Đang tải... (xem toàn văn)
Trang 14 Họ và tên thí sinh Số báo danh Câu 1 (2,5 điểm) 1 a) Viết cấu hình electron của nguyên tử Mn (Z = 25) ở trạng thái cơ bản và cho biết vị trí của nó trong bảng hệ thống tuần hoàn b) Khi bị io.
TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XV – SƠN LA 2019 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MƠN: HĨA HỌC - KHỐI: 10 Ngày thi: 27 tháng năm 2019 Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Đề thi gồm có 04 trang ĐỀ CHÍNH THỨC Họ tên thí sinh:…………………………………… ……Số báo danh:…………… …………… Câu (2,5 điểm): a) Viết cấu hình electron nguyên tử Mn (Z = 25) trạng thái cho biết vị trí bảng hệ thống tuần hồn b) Khi bị ion hóa thành ion Mn2+, nguyên tử Mn nhường electron phân lớp 4s phân lớp 3d Sử dụng phương pháp gần Slater, tính tốn lập luận biết cấu hình electron ion Mn2+ trạng thái Sau chuỗi phân rã - nối tiếp, 226 88 Ra chuyển thành 206 82 Pb a) Tính số phân rã - trình b) Viết phương trình biểu diễn biến đổi hạt nhân theo chuỗi sau: 226 88 ? Ra ⎯⎯ →86 Rn ⎯⎯ → 218 − ? ? Po ⎯⎯ →82 Pb ⎯⎯ →83 Bi ⎯⎯ → 214 ? Po ⎯⎯ →82 Pb Câu (2,5 điểm): Trong môi trường kiềm, chất màu Malachite Green (kí hiệu MCl) phản ứng với OH- theo phương trình hóa học: MCl + OH- → MOH + Cl- (*) Động học phản ứng (*) nghiên cứu cách theo dõi độ hấp thụ quang (A) dung dịch theo thời gian Kết cho thấy 298 K, phản ứng có bậc động học Biết nồng độ MCl dung dịch tỉ lệ thuận với A Thí nghiệm 1: Trộn 20,0 mL dung dịch MCl 7,50.10-5 M với H2O 5,0 mL dung dịch NaOH 0,100 M thu 100 mL dung dịch X Kết theo dõi độ hấp thụ quang dung dịch X 298 K theo thời gian sau: t (phút) 12 16 20 A 0,8580 0,7491 0,6541 0,5710 0,4985 0,4354 a) Chứng minh điều kiện thí nghiệm, phản ứng tuân theo quy luật động học bậc b) Tính số tốc độ phản ứng thời gian bán phản ứng điều kiện thí nghiệm c) Tính độ hấp thụ quang dung dịch thời điểm t = 15 phút Thí nghiệm 2: Trộn 20,0 mL dung dịch MCl 7,50.10-5 M với H2O 10,0 mL dung dịch NaOH 0,100 M thu 100 mL dung dịch Y Kết nghiên cứu cho thấy 298 K, phản ứng có số tốc độ k 'hd = 6, 786.10−2 phút-1 Từ kết trên, cho biết chất phản ứng lấy theo hệ số tỉ lượng bậc phản ứng (*) bao nhiêu? Tính số tốc độ phản ứng 298K trường hợp Trang 1/4 Câu (2,5 điểm): Nhiệt phản ứng: C3H8(k) + 5O2(k) → 3CO2(k) + 4H2O(l) 298 K, atm – 2219 kJ.mol-1 a) Tính nhiệt hình thành C3H8(k) 298 K, atm b) Tính nhiệt đẳng tích phản ứng 298 K c) Tính nhiệt phản ứng 340 K, atm Cho biết: Nhiệt hình thành 298 K, atm: Nhiệt dung đẳng áp: Chất o CP (J.K-1.mol-1 ) f H298 (kJ.mol-1 ) C3H8(k) O2(k) CO2(k) H2O(l) − - 393,5 - 285,8 73,5 29,4 37,1 75,3 Cho m gam NaHCO3(r) vào bình tích khơng đổi 1,65 lít nâng nhiệt độ bình lên 400 K Khi xảy phản ứng: ⎯⎯ → Na2CO3(r) + CO2(k) + H2O(k) 2NaHCO3(r) ⎯ ⎯ Tại thời điểm cân bằng, khối lượng chất rắn giảm 1,5595 gam Biết chất khí coi khí lí tưởng thể tích chất rắn khơng đáng kể a) Tính số cân KP phản ứng 400 K b) Cho 8,4 gam NaHCO3(r) vào bình tích khơng đổi 5,00 lít nâng nhiệt độ bình lên 400 K Tính thành phần hệ (theo số mol) áp suất bình Câu (2,5 điểm): Biết liên kết S2 tương tự liên kết O2 a) Vẽ giản đồ lượng obitan phân tử (MO) cho phân tử S2 Cho biết trạng thái phân tử có tính thuận từ hay nghịch từ? b) Đối với phân tử S2 ion S+2 , S22+ ,S−2 , S22− người ta xác định giá trị độ dài liên kết S-S (tính Angstrom) sau: 1,72; 1,79; 1,88; 2,00 2,20 Hãy gán giá trị cho tiểu phân Giải thích ngắn gọn c) Sắp xếp lượng ion hóa tiểu phân S, S2, S−2 S+2 theo thứ tự từ thấp đến cao Giải thích Có nhận xét: “Ion–phân tử NH+4 hình thành theo chế cho–nhận cặp electron nguyên tử N NH3 H+ Từ suy khơng thể tồn ion–phân tử CH5+ ngun tử C CH4 khơng cặp electron tự do” Tuy nhiên, thực nghiệm có tồn ion CH5+ Trên sở kiến thức liên kết hóa học, mơ tả tạo thành liên kết hóa học so sánh độ dài liên kết ion–phân tử CH5+ Câu (2,5 điểm): Dung dịch A gồm (NH4)2CO3 0,080 M NH3 0,160 M Dung dịch B gồm Na2CO3 0,080 M NH3 0,160 M Dung dịch C gồm MgCl2 0,010 M CaCl2 0,010 M Trang 2/4 Tính pH dung dịch A dung dịch B Trộn 25 mL dung dịch A với 25 mL dung dịch C thu 50,00 mL dung dịch hỗn hợp D Hãy cho biết có kết tủa tách từ dung dịch hỗn hợp D hay khơng? Nếu có, cho biết thành phần kết tủa Cho biết: pKS(MgCO3) = 5,0; pKS(Mg(OH)2) = 11,00; pKS(CaCO3) = 8,35; pKS(Ca(OH)2) = 5,30; pKa1(H2CO3) = 6,35; pKa2(H2CO3) = 10,33; pKa ( NH+4 ) = 9,24 Bỏ qua trình tạo phức hidroxo cation Mg2+ Ca2+ Câu (2,5 điểm): Cho biết giản đồ Latimer iot mangan môi trường axit sau: +1,20V +1,70 V +1,14 V +1,45 V +0,54 V H4IO6− ⎯⎯⎯ → IO3− ⎯⎯⎯ → HIO ⎯⎯⎯ → I3− ⎯⎯⎯ → I− +1,51V +0,56 V +2,26 V +0,95 V +1,51 V −1,18 V MnO ⎯⎯⎯→ MnO ⎯⎯⎯→ MnO2 ⎯⎯⎯ → Mn 3+ ⎯⎯⎯ → Mn 2+ ⎯⎯⎯ → Mn − 2− +1,70 V +1,23 V Lập luận để viết phương trình hóa học (dạng ion thu gọn) phản ứng xảy cho dung dịch KI tác dụng với dung dịch KMnO4 (trong môi trường axit) trường hợp sau phản ứng dư ion I− Một pin điện hóa thành lập cách nhúng Pt vào dung dịch A chứa H+ 0,50 M; VO+2 0,15 M; VO + 0,01 M SO24− nhúng Zn vào dung dịch B chứa Zn2+ 0,10 M SO24− Nối hai dung dịch cầu muối a) Viết sơ đồ pin điện cho biết vai trò cầu muối b) Viết phương trình hóa học phản ứng tổng quát pin làm việc Tính sức điện động pin tính G, H S phản ứng tổng quát pin 25oC dE −4 Cho biết: EoVO+ /VO2+ = 1,001 V ; EoAg+ /Ag = −0,763 V ; = −8, 71.10 V / K dT P Câu (2,5 điểm): Người ta điều chế số hiđrohalogenua cách cho muối halogenua tác dụng với dung dịch axit sunfuric đặc (phương pháp sunfat) Hãy cho biết sử dụng phương pháp để điều chế hiđrohalogenua dãy HX (X F, Cl, Br, I)? Tại sao? Viết phương trình hóa học phản ứng để minh họa Khi cho axit X axit Y tác dụng với nước thu sản phẩm gồm H2SO4 H2O2 Biết phân tử X có chứa nguyên tử X nguyên tố oxi chiếm 70,18% khối lượng Một phân tử Y chứa nhiều phân tử X nguyên tử S ba nguyên tử O a) Xác định X, Y viết phương trình hóa học phản ứng b) Viết phương trình hóa học phản ứng xảy cho KI tác dụng với X với Y Trang 3/4 Câu (2,5 điểm): Hoà tan 1,67 gam hỗn hợp A gồm NaHSO3 Na2SO3 dung dịch H2SO4 dư, đun nóng thu khí X Hấp thụ hồn tồn nửa lượng khí X 500 mL dung dịch nước Br2 thu 500 mL dung dịch Y Thêm KI vào 50 mL dung dịch Y thu dung dịch Z Để phản ứng hết với lượng I3− Z cần vừa đủ 12,5 mL dung dịch Na2S2O3 0,01 M Mặt khác, để trung hòa 25 mL dung dịch Y cần 150 mL dung dịch NaOH 0,01M a) Viết phương trình hóa học phản ứng xảy b) Tính nồng độ mol dung dịch nước Br2 ban đầu c) Tính % khối lượng muối hỗn hợp A Cho m gam hỗn hợp B gồm NaBr NaI phản ứng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu hỗn hợp khí C Ở điều kiện thích hợp, khí C phản ứng vừa đủ với tạo thành chất rắn có màu vàng chất lỏng D khơng làm chuyển màu quỳ tím D tác dụng hồn tồn với Na tạo 1,68 lít khí E (ở đktc) a) Viết phương trình hóa học phản ứng xảy b) Tính % thể tích khí C tính m ……………HẾT…………… Ghi chú: - Thí sinh không sử dụng tài liệu - Cán coi thi khơng giải thích thêm Trang 4/4 TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XIV - SƠN LA 2019 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MƠN: HĨA HỌC - KHỐI: 10 Ngày thi: 27 tháng năm 2019 Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Hướng dẫn chấm gồm 14 trang HƯỚNG DẪN CHẤM Câu (2,5 điểm): a) Viết cấu hình electron nguyên tử Mn (Z = 25) trạng thái cho biết vị trí bảng hệ thống tuần hồn b) Khi bị ion hóa thành ion Mn2+, nguyên tử Mn nhường electron phân lớp 4s phân lớp 3d Sử dụng phương pháp gần Slater, tính tốn lập luận biết cấu hình electron ion Mn2+ trạng thái Sau chuỗi phân rã - nối tiếp, 226 88 Ra chuyển thành 206 82 Pb a) Tính số phân rã - trình b) Viết phương trình biểu diễn biến đổi hạt nhân theo chuỗi sau: 226 88 ? Ra ⎯⎯ →86 Rn ⎯⎯ → 218 − ? ? Po ⎯⎯ →82 Pb ⎯⎯ →83 Bi ⎯⎯ → 214 ? Po ⎯⎯ →82 Pb Hướng dẫn chấm Nội dung Cấu hình electron Mn trạng thái bản: 1.a) 1s22s2sp63s23p63d54s2 hay [Ar]3d54s2 Vị trí bảng HTTH: Ơ số 25, chu kì 4, nhóm VIIB 1.b) Khi bị ion hóa nguyên tử Mn nhường electron phân lớp 4s phân lớp 3d nhường electron phân lớp 4s electron phân lớp 3d để tạo thành ion Mn2+ với cấu hình electron: [Ar]3d5 (1); [Ar]3d34s2 (2) [Ar]3d44s1 (3) Do ba cấu hình khác cấu hình electron phân lớp 3d 4s nên cần tính tổng lượng electron phân lớp cấu hình Với cấu hình (1): Ý Điểm 0,25 0,25 3d = − 13,6 ( 25 –118 - 0,35 ) / 32 −47,388 eV 0,25 E(1) = 53d = -236,940 eV Với cấu hình (2): 3d = − 13,6 ( 25 –118 - 0,35 ) / 32 −59,976 eV 4s = − 13,6 ( 25 –110 – 0,85 11– 0,35 1) / 3,7 − 27,905 eV E(2) = 33d + 24s = -235,738 eV 0,25 Với cấu hình (3): 3d = − 13,6 ( 25 –118 - 0,35 3) / 32 −53, 497 eV 4s = − 13,6 ( 25 –110 – 0,85 12 ) / 3,72 −22,889 eV 0,25 1/14 E(3) = 43d + 14s = -236,877 eV E(1) < E(3) < E(2) nên cấu hình electron Mn2+ là: [Ar]3d5 (nhường electron từ phân lớp 4s) Ghi chú: Nếu thí sinh tính lượng cho ion Mn2+ứng với cầu hình mà cho điểm tối đa 2.a) 0,25 Gọi x số phân rã - , y số phân rã , ta có: 226 88 ? Ra ⎯⎯ → x.−01 e + y.42 He + 206 82 Pb 226 = x.0 + y.4 + 206 y = 88 = x.( − 1) + y.2 + 82 x = Vậy chuyển từ 226 88 0,25 206 Pb xảy phân rã - phân rã Ra đến 82 2.b) Các phản ứng nối tiếp nhau: 222 226 88 Ra ⎯⎯ → 86 Rn + 24 He 222 86 Rn ⎯⎯ → 218 84 218 84 Po ⎯⎯ → 82 Pb + 24 He 214 82 Pb ⎯⎯ → 83 Bi + −10 e 214 83 Bi ⎯⎯ → 84 Po + −10 e 214 84 Po ⎯⎯ → 82 Pb + 24 He 0,25 Po + He 214 0,25 214 214 0,25 210 Câu (2,5 điểm): Trong môi trường kiềm, chất màu Malachite Green (kí hiệu MCl) phản ứng với OH- theo phương trình hóa học: MCl + OH- → MOH + Cl- (*) Động học phản ứng (*) nghiên cứu cách theo dõi độ hấp thụ quang (A) dung dịch theo thời gian Kết cho thấy 298 K, phản ứng có bậc động học Biết nồng độ MCl dung dịch tỉ lệ thuận với A Thí nghiệm 1: Trộn 20,0 mL dung dịch MCl 7,50.10-5 M với H2O 5,0 mL dung dịch NaOH 0,100 M thu 100 mL dung dịch X Kết theo dõi độ hấp thụ quang dung dịch X 298 K theo thời gian sau: t (phút) 12 16 20 A 0,8580 0,7491 0,6541 0,5710 0,4985 0,4354 a) Chứng minh điều kiện thí nghiệm, phản ứng tuân theo quy luật động học bậc b) Tính số tốc độ phản ứng thời gian bán phản ứng điều kiện thí nghiệm c) Tính độ hấp thụ quang dung dịch thời điểm t = 15 phút Thí nghiệm 2: Trộn 20,0 mL dung dịch MCl 7,50.10-5 M với H2O 10,0 mL dung dịch NaOH 0,100 M thu 100 mL dung dịch Y Kết nghiên cứu cho thấy 298 K, phản ứng có số tốc độ k 'hd = 6, 786.10−2 phút-1 2/14 Từ kết trên, cho biết chất phản ứng lấy theo hệ số tỉ lượng bậc phản ứng (*) bao nhiêu? Tính số tốc độ phản ứng 298K trường hợp Hướng dẫn chấm Ý a) Nội dung Điểm − x Phản ứng có bậc động học nên tốc độ phản ứng có dạng: v = k[OH ] [MCl] y Thí nghiệm 1: 20 7,50.10−5 = 1,5.10−5 M 100 0,100 [OH − ]o = = 5, 0.10−3 M 100 [MCl]o = 0,25 [OH− ]o [MCl]o [OH− ] [OH− ]o v = k[OH− ]x [MCl]y k[OH− ]ox [MCl]y = k hd [MCl]y Với k hd = k[OH− ]ox Vì nồng độ MCl dung dịch tỉ lệ thuận với độ hấp thụ quang A dung dịch nên giả sử phản ứng có bậc (y = 1) ta có: [MCl]o Ao (1) k hd = ln = ln t [MCl]t t A t Với Ao At giá trị độ hấp thụ quang dung dịch t = t Thay giá trị Ao At vào (1) thu kết t (phút) 12 16 20 –1 khd(phút ) 3,393.10-2 3,392.10-2 3,393.10-2 3,394.10-2 3,392.10-2 b) c) Các giá trị khd xấp xỉ điều giả sử Vậy điều kiện thí nghiệm 1, phản ứng có bậc Hằng số tốc độ phản ứng: ( 3,393 + 3,392 + 3,393 + 3,394 + 3,392 ) 10−2 3,393.10−2 (phút–1) k hd = ln ln Thời gian bán phản ứng: t1/2 = = 20, 43 (phút) k hd 3,393.10−2 Ta có: A t = A o exp(−k hd t) t = 15 phút A = 0,8580.exp(−3,393.10−2.15) 0,5158 Thí nghiệm 2: 10 0,100 20 7,50.10−5 = 1, 0.10 −2 M [MCl]o = = 1,5.10−5 M ; [OH − ]o = 100 100 [OH− ]o [MCl]o v = k 'hd [MCl]y 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 −3 x −2 k hd = k[5.10 ] = 3,393.10 x =1 Ta có: ' −2 x −2 k hd = k[1, 0.10 ] = 6, 686.10 Vậy bậc phản ứng (*) 3/14 Ta có: k = k hd [OH − ]o 3,393.10−2 k = = 6, 786 5.10−3 k = 6, 786 phút–1M–1 −2 k = 6, 786.10 = 6, 786 1, 0.10−2 0,25 Câu (2,5 điểm): Nhiệt phản ứng: C3H8(k) + 5O2(k) → 3CO2(k) + 4H2O(l) 298 K, atm – 2219 kJ.mol-1 a) Tính nhiệt hình thành C3H8(k) 298 K, atm b) Tính nhiệt đẳng tích phản ứng 298 K c) Tính nhiệt phản ứng 340 K, atm Cho biết: Nhiệt hình thành 298 K, atm: Nhiệt dung đẳng áp: Chất o -1 CP (J.K-1.mol-1 ) f H298 (kJ.mol ) − - 393,5 - 285,8 C3H8(k) O2(k) CO2(k) H2O(l) 73,5 29,4 37,1 75,3 Cho m gam NaHCO3(r) vào bình tích khơng đổi 1,65 lít nâng nhiệt độ bình lên 400 K Khi xảy phản ứng: ⎯⎯ → Na2CO3(r) + CO2(k) + H2O(k) 2NaHCO3(r) ⎯ ⎯ Tại thời điểm cân bằng, khối lượng chất rắn giảm 1,5595 gam Biết chất khí coi khí lí tưởng thể tích chất rắn khơng đáng kể a) Tính số cân KP phản ứng 400 K b) Cho 8,4 gam NaHCO3(r) vào bình tích khơng đổi 5,00 lít nâng nhiệt độ bình lên 400 K Tính thành phần hệ (theo số mol) áp suất bình Hướng dẫn chấm Ý 1.a) Nội dung Ta có: H o298 = ( f H o298 ) ( f H o298 ) C3 H8( k ) ( f H o298 ) C3 H8( k ) CO 2( k ) + ( f H o298 ) = ( f H o298 ) CO2( k ) H O( l ) Điểm − ( f H o298 ) + ( f H o298 ) C3 H8( k ) H O( l ) − H o298 0,50 = 3.(−393,5) + 4.(−285,8) − (−2219) = −104, kJ / mol 1.b) Uo298 = Ho298 − n.298.R = −2219 − (−3).298.8.314.10−3 −2211,567 kJ / mol 0,25 1.c) Ở 340 K, 1atm ta có: CP = 3(CP )CO2 (k ) + 4(CP ) H2 O(l) − (CP )C3H8 (k ) − 5(CP )O2 (k ) 0,25 = 3.37,1 + 4.75,3 − 73,5 − 5.29, = 192 J / K.mol 4/14 o H340 = Ho298 + CP (340 − 298) = −2219 + 192.10−3.42 = −2210,936 kJ / mol 2.a) Khối lượng chất rắn giảm khối lượng CO2 H2O Vì chất khí khí lí tưởng bỏ qua thể tích chất rắn nên ta có: 1,5595 n CO2 = n H 2O = mol 62 nRT 1,5595.0, 082.400 = 0,50 atm PCO2 = PH2O = V 62.1, 65 0,25 0,25 Áp suất bình phản ứng: P = PCO2 + PH2O = 0,5 + 0,5 = 1,0atm Hằng số cân KP phản ứng: K P = PCO2 PH2O = 0,50.0,50 = 0, 25 atm 2.b) Ta có: n NaHCO3 = 0,25 8, = 0,1mol 84 Ở 400 K, NaHCO3 phân hủy hết n k = nCO2 + n H2O = n NaHCO3 = 0,1mol Áp suất NaHCO3 vừa phân hủy hết atm Thể tích tối thiểu bình phản ứng đó: Vmin = n k RT 0,1.0, 082.400 = = 3, 28 L P 0,25 Khi V = 5,00 L > Vmin = 3,28 L NaHCO3 phân hủy hoàn toàn nên n CO2 = n H2O = n Na 2CO3 = n NaHCO3 = 0, 05 mol 0,25 n NaHCO3 = + Áp suất hệ: P = n k RT 0,1.0, 082.400 = = 0, 656 atm V 5, 00 0,25 Câu (2,5 điểm): Biết liên kết S2 tương tự liên kết O2 a) Vẽ giản đồ lượng obitan phân tử (MO) cho phân tử S2 Cho biết trạng thái phân tử có tính thuận từ hay nghịch từ? b) Đối với phân tử S2 ion S+2 , S22+ ,S−2 , S22− người ta xác định giá trị độ dài liên kết S-S (tính Angstrom) sau: 1,72; 1,79; 1,88; 2,00 2,20 Hãy gán giá trị cho tiểu phân Giải thích ngắn gọn c) Sắp xếp lượng ion hóa tiểu phân S, S 2, S−2 S+2 theo thứ tự từ thấp đến cao Giải thích Có nhận xét: “Ion–phân tử NH+4 hình thành theo chế cho–nhận cặp electron nguyên tử N NH3 H+ Từ suy khơng thể tồn ion–phân tử CH5+ ngun tử C CH4 khơng cịn cặp electron tự do” Tuy nhiên, thực nghiệm có tồn ion CH5+ Trên sở kiến thức liên kết hóa học, mơ tả tạo thành liên kết hóa học so sánh độ dài liên kết ion–phân tử CH5+ 5/14 Hướng dẫn chấm Ý 1.a) Nội dung Điểm Giản đồ MO S2: *3p *3p x *3p y 3px 3px 3p 3p 0,50 3p *3s 3s 3s S 3s S2 3s S Cấu hình electron S2 trạng thái bản: (3s )2 (*3s )2 (3p )2 (3p )4 (*3p )2 S2 có electron độc thân Phân tử có tính thuận từ 1.b) 0,25 Độ dài liên kết S-S trong: S2: 1,88 Å; ; S22− : 2,20 Å; S+2 : 1,79 Å; S−2 : 2,00 Å S22+ : 1,72 Å Giải thích: Từ giản đồ MO S2 cấu hình electron trạng thái bậc liên kết tiểu phân sau: S2: (3s )2 (*3s )2 (3p )2 (3p )4 (*3p )2 Bậc liên kết = (8 − 4) = 2 S−2 : (3s )2 (*3s )2 (3p )2 (3p )4 (*3p )3 Bậc liên kết = (8 − 5) = 1,5 S22− : (3s )2 (*3s )2 (3p )2 (3p )4 (*3p )4 Bậc liên kết = (8 − 6) = S+2 : (3s )2 (*3s )2 (3p )2 (3p )4 (*3p )1 Bậc liên kết = (8 − 3) = 2,5 S22+ : (3s )2 (*3s )2 (3p )2 (3p )4 Bậc liên kết = (8 − 2) = Tiểu phân có bậc liên kết lớn giá trị độ dài liên kết nhỏ 1.c) Thứ tự lượng ion hóa: S−2 < S2 < S+2 < S 0,25 0,50 0,25 Giải thích: Electron có lượng cao S−2 , S2 S+2 nằm mức lượng cao *3p Nhưng S−2 electron tách từ cặp e − 0,25 + ghép đôi từ ion âm S có lượng ion hóa thấp Ion S có điện tích dương, làm cho việc tách e khó so với phân tử S2 (cả hai tách e độc thân từ *3p ) Electron có lượng cao S nằm AO 3p, thấp 6/14 Câu (2,5 điểm): a) Cho FeCl2 tác dụng với dung dịch KCN (đặc, dư) thu phức chất A Hãy cho biết tính chất từ A sử dụng thuyết lai hóa để giải thích b) Vẽ đồng phân của: [Ni(CN)2Br2]2-; [Co(NH3)2Cl4]-; [Co(NH3)3Cl3] [Co(H2O)2(ox)BrCl]−, với ox − OOC − COO − Để xác định nồng độ Fe có dung dịch X, người ta sử dụng phương pháp phân tích trắc quang Cụ thể tiến hành sau: - Lấy 20,00 mL dung dịch X cho tạo phức với thuốc thử thích hợp pha lỗng thành 50,00 mL dung dịch Y Đo độ hấp thụ quang Y giá trị A = 0,255 - Lấy 20,00 mL dung dịch X, thêm vào 4,0 mL dung dịch chuẩn có chứa Fe với nồng độ 10 mg Fe/L cho tạo phức với thuốc thử thích hợp, sau pha lỗng thành 50,00 mL dung dịch Z Đo độ hấp thụ quang dung dịch Z giá trị A = 0,358 Biết phép đo thực = 510 nm, sử dụng cuvet có l = cm Tính nồng độ Fe (theo mg/L) dung dịch X Câu (2,5 điểm): Cho ba chất: OH OH OH NO2 NO2 (A) NO2 (B) (C) a) So sánh (có giải thích) tính axit (B) với (C) b) So sánh (có giải thích) nhiệt độ sơi tính tan nước (A) với (B) Penicillamin có cơng thức (CH3)2C(SH)CH(NH2)COOH Vẽ cấu hình (R) (S) penicillamin dạng công thức phối cảnh Hiđrocacbon X (MX = 136) có chứa 88,235% cacbon theo khối lượng Trong dung dịch, X tác dụng tối đa với Br2 theo tỉ lệ mol 1:2, không tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 Ozon phân X tạo sản phẩm hữu anđehit fomic 3-axetyl-6-on heptanal Xác định công thức cấu tạo số đồng phân lập thể (nếu có) X Câu (2,5 điểm): Chất A (C8H16O) có phản ứng iodofom khơng có phản ứng cộng với H2 Khi đun A với H2SO4 đặc 170oC thu hỗn hợp X chứa ba chất B, C D có cơng thức phân tử C8H14, khơng có đồng phân hình học Nếu ozon phân hỗn hợp X sản phẩm có mặt xiclopentanon a) Xác định cơng thức cấu tạo A, B, C D b) Viết chế chuyển hóa A thành B, C D Hợp chất X (C10H18O) phân lập từ loại tinh dầu Việt Nam X không làm màu nước brom dung dịch thuốc tím lỗng, khơng tác dụng với hiđro có xúc tác niken, lại tác dụng với axit clohiđric đậm đặc sinh 1-clo-4-(1-clo-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan a) Hãy đề xuất cấu trúc X Trang 3/4 b) Hợp chất Y (C10H20O2 ) có loại tinh dầu Nam Mỹ Từ Y tổng hợp X cách đun nóng với axit i) Viết công thức cấu tạo gọi tên Y ii) Dùng cơng thức cấu trúc, viết phương trình phản ứng trình bày chế đầy đủ phản ứng tổng hợp X từ Y Câu (2,5 điểm): Cho sơ đồ chuyển hóa: HO (COOEt)2 COOC2H5 PBr3 A KCN + B H C C2H5OH H+ HCOOEt NaOEt OMe OMe (EtO)2CO E (C15H18O6) F (C11H12O4) G (C14H18O5) a) Cho biết cấu tạo chất từ A đến G b) Giải thích hình thành E Từ xiclohexan-1,3-đion, CH3I, CH3CH2I (CH3)2CH MgBr, điều kiện cần thiết xúc tác có đủ Hãy đề nghị sơ đồ tổng hợp chất sau: Et O Cho sơ đồ tổng hợp Basketen sau : O O t0 A O t0 hv B Na2CO3 C D Pb(OAc)4 HCl Hãy xác định cấu trúc chất A, B, C, D cho sơ đồ ……………HẾT…………… Ghi chú: - Thí sinh khơng sử dụng tài liệu - Cán coi thi khơng giải thích thêm Trang 4/4 TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XIV - SƠN LA 2019 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MƠN: HĨA HỌC - KHỐI: 11 Ngày thi: 27 tháng năm 2019 Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Hướng dẫn chấm gồm 13 trang HƯỚNG DẪN CHẤM Câu (2,5 điểm): Khi thể người hô hấp, hemoglobin (Hb) máu kết hợp với oxi để tạo thành oxihemoglobin (HbO8) Thực nghiệm cho biết tốc độ tạo thành HbO8 có dạng: v = k[Hb][O2] Giả sử nhiệt độ môi trường không thay đổi theo độ cao 300 K Tính tỉ lệ tốc độ tạo thành HbO8 máu người núi có độ cao 6000 m so với mặt biển Biết nồng độ O2 máu tuân theo định luật Henry phân bố O2 theo độ cao tuân theo phương trình: M O2 gh ln PO2 = − (g = 9,81 m2/s, h độ cao so với mặt nước biển) RT Người ta đề nghị chế cho hình thành HbO8 máu sau: Cơ chế 1: Cơ chế 2: k1 ⎯⎯ → HbO2 Hb + O2 ⎯⎯ k −1 (1) nhanh, cân ⎯⎯→ HbO4 HbO2 + O2 ⎯⎯ (2) nhanh, cân ⎯⎯→ HbO6 HbO4 + O2 ⎯⎯ (3) nhanh, cân k2 k −2 k3 k −3 ka Hb + O2 ⎯⎯ → HbO2 (a) kb HbO2 + O2 ⎯⎯ → HbO4 (b) kc HbO4 + O2 ⎯⎯ → HbO6 (c) kd HbO6 + O2 ⎯⎯ → HbO8 (d) Trong HbO2, HbO4 HbO6 sản phẩm trung gian bền Hãy cho biết chế phù hợp với kết thực nghiệm k4 HbO6 + O2 ⎯⎯ → HbO8 (4) chậm Hướng dẫn chấm Ý Nội dung Gọi v1, v2 [O2(1)], [O2(2)] tốc độ hình thành HbO8 nồng độ oxi máu núi mặt biển Ta có: v1 k[Hb][O2(1) ] [O 2(1) ] = = v k[Hb][O2(2) ] [O2(2) ] Điểm 0,25 Gọi PO2 (1) PO2 (2) áp suất riêng phần O2 núi mặt biển Vì nồng độ O2 máu tuân theo định luật Henry nên: Mgh PO2 exp( RT ) [O ] = = kH kH MO2 gh v1 [O2(1) ] PO2 (1) 32.10−3.9,81.6000 = = = exp − = − 0, 47 v2 [O2(2) ] PO2 (2) RT 8,314 30 0,25 0,50 1/13 Xét chế 1: Vì (4) giai đoạn chậm tốc độ tạo thành HbO8: v = k [HbO6 ][O2 ] (*) 0,25 Vì (1), (2), (3) giai đoạn nhanh cân nên k k k k k k [HbO6 ] = [HbO4 ][O2 ]= [HbO2 ][O2 ]2 = [Hb][O2 ]3 k −3 k −3 k −2 k −3 k −2 k −1 Thay vào (*) v = k1k k 3k [Hb][O2 ]4 k −1k −2 k −3 0,25 0,25 chế không phù hợp với thực nghiệm Xét chế 2: Tốc độ tạo thành HbO8: v = k d [HbO6 ][O2 ] (**) 0,25 Vì HbO2, HbO4 HbO6 sản phẩm trung gian bền nên áp dụng ngun lí nồng độ dừng ta có: d[HbO ] = k a [Hb][O ] − k b [HbO ][O ] = (I) dt d[HbO ] = k b [HbO ][O ] − k c [HbO ][O ] = (II) dt d[HbO ] = k c [HbO ][O ] − k d [HbO ][O ]=0 (III) dt Từ (I), (II) (III) k d [HbO6 ][O2 ] = k a [Hb][O2 ] Thay vào (**) v = k a [Hb][O2 ] 0,25 0,25 chế phù hợp với thực nghiệm Câu (2,5 điểm): Đốt cháy hoàn toàn 0,54 gam glucozơ bình phản ứng (có thể tích khơng đổi 1,0 lít, có chứa sẵn O2 298 K 2,20 atm) nhiệt lượng kế (cách nhiệt tuyệt môi trường) Sau phản ứng xảy ra, nhiệt độ hệ (gồm nhiệt lượng kế, sản phẩm phản ứng O 2) tăng từ 298,0 K lên 299,4 K Tính: a) Số mol chất có mặt bình phản ứng nhiệt lượng kế sau phản ứng xảy b) Nhiệt đốt cháy glucozơ 298 K, atm c) Nhiệt hình thành chuẩn glucozơ 298 K Cho biết điều kiện tốn: - Các chất khí khí lí tưởng - Nhiệt dung nhiệt lượng kế: Cnlk = 5996,7 J/K.mol - Các đại lượng nhiệt động khác chất: Đại lượng (kJ/mol) C6H12O6(r) - O2(k) CO2(k) -393,5 H2O(l) -285,2 CP (J/K.mol) 219,2 29,4 36,4 75,3 CV (J/K.mol) - - - 74,5 H o ht,298 2/13 Nén đoạn nhiệt bất thuận nghịch nhiệt động 2,5 mol N2 (được coi khí lí tưởng) từ trạng thái có T1 = 250 K, P1 = 1,5 atm đến trạng thái có T2 = 300 K Tính V2, P2 tính Q, A, U, H , S trình Hướng dẫn chấm Ý 1.a) Nội dung Điểm 0,54 = 0, 003 mol 180 2, 20.1 0, 09 mol Số mol O2 ban đầu: n O2, bd = 0, 082.298 Số mol glucozơ: n = → 6CO2(k) + 6H2O(l) C6H12O6(r) + 6O2(k) ⎯⎯ Số mol O2 phản ứng: n O2, pu = 6.0, 003 = 0, 018 mol 0,25 (1) Số mol chất sau phản ứng cháy: n CO2 = 6.0,003 = 0,018mol ; n H2O = 6.0,003 = 0,018mol nO2 = 0,09 − 0,018 = 0,072mol 1.a) Vì nhiệt lượng kế đẳng tích cách nhiệt tuyệt đối nên ta có sơ đồ: Q=0 ⎯⎯⎯⎯→ 6CO (k) + 6H 2O(l) C6 H12O6 (r) + 6O2 (k) + O2 (k)du , NLK 299, 4K + O2 (k)du , NLK Q1 0,25 Q2 6CO2 (k) + 6H 2O(l) 298 K + O (k)du , NLK Q = Q1 + Q2 = ( ) Q1 = − n CO2 Cv,CO2 + n H2O(l) CV,H2O(l) + nO2,du CV,O2 (k) + Cnlk (299, − 298) Vì khí khí lí tưởng nên: Q1 = − 0,018.(36, − 8,314) + 0,018.74,5 + 0,072.(29, − 8,314) + 5996,7.1, 0,25 Q1 −8400, 091 J U dc,298 = Q1 −8400, 091 = = − 2800030,33J / mol −2800, kJ / mol n 0, 003 Vì phản ứng (1) có nkhí = áp suất không ảnh hưởng đến H nên 0,25 Hodc,298 = Udc,298 = −2800, kJ / mol 1.c) Vậy nhiệt đốt cháy C6H12O6 298 K, 1atm –2800,0 kJ/mol Từ (1) có: Ho(1) = Hodc,298 = ( Hoht,298 ) ( Hoht,298 ) ( H ) C6 H12O6 (r) o ht,298 C H O (r) 12 CO2 (k) = ( Hoht,298 ) + ( H oht,298 ) CO2 (k) H O(l) + ( H oht,298 ) − ( H oht,298 ) H O(l) 0,25 C6 H12O6 (r) o − Hdc,298 = 6.(−393,5) + 6.(−285, 2) + 2800, = −1272, kJ / mol Vậy nhiệt hình thành chuẩn C6H12O6 298 K – 1272,2 kJ/mol 0,25 3/13 Khí N2, khí lí tưởng CV = 5/2R; CP = 7/2R; = 7/5 = 1,4 nRT1 2,5.0, 082.250 V1 = = 34,167 L P1 1, 0,25 Quá trình đoạn nhiệt bất thuận nghịch Q = A = U = nCV ( T2 – T1 ) = 2,5.5 / 2.8.314.(300 − 250) = 2598,125 J H = nCP ( T2 – T1 ) = 2,5.7 / 2.8.314.(300 − 250) = 3637,375 J 0,25 Mặt khác: A = −P2 (V2 − V1 ) = −nRT2 + P2 V1 P2 = A + nRT2 2598,125 + 2,5.8,314.300 = = 258542,6 N / m2 2,552 atm V1 34,167.10−3 nRT2 2,5.0, 082.300 V2 = = 24,1 L P2 2,552 S = nR ln V2 T 24,1 300 + nCV ln = 2,5.8,314.ln + 2,5 .8,314.ln 2, 219 J / K V1 T1 34,167 250 0,25 0,25 Câu (2,5 điểm): Dung dịch A gồm AgNO3 0,050 M Pb(NO3)2 0,100 M Tính pH dung dịch A Thêm 10,00 mL KI 0,250 M HNO3 0,200 M vào 10,00 mL dung dịch A thu 20,00 mL dung dịch X Nhúng Ag vào dung dịch X Ag khác vào dung dịch Y chứa AgNO3 0,010 M KSCN 0,040 M Nối dung dịch X dung dịch Y cầu muối để thành lập pin điện a) Viết sơ đồ pin điện thành lập b) Viết phương trình hóa học phản ứng xảy điện cực phản ứng tổng quát pin làm việc c) Tính sức điện động pin tính số cân phản ứng tổng quát pin 25oC ⎯⎯ → AgOH + H + (1) K1 = 10−11,7 Ag + + H O ⎯ Cho biết: ⎯ ⎯⎯ → PbOH + + H + (2) K = 10−7,8 Pb 2+ + H O ⎯ ⎯ pKs(AgI) = 16,0; pKs(PbI2) = 7,86; pKs(AgSCN) = 12,0; EoAg+ /Ag = 0,799V Sức điện động pin thay đổi thêm (khơng làm thay đổi thể tích) Fe(NO 3)3 vào dung dịch Y Hướng dẫn chấm Ý Nội dung Điểm ⎯⎯ → AgOH + H + (1) K1 = 10−11,7 Ag + + H 2O ⎯ ⎯ ⎯⎯ → PbOH + + H + (2) K = 10−7,8 Pb2+ + H 2O ⎯ ⎯ Do K2 >>K1 nên cân (2) định pH hệ ⎯⎯ → PbOH + + H + K = 10−7,8 Pb 2+ + H 2O ⎯ ⎯ 0,1 0,1 − x x x 4/13 2.a) 0,25 x2 = 10−7,8 x = 10−4,4 pH = 4, 0,1 − x Khi thêm KI HNO3 vào dung dịch A: CAg + = 0, 025M;CPb2+ = 0, 05M;CI− = 0,125M;CH + = 0,1M Ag + + I − → AgI 0, 025 0,125 − 0,1 Pb 2+ + 2I − → PbI 0, 05 − 0,1 − 0,25 Có đồng thời hai kết tủa AgI PbI2 ⎯⎯ → Ag + + I− K s1 = 10−16 AgI ⎯ ⎯ (3) ⎯⎯ → Pb2+ + 2I− K s2 = 10−7,86 PbI2 ⎯ ⎯ (4) K s1 K s2 , cân (4) chủ yếu Sự tạo phức hidroxo Pb2+ không đáng kể có H+ dư ⎯⎯ → PbOH + + H + K = 10−7,8 Pb 2+ + H O ⎯ ⎯ [PbOH + ] 10−7,8 = −1 = 10−6,8 [PbOH + ] [Pb2+ ] [Pb2+ ] 10 0,25 ⎯⎯ → Pb 2+ + 2I − K s2 = 10−7,86 PbI2 ⎯ ⎯ x (2x) x = 10 [Ag + ] = −7,86 2x x = 1,51.10−3 M [I − ] = 2x = 2,302.10−3 M K s1 10−16 = = 3,31.10−14 M [I− ] 3, 02.10−3 Thế điện cực Ag nhúng vào dung dịch X E1 = E Ag + /Ag 0,25 + + 0,0592log[Ag ] = 0,799 + 0,0592log(3,31.10 −14 ) = 0, 001V Dung dịch Y: ⎯⎯ → AgSCN 1012 Ag + + SCN − ⎯ ⎯ 0, 01 0, 04 − 0, 03 ⎯⎯ → Ag + + SCN − AgSCN ⎯ ⎯ 0, 03 x 0, 03 + x 10−12 x(x + 0, 03) = 10−12 [Ag + ] = x = 3,33.10−11 M Thế điện cực Ag nhúng dung dịch Y: + 0,25 −11 E2 = 0,799 + 0,0592log[Ag ]=0,799+0,0592log(3,33.10 ) = 0,179V Vì E2 > E1 Sơ đồ pin: (−)Ag, AgI I− SCN − AgSCN, Ag(+) 0,25 5/13 2.b) Các phản ứng: → Ag + SCNTại catot: AgSCN + e ⎯⎯ 0,25 → AgI + e Tại anot: Ag + I- ⎯⎯ 2.c) → Ag + AgI + SCNPhản ứng tổng quát: AgSCN + I- ⎯⎯ Sức điện động pin 25oC: E = E2 –E1 = 0,179 – 0,001= 0,178V Hằng số cân phản ứng tổng quát pin: K 10−12 K= s(AgSCN) = −16 = 104 K s(AgI) 10 0,25 0,25 Thêm FeCl3 vào dung dịch X xảy phản ứng: Fe3+ + SCN − → FeSCN 2+ Nồng độ ion SCN- giảm, đó, nồng độ ion Ag+ tăng, E2 tăng dẫn đến E tăng 0,25 Câu (2,5 điểm): Hợp chất C màu vàng cam tạo thành từ phản ứng kim loại A với phi kim B Cho 0,1 mol chất C phản ứng với CO2 dư thu hợp chất D 2,4 gam B Biết C chứa 45,07%B theo khối lượng, D khơng bị phân hủy nhiệt độ nóng chảy Khi cho D phản ứng hết với 100 mL dung dịch HCl 1,0 M thu 1,12 lít khí CO2 (đktc) Hãy xác định A, B, C, D viết phương trình hóa học phản ứng xảy X chất sử dụng làm phân bón nơng nghiệp Biết X có phân tử khối 60 chứa 20% C, 6,67% H, 46,67% N 26,66% O (về khối lượng) Y đồng phân X, cho Y phản ứng với dung dịch NaOH nóng thu khí NH3 Xác định X, Y viết phương trình hóa học phản ứng xảy thí nghiệm Viết phương trình hóa học thực sơ đồ chuyển hóa sau: (1) ( 3) ( 4) Si ⎯⎯→ Mg2Si ⎯⎯→ SiH4 ⎯⎯→ SiO2 ⎯⎯→ Si ( 2) (5) (7) (6) (8) (9) 10 ) → H2SiO3 SiF4 ⎯⎯ SiO2 ⎯⎯→ Na2SiO3 ⎯(⎯ Hướng dẫn chấm Ý Nội dung n + 0,1 = nên D phải muối D phản ứng hết với HCl tạo CO2 H = n CO2 0, 05 cacbonat 2H+ + CO32- CO2 + H2O nhiệt độ nóng chảy, D khơng bị phân hủy D muối cacbonat kim loại kiềm D có cơng thức M2CO3 Mặt khác 0,1 mol chất C phản ứng với CO2 dư tạo thành hợp chất D 2,4 gam B C phải peroxit superoxit, B O2 Đặt công thức C AxOy Lượng O2 có 0,1 mol C =16 0,05 + 2,4 = 3,2 (g) Điểm 0,25 0,25 6/13 Vậy khối lượng C x:y= 3, 2.100 = 7,1 (g) MC = 71 (g/mol) 45, 07 7,1 − 3, 3, 3,9 : = : 0, x.MA+ 16y = 71 MA 16 MA MA= 39 y =2; x =1.Vậy A K, B O2; C KO2; D K2CO3 PTHH : K + O2 KO2 4KO2 + 2CO2 2K2CO3 + 3O2 K2CO3 + HCl 2) KCl + CO2 + H2O Gọi công thức X CxHyNzOt x : y : z : t = 1:4:2:1 Vì phân tử khối X 60 Y đồng phân X công thức phân tử X Y CH4N2O Y tác dụng với dung dịch NaOH tạo NH3 nên Y NH4OCN X sử dụng làm phân bón nên X (NH2)2CO t → NH3 + NaOCN + H2O PTHH: NH4OCN + NaOH ⎯⎯ Các PTHH: o 0,25 (1) (2) t ⎯→ Si + Mg ⎯ Mg2Si Mg2Si + H2O → Mg(OH)2 + SiH4 (3) t ⎯→ SiH4 + 2O2 ⎯ SiO2 + 2H2O (4) t ⎯→ SiO2 + 2C ⎯ Si + 2CO (5) ⎯→ SiF4 Si + 2F2 ⎯ (6) (7) (8) ⎯→ SiO2 Si + O2 ⎯ Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2 SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O (9) (10) ⎯→ Na2SiO3 + H2O SiO2 + 2NaOH ⎯ ⎯→ H2SiO3 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 + H2O ⎯ 0,25 0,25 0,25 o o o 1,0 to to to Câu (2,5 điểm): a) Cho FeCl2 tác dụng với dung dịch KCN (đặc, dư) thu phức chất A Hãy cho biết tính chất từ A sử dụng thuyết lai hóa để giải thích b) Vẽ đồng phân của: [Ni(CN)2Br2]2-; [Co(NH3)2Cl4]-; [Co(NH3)3Cl3] [Co(H2O)2(ox)BrCl]−, với ox − OOC − COO − Để xác định nồng độ Fe có dung dịch X, người ta sử dụng phương pháp phân tích trắc quang Cụ thể tiến hành sau: - Lấy 20,00 mL dung dịch X cho tạo phức với thuốc thử thích hợp pha loãng thành 50,00 mL dung dịch Y Đo độ hấp thụ quang Y giá trị A = 0,255 - Lấy 20,00 mL dung dịch X, thêm vào 4,0 mL dung dịch chuẩn có chứa Fe với nồng độ 10 mg Fe/L cho tạo phức với thuốc thử thích hợp, sau pha lỗng thành 50,00 mL dung dịch Z Đo độ hấp thụ quang dung dịch Z giá trị A = 0,358 Biết phép đo thực = 510 nm, sử dụng cuvet có l = cm Tính nồng độ Fe (theo mg/L) dung dịch X 7/13 Hướng dẫn chấm Ý 1.a) Nội dung 2+ Fe Điểm + CN → [Fe(CN) ] 46 - 0,25 A [Fe(CN)64- ] phức nghịch Giải thích: Cấu hình electron Fe2+ [Ar]3d64s04p04d0 4s0 3d6 4p0 4d0 0,25 Vì CN- phối tử trường mạnh nên tạo phức với Fe2+, electron độc thân obitan 3d Fe(II) bị ghép đơi, giải phóng obitan 3d trống Hai obitan lai hóa với obitan 4s obitan 4p, tạo thành obitan lai hóa d2sp3 hướng đỉnh hình bát diện Mỗi obitan lai hóa xen phủ với obitan tự có hai electron CN-, tạo liên kết cho nhận, hình thành phức [Fe(CN)64- ] lai hóa trong, có cấu trúc bát diện - - CN CN ↓ ↓ 0,25 - CN ↓ - - - CN CN CN ↓ ↓ ↓ d2sp3 Trong phức khơng cịn electron độc thân tổng spin phức không phức nghịch từ 1.b) Các đồng phân: 0,25 0,25 0,25 0,25 8/13 Độ hấp thụ quang dung dịch: A = .l.C với C nồng độ mol/l dung dịch Gọi C0 nồng độ Fe dung dịch X 20C0 Khi đo dung dịch Y: A = .l.C = .l = 0, 255 (1) 50 C 20 + 4.0, 01/ 56 Nồng độ Fe dung dịch Z: C1= 50 Khi đo dung dịch Z: 0,25 4.0, 01 C0 20 + 56 A = .l.C1 = .l = 0,358 (2) 50 C 20 + 4.0, 01/ 56 0,358 Từ (1) (2) => → C0 = 8,84.10-5M = 20.C0 0, 255 0,25 0,25 Co = 8,84.10−5.56.1000 = 4,9504 mg / L Câu (2,5 điểm): Cho ba chất: a) So sánh (có giải thích) tính axit (B) với (C) b) So sánh (có giải thích) nhiệt độ sơi tính tan nước (A) với (B) OH OH OH NO2 NO2 (A) NO2 (B) (C) Penicillamin có cơng thức (CH3)2C(SH)CH(NH2)COOH Vẽ cấu hình (R) (S) penicillamin dạng cơng thức phối cảnh Hiđrocacbon X (MX = 136) có chứa 88,235% cacbon theo khối lượng Trong dung dịch, X tác dụng tối đa với Br2 theo tỉ lệ mol 1:2, không tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 Ozon phân X tạo sản phẩm hữu anđehit fomic 3-axetyl-6-on heptanal Xác định công thức cấu tạo số đồng phân lập thể (nếu có) X Hướng dẫn chấm Ý 1.a) 1.b) Nội dung Điểm Tính axit B > C Giái thích: nhóm NO2 có hiệu ứng – I – C Ở vị trí para hiệu ứng – C NO2 ảnh hưởng hút electron trực tiếp đến nhóm OH cịn vị trí meta nhóm NO2 có hiệu ứng với vịng benzen mà khơng ảnh hưởng trực tiếp đến nhóm OH Nhiệt độ sơi tính tan nước A < B Giái thích: Vì A có liên kết hiđro nội phân tử cịn B có liên kết hiđro liên phân tử 0,25 O H O 0,25 N O 9/13 NH2 COOH H HS H HS COOH NH2 (S) - penicillamin 0,50 (R) - penicillamin Đặt X: CxHy 88,235.126 = 10 12.100 y = 136 – 12 10 = 16 Công thức phân tử X C10H16 10.2 + - 16 ΔX = =3 X tác dụng Br2 theo tỉ lệ mol 1:2 X có liên kết vịng X không tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 X liên kết ba đầu mạch MX = 136 x = 0,25 O X (C10H16) O3 0,25 O + CH2 = O O Công thức cấu tạo X là: 0,75 X1 X2 X3 X1, X2 X3 có trung tâm cacbon bất đối liên kết pi (đều đồng phân hình học) nên X ln có hai đồng phân lập thể 0,25 Câu (2,5 điểm): Chất A (C8H16O) có phản ứng iodofom khơng có phản ứng cộng với H2 Khi đun A với H2SO4 đặc 170oC thu hỗn hợp X chứa ba chất B, C D có cơng thức phân tử C8H14, khơng có đồng phân hình học Nếu ozon phân hỗn hợp X sản phẩm có mặt xiclopentanon a) Xác định cơng thức cấu tạo A, B, C D b) Viết chế chuyển hóa A thành B, C D Hợp chất X (C10H18O) phân lập từ loại tinh dầu Việt Nam X không làm màu nước brom dung dịch thuốc tím lỗng, khơng tác dụng với hiđro có xúc tác niken, lại tác dụng với axit clohiđric đậm đặc sinh 1-clo-4-(1-clo-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan a) Hãy đề xuất cấu trúc X b) Hợp chất Y (C10H20O2 ) có loại tinh dầu Nam Mỹ Từ Y tổng hợp X cách đun nóng với axit i) Viết cơng thức cấu tạo gọi tên Y 10/13 ii) Dùng cơng thức cấu trúc, viết phương trình phản ứng trình bày chế đầy đủ phản ứng tổng hợp X từ Y Hướng dẫn chấm Ý 1.a) Nội dung Điểm Chất A có độ bất bão hịa Chất A có phản ứng iodofom A có nhóm CH3-CH(OH)- CH3COChất A khơng cộng H2 A khơng có liên kết đơi C=C khơng có vịng 3, cạnh Nếu ozon phân khử oxi hóa hỗn hợp X sản phẩm thấy xuất xiclopentanon A có vịng cạnh A là: Chất A tách nước thu sản phẩm B, C D 0,25 Nên CTCT A Ba chất B, C D là: 0,25 1.b) 0,25 0,25 2.a) Xác định cấu trúc X(C10H18O): = - X không làm mầu dung dịch nước brom dung dịch thuốc tím lỗng chứng tỏ X khơng có nối đơi hay nối ba - X không tác dụng với hiđro chất xúc tác niken chứng tỏ X khơng có nhóm chức cacbonyl - X tác dụng với axit clohiđric đậm đặc sinh 1-clo-4-(1-clo-1-metyletyl)-1metylxiclohexan, X có vịng no có liên kết ete => Suy cấu trúc X: 0,25 0,25 11/13 a a 2.b) -H O B (CH10HO20O ) - H2O B i)(C 10 20 2) A (CH10HO) O) A (C 10 18 18 (Y) (X) Suy Y điol có khung cacbon X OH + H H2O 0,25 XA OH Y B Gọi tên Y: 1-hiđroxi-4-(-1-hiđroxi-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan ii) OH (+) OH OH 0,25 OH OH + H O + H OH 0,25 (+) Cis-B Cis-Y + H A X (+) OH OH OH OH OH O + H OH (+) Trans-B Trans-Y + H XA 0,25 Câu (2,5 điểm): Cho sơ đồ chuyển hóa: HO (COOEt)2 COOC2H5 PBr3 A KCN + B H C C2H5OH H+ NaOEt OMe OMe HCOOEt (EtO)2CO E (C15H18O6) F (C11H12O4) G (C14H18O5) a) Cho biết cấu tạo chất từ A đến G b) Giải thích hình thành E Từ xiclohexan-1,3-đion, CH3I, CH3CH2I (CH3)2CH MgBr, điều kiện cần thiết xúc tác có đủ Hãy đề nghị sơ đồ tổng hợp chất sau: Et O Cho sơ đồ tổng hợp Basketen sau: O O t0 A O t0 hv B Na2CO3 C D Pb(OAc)4 HCl Hãy xác định cấu trúc chất A, B, C, D cho sơ đồ 12/13 Hướng dẫn chấm Ý 1.a) Nội dung Br O COOH NC Điểm C2H5OOC COOC2H5 0,25 OMe OMe A OMe B C2H5OOC OMe C E C2H5OOC CHO COOC2H5 0,25 OMe OMe F G OC2H5 1.b) H COOC2H5 - COOC2H5 HC + C O COOC2H5 H C2 O C O H5 C2 O C O C2H5ONa OCH3 O - H5C2OOC H5C2OOC - C2H5O 0,50 OCH3 OCH3 OCH3 COOC2H5 - 0,50 O O O t0 O Diels - Alder O A O O O B O HOOC 1,0 hv COOH Na2CO3 Basketen Pb(OAc)4 HCl C D - HẾT - Lưu ý: - Nếu thí sinh làm cách khác mà cho kết đúng, có chứng khoa học cho điểm tối đa - Giám khảo làm tròn điểm tổng thi đến 0,25 điểm 13/13 ... 14/14 TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XV – SƠN LA 2019 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MƠN: HĨA HỌC - KHỐI: 11 Ngày thi: 27 tháng năm 2019 Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Đề thi gồm... dụng tài liệu - Cán coi thi khơng giải thích thêm Trang 4/4 TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XIV - SƠN LA 2019 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MƠN: HĨA HỌC - KHỐI: 11 Ngày thi: 27 tháng năm 2019 Thời gian... nghiệm 2: 10 0 ,100 20 7,50 .10? ??5 = 1, 0 .10 −2 M [MCl]o = = 1,5 .10? ??5 M ; [OH − ]o = 100 100 [OH− ]o [MCl]o v = k 'hd [MCl]y 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 −3 x −2 k hd = k[5 .10 ]