Đề thi HSG Hóa 12 TPHCM 2023: đề luyện tập có lời giải

Trả lời nhanh

Đề chọn học sinh giỏi Hóa 12 cấp thành phố tại TP.HCM thường gồm khoảng 6–8 câu tự luận, làm trong 180 phút, trải từ cấu tạo nguyên tử, phản ứng oxi hóa – khử, cân bằng và pH đến kim loại, điện phân và hóa hữu cơ (este, carbohydrate, amine). Bài này không đăng lại đề chính thức năm 2023: đây là một đề luyện tập theo cấu trúc đó, gồm 8 câu do chúng tôi tự biên soạn, có lời giải đầy đủ và đã kiểm tra lại từng phép tính.

Cấu trúc đề thi HSG Hóa 12 cấp thành phố và cách dùng đề luyện tập

Các đề chọn học sinh giỏi lớp 12 cấp tỉnh, thành phố thường bám chương trình Hóa học 10–12 nhưng đòi hỏi sâu hơn bài kiểm tra trên lớp: em phải lập luận chặt, viết phương trình đầy đủ và trình bày tính toán có đơn vị. Đề luyện tập dưới đây phân bố kiến thức như sau:

Câu	Chủ đề	Kĩ năng chính	Điểm
1	Cấu tạo nguyên tử, cấu hình electron	Lập hệ theo số hạt, giải thích độ bền ion	2,0
2	Phản ứng oxi hóa – khử	Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron	2,5
3	Cân bằng hóa học, pH	Tính K_C, pH axit yếu, pH dung dịch trộn	3,0
4	Kim loại	Lập hệ khối lượng – bảo toàn electron	2,5
5	Điện phân	Định luật Faraday, thứ tự điện phân	2,5
6	Este	Đốt cháy, thủy phân, xác định công thức cấu tạo	3,0
7	Carbohydrate	Lên men glucose, hiệu suất	2,0
8	Amine, nhận biết	Xác định công thức, đồng phân, nhận biết chất	2,5

Tổng 20 điểm, thời gian gợi ý 180 phút. Thể tích khí đo ở điều kiện chuẩn (đkc: 25 °C, 1 bar), 1 mol khí chiếm 24,79 L. Cho: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; Al = 27; S = 32; Cl = 35,5; Ca = 40; Fe = 56; Cu = 64; F = 96500 C/mol.

Em nên bấm giờ, làm trọn đề trên giấy rồi mới xem lời giải. Câu nào sai, ghi lại lỗi vào một sổ riêng; trước kì thi, sổ lỗi đó có giá trị hơn mọi tài liệu khác.

Đề luyện tập theo cấu trúc đề HSG Hóa 12 TP.HCM

Câu 1 (2,0 điểm). Nguyên tử M có tổng số hạt proton, neutron, electron là 82, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22.

a) Xác định số hiệu nguyên tử, số khối và tên nguyên tố M.
b) Viết cấu hình electron của M, M²⁺, M³⁺. Giải thích vì sao ion M³⁺ bền hơn M²⁺.

Câu 2 (2,5 điểm). Cân bằng các phản ứng sau bằng phương pháp thăng bằng electron, chỉ rõ chất khử, chất oxi hóa:

a) FeS₂ + HNO₃ (đặc, nóng) → Fe(NO₃)₃ + H₂SO₄ + NO₂ + H₂O
b) KMnO₄ + HCl (đặc) → KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

Câu 3 (3,0 điểm).

a) Cho 0,1 mol N₂O₄ vào bình kín 1 L ở nhiệt độ T. Khi cân bằng N₂O₄ ⇌ 2NO₂ được thiết lập, có 20% N₂O₄ bị phân li. Tính hằng số cân bằng K_C.
b) Tính pH của dung dịch CH₃COOH 0,1 M, biết K_a = 1,8·10⁻⁵.
c) Trộn 100 mL dung dịch HCl 0,1 M với 100 mL dung dịch NaOH 0,12 M. Tính pH dung dịch thu được.

Câu 4 (2,5 điểm). Hòa tan hoàn toàn 11 gam hỗn hợp Al và Fe trong dung dịch HCl dư, thu được 9,916 L khí H₂ (đkc).

a) Tính khối lượng mỗi kim loại.
b) Nếu cho cùng lượng hỗn hợp trên tác dụng hết với dung dịch HNO₃ loãng dư, thu được khí NO là sản phẩm khử duy nhất. Tính thể tích NO (đkc).

Câu 5 (2,5 điểm). Điện phân 200 mL dung dịch CuSO₄ 0,5 M với điện cực trơ, cường độ dòng điện 5 A trong 3860 giây. Tính khối lượng kim loại thu được ở catot, thể tích khí ở anot (đkc), độ giảm khối lượng dung dịch và nồng độ H⁺ sau điện phân (coi thể tích dung dịch không đổi).

Câu 6 (3,0 điểm). Đốt cháy hoàn toàn 4,4 gam este no, đơn chức, mạch hở X thu được 8,8 gam CO₂ và 3,6 gam H₂O. Mặt khác, thủy phân 4,4 gam X bằng dung dịch NaOH vừa đủ thu được 4,1 gam muối. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo và gọi tên X.

Câu 7 (2,0 điểm). Lên men 360 gam glucose với hiệu suất 80%. Toàn bộ khí CO₂ sinh ra được hấp thụ vào dung dịch Ca(OH)₂ dư. Tính khối lượng ethanol thu được và khối lượng kết tủa.

Câu 8 (2,5 điểm).

a) Cho 5,9 gam amine đơn chức X tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl, thu được 9,55 gam muối. Tìm công thức phân tử X và viết các đồng phân cấu tạo.
b) Chỉ dùng Cu(OH)₂ (trong môi trường kiềm) và dung dịch AgNO₃/NH₃, nhận biết bốn dung dịch mất nhãn: glucose, saccharose, glycerol, ethanol.

Lời giải chi tiết đề luyện tập

Câu 1

a) Gọi số proton = số electron = Z, số neutron = N. Ta có 2Z + N = 82 và 2Z − N = 22. Cộng hai phương trình: 4Z = 104 ⇒ Z = 26, N = 30. Số khối A = 26 + 30 = 56. M là sắt (Fe).

b) Fe: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²; Fe²⁺: [Ar]3d⁶; Fe³⁺: [Ar]3d⁵. Nguyên tử mất electron ở lớp ngoài cùng (4s) trước. Fe³⁺ có phân lớp 3d bán bão hòa (5 electron độc thân), cấu hình đối xứng, năng lượng thấp nên bền hơn; vì vậy hợp chất Fe(II) dễ bị oxi hóa thành Fe(III) trong không khí.

Câu 2

a) Trong FeS₂, Fe có số oxi hóa +2, S có số oxi hóa −1. Quá trình oxi hóa: FeS₂ → Fe⁺³ + 2S⁺⁶ + 15e (Fe nhường 1e, mỗi S nhường 7e). Quá trình khử: N⁺⁵ + 1e → N⁺⁴. Nhân 1 với quá trình oxi hóa, 15 với quá trình khử:

FeS₂ + 18HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 2H₂SO₄ + 15NO₂ + 7H₂O

Kiểm tra: N: 18 = 3 + 15; H: 18 = 4 + 14; O: 54 = 9 + 8 + 30 + 7. Chất khử: FeS₂; chất oxi hóa: HNO₃.

b) Mn⁺⁷ + 5e → Mn⁺² (nhân 2); 2Cl⁻¹ → Cl₂ + 2e (nhân 5):

2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O

Kiểm tra: Cl: 16 = 2 + 4 + 10; O: 8 = 8. Chất khử: HCl (chỉ 10 trong 16 phân tử đóng vai trò khử, 6 phân tử còn lại tạo muối); chất oxi hóa: KMnO₄.

Câu 3

a) N₂O₄ phân li 0,1 × 20% = 0,02 mol, tạo 0,04 mol NO₂. Ở cân bằng: [N₂O₄] = 0,08 M; [NO₂] = 0,04 M. K_C = 0,04² / 0,08 = 0,02.

b) CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺. Gọi x là nồng độ H⁺: x²/(0,1 − x) = 1,8·10⁻⁵. Giải phương trình bậc hai: x ≈ 1,333·10⁻³ M ⇒ pH = −lg x ≈ 2,88. (Nếu dùng gần đúng x ≈ √(K_a·C) = 1,342·10⁻³ thì pH ≈ 2,87; sai lệch rất nhỏ vì độ điện li chỉ khoảng 1,3%.)

c) n(H⁺) = 0,01 mol; n(OH⁻) = 0,012 mol. Sau trung hòa còn dư 0,002 mol OH⁻ trong 0,2 L ⇒ [OH⁻] = 0,01 M ⇒ pOH = 2 ⇒ pH = 12.

Câu 4

a) n(H₂) = 9,916 / 24,79 = 0,4 mol. Gọi x, y là số mol Al, Fe: 27x + 56y = 11 và 1,5x + y = 0,4 (2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂; Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂). Giải hệ: x = 0,2; y = 0,1. m(Al) = 5,4 g; m(Fe) = 5,6 g.

b) Với HNO₃ dư, cả Al và Fe đều lên số oxi hóa +3. Tổng electron nhường: 3(0,2 + 0,1) = 0,9 mol. N⁺⁵ + 3e → N⁺² ⇒ n(NO) = 0,3 mol ⇒ V = 0,3 × 24,79 ≈ 7,437 L. Chú ý: với HCl, Fe chỉ lên +2; với HNO₃ dư, Fe lên +3. Đây là chỗ nhiều bạn mất điểm.

Câu 5

n(e) = It/F = 5 × 3860 / 96500 = 0,2 mol; n(Cu²⁺) = 0,2 × 0,5 = 0,1 mol, cần đúng 0,2 mol electron nên Cu²⁺ vừa bị điện phân hết.

Catot: Cu²⁺ + 2e → Cu ⇒ m(Cu) = 0,1 × 64 = 6,4 g.
Anot: 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e ⇒ n(O₂) = 0,05 mol ⇒ V = 0,05 × 24,79 ≈ 1,24 L.
Độ giảm khối lượng dung dịch = m(Cu) + m(O₂) = 6,4 + 1,6 = 8,0 g.
n(H⁺) tạo thành = 0,2 mol ⇒ [H⁺] = 0,2 / 0,2 = 1 M (pH = 0).

Câu 6

n(CO₂) = 0,2 mol; n(H₂O) = 0,2 mol, bằng nhau, phù hợp este no đơn chức C_nH_2nO₂. m(O trong X) = 4,4 − 0,2 × 12 − 0,2 × 2 = 1,6 g ⇒ n(O) = 0,1 mol ⇒ n(X) = 0,05 mol ⇒ M(X) = 88 ⇒ 14n + 32 = 88 ⇒ n = 4: C₄H₈O₂.

Thủy phân: n(muối RCOONa) = n(X) = 0,05 mol ⇒ M(muối) = 4,1 / 0,05 = 82 ⇒ muối là CH₃COONa (15 + 44 + 23 = 82). Vậy X là CH₃COOC₂H₅ (ethyl acetate).

Câu 7

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂. n(glucose) = 2 mol; với H = 80%: n(C₂H₅OH) = n(CO₂) = 2 × 2 × 0,8 = 3,2 mol. m(ethanol) = 3,2 × 46 = 147,2 g. CO₂ + Ca(OH)₂ dư → CaCO₃: m(CaCO₃) = 3,2 × 100 = 320 g.

Câu 8

a) Bảo toàn khối lượng: m(HCl) = 9,55 − 5,9 = 3,65 g ⇒ n = 0,1 mol = n(amine) ⇒ M = 59 ⇒ C₃H₉N. Có 4 đồng phân: CH₃CH₂CH₂NH₂ (propylamine), (CH₃)₂CHNH₂ (isopropylamine), CH₃CH₂NHCH₃ (ethylmethylamine), (CH₃)₃N (trimethylamine).

b) Nhỏ Cu(OH)₂ vào từng mẫu ở nhiệt độ thường: ethanol không hòa tan Cu(OH)₂; glucose, saccharose, glycerol tạo dung dịch xanh lam. Lấy ba mẫu còn lại cho tác dụng AgNO₃/NH₃, đun nhẹ: glucose tạo kết tủa bạc. Hai mẫu còn lại (saccharose, glycerol) đun nóng với dung dịch H₂SO₄ loãng rồi trung hòa, sau đó thử lại bằng AgNO₃/NH₃: saccharose bị thủy phân thành glucose và fructose nên tạo bạc, glycerol thì không.

Kinh nghiệm ôn thi học sinh giỏi Hóa 12

Nắm chắc ba định luật bảo toàn (khối lượng, nguyên tố, electron). Phần lớn bài vô cơ trong đề HSG giải nhanh nhờ bảo toàn electron như Câu 4b.
Luôn kiểm tra cân bằng nguyên tử sau khi cân bằng electron; giám khảo trừ điểm cả khi chỉ sai hệ số của nước.
Ghi rõ điều kiện đo khí. Chương trình hiện hành dùng đkc (24,79 L/mol). Nếu đề cho đktc thì dùng 22,4 L/mol.
Với điện phân, so sánh số mol electron với lượng ion để biết ion nào còn dư; đừng mặc định chất tan bị điện phân hết.
Phần hữu cơ, học thuộc phân tử khối các gốc và muối hay gặp (HCOONa 68, CH₃COONa 82, C₂H₅COONa 96) để nhận ra công thức nhanh.
Trình bày theo từng ý nhỏ có phương trình, lập luận, đáp số và đơn vị. Đề HSG chấm theo ý, viết đủ bước sẽ giữ được điểm thành phần ngay cả khi đáp số cuối sai.

Sau khi làm xong đề này, em nên tìm thêm đề của nhiều năm và nhiều tỉnh, thành khác để quen với cách hỏi. Những đề không có đáp án, em hãy tự giải rồi nhờ thầy cô kiểm tra lại.

Câu hỏi thường gặp

Đề thi HSG Hóa 12 TP.HCM năm 2023 gồm bao nhiêu câu?

Đề cấp thành phố thường có khoảng 6–8 câu tự luận, làm trong 180 phút. Em nên đối chiếu với đề gốc do Sở GD&ĐT công bố để biết chính xác số câu của từng năm.

Đề luyện tập trong bài có phải đề chính thức của Sở GD&ĐT TP.HCM không?

Không. Đây là đề luyện tập do chúng tôi tự biên soạn theo cấu trúc và mức độ thường gặp của đề HSG Hóa 12, có lời giải chi tiết để em tự ôn.

Thi học sinh giỏi Hóa 12 cần ôn những chuyên đề nào?

Cấu tạo nguyên tử, phản ứng oxi hóa – khử, cân bằng và pH, kim loại, điện phân, este – lipid, carbohydrate, amine – amino acid – peptide, polymer và nhận biết, tách chất.

Khi nào dùng 24,79 L/mol, khi nào dùng 22,4 L/mol?

Dùng 24,79 L/mol khi đề ghi đkc (25 °C, 1 bar) theo chương trình hiện hành; dùng 22,4 L/mol khi đề ghi đktc (0 °C, 1 atm).

Vì sao Fe tác dụng với HCl tạo FeCl2 mà với HNO3 dư lại tạo Fe(NO3)3?

H+ trong HCl chỉ là chất oxi hóa yếu nên chỉ đưa Fe lên +2; HNO3 có N+5 oxi hóa mạnh nên đưa Fe lên +3 khi axit dư.