Đề thi học sinh giỏi lớp 11 năm học 2013 – 2014 môn thi: Hóa học dành cho học sinh THPT chuyên43711

Sở GD&ĐT Vĩnh Phúc ĐỀ ĐỀ XUẤT ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 11 NĂM HỌC 2013 – 2014 MÔN THI: HÓA HỌC Dành cho học sinh THPT Chuyên Thời gian làm 180 phút không kể thời gian giao đề Câu 1: Cho cân phân li đồng (II) bromua theo phương trình: 2CuBr2(r) 2CuBr(r) + Br2(k) Ở T1 = 450K, Pcb(Br2) = 6,71.102 Pa Ở T2 = 550K, Pcb(Br2) = 6,71.104 Pa a Xác định biến thiên entanpy chuẩn entropy chuẩn phản ứng này, giả sử chúng không đổi khoảng 450 đến 550K b Ở 100oC áp suất khí brom lúc cân bao nhiêu? Trong bình ban đầu chân khơng, tích 10,0 lít trì 550K, ta cho vào 0,50 mol CuBr2 a Xác định thành phần hệ cân b Phải cho bình thể tích tối thiểu tất CuBr2 phân li hoàn toàn? Cho biết điều kiện chuẩn Po = 1,000 bar = 1,000.105 Pa atm = 1,01325.105 Pa Câu 2: Cặp dicromat /crom(III) ( ECr0 O / Cr  1,380V ) thường sử dụng hóa phân tích 2 3 (a) Hãy viết bán phản ứng oxi hóa - khử cặp cho biết dung dịch crom(III)/ dicromat (c(Cr3+)=c(Cr2O72-)= mol/L) có oxi hóa iođua thành iot từ dung dịch trung hịa có E(I2/I–) = E°( I2/I–) = +0,54 V không Mầu vàng đậm ion cromat mầu da cam đậm ion dicromat thường sử dụng để phát crom Ví dụ crom(III) oxit đun nóng chảy với kali nitrat natri cacbonat, dung dịch Cr(III) phản ứng với hydro peoxit, natri peoxo đisunphat, brom thí nghiệm dùng để phát Cr(III) (b) Hãy viết phương trình bốn phản ứng Hãy cho biết vai trò natri nitrat natri cacbonat phản ứng Căn vào khử chuẩn cặp brom/ bromua (E° (Br2/Br–) = +1,065 V) thấy phản ứng Cr3+ với brom không xảy điều kiện chuẩn (c) Hãy tính giá trị pH tối thiểu cần thiết lập để phản ứng xảy Biết nồng độ cấu tử khác M Một số cấu tử có mặt dung dịch gây cản trở đến phép phân tích định tính Cr(III) Ví dụ sử dụng hidro peoxit ion bromua iođua gây cản trở, cịn sử dụng brom Mn2+ gây cản trở (d) Hãy giải thích cấu tử lại gây cản trở đến phép phân tích Một phản ứng khác để phát crom phản ứng dicromat với hidro peoxit Sản phẩm tạo thành có mầu xanh thẫm: Cr2O72– + H2O2 + H+  CrO5 + H2O (e) Hãy cho biết chất oxi hóa chất khử phản ứng Câu 3: (2,0 điểm) 1) Viết tác nhân phản ứng điều kiện phản ứng (nếu có) thay cho dấu chấm hỏi (?) để hoàn thành sơ đồ tổng hợp Jasmon (một chất thơm có tinh dầu hoa nhài) sau đây: ? CH2CH2CHO ? ? ? ? O CH2CH=CHCH2CH3 Br CH=CHCH2CH3 CH2C CH2CH2CH CHCH2CH3 O O O ? CH2CH=CHCH2CH3 O O OH OH ? CH2CH=CHCH2CH3 O Phản ứng clo hóa hiđrocacbon A cho hai monoclorua B C chứa 29,5% clo ThuVienDeThi.com a Xác định công thức cấu tạo A, B C b.Tính tỉ lệ sản phẩm B C, cho tốc độ tương đối nguyên tử cacbon bậc 1, bậc bậc tương ứng 1: 4: c Đề nghị cách ngắn để điều chế A từ etanol hố chất vơ cần thiết (ghi rõ điều kiện phản ứng: xúc tác, dung môi, nhiệt độ phản ứng) Câu (2,0 điểm) 1) Một hợp chất hữu X, công thức phân tử C5H4O2, phản ứng với phenylhidrazin Cấu tạo X xác định thông qua dãy phản ứng sau: X KMnO4 A T0 -CO2 B H2/Pd C 2HCl D KCN E H3O+ F (C6H10O4) 2) Thủy phân chất béo X thu monoaxit A B có mạch khơng phân nhánh a) A có số axit 219 (tức số mg KOH cần để trung hòa 1g chất béo) B có số iot 100 (là số g Iot phản ứng với 100 g chất béo) Để trung hòa 1g B cần dùng 7,45 ml dung dịch KOH 0,53 mol/l Oxi hóa B KMnO4 axit thu hxn hợp sản phẩm, có axit heptanoic Xác định cấu tạo A B b) X triglyxerit quang hoạt có số iot 31,7 Khi thủy phân X thu A, B glyxerol Xác định công thức lập thể X biết có cấu hình R Phản ứng Cannizaro tiến hành với có mặt dung dịch kiềm đặc Viết công thức (các) sản phẩm từ phản ứng sau a) (CH3)3C- CHO NaOH b) CH3-(CH2)3-CHO NaOH c) d) OHC-CHO CH3-CHO + CH2O NaOH NaOH Câu (2,0 điểm) Đun hỗn hợp SiO2 Mg nhiệt độ cao, khơng có khơng khí, thu hỗn hợp rắn X X tác dụng với dung dịch HCl thu dung dịch muối, phần khơng tan B khí A (bốc cháy khơng khí) B tan dễ dàng dung dịch NaOH thu khí C cháy Xác định chất X, viết phương trình phản ứng (biết phản ứng xảy hoàn toàn) Năng lượng hoạt động hóa phản ứng: 2N2O  2N2 + O2 58 KCal.mol-1 Nếu phản ứng thực bề mặt Au lượng hoạt động hóa 29 KCal.mol-1 Tiến hành phản ứng 927oC tốc độ phản ứng có xúc tác khơng có xúc tác lần Ghi chú: Thí sinh sử dụng bảng tuần hồn …… ……….Hết……… Họ tên thí sinh……………………………………SBD…… ThuVienDeThi.com Sở GD&ĐT Vĩnh Phúc Câu Câu (2,0) HƯỚNG DẪN CHẤM 2013 – 2014 MƠN THI: HĨA HỌC 11 Dành cho học sinh THPT Chuyên Thời gian làm 180 phút không kể thời gian giao đề Nội dung 1.a) Cân bằng: 2CuBr2(r) ฀ 2CuBr(r) + Br2(k) Điểm Kcb = P(Br2) Ở T1 = 450K, Pcb(Br2) = 6,71.10-3 bar  Kcb(T1) = 6,71.10-3 Ở T2 = 550K, Pcb(Br2) = 6,71.10-1 bar  Kcb(T2) = 6,71.10-1 Mà G o (T )   RT ln K (T ) nên: 0,5 G o (T1 )  8,314.450 ln 6,71.10 3  18722,05 J / mol G o (T2 )  8,314.550 ln 6,71.10 1  1824,44 J / mol Vì bỏ qua phụ thuộc vào nhiệt độ H o S o nên ta có hệ phương trình: H o  450S o  18722,05  H o  550S o  1824,44 H o  94761,30 J / mol S o  168,98 J / mol.K Giải ta được:  0,5 b) Ở 100oC, tức 373K thì: G o (373K )  H o  373S o  31731,76 J / mol , mà G o (T )   RT ln K (T ) nên K (373K )  e  G o ( 373) RT  3,60.10 5 Vậy Pcb ( Br2 )  3,60.10 5 bar a) Ở 550K, cân P(Br2) = 6,71.10-1 bar = là: n(Br2) = 6,71.10 1 atm  0,662 atm nên số mol khí Br2 lúc cân 1,01325 0,5 0,662.10  0,147 mol Vậy: 0,082.550 2CuBr2(r) 2CuBr(r) + Br2(k) Ban đầu (mol): 0,50 0 Cân bằng: 0,206 0,294 0,147 b Để CuBr2 phân li hoàn toàn, nghĩa lúc cân số mol Br2 phải 0,5 0,50/2 = 0,25 mol Khi để áp suất bình 0,662 atm bình phải tích là: V  0,25.0,082.550  17,0 lít 0,662 ThuVienDeThi.com Câu (2,0) Cr2O72- + 14 H+ + e  Cr3+ + H2O a Có:  ECr O 2 / Cr 3  ECr O 2 / Cr 3 7 0,0592 0,0592 [Cr2O72  ][ H  ]14  1,38  lg(10 )14  0,41V lg 3 [Cr ] ECr O 2 / Cr 3  EI => /I 0,5 , tức phản ứng oxi hóa iođua khơng xảy b Cr2O3 + KNO3 + Na2CO3  Na2CrO4 + KNO2 + CO2 KNO3: chất oxi hóa Na2CO3: làm giảm nhiệt độ nóng chảy hỗn hợp Cr(OH)3 + H2O2 + OH-  CrO42- + H2O Hoặc: Cr3+ + H2O2 + H2O  Cr2O72- + H+ 0,5 Cr3+ + S2O82- + H2O  Cr2O72- + SO42- + 14 H+ Hoặc: Cr(OH)3 + S2O82- + 10 OH-  CrO42- + SO42- + H2O Cr(OH)3 + Br2 + 10 OH-  CrO42- + Br- + H2O Hoặc: Cr3+ + Br2 + H2O  Cr2O72- + Br- + 14 H+ c Để phản ứng xảy ECr O / Cr  EBr / Br ECr O 2 / Cr 3  1,38  => 2 3  0,5 0,0592 lg[ H  ]14  1,065V => [H+] < 5,24 10-3 (pH > 2,28) Vậy pH > 2,28 Br2 oxi hóa Cr3+ 0,25 d H2O2 + Br-  Br2 + OHH2O2 + I-  I2 + OHBr2 I2 sinh có mầu làm cản trở quan sát mầu cromat Br2 + Mn(OH)2 + 12 OH-  MnO4- + 10 Br- + H2O Mầu tím pemanganat làm cản trở quan sát mầu cromat e Khơng có chất oxi hóa khơng có chất khử khơng có ngun tố thay 0,25 đổi số oxi hóa -1 -1 O O +6 Cr O Câu (2,0) O O NaNH2 C2H5MgBr + CH2CH2CHO H3O CH2=CHCHO O O O CHCH2CH3 CH2CH2CH H2SO4, to Br2/P CH2C CH=CHCH2CH3 O O CH2CH=CHCH2CH3 O 1,0 OH CH2CH=CHCH2CH3 Br dd NaOH H2SO4 , to OH CH2CH=CHCH2CH3 O ThuVienDeThi.com a Công thức phân tử B C: CxHyCl; Phân tử khối chúng: 35,5 / 0,295 = 120,3, tức x = y =13 → C6H13Cl Vậy công thức phân tử A là: C6H14, B C: C6H13Cl Trong số đồng phân hexan có điisopropyl (2,3-đimetylbutan) 0,5 đáp ứng b (12 nguyên tử H x 1) : (2 nguyên tử x 5) = 6:5 0,25 c Hai cách điều chế: K2CrO7 C2H5OH H2SO4 CH3COOH H2, Ni CH3COCH3 OH CH3COCH3 PBr3 Br Na 0,25 Mg, Hg OH HO Câu (2,0) ThO2, to Al2O3, to X CHO COOH O O B A Cl Cl O O C D COOH COOH F A: MA= 256 g/mol, C15H31COOH, CH3-(CH2)14-COOH 0,5 B: MB= 254 g/mol, C15H29COOH, có C9=C10; CH3-(CH2)5-C9H=C10H-(CH2)7COOH X: B-OCH2-CH*(O-A)-CH2O-A a) (CH3)3C-COONa + (CH3)3C-CH2OH b) 0,5 CHO CHO E Z c) HOCH2-COONa d) C(CH2OH)4 Đầu tiên ngưng tụ phân tử CH2O, sau sản phẩm bị khử CH2O o Câu (2 đ) t Mg + SiO2   MgO + Si Khí A bốc cháy khơng khí SiH4, X có Mg2Si B tan dễ dàng dung dịch NaOH, tạo khí cháy được, X có Si X gồm: Si, Mg2Si, MgO  Mg2Si 2Mg + Si  MgO + 2HCl   MgCl2 + H2O Mg2Si + 4HCl   2MgCl2 + SiH4 t  SiO2 + 2H2O SiH4 + 2O2  Si + 2NaOH + 2H2O   Na2SiO3 + 2H2 So sánh tốc độ phản ứng có xúc tác khơng có xúc tác Gọi vxt, v tương ứng tốc độ phản ứng có xúc tác khơng có xúc tác o ThuVienDeThi.com 1,0 đ Ext, E tương ứng lượng hoạt hóa phản ứng có xúc tác khơng có xc tác Ta có: k xt  k e  E / R.T ( k0 số) xt k  k e  E / R.T E  E xt v k v E  E xt 58000  29000  xt = xt = e R.T  lg xt = = = 5,28 v k v 2,303.R.T 2,303.1,987.1200 v  xt = 105,28 = 1,905.105 v Vậy tốc độ phản ứng có xúc tác gấp 1,905.105 lần tốc độ khơng có xúc tác Ghi chú: Thí sinh làm cách khác cho điểm tối đa ThuVienDeThi.com 1,0 ... Thí sinh sử dụng bảng tuần hồn …… ……….Hết……… Họ tên thí sinh? ??…………………………………SBD…… ThuVienDeThi.com Sở GD&ĐT Vĩnh Phúc Câu Câu (2,0) HƯỚNG DẪN CHẤM 2013 – 2014 MƠN THI: HĨA HỌC 11 Dành cho học sinh. .. dịch kiềm đặc Viết công thức (các) sản phẩm từ phản ứng sau a) (CH3)3C- CHO NaOH b) CH3-(CH2)3 -CHO NaOH c) d) OHC -CHO CH3 -CHO + CH2O NaOH NaOH Câu (2,0 điểm) Đun hỗn hợp SiO2 Mg nhiệt độ cao, khơng... mầu cromat e Khơng có chất oxi hóa khơng có chất khử khơng có ngun tố thay 0,25 đổi số oxi hóa -1 -1 O O +6 Cr O Câu (2,0) O O NaNH2 C2H5MgBr + CH2CH 2CHO H3O CH2=CHCHO O O O CHCH2CH3 CH2CH2CH H2SO4,