

Phương trình hóa học:

HOOC-CH₂-CH(OH)-COOH + 2KOH → KOOC-CH₂-CH(OH)-COOK + 2H₂O

HOOC-CH₂-CH(OH)-COOH + Na₂CO₃ → NaOOC-CH₂-CH(OH)-COONa + CO₂+ H₂O

b) Xác định công thức cấu tạo của X1, X2, X3 (phản ứng ether và ester hóa):

Vì X(C₄H₆O₅) + methanol (CH₃OH) $\to$ X1, X2 (C₆H₁₀O₅). Nếu cho 1 mol mỗi chất X1, X2 lần lượt tác dụng hết với NaHCO₃ dư thì đều thu được 1 mol khí CO₂ nên trong cấu tạo X1, X2 còn 1 nhóm -COOH.

Số C của X1, X2 so với X hơn kém 2 nguyên tử nên đã có 2 phân tử CH₃OH tham gia phản ứng.

Phương trình hóa học:

HOOC-CH₂-CH(OH)-COOH + 2CH₃OH $\stackrel{{\text{H}}_{\text{2}}\text{S}{\text{O}}_{\text{4}}\text{®}\text{Æ}\text{c}}{\to }$CH₃OOC-CH₂-CH(OCH₃)-COOH + 2H₂O

Hoặc: HOOC-CH₂-CH(OH)-COOH + 2CH₃OH $\stackrel{{\text{H}}_{\text{2}}\text{S}{\text{O}}_{\text{4}}\text{®}\text{Æ}\text{c}}{\to }$HOOC-CH₂-CH(OCH₃)-COOCH₃ + 2H₂O

Vì khi cho X₃ vào dung dịch NaHCO₃ không có khí thoát ra nên X₃ không còn nhóm (-COOH)

CTCT của X₃: CH₃OOC-CH₂-CH(OH)-COOCH₃ hoặc CH₃OOC-CH₂-CH(OCH₃)-COOCH₃

2. Phản ứng thế dẫn xất Halogen:

Phân tích cac bước:

Bước 1: Lấy khoảng 4 mL propyl chloride (thường có lẫn ion Cl^-) cho vào ống nghiệm.

Bước 2: Thêm khoảng 4 mL nước cất và lắc mạnh, sau đó để ổn định rồi tách lớp chất lỏng phần trên (gồm nước và ion Cl^-) kiểm tra bằng dung dịch AgNO₃ thấy có vết vẩn đục. Lặp lại vài lần cho đến khi không còn vết vẩn đục. Phần chất lỏng còn lại (phần dưới) chia đều vào hai ống nghiệm.

Bước 3: Acid hóa dung dịch trong ống nghiệm thứ nhất bằng HNO₃ loãng, kiểm tra bằng giấy quỳ tím. Sau đó nhỏ vài giọt dung dịch AgNO₃ vào ống nghiệm thì không thấy xuất hiện kết tủa.

Bước 4: Thêm khoảng 1 mL dung dịch NaOH vào ống nghiệm thứ hai, đun nóng nhẹ và lắc đều ống nghiệm trong khoảng 2 phút. Để nguội hỗn hợp, acid hóa bằng HNO₃ loãng, kiểm tra bằng giấy quỳ tím. Sau đó nhỏ vài giọt dung dịch AgNO₃ vào ống nghiệm thấy xuất hiện kết tủa trắng.