Tuyển tập đề thi học sinh giỏi quốc gia THPT môn hoá học

SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO LÂM ĐỒNG Trường THPT Chuyên Thăng Long – Đà Lạt TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA MƠN HĨA HỌC Biên Soạn: Thầy Nguyễn Thành Anh Tổ trưởng mơn Hóa Học Đà Lt Thỏng 5/2005 Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Câu 1: Đề Thi Quốc Gia Chọn HS Giỏi THPT Môn Thi: Hoá Học Lớp 12 - Bảng A Ngày thi: 2/3/1994 (180 phút, không kể thời gian giao ®Ò ) - - - - - o0o - - - - - Tuyển tập đề thi học sinh giỏi Quoỏc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:2 Nêu phơng pháp hoá học dùng để loại chất độc sau: a SO2, NO2, HF khí thải công nghiệp b Lợng lớn clo phòng thí nghiệm c Pb2+ Cu2+ nớc thải nhà máy Viết đầy đủ phơng trình phản ứng xảy Từ 0,1 mol H2SO4 cã thĨ ®iỊu chÕ 1,12 lÝt; 2,24 lÝt; 3,36 lít SO đợc không? Giải thích đợc hay không đợc Nếu đợc, minh hoạ ví dụ cụ thể Trình bày phơng pháp thu SO2 tinh khiết điều chế Câu 2: Làm thÝ nghiƯm sau: o ThÝ nghiƯm 1: Cho vµo dung dịch H2SO4 loÃng đựng cốc đánh số 1, 2, cốc miếng sắt o Thí nghiệm 2: Thêm vào cốc miếng nhôm đặt tiếp xúc với miếng sắt o Thí nghiệm 3: Thêm cốc miếng đồng đặt tiếp xúc với miếng sắt o Thí nghiệm 4: Thêm vào cốc miếng bạc đặt tiếp xúc với miếng sắt Trình bày so sánh tợng xảy thí nghiệm Viết phơng trình tợng Giải thích khác tợng xảy thí nghiệm a HÃy viết sơ đồ phơng trình xảy điện phân dung dịch CuSO với hai điện cực Platin b Sau điện phân đợc thời gian, ngắt nguồn điện nối hai điện cực dây dẫn, có tợng xảy ra? Giải thích minh hoạ phơng pháp hoá học Câu 3: a Nêu ý nghĩa cấu tạo cấu hình electron 1s22s22p63s23p6 b Cấu hình gặp loại chất nào? Minh hoạ tính chất cụ thể c Nªu tÝnh chÊt cđa chÊt thÝ dơ trªn Dựa vào độ âm điện nguyên tố b¶ng sau: O Na Mg Al Si P S Cl Nguyeõn toỏ Độ âm điện 3,5 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,5 3,0 a Nêu chất liên kết hoá học oxit nguyên tố mức oxi hoá cao b Phân loại oxit Viết phơng trình phản ứng nêu rõ tính chất hoá học loại oxit Trình bày có giải thích yếu tố quan làm tăng tốc độ giai đoạn oxi hoá SO thành SO3 trình sản xuất H2SO4 Caõu 4: Khuấy a gam mét chÊt b cm chÊt láng cã khối lợng riêng D1 để tạo thành dung dịch có khối lợng riêng D2 a Thiết lập công thức dùng để tính nồng độ % theo khối lợng nồng độ mol/lit dung dịch b Nêu điều kiện để áp dụng đợc công thức thiết lập Caõu 5: Bài toán Hỗn hợp A gồm hai oxit sắt Dẫn từ từ khí hidrô qua m gam A ®ùng èng sø ®· nung nóng đến nhiệt độ thích hợp Sản phẩm tạo nên 2,07 gam nớc 8,48 gam hỗn hỡp B gồm hai chất rắn Hoà tan B 200 ml dung dịch H 2SO4 1M thu đợc dung dịch D 1971,2 ml H đkc 27,30C 1atm Cho D tác dụng với dung dịch NaOH d đợc kết tủa E Cho E tiếp xúc với không khí để chuyển E hoàn toàn thành chất rắn F Khối lợng E F khác 1,36 gam Tính m Tìm nồng độ hợp chất ion dung dịch D, cho thể tích dung dịch D thay đổi không đáng kể so với thể tích dung dịch H2SO4 đà dùng Thành lập công thức tính thành phần % theo khối lợng chất A -o o - Cho H = 1, O = 16, Fe = 56 Học sinh đợc sử dụng bảng HTTH nguyên tố hoá học Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Đề Thi Quốc Gia Chọn HS Giỏi THPT Môn Thi: Hoá Học Lớp 12 Ngày thi: 2/3/1995 Tuyeồn taọp đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:3 (180 phút, không kể thời gian giao đề ) Bảng A: Bảng B: A Câu hỏi lý thuyết Làm tất Câu hỏi lý thuyết Bài toán Bỏ 2, Câu II: 2, Câu III: 4, Bài to¸n - - - - - o0o - - - - - Câu I: Trong phòng thí nghiệm có dd NaOH (dung môi nớc) a/ HÃy trình bày nguyên tắc để xác định nồng độ mol/lit dd NaOH đà cho b/ HÃy tự cho số liệu cụ thể tính nồng độ mol/lit dd NaOH Có lọ đợc đánh số, lọ cã chøa mét c¸c dd sau: natri sunfat, canxi axetat, nhôm sunfat, natri hiđroxit, bari clorua Chất đợc chøa lä sè mÊy, nÕu: o Rãt dd tõ lọ vào lọ 3, có kết tủa trắng o Rãt dd tõ lä vµo lä 1, cã kÕt tủa keo, tiếp tục rót thêm kết tủa bị tan o Rãt dd tõ lä vµo lä 5, ban đầu cha có kết tủa, rót thêm có lợng nhỏ kết tủa xuất Trong trờng hợp giải thích có viết phơng trình phản ứng HÃy đề nghị cách tách lấy muối hỗn hợp rắn gồm : clorua amoni, bari, magie (có viết đầy đủ phơng trình phản ứng) Câu II: Thực nghiệm cho biết: sau 0,75 giây 30ml KOH 1M trung hoµ võa hÕt 30ml H 2SO4 0,5M HÃy xác định tốc độ phản ứng theo lợng KOH: theo lọng H2SO4 Kết thu đợc trờng hợp có hợp lí không? Tại sao? HÃy đa biểu thức cần thiết để chứng minh vai trò hệ số chất phơng trình phản ứng xác định tốc độ phản ứng (dùng phơng trình aA + bB d D + eE với giả thiết phơng trình đủ đơn giản để dùng trờng hợp này) Câu III: CÇn lÝt dd CuSO4 0,01M cã pH = 2.00 để mạ điện: a Tại dd cần pH thấp nh vËy b Trong phßng thÝ nghiƯm cã mi CuSO4.5H2O, níc nguyªn chÊt, H2SO4 98% (D = 1,84 g/ml) H·y trình bày cách chuẩn bị dung dịch (bỏ qua chất phụ) Có vật cần mạ, đồng, dd vừa đợc chuẩn bị nguồn điện thích hợp: a HÃy trình bày sơ đồ hệ thống để thực mạ điện (có vẽ hình) Viết phơng trình phản ứng xảy điện cực b Tính thời gian thực mạ điện biết: I = 0,5 Ampe; lớp mạ có điện tích 10 cm 2, bề dày 0,17 mm; khối lợng riêng đồng 8,89 g/cm3; hiệu suất điện phân đạt 80% Câu IV: HÃy viết phơng trình phản ứng hoá học xảy trờng hợp sau đây: Điều chế H2SO4 theo phơng pháp nitro : oxi hoá SO2 NO2 dd nớc (có thăng electron) Điều chế chất thành phần nhiên liệu tên lửa cách cho khí F chậm qua muối rắn KNO3 KClO4 (trong trờng hợp tạo sản phẩm, có KF) FeS FeCO3 bị oxi hoá oxi không khí ẩm tạo thành Fe(OH) (có thăng electron) Fe2O3, Fe2S3, Fe(OH)3 bị hoà tan dd axit mạnh (d) tạo ion [Fe(H2O)6]3+ B Bài toán: Hỗn hợp A gồm bột Al S Cho 13,275 gam A tác dụng với 400 ml HCl 2M thu đợc 8,316 lít khí H2 27,3oC atm; bình sau phản ứng có dd B NÕu nung nãng 6,6375 gam A b×nh kín oxi tới nhiệt độ thích hợp, đợc chÊt D Hoµ tan D 200 ml HCl 2M đợc khí E dd F HÃy tính nồng độ chất ion dd B, dd F Tính pH dd nêu rõ nguyên nhân phải tạo pH thấp nh Dẫn khí E (đà đợc làm khô) qua ống sứ chøa 31,5 gam bét CuO nung nãng tíi nhiƯt ®é thích hợp (không có oxi không khí) Phản ứng xong ta thu đợc chất nào? Tính lợng Tuyển tập đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:4 chất (Biết sản phẩm : chất rắn nguyên chất, tính theo gam ; chất khí hay đo 100oC, 1atm; tính số mol đợc lÊy tíi ch÷ sè thø sau dÊu phÈy) Rãt tõ tõ (cã khy ®Ịu) cho ®Õn hÕt 198 ml NaOH 10% (D = 1,10 g/ml) vµo dd F: a HÃy nêu giải thích tợng xảy b Tính lợng kết tủa thu đợc (nhiều nhất; nhÊt) -o o Cho Cu = 64; S = 32; Al = 27; O = 16; H = Ghi chú: Thí sinh đợc dùng loại máy tính cá nhân bỏ túi, bảng số logarit Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Đề Thi Quốc Gia Chọn HọC SINH Giỏi THPT Môn Thi: Hoá Học Lớp 12 Ngày thi: 3/3/1995 (180 phút, không kể thời gian giao đề ) Bảng A: Làm tất Câu hỏi lý thuyết Bài toán Bảng B: Bỏ Câu IV: Bài toán A Câu hỏi lý thuyết: Câu I: HÃy xếp hợp chất dÃy sau theo thứ tự tăng dần mức ®é linh ®éng cđa nguyªn tư H nhãm chøc (cã vÝ dơ vỊ ph¶n øng kÌm theo): axit axetic, rợu etylic, phenol, nớc Độ âm điện C C2H6, C2H4, C2H2 t¬ng øng b»ng 2,48; 2,75; 3,29 HÃy xếp ba chất theo thứ tự giảm dần độ phân cực liên kết C-H; lấy ví dụ phản ứng hoá học để minh hoạ dùng số liệu để giải thích xếp Câu II: HÃy gọi tên (CH3)2CH-CH =CH-C(CH3)3 (CH3)2CH CH CH C(CH3)3 CH2 Những hiđrocacbon có đồng phân cis-trans hay không? Viết công thức đồng phân (nếu có) Điều kiện cấu tạo hợp chất hữu có đồng phân cis-trans gì? Axit elaiđic đồng phân axit oleic Khi oxi hoá mạnh axit elaiđic KMnO H2SO4 để cắt nhóm - CH = CH - thành hai nhóm - COOH, thu đợc hai axit cacboxylic có mạch không phân nhánh C9H18O2 (A) C9H16O4 (B) Viết công thức cấu tạo A B, từ suy công thức cấu tạo axit elaiđic Viết ph ơng trình phản ứng oxi hoá Axit elaiđic axit oleic chất đồng phân loại gì? Câu III: Polime cao su thiên nhiên polime lấy từ nhựa gut-ta-pec-cha có công thức (C 5H8)n: lo¹i thø nhÊt cã cÊu tróc cis, lo¹i thø hai cã cÊu tróc trans ViÕt c«ng thøc cÊu tạo đoạn mạch polime cho loại Cho HCl tác dụng với cao su thiên nhiên sinh cao su hiđroclo chứa 20,6% Cl phân tử Viết phơng trình phản ứng cho biết phân tử cao su hiđrocio có cấu trúc cis hay không? Giải thích Câu IV: Từ loài thực vật ngời ta tách đợc chất A (C10H12O2) A phản ứng với dd NaOH tạo thành chất B (C10H11O2Na) B phản ứng với CH3I cho chất C (C10H11O(OCH3)) NaI Hơi cđa C ph¶n øng víi H nhê chÊt xóc tác Ni cho chất D (C 10H13O(OCH3)) D phản ứng với dd KMnO H2SO4 tạo thành axit 3,4đimetoxibenzoic có công thức 3,4-(CH3O)2C6H2COOH axit axetic Viết công thøc cÊu t¹o cđa A, B, C: biÕt r»ng A, B, C đồng phân cis-trans, công thức ngoặc đơn công thức phân tử Viết phơng trình phản ứng xảy B.Bài to¸n: Tuyển tập đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:5 Hai hợp chất hữu A, B có công thức phân tử chứa C, H, Br, ®un nãng víi dd NaOH lo·ng chÊt A t¹o chÊt C cã chøa mét nhãm chøc ChÊt B không tác dụng với dd NaOH nh điều kiện 5,4 gam chất C phản ứng hoàn toàn víi Na cho 0,616 lÝt H ë 27,3oC vµ 1atm Đốt cháy hoàn toàn 1,35 gam chất C thu đợc 3,85 gam CO2 Khi cho A B phản ứng với Br2 (có mặt bột Fe) thấy HBr thoát ra: sau phản ứng A tạo chất D, E, F B tạo chất G, H Viết công thức cấu tạo A, B, C công thức cấu tạo cã cđa D, E, F, G, H BiÕt r»ng ph©n tư cđa D, E, F, G, H ®Ịu chøa 64% Br Cho hỗn hợp gồm 171gam chất A 78 gam benzen phản ứng với Br có mặt bột Fe Sau phản ứng thu đợc 125,6 gam brôm benzen, 90 gam chÊt D, 40 gam chÊt E vµ 30 gam chÊt F H·y cho biÕt chÊt A ph¶n ứng với Br2 khó (hoặc dễ) benzen lÇn? -o o - Cho Br = 80; O = 16; H = Bé Gi¸o Dơc Và Đào Tạo Đề Thi Quốc Gia Chọn HọC SINH Giỏi THPT Môn Thi: Hoá Học Lớp 12 Ngày thi: 2/3/1996 (180 phút, không kể thời gian giao đề ) Câu I: a) HÃy điểm sai cấu hình e- sau: (1) 1s22s12p5 (2) 1s22s22p53s23p64s23d6 (3) 1s22s22p64p64s2 b) Viết lại cho cấu hình Mỗi cấu hình cấu hình hạt nào? HÃy viết phơng trình phản ứng chứng minh tính chất hoá học điển hình ( có ) hạt đó? Ba nguyên tố X, Y, Z cïng mét chu kú cã tỉng sè hiƯu nguyên tử 39 Số hiệu nguyên tử Y trung bình cộng số hiệu nguyên tử X Z Nguyên tử nguyên tố hầu nh không phản ứng với H2O điều kiện thờng a) HÃy xác định vị trí nguyên tố bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học Viết cấu hình e nguyên tử gọi tên nguyên tố b) So sánh độ âm điện, bán kính nguyên tử nguyên tố c) So sánh tính bazơ hiđroxit d) Tìm cách tách oxit khỏi hỗn hợp oxit nguyên tố Câu II: 1.Khi hoà tan SO2 vào H2O, có cân sau: SO2 + H2O H2SO3 (1) ˆ ˆˆ H2SO3 ‡ ˆ† H+ + HSO3- (2) ˆ ˆˆ HSO3 ‡ ˆ† H+ + SO32(3) ˆ ˆˆ Nồng độ SO2 cân băng thay đổi (có giải thích) trờng hợp sau: a/ ®un nãng dd b/ Thªm HCl c/ Thªm NaOH d/ Thêm KMnO4 Để xác định nhiệt sinh NO phơng pháp nhiệt lợng kế, ngời ta làm hai thÝ nghiƯm sau: ThÝ nghiƯm 1: ®èt phèt luồng khí NO, sau 12 thu đợc 1,508 gam H3PO4 Thí nghiệm 2: đốt phốt hỗn hợp đồng thể tích N2, O2 Sau 10 thu đợc 2,123 gam H3PO4 a) HÃy viết phơng trình phản ứng xảy (trong bình nhiệt lợng kế có H2O) b) Tính tốc độ trung bình trình tạo H 3PO4 thí nghiệm Tại có khác trị số đó? Bằng cách loại bỏ khí hỗn hợp khí sau: a) SO2 hỗn hợp SO2 CO2 b) SO3 hỗn hợp SO3 SO2 c) CO2 hỗn hợp H2 CO2 d) HCl hỗn hợp HCl CO2 Câu III: 1.Từ thực nghiệm ngời ta xác định đợc: phản ứng NH4HS (rắn) NH3(khí) + H2S(khí) (1) đạt tới cân tích số PNH3 PH2S = 0,109 (trị số số ë nhiƯt ®é 25oC) Tuyển tập đề thi học sinh gioỷi Quoỏc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:6 a) HÃy xác định áp suất chung khí tác dụng lên hệ (1) ban đầu bình chân không đa vào NH4HS rắn b) Nếu ban đầu đa vào bình (chân không) lợng NH4HS rắn khí NH3, đạt tới cân hoá học có PNH3 = 0,0549 atm HÃy tính áp suất khí NH3 bình trớc phản ứng (1) xảy 25oC 2.Một phơng pháp điều chế Al2O3 công nghiệp trải qua số giai đoạn sau đây: - Nung Nefelin (NaKAl2Si2O8) víi CaCO3 lß ë 1200oC - Ngâm nớc sản phẩm tạo thành đợc dd muối aluminat Na[Al(OH)4(H2O)2]; K[Al(OH)4(H2O)2] bùn quặng CaSiO3 - Chiết lấy dd, sơc CO2 d qua dd ®ã - Nung kÕt tđa Al(OH)3 đợc Al2O3 HÃy viết phơng trình phản ứng xảy Câu IV: Phản ứng xảy lµm b·o hoµ dd Na2CO3 (bá qua sù thủ ph©n) b»ng: a/ KhÝ Cl2 b/ KhÝ NO2 Cã cặp: Cr2O72-/2Cr3+; Fe3+/Fe2+; Cl2/2Cl-; MnO4-/Mn2+ HÃy hoàn thành phơng trình phản ứng sau (nếu có) a) K2Cr2O7 + HCl → ? b) Cl2 + FeCl2 → ? c) FeCl3 + HCl → ? d) Cl2 + MnSO4 → ? e) KMnO4 + FeCl3 → ? f) KMnO4 + HCl ? (Biết tính oxi hoá giảm dần theo thứ tù: MnO4- > Cr2O72- ≈ Cl2 > Fe3+) Cã c¸c ion sau: Ba2+; Ag+; H+(H3O+); Cl-; NO3-; SO42- a) HÃy cho biết công thức chất tan chất tan tạo thành b) Trong dd, dd chứa chất phần (a) Nếu không dùng thêm chất khác, cách nhận chất dd (có giải thích) Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Đề Thi Quốc Gia Chọn HọC SINH Giỏi THPT Môn Thi: Hoá Học Lớp 12 Ngày thi: 3/3/1996 (180 phút, không kể thời gian giao đề ) Câu I: Khi clo hoá C5H12 100oC có chiếu sáng thu đợc sản phẩm với tỉ lệ % nh sau: 2-Clo-2Metyl-Butan: 28,4% 1-Clo-2Metyl-Butan: 24,4% 3-Clo-2Metyl-Butan: 35,0% 4-Clo-2Metyl-Butan: 12,2% Viết phơng trình phản ứng (dùng công thức cấu tạo) chế phản ứng Nếu thay Clo Brom tỉ lệ % biến đổi nào? Giải thích HÃy dự đoán tỉ lệ % sản phẩm monoclo hoá Propan IsoButan Câu II: Có hợp chất sau: C 2H5OH; n-C10H21OH; C6H5OH; C6H5CH2OH; C6H5NH2; HOCH2CHOHCH2OH; CH3COOH; n-C6H14; C5H6 C6H12O6 (glucozơ) a) Cho biÕt nh÷ng chÊt tan tèt, nh÷ng chÊt tan nớc? Giải thích b) HÃy viết công thức dạng liên kết hiđro phân tử C 6H5OH C2H5OH Dạng bền nhất, dạng bền nhất? Giải thích a) Khi nhìn Etan theo trục dọc liên kết C-C ta thấy nguyên tử H nối với nguyên tử C không che khuất cặp mà xen kẽ Mô tả tợng công thức giải thích b) Nếu nhìn phân tử n-Butan theo dọc trục liên kết C 2-C3 ta thấy có dạng xen kẽ nh vậy? Dạng chiếm u hơn? Vì sao? Câu III: Đặc điểm phản ứng este hoá thuận nghịch? Nêu biện pháp để phản ứng nhanh đạt tới trạng thái cân Nêu biện pháp chuyển dịch cân hoá học phía tạo thành este Thiết lập biểu thức tính số cân K, giả sử cho a mol axit axetic phản ứng với b mol rợu etylic sau phản ứng đạt tới trạng thái cân ®· thu ®ỵc c mol este Tuyển tập đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:7 - TÝnh giá trị K a =b =1mol c = 0,655 mol - NÕu a = 1mol vµ b tăng gấp lần lợng este tăng gấp lần? Câu IV: Hợp chất A (C18H18O2Br2) phản ứng đợc với dd NaOH nóng Cho hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với dd axit vô loÃng, thu đợc B (C9H9O2Br) C (C9H11OBr) Oxi hoá B C thu đợc axit para-brom-benzoic Oxi hoá điều kiện thích hợp C chuyển thành B Từ B thực chuyển hoá theo sơ đồ sau: Cl2 ,as ddHCl H 2SO4 ,170o C ddNaOH,t o B  D  E  G  H → → → → (D chứa nguyên tử Clo phân tử, H có đồng phân Cis-trans Các sản phẩm D, E, G, H sản phẩm chính) a) Viết công thức cÊu t¹o cđa A, B, C, D, E, G, H viết phơng trình phản ứng xảy b) So sánh nhiệt độ nóng chảy B C Giải thích Heliotropin C8H6O3 (chất định hớng công nghiệp hơng liệu) đợc điều chế từ chất safrol C10H10O2 (trong tinh dầu xá xị) cách đồng phân hoá safrol thành Isosafrol C 10H10O2, sau oxi hoá isosafrol nhờ chất oxi hoá thích hợp Viết công thức cấu tạo Heliotropin, safrol isosafrol Biết heliotropin phản ứng đợc với AgNO3 dd NH3 cho muối axit 3,4-metylen dioxiBenzoic isosafrol có đồng phân cis-trans Các chất Freon gây tợng lỗ thủng ôzon Cơ chế phân huỷ ôzon Freon (thí dụ CF2Cl2) viÕt nh sau: COOH hν → CF2Cl2  Cl• + CF2Cl• (a) O3 + Cl•  O2 + ClO (b) → • O + ClO  O2 + Cl (c) a) Giải thích phân tử CF2Cl2 phân huỷ hàng chục ngàn phân tử Ozon? O O CH b) Trong khÝ qun cã lỵng nhỏ khí Metan Hiện tợng xảy đồng thời với 2tợng lỗ thủng ozon? Giải thích Câu V: Tổng thể tích (ở 0oC) Hiđrocacbon A (khí) thể tích vừa đủ O2 để đốt cháy hoàn toàn A 1/2 thể tích sản phẩm cháy 195oC Sau làm lạnh đến 0oC thể tích sản phẩm cháy 1/2 thể tích ban đầu hỗn hợp A O2 Các thể tích đo áp suất Viết công thức cấu tạo A Thực phản ứng tách Hiđro từ A thu đợc hỗn hợp sản phẩm B Đốt cháy hoàn toàn 4,032 lít B (đktc) thu đợc 6,72 lÝt CO2 (®ktc) DÉn 0,252 lÝt B (®ktc) qua dd Br làm cho khối lợng dd nặng thêm 0,21 gam Tính thành phần % thể tích hỗn hợp B Giả sử xảy tách Hiđro Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Đề Thi Quốc Gia Chọn HọC SINH Giỏi THPT Môn Thi: Hoá Học Lớp 12 Ngày thi: 14/3/1997 (180 phút, không kể thời gian giao đề ) Bảng A: Làm tất câu Bảng B: Không làm phần V Câu I: HÃy xếp công thức sau theo thứ tự tăng dần số oxi hoá N: N 2, NO, NH3, N2O, NH2OH, HNO3, N2H4, NO2, HNO2 H·y chØ râ nguyªn nhân cấu tạo nguyên tử để N có số oxi hoá Cho chất sau: a) Na2CO3; b) KNO3; c) (NH4)2SO4; d) BaCl2; e) KHSO4 Gi¶i thích tính chất axit-bazơ dd nớc chất Cho biết giá trị ớc lợng pH dd (pH > 7; < ?) ễ tầng khí có lớp ozon làm chắn bảo vệ trái đất khỏi tác hại tia cực tím mặt trời rọi xuống nhờ trì cân hoá học hv O2 + O O3 Gần cân bị phá vỡ, hỉểm hoạ môi tr ờng trái đất Một nguyên nhân ngời thải vào khí lợng đáng kể NO Cl (Cl clo-flo cacbon từ máy lạnh thoát vào không khí tạo hv CF 2Cl2 CF2Cl + Cl ); Các khí làm xúc tác cho trình biến đổi O3 thành O2 HÃy viết pt pứ (riêng rẽ tổng cộng) để chứng minh vai trò xúc tác Cl NO Tuyển tập đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:8 Câu II: KMnO4 thuốc thử đợc dùng để xác định nồng độ muối sắt (II) Phản ứng KMnO FeSO4 dung dịch H2SO4 diễn theo sơ đồ: KMnO4 + FeSO4 + H2SO4  K2SO4 + MnO4 + Fe2(SO4)3 + H2O (1) → HÃy viết phơng trình phản ứng (1) dới dạng phơng trình ion (kí hiệu phơng trình ion (2)) Giả thiết phản ứng thuận nghịch, hÃy thiết lập biểu thức số cân phản ứng dựa vào (2) theo nồng độ cân chất Giá trị logarit số cân phản ứng oxi hoá-khử 25 oC dợc tính theo biĨu thøc: lgK = n∆E0 0.059 (∆E0 lµ hiƯu điện cực tiêu chuẩn cặp chất phản ứng, n số electron tham gia vào trình oxi hoá khử phản ứng) HÃy tính số cân phản ứng theo (2) Cho E -4 /Mn 2+ = 1,51V; E o 3+ /Fe2+ = 0,77V; E Cl2 /2Cl- = 1,36V MnO Fe Trong hỗn hợp gồm có KMnO4 0,010M; H2SO4 0,500M; FéO4 0,020M Fe2(SO4)3 0,005M HÃy tính nồng độ ion phản ứng kết thúc Mỗi yếu tố sau ảnh hởng nh đến (2): a) Tăng pH dung dịch; b) Thay H2SO4 HCl c) Thêm lợng nhỏ KSCN vào dung dịch Câu III: Hoàn thành phơng trình phản ứng hạt nh©n sau: a) ?  82Pb206 + 2He4 → b) F17  8O17 + ? → c) Pu239 94  ? + 2He4 → d) H + ?  2He4 → e) ? + 1D2  2He4 Đối với định luật bảo toàn dợc áp dụng để lập phơng trình trên, hÃy phân tích ví dụ để minh hoạ 2.a) Uran thiên nhiên chứa 99,28% U238 (có thời gian bán huỷ 4,5.10 9năm) 0,72% U235 (có thời gian bán huỷ 7,1.108năm) Tính tốc độ phân rà đồng vị 10gam U3O5 điều chế b) Mari Pie Curi diều chế Ra226 từ quặng Uran thiên nhiên Ra226 dợc tạo từ đồng vị hai đồng vị trên? Câu IV: HÃy viết phơng trình phản ứng xảy dẫn lợng d khí H2S sơc qua dung dÞch (cã pH ≈ 0,5) chøa c¸c ion Ag+, Ba2+, Cr2O72-, Cu2+, Fe3+, Ni2+ Cã dd muèi nitrat cña Mg2+, Ba2+, Al3+, Cr3+, Co2+, Ag+, Hg22+ (kí hiệu dd 1) HÃy viết phơng trình phản ứng xảy trờng hợp sau đây: a) Thêm dd NaCl vào dd tới kết tủa đợc hoàn toàn Lọc lấy kết tủa (kí hiệu a), dd lại (kí hiệu dd2) b) Rửa kÕt tđa a b»ng níc råi cho t¸c dơng tiÕp với dd NH3 6M c) Đun cách thuỷ tới nóng dd 2, thêm vào NH4Cl rắn, thêm tiếp NH3 6M tíi pH ≈ 9,0 d) Cho kÕt tđa thu dợc c) tác dụng với NaOH 2M có dd H2O2 Câu V: Xét phản ứng N2(khí) + 3H2(khÝ) ‡ ˆ† 2NH3(khÝ) (I) ˆ ˆˆ 1) T¹i điều kiện tiêu chuẩn chất, T = 298K, cã: ∆So = -197,9J.K-1; ∆Ho = -91,8kJ TÝnh ∆Go kết luận khả xảy phản ứng (I) 2) Cịng t¹i 298K, cã PN2 = PH2 = 10,0atm; PNH3 = 1,0atm a) TÝnh ∆G = ∆Go + 2,303RTlg K′p víi K′p = P2NH3/P3H2PN2 vµ R = 8,31 J.K-1 b) Dựa vào số liệu tính đợc trên, giải thích mức độ xảy phản ứng (I) hai trờng hợp 1) 2) Kết có phù hợp với nguyên lý Lơ Satơliê hay không? Tại sao? Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Đề Thi Quốc Gia Chọn HọC SINH Giỏi THPT Môn Thi: Hoá Häc Líp 12 Ngµy thi: 15/3/1997 Tuyển tập đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:9 (180 phót, kh«ng kể thời gian giao đề ) Bảng A: Làm tất câu Bảng B: Không làm câu VI Câu I: H·y cho biÕt kiĨu lai ho¸ cđa c¸c nguyên tố loại liên kết (, ) hỵp chÊt sau: Cl-CH2-CH =O; CH2=CH - C≡N; CH2 = C = O HÃy xếp hợp chất cho dới theo thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi Giải thích CH3-CH2-CH2-CH3 (A); CH3-CH2-CH2OH (B); CH3-CH2-CH2NH2 (C); (CH3)3CH (D); (CH3)3N (E) Có thể thực đợc phản ứng sau hay không, sao? C2H5ONa + CH3COOH → C2H5OH + CH3COONa (1) NaNH2 + CH4 → CH3Na + NH3 (2) Câu II: Hợp chất X chứa 60% C, 4,44%H 35,56%O phân tử, dd nớc X làm hồng quỳ tím Thuỷ phân X thu đợc axit axetic axit o-hiđroxibenzoic a) Xác định công thức cấu tạo X, biết MX = 180đvC b) Tính thể tích vừa đủ dd NaOH 0,5M để phản ứng hoàn toàn với 5,4g X Mannozơ (monosaccarit) HOCH2-(CHOH)4-CH=O đồng phân glucozơ dạng vòng cạnh mannozơ khác glucozơ chỗ nhóm OH nguyên tư C2 n»m cïng phÝa víi OH ë nguyªn tư C3 Oxi hoá mannozơ dd HNO 100oC thu đợc sản phẩm Y chứa 41,38%C; 3,45%H 55,17%O Y bị thuỷ phân môi trờng axit nh bazơ tạo axit polihiđroxiđicacboxylic muối tơng ứng Xác định công thức cấu tạo Y, biết MY = 174 đvC Câu III: Từ loại tinh dầu ngời ta tách đợc chất A chứa 76,92%C; 12,82%H 10,26%O phân tử, MA = 156 đvC A đợc điều chế cách hiđro hoá xúc tác chất 2-isopropyl-5-metylphenol (B) Xác định công thức cấu tạo A Viết công thức đồng phân cis-trans A Đun nóng A với H2SO4 đặc thu đợc hai chất có công thức phân tử C 10H18 Viết công thức cấu tạo hai chất viết chế phản ứng So sánh tính chất axit A với B Câu IV: Thuỷ phân hoàn toµn mol polipeptit X cho ta: mol CH3- CH(NH2) - COOH (Alanin hay viết tắt Ala) mol HOOC - CH2 - CH2 - CH(NH2) - COOH (axit glutamic hay Glu) mol H2N -(CH2)4 - CH(NH2) - COOH (Lizin hay Lys) N mol CH2 CH COOH Histidin hay His NH2 N H NÕu cho X t¸c dơng víi 2,4-(NO2)2C6H3F (kÝ hiƯu ArF) råi míi thủ phân thu đợc Ala, Glu, Lys hợp chất N CH2 N H CH COOH NH Ar Mặt khác thuỷ phân X nhờ enzim cacboxipeptiđaza thu đợc Lys tetrapeptit Ngoài thuỷ phân không hoàn toàn X cho ta đipeptit Ala-Glu, Ala-Ala His-Ala Xác định công thức cấu tạo tên polipeptit X Sắp xếp aminoaxit theo thứ tự tăng dần pH1 (pH đợc gọi điểm đẳng điện, pH aminoaxit tồn dạng ion lỡng cực trung hoà điện tích không di chuyển điện cực cả), biết giá trị pH1 3,22; 6,00; 7,59 9,74 Viết công thức cấu tạo dạng chủ yếu aminoaxit pH 13 Dới tác dụng enzim thích hợp aminoaxit bị đecacboxyl hoá (tách nhóm cacboxyl) Viết công thức cấu tạo sản phẩm đecacboxyl hoá Ala His So sánh tính bazơ nguyên tử nitơ phân tử hai sản phẩm Giải thích Câu V: Từ dẫn xuất halogen điều chế axit cacboxylic theo sơ đồ sau: + HX +CO Mg → RX  RMgX  RCOOMgX → RCOOH → -MgX ete khan ete khan Tõ CH4 vµ chất vô cần thiết hÃy viết phơng trình phản ứng điều chế: Tuyeồn taọp ủe thi hoùc sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:10 Axit metylmaloic CH3CH(COOH)2 Axit -vinylacrilic Câu VI: Có phơng trình phản ứng sau: OH H2SO4 85 % , 10 C (A) + H2O (B) h = 55% 1.Viết chế phản øng 2.Thay A b»ng C6H5-CH(CH3)-CH2-CH2-C(CH3)2OH (A1), C6H5-CH2-CH2-C(CH3)2OH (A2) vµ tiÕn hành phản ứng điều kiện tơng tự nh thu đợc sản phẩm hữu tơng ứng B1 (hiệu st 86%), B2 (hiƯu st 65%) a) ViÕt c«ng thøc cÊu t¹o cđa B1, B2 b) T¹i hiƯu st phản ứng tạo B1, B2 cao tạo B? Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Đề Thi Quốc Gia Chọn HọC SINH Giỏi THPT Môn Thi: Hoá Học Lớp 12 Ngày thi: 13/3/1998 (180 phút, không kể thời gian giao đề ) Bảng A: Làm tất Bảng B: Không làm câu có dấu * Bài I: Trong thiên nhiên Brom có chủ yếu nớc biển dới dạng NaBr Công nghiệp hoá học ®iỊu chÕ Brom tõ níc biĨn theo qui tr×nh nh sau: Cho lợng dd H2SO4 vào lợng nớc biển; tiếp đến sục khí Clo vào dd thu đợc; sau dùng không khí lôi Brom vµo dd Na 2CO3 tíi b·o hoµ Brom Ci cïng cho H 2SO4 vào dd đà bÃo hoà Brom, thu Brom hoá lỏng HÃy viết phơng trình phản ứng hoá học chủ yếu xảy trình cho biết vai trò H2SO4 Brom lỏng hay độc HÃy viết phơng trình phản ứng hoá học xảy dùng hoá chất thông thờng dễ kiếm để huỷ hết lợng Brom lỏng chẳng may bị làm đổ, bảo vệ môi trêng Bµi II: Dïng 94,96ml H2SO4 5% (D = 1,035g/ml) vừa đủ tác dụng hết với 2,80 g chất X, thu đợc muối Y chất Z X, Y, Z chất nào? HÃy giải thích cụ thể viết phơng trình phản ứng hoá học để minh hoạ Nếu sau trình thu đợc 7,60 g muối Y đợc chÊt Z? BiÕt r»ng X cã thĨ lµ mét chất: CaO, MgO, NaOH, KOH, Zn, Fe Bài III: 1.Tìm phơng trình cho phản ứng hoá học sau ®©y: a) K2Cr2O7 + ? + H2O → Cr(OH)3 + S + NH3 + KOH b) K2Cr2O7 + Na2SO3 + H2SO4 → ? + Na2SO4 + K2SO4 + H2O c) K2Cr2O7 + (NH4)2S + ? + H2O → K3[Cr(OH)6] + S + ? H·y cho biÕt chÊt oxi ho¸ phản ứng Dựa vào cấu hình electron nguyên tử, hÃy giải thích tính chất oxi hoá chất 3*) HÃy cho biết vai trò pH phản ứng hoá học tạo thành sản phẩm chứa crom Bài IV: Có số liệu: Điện cực Thế điện cực tiêu chuẩn (V) ë 25oC H / H+ -2,106 Fe / Fe2+ -0.440 Fe / Fe3+ -0.036 H2 / 2H+ 0,000 HÃy viết phơng trình phản ứng Fe với axit HCl dùng số liệu để giải thích kết phản ứng Thực tế đà dùng tác nhân số tác nhân: Fe, H, H 2, để khử nitrobenzen thành anilin? Viết phơng trình phản ứng dùng số liệu để giải thích 3*) HÃy đề nghị sơ đồ có rõ liên hệ chất mũi tên () để dựa vào dùng số liệu tính đợc điện cực tiêu chuẩn trình Fe 3+ Fe2+; kí hiệu trị số x HÃy đặt x vào vị trí thích hợp dÃy số liệu mà đầu đà đa Tuyeồn tập đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:24 E tác dụng với HI nóng cho CH3I, E khử đợc AgNO3 X , B , E tan dung dịch NaOH nhng không tan dung dịch NaHCO3 A D không tan dung dịch NaOH nhng dễ làm màu KMnO4 loÃng nguội brom loÃng Xác định công thức phân tử nhóm chức có phân tử X Xác định công thức cấu tạo X , A , B , D vµ E ; biÕt r»ng E đồng phân có pKa gần thấp Dùng công thức cấu tạo thu gọn viết phơng trình phản ứng đà xảy Giải thích sinh hai đồng phân B Gọi tên X , B1 , E Câu III : Viết phơng trình phản ứng monoclo hoá sec-butyl clorua, gọi tên sản phẩm tạo thành Nếu xuất phát từ (S)-sec-butyl clorua nhận đợc hợp chất quang hoạt? Viết công thức cấu tạo gọi tên theo danh pháp R , S Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau gọi tên s¶n phÈm : Cl2 (1 mol) HNO3 (1 mol) HN(C2H5)2 Fe, HCl a) Benzen (1 mol) A B C D AlCl3 H2SO4 CH3I (1 mol) HNO3 (1 mol) Fe, HCl G b) Phenol (1 mol) E F ClCH2COOH H C©u IV : Thành phần tinh dầu hồi anetol (C10H12O) Cho anetol phản ứng với dung dịch KMnO4 nớc tạo thành kali axetat, kali p-metoxi benzoat MnO2 Xác định công thức cấu tạo anetol, viết công thức cấu trúc đồng phân không gian có gọi tên IUPAC chúng Viết phơng trình phản ứng xảy đề nghị cách tách lấy axit p-metoxi benzoic từ hỗn hợp sau phản ứng Dùng công thức cấu tạo, hÃy viết phơng trình phản ứng anetol với: a) Br2/ CCl4 ; b) HCl ; c) Cl2 + H2O Khi đun nóng với xúc tác, anetol thờng bị hoá nhựa HÃy giải thích giáo dục đào tạo kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 thpt năm học 2000-2001 đề thi dự bị Môn : hoá học Bảng B Thời gian : 180 phút ( không kể thời gian giao đề ) Ngày thi thứ hai : ( theo định thông báo Bộ) Câu I : 1.Viết phơng trình ph¶n øng (nÕu cã) cđa: a) Axit axetic (pKa = 4,76) , phenol (pKa = 10) víi : - Dung dÞch NaHCO3 - Dung dÞch Na2CO3 BiÕt H2CO3 cã pKa1 = 6,4 pKa2 = 10,3 b) Dung dịch CH3COONa , dung dịch C6H5ONa với CO2 Hoàn thành phơng trình phản ứng (các sản phẩm viết dạng công thức cấu tạo) theo sơ đồ chuyển hoá sau: CH3OH(dung m«i) a) C6H5CH=CH2 + Br2 A + B H2SO4 , to b) C6H5CH=CH2 C(C16H16) Nêu tên chế phản ứng a) b) COOH CO2 H+ (CH3CO)2O OCOCH3 g) C6H5ONa C©u II : at, 125oC M N (Aspirin) Tuyển tập đề thi học sinh giỏi Quoỏc Gia ********************************************************************************************************************************* 180 Trang:25 Hợp chất thiên nhiên X chứa 66,67% cacbon; 6,67% hiđro; lại oxi Biết phân tử khối X X tác dụng với (CH3CO)2O cho A(C14H16O5), víi HBr ë l¹nh cho B (C10H11BrO2, gồm hai đồng phân câú tạo B1 B2), với CH3I (có mặt bazơ) cho D (C11H14O3),với HI nóng cho CH3I , vµ víi O3 råi Zn / HCl (dung dịch) cho E (C8H8O3) E tác dụng với HI nóng cho CH3I, E khử đợc AgNO3 X , B , E tan dung dịch NaOH nhng không tan dung dịch NaHCO3 A D không tan dung dịch NaOH nhng dễ làm màu KMnO4 loÃng nguội bom loÃng Xác định công thức phân tử nhóm chức có phân tử X Xác định công thức cấu tạo X , A , B , D E ; biết E đồng phân có pKa gần thấp Câu III : Viết phơng trình phản ứng monoclo hoá sec-butyl clorua, gọi tên sản phẩm tạo thành Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau gọi tên sản phẩm : Cl2 (1 mol) HNO3 (1 mol) HN(C2H5)2 Fe, HCl a) Benzen (1 mol) A B C D AlCl3 H2SO4 b) Phenol (1 mol) HNO3 (1 mol) E Fe, HCl CH3I (1 mol) F G ClCH2COOH H Câu IV : Thành phần tinh dầu hồi anetol (C10H12O) Cho anetol phản ứng với dung dịch KMnO4 nớc tạo thành kali axetat, kali p-metoxi benzoat MnO2 Xác định công thức cấu tạo anetol, viết công thức cấu trúc đồng phân không gian có gọi tên IUPAC chúng Viết phơng trình phản ứng xảy đề nghị cách tách lấy axit p-metoxi benzoic từ hỗn hợp sau phản ứng Dùng công thức cấu tạo, hÃy viết phơng trình phản ứng anetol với: a) Br2/ CCl4 ; b) HCl ; c) Cl2 + H2O Khi ®un nóng với xúc tác, anetol thờng bị hoá nhựa HÃy giải thích giáo dục đào tạo ẹE THI CHÍNH THỨC k× thi chän häc sinh giái qc gia lớp 12 thpt năm học 2001-2002 Môn : hoá học Bảng A Thời gian : 180 phút ( không kể thời gian giao đề ) Ngày thi : 13 / / 2002 Câu I:(4 điểm) Khi xiclotrime hoá 1,3-butađien với có mặt chất xúc tác kim, ngời ta đà điều chế đợc (Z, E, E)1,5,9-xiclođođecatrien Đây phơng pháp đơn giản để điều chế hidrocacbon vòng lớn Khi dùng chất xúc tác thích hợp phức -alyl kim loại chuyển tiếp ngời ta điều chế đợc (E, E, E)-1,5,9xiclododecatrien (Z, Z, E)-1,5,9-xiclododecatrien HÃy viết công thức cấu tạo hợp chất Sắp xếp tăng dần tính bazơ (có giải thích) chất dÃy sau: (a) CH3-CH(NH2)-COOH, CH2=CH-CH2-NH2, CH3-CH2-CH2-NH2, CH≡C-CH2-NH2 (b) -NH-CH3 , -CH2-NH2 , C6H5-CH2-NH2, p-O2N-C6H4-NH2 Câu II: (5,5 điểm) Viết phơng trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hoá sau (các chất từ A, G2 hợp chất hữu cơ, viết dạng công thức cấu tạo): Fe Cl2 (1 mol) Mg 1) Etilen oxit H2SO4 Br2 (1 mol) E1 + E2 C6H5-CH3 A B C D (1 mol) a.s ete khan 2) H2O/H+ 15OC (1 mol) a.s G + G2 (3,5 điểm) Viết sơ đồ phản ứng điều chế hợp chất sau đây, ghi rõ điều kiện phản ứng (nếu có): a) Từ etanol hoá chất vô cần thiết, điều chÕ: Tuyển tập đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:26 (A) Propin (không giai đoạn) (B) 1,1-Đicloetan (qua giai đoạn) b) Từ benzen chất vô cơ, hữu (chứa không nguyên tử cacbon), điều chế: (C) (D) Câu III: (2,5 điểm) Hợp chất hữu A có công thức phân tử C7H9N Cho A phản ứng với C2H5Br (d), sau với NaOH thu đợc hợp chất B có công thức phân tử C11H17N Nếu cho A phản ứng với C2H5Br nhng có xúc tác AlCl3 (khan) tạo hợp chất C có công thức phân tử với B (C11H17N) Cho A phản ứng với H2SO4 (đặc) 180oC tạo hợp chất D có công thức phân tử C7H9O6S2N, sau chÕ ho¸ D víi NaOH ë 300oC råi víi HCl sÏ cho s¶n phÈm E (E cã phản ứng màu với FeCl3) Mặt khác, cho A ph¶n øng víi NaNO2 HCl ë 5oC, råi cho phản ứng với -naphtol dung dịch NaOH thu đợc sản phẩm có màu G Xác định công thức cấu tạo A, B, C, D, E, G viết phơng trình phản ứng (nếu có) để minh hoạ Câu IV: (5,5 điểm) Thuỷ phân protein (protit) thu đợc số aminoaxit có công thức pKa nh sau: Ala CH3CH(NH2)COOH (2,34; 9,69); Pro COOH (1,99; 10,60); N Ser HOCH2CH(NH2)COOH (2,21; 9,15); H Asp HOOCCH2CH(NH2)COOH (1,88; 3,65;9,60); Orn H2N[CH2]3CH(NH2)COOH (2,10; 8,90; 10,50); Arg H2NC(=NH)NH[CH2]3CH(NH2)COOH (2,17; 9,04; 12,48); Viết tên IUPAC công thức Fisơ pH I Arg, Asp, Orn Trên công thức hÃy ghi (trong ngoặc) giá trị pKa bên cạnh nhóm chức thích hợp Biết nhóm -NHC(=NH)NH2 có tên guaniđino Ala Asp có thành phần cấu tạo aspactam (một chất có độ cao saccarozơ tới 160 lần) Thuỷ phân hoàn toàn aspactam thu đợc Ala, Asp CH3OH Cho aspactam tác dụng với 2,4-đinitroflobenzen thuỷ phân đợc dẫn xuất 2,4-đinitrophenyl Asp sản phẩm có công thức C 4H9NO2 Viết công thức Fisơ tên đầy đủ aspactam, biết nhóm -COOH Asp không tự Arg, Pro Ser có thành phần cấu tạo nonapeptit brađikinin Thuỷ phân brađikinin sinh ProPro-Gly ; Ser-Pro-Phe ; Gly-Phe-Ser ; Pro-Phe-Arg ; Arg-Pro-Pro ; Pro-Gly-Phe ; Phe-Ser-Pro a) Dùng kí hiệu chữ (Arg, Pro, Gly, ), cho biết trình tự aminoaxit phân tử brađikinin b) Viết công thức Fisơ cho biết nonapeptit có giá trị pHI khoảng nào? ( 6; > 6) C©u V: (2,5 điểm) Oxi hoá 150 mg amilozơ NaIO4 thu ®ỵc 0,0045 mmol axit fomic (a) TÝnh sè lỵng trung bình gốc glucozơ phân tử amilozơ; biết oxi CHO hoá mol amilozơ NaIO4, số gốc glucozơ đầu mạch tạo mol axit H OH fomic, số gốc glucozơ cuối mạch tạo mol axit fomic HO H (b) Viết sơ đồ phơng trình phản ứng xảy H OH Viết sơ đồ phơng trình phản ứng chuyển D-glucozơ thành L-gulozơ có công thức HO H bên CH2OH L-galuzơ giáo dục đào tạo kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 thpt năm học 2001-2002 đề thi thức Môn : hoá học Bảng A Thêi gian : 180 ( kh«ng kĨ thêi gian giao đề ) Ngày thi : 12 / / 2002 Câu I: (5 điểm) Liệu pháp phóng xạ đợc ứng dụng rộng rÃi để chữa ung th Cơ sở liệu pháp biến đổi hạt nh©n 59 + 0n1 → X? (1) 27Co X? → 28Ni60 + ; hν = 1,25 MeV (2) (a) HÃy hoàn thành phơng trình biến đổi hạt nhân nêu rõ định luật đợc áp dụng để hoàn thành phơng trình (b) HÃy cho biết điểm khác phản ứng hạt nhân với phản ứng oxi hoá-khử (lấy thí dụ từ phản ứng (2) phản ứng Co + Cl2 CoCl2) Có cấu hình electron 1s22s22p63s23p63d54s1 (1) (a) Dùng kí hiệu ô lợng tử biểu diễn cấu hình electron (1) (b) Cấu hình electron (1) cấu hình electron nguyên tử hay ion ? T¹i ? Tuyển tập đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:27 (c) Cho biÕt tính chất hoá học đặc trng ion hay nguyên tư øng víi cÊu h×nh electron (1), h·y viÕt mét phơng trình phản ứng để minh họa Biết En = -13,6 Z (n: sè lỵng tư chÝnh, Z: số đơn vị điện tích hạt nhân) n (a) Tính lợng1e trờng lực hạt nhân hệ N6+, C5+, O7+ (b) Qui luật liên hệ En với Z tính đợc phản ánh mối liên hệ hạt nhân với electron hệ ? (c) Trị số lợng tính đợc có quan hệ với lợng ion hoá hệ hay không ? Tính lợng ion hoá hệ áp dụng thuyết lai hoá giải thích kết thực nghiệm xác định đợc BeH2, CO2 phân tử thẳng Câu II: (6 điểm) Biết oxi hoá-khử tiêu chuẩn : EoCu2+/Cu+ = +0,16V, EoCu+/Cu = +0,52V, Eo Fe3+/Fe2+ = +0,77V, EoFe2+/Fe = -0,44V HÃy cho biết tợng xảy trờng hợp sau: (a) Cho bột sắt vào dung dịch Fe2(SO4)3 0,5M (b) Cho bột đồng vào dung dÞch CuSO4 1M Dung dÞch X gåm Na2S 0,010M, KI 0,060M, Na2SO4 0,050M (a) TÝnh pH cđa dung dÞch X (b) Thêm dần Pb(NO3)2 vào dung dịch X nồng độ 0,090M thu đợc kết tủa A dung dịch B i Cho biết thành phần hoá học kết tủa A dung dịch B ii Tính nồng độ ion dung dịch B (không kể thuỷ phân ion, coi thể tích dung dịch không thay đổi thêm Pb(NO3)2) iii Nhận biết chất có kết tủa A phơng pháp hoá học, viết phơng trình phản ứng (nếu có) (c) Axit hoá chậm dung dịch X đến pH = Thêm FeCl3 nồng độ 0,10M i TÝnh thÕ cđa cùc platin nhóng dung dÞch thu đợc so với cực calomen bÃo hoà (Hg2Cl2/2Hg,2Cl-) ii Biểu diễn sơ đồ pin, viết phơng trình phản ứng xảy điện cực phản ứng tổng quát pin hoạt động Cho : axit có H2S pK1 = 7,00, pK2 = 12,90; HSO4- cã pK = 2,00; TÝch sè tan cña PbS = 10 -26 ; PbSO4 = 10-7,8 ; PbI2 = 10-7,6 Eo Fe3+/Fe2+ = 0,77 V ; Eo S/H2S = 0,14V ; Eo I2/2I- = 0,54V ; Ecal bÃo hoà = 0,244V Câu III: (3 điểm) Cho dòng điện 0,5A qua dung dịch muối axit hữu Kết sau trình điện phân catôt tạo 3,865 gam kim loại anôt có khí etan khí cacbonic thoát Cho biết muối kim loại bị điện phân? Biết 5,18 gam kim loại đẩy đợc 1,59 gam Cu từ dung dịch đồng sunfat Cho biết muối axit hữu bị điện phân? Viết phơng trình phản ứng xảy điện cực Câu IV: (2,5 điểm) Tại 25oC phản ứng N2O5 (k) NO (k) + O2 (k) cã h»ng sè tèc ®é k = 1,8.10 -5 s-1 ; biĨu thức tính tốc độ phản ứng v = k.CN 2O5 Phản ứng xảy bình kín thể tích 20,0 lit không đổi Ban đầu l ợng N2O5 cho vừa đầy bình thời điểm khảo sát, áp suất riêng N 2O5 0,070 atm Giả thiết khí khí lí tởng Tính tốc độ: a) tiêu thụ N2O5 ; b) hình thành NO2 ; O2 Tính số phân tử N2O5 đà bị phân tích sau 30 giây Nếu phản ứng có phơng trình N2O5 (k) NO2 (k) + 1/2 O2 (k) trị số tốc độ phản ứng, số tốc độ phản ứng có thay đổi không? Giải thích Câu V: (3,5 điểm) Khí NO kết hợp với Br2 tạo khí phân tử có nguyên tử Viết phơng trình phản ứng xảy Biết phản ứng thu nhiệt, t¹i 25 oC cã Kp = 116,6 H·y tÝnh Kp (ghi rõ đơn vị) oC ; 50oC Giả thiết tỉ số hai trị số số cân 0oC với 25oC hay 25oC với 50oC 1,54 Xét 25oC, cân hoá học đà đợc thiết lập Cân chuyển dịch nh nào? Nếu: a) Tăng lợng khí NO b) Giảm lợng Br2 c) Giảm nhiệt độ d) Thêm khí N2 vào hệ mà: - Thể tích bình phản ứng không đổi (V = const) - áp suất chung hệ không đổi (P = const) Tuyeồn tập đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* bé giáo dục đào tạo Trang:28 kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 thpt năm học 2002-2003 đề thi thức Môn : hoá học Bảng A Thêi gian : 180 ( kh«ng kĨ thêi gian giao đề ) Ngày thi : 12 / / 2003 Câu I: Nhôm clorua hoà tan vào số dung môi bay nhiệt độ không cao tồn dạng đime (Al 2Cl6) nhiệt độ cao (7000C) đime bị phân li thành monome (AlCl 3) Viết công thức cấu tạo Lewis phân tử đime monome; Cho biết kiểu lai hoá nguyên tử nhôm, kiểu liên kết phân tử ; Mô tả cấu trúc hình học phân tử Phân tử HF ph©n tư H2O cã momen lìng cùc, ph©n tư khèi gÇn b»ng (HF 1,91 Debye, H2O 1,84 Debye, MHF 20, MH2 O 18); nhng nhiệt độ nóng chảy hiđroflorua 830C thấp nhiều so với nhiệt độ nóng chảy nớc đá 00C, hÃy giải thích sao? Câu II: Trong phòng thí nghiệm có dung dịch bị nhÃn: AlCl3, NaCl, KOH, Mg(NO3)2, Pb(NO3)2, Zn(NO3)2, AgNO3 Dïng thªm mét thc thư, h·y nhận biết dung dịch Viết phơng trình phản ứng (nếu có) Dung dịch bÃo hòa H2S có nång ®é 0,100 M H»ng sè axit cđa H2S: K1 = 1,0 x 10-7 vµ K2 = 1,3 x 10-13 a) Tính nồng độ ion sunfua dung dịch H2S 0,100 M ®iỊu chØnh pH = 2,0 b) Mét dung dịch A chứa cation Mn2+, Co2+, Ag+ với nồng độ ban đầu ion 0,010 M Hoà tan H2S vào A đến bÃo hoà điều chỉnh pH = 2,0 ion tạo kÕt tña Cho: TMnS = 2,5 x 10-10 ; TCoS = 4,0 x 10 – 21 ; TAg2S = 6,3 x 10-50 Kim loại A phản ứng với phi kim B tạo hợp chất C màu vàng cam Cho 0,1 mol hợp chất C phản ứng với CO2 (d) tạo thành hợp chất D 2,4 gam B Hòa tan hoàn toàn D vào nớc, dung dịch D phản ứng hết 100 ml dung dịch HCl M giải phóng 1,12 l khí CO2 (đktc) HÃy xác định A, B, C, D viết phơng trình phản ứng xảy Biết hợp chất C chứa 45,07 % B theo khối lợng; hợp chất D không bị phân tích nóng chảy Câu III: Phơng trình phản ứng iot hoá axeton dung dịch có xúc tác axit: + H CH3 – C – CH3 + I2  CH3 – C – CH2I + HI → O (A) (B) O (E) (F) CH3 – C – CH3 vµ CH3 – C = CH2 + OH OH Thùc nghiÖm cho thấy phản ứng bậc axeton bậc H+ Mặt khác, thực nghiệm cho thấy trình phản ứng có tạo chất trung gian Từ ngời ta nêu giả thiết phản ứng xảy qua giai đoạn a) Viết phơng trình biểu diễn định luật tốc độ phản ứng cho biết đơn vị (thứ nguyên) số tốc độ phản ứng b) Viết biểu thức biểu diễn tốc độ phản ứng qua: tốc độ tiêu hao (A), (B); tốc độ tạo thành (E), (F) c) Viết phơng trình biểu diễn giai đoạn phản ứng Giai đoạn định tốc độ phản ứng HÃy chứng minh chế anh (chị) nêu phù hợp với phơng trình đà viết (a) d) Một thí nghiệm, ngời ta lấy nồng độ ban đầu axeton, iot ion H+ 0,1M Sau 30 phút, nồng độ axeton giảm bớt 15% so với nồng độ ban đầu Tốc độ tạo thành HI thời điểm 30 phút 3,47.10-5 mol L-1 phút-1 HÃy tính số tốc độ phản ứng Câu IV: Phản ứng AgNO3 với KCl dung dịch tạo thành kết tủa AgCl giải phóng lợng Ta tạo tế bào điện hoá (pin) sinh công điện nhờ phản ứng a) Viết công thức tế bào điện hoá theo quy tắc IUPAC nửa phản ứng điện cực anot catot b) TÝnh ∆G cđa ph¶n øng kÕt tđa AgCl E tế bào điện hoá 298 298 Cho: TAgCl ë 250C b»ng 1,6 10 –10 Điện phân 50 ml dung dịch HNO3 có pH = 5,0 với điện cực than chì 30 giờ, dòng điện 1A a) Viết nửa phản ứng điện cực phơng trình phản ứng chung b) Tính pH dung dịch sau điện phân c) Tính thể tích dung dịch NaOH 0,0001 mol/L cần để trung hòa dung dịch sau điện phân Tuyeồn taọp đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:29 d) HÃy cho biết nên dùng chất thị để xác định điểm dừng phản ứng trung hòa Coi khối lợng riêng dung dịch HNO3 loÃng g/ml Câu V : Khi nung nóng đến nhiệt độ cao PCl5 bị phân li theo phơng trình PCl5 (k) ⇋ PCl3 (k) + Cl2 (k) Cho m gam PCl5 vào bình dung tích V, đun nóng bình ®Õn nhiƯt ®é T (K) ®Ĩ x¶y ph¶n øng phân li PCl5 Sau đạt tới cân áp st khÝ b×nh b»ng p H·y thiÕt lËp biĨu thức Kp theo độ phân li áp st p ThiÕt lËp biĨu thøc cđa kc theo α, m, V Trong thÝ nghiÖm thùc hiÖn ë nhiệt độ T1 ngời ta cho 83,300 gam PCl5 vào bình dung tích V1 Sau đạt tới cân đo đợc p 2,700 atm Hỗn hợp khí bình có tỉ khối so với hiđro 68,862 Tính Kp Trong thí nghiệm giữ nguyên lợng PCl5 nhiệt độ nh thí nghiệm nhng thay V dung tích V2 đo đợc áp suất cân 0,500 atm Tính tỉ số V1 Trong thí nghiệm giữ nguyên lợng PCl5 dung tích bình V1 nh thí nghiệm nhng hạ nhiệt độ bình đến T3 = 0,9 T1 đo đợc áp suất cân 1,944 atm Tính Kp Từ cho biết phản ứng phân li PCl5 thu nhiệt hay phát nhiÖt Cho: Cl = 35,453 ; P : 30,974 ; H = 1,008 ; Các khí khí lí tởng giáo dục đào tạo đề thi thøc k× thi chän häc sinh giái qc gia líp 12 thpt năm học 2002-2003 Môn : hoá học Bảng A Thêi gian : 180 ( kh«ng kĨ thêi gian giao đề ) Ngày thi : 13 / / 2003 Câu I: Khi có mặt enzim aconitaza, axit aconitic bị hidrat hóa tạo thành axit A không quang hoạt axit B quang hoạt theo cân b»ng: COOH H2O HOOC H2O A B C C (C6H8O7) (C6H8O7) CH2COOH H 6% 90% Axit aconitic 4% a) ViÕt công thức cấu tạo A B, ghi tên đầy đủ chúng axit aconitic theo danh ph¸p IUPAC Axit A cã pKa: 3,1 ; 4,8 ; 6,4 Ghi giá trị pKa bên cạnh nhóm chức thích hợp b) Viết sơ đồ điều chế A từ axeton chất vô cần thiết Ozon phân tecpen A (C10H16) thu đợc B có cấu t¹o nh sau: CH3 C CH2 CH CH CH2 CH O O C H3 C CH3 Hidro hãa A với xúc tác kim loại tạo hỗn hợp sản phẩm X gồm đồng phân có công thức phân tử C10H20 a) Xác định công thức cấu tạo A b) Viết công thức đồng phân cấu tạo hỗn hợp X c) Viết công thức lập thể dạng bền đồng phân hỗn hợp X Câu II: Hợp chất A (C5H11O2N) chất lỏng quang hoạt Khử A H2 có xúc tác Ni đợc B (C5H13N) quang hoạt Cho B tác dụng với axit HNO2 thu đợc hỗn hợp gồm ancol C quang hoạt ancol tert-amylic (2metyl-2-butanol) Xác định công thức cấu tạo A Dùng công thức cấu tạo, viết phơng trình phản ứng tạo thành B, C ancol tert-amylic từ A Hợp chất A (C5H9OBr) tác dụng với dung dịch iốt kiềm tạo kết tủa màu vàng A tác dụng với dung dịch NaOH tạo xeton B C có công thức phân tử C5H8O B, C không làm màu dung dịch kalipemanganat lạnh, có B tạo kết tủa màu vàng với dung dịch iốt kiỊm Cho B t¸c dơng víi CH3MgBr råi víi H2O đợc D (C6H12O) D tác dụng với HBr tạo hai đồng phân cấu tạo E F có công thức phân tử C6H11Br có E làm màu dung dịch kali pemanganat lạnh Tuyển tập đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:30 Dùng công thức cấu tạo, viết sơ đồ phản ứng từ A tạo thành B, C, D, E, F Viết tên A D theo danh pháp IUPAC Câu III: HÃy đề nghị sơ đồ phản ứng với đầy đủ điều kiện để: a) từ etylen chất vô tổng hợp hợp chất sau xếp chúng theo thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi: C2H5OCH2CH2OCH2CH2OH (Etylcacbitol) ; b) Từ benzen toluen chất vô tổng hợp đợc dợc chất sau: Axit 4-amino-2hidroxibenzoic; axit 5-amino – 2,4 – O O O NH dihidroxibenzoic Dioxan a) Dïng c«ng thøc cÊu tạo, hÃy hoàn thành sơ Mopholin đồ tổng hợp sau ®©y: NH3 C6 H5 NH HOSO 2Cl COCl2 + CH3OH  C2H3O2Cl  B  C8H8O4NSCl  D → → → → + H 3O  C6H8O2N2S → b) Giải thích hớng phản ứng tạo thành C8H8O4NSCl C6H8O2N2S Câu IV: TRF tên viết tắt homon điều khiển hoạt động tuyến giáp Thủy phân hoàn toàn mol TRF thu đợc mol chất sau: N CH2-CH-COOH NH3 ; ; HOOC-CH 2-CH2-CH-COOH ; NH2 COOH NH2 N N (Pro) (His) (Glu) H H Trong hỗn hợp sản phẩm thủy phân không hoàn toàn TRF có dipeptit His-Pro Phổ khối lợng cho biết phân tử khối TRF 362 đvC Phân tử TRF không chứa vòng lớn cạnh HÃy xác định công thức cấu tạo viết công thức Fisơ TRF §èi víi His ngêi ta cho pKa1 = 1,8 ; pKa2 = 6,0 ; pKa3 = 9,2 H·y viết cân điện ly ghi cho cân giá trị pKa thích hợp Cho biÓu thøc: pHI = (pKa1+pKa2+pKa3) : ; pHI = (pKa1+pKa2) : ; pHI = (pKa2+pKa3) : ; biểu thức với His, sao? HÃy đề nghị sơ đồ phản ứng với đầy đủ ®iỊu kiƯn ®Ĩ tỉng hỵp axit (D, L) – glutamic từ hidrocacbon chứa không nguyên tử cacbon phân tử Câu V: Đisaccarit X (C12H22O11) không tham gia phản ứng tráng bạc, không bị thủy phân enzim mantaza nhng bị thủy phân enzim emulsin Cho X phản ứng với CH3I thủy phân đợc 2,3,4,6-tetra-O-metylD-gulozơ Biết rằng: D-gulozơ đồng phân cấu hình C3 C4 D-glucozơ; mantaza xúc tác cho thủy phân liên kết -glicozit, emulsin xúc tác cho thủy phân liên kết -glicozit ViÕt c«ng thøc lËp thĨ cđa X Deoxi- D-gulozơ A (C6H12O5) đợc chuyển hóa theo hớng sau: HIO4 + A CH3OH, H C 1) LiAlH4 2) H2O D H3O+ Glixerin, 3-hidroxipropanal B HBr C6H11BrO4 (E) KOH C6H10O4 (F) H2O/ DCl hỗn hợp G a) Xác định công thức cấu tạo A b) Viết công thức cấu tạo B, C, D, E, F c) Xác định công thức cấu tạo chất có hỗn hợp G, biết phân tử khối chúng lớn 160 nhỏ 170 đvC giáo dục đào tạo đề thi thức kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 thpt năm học 2003-2004 Môn : hoá học Bảng A Thời gian : 180 phút ( không kể thời gian giao đề ) Tuyeồn tập đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Ngµy thi : Trang:31 11 / / 2004 C©u I Viết phơng trình hoá học cho trờng hợp sau: a) Cho khÝ amoniac (d) t¸c dơng víi CuSO4.5H2 O b) Trong môi trờng bazơ, H2O2 oxi hoá Mn2+ thành MnO2 c) Trong môi trờng axit, H2O2 khử MnO4- thành Mn2+ Trong số phân tử ion: CH2Br2, F - , CH2O, Ca2+, H3As, (C2 H5 )2O , phân tử ion tạo liên kết hiđro với phân tử nớc? HÃy giải thích viết sơ đồ mô tả hình thành liên kết a) U238 tự phân rà liên tục thành đồng vị bền chì Tổng cộng có hạt đợc phóng trình HÃy giải thích viết phơng trình phản ứng chung trình b) Uran có cấu hình electron [Rn]5f 36d17s2 Nguyên tử có electron độc thân? Có thể có mức oxi hoá cao bao nhiêu? c) UF6 chất lỏng dễ bay đợc ứng dụng phổ biến để tách đồng vị uran HÃy viết phơng trình phản ứng có UF6 đợc tạo thành cho UF4 tác dụng với ClF3 Câu II Trong nguyên tử ion dơng tơng ứng có từ electron trở lên, electron chuyển động trờng lực đợc tạo từ hạt nhân nguyên tử electron khác Do trạng thái cấu hình electron có trị số lợng Với nguyên tố Bo (số đơn vị điện tích hạt nhân Z = 5) trạng thái có số liệu nh sau: Cấu hình electron 1s1 1s2 1s22s1 nhân Năng lợng (theo eV) - 340,000 - 600,848 - 637,874 Cấu hình electron 1s22s2 1s22s22p1 Năng lợng (theo eV) - 660,025 - 669,800 Trong đó: eV đơn vị lợng; dấu - biểu thị lợng tính đợc electron chịu lực hút hạt a) HÃy trình bày chi tiết kết qủa tính trị số lợng ion hoá có nguyên tố Bo theo eV dùng kiện cho bảng b) HÃy nêu nội dung giải thích qui luật liên hệ lợng ion hoá Năng lợng liên kết N-N 163 kJ.mol1, N≡N b»ng 945 kJ.mol–1 Tõ nguyªn tư N cã thể tạo phân tử N4 tứ diện phân tử N thông thờng Trờng hợp thuận lợi hơn? HÃy giải thích Câu III 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 vµ HNO 0,200 M vµo 10,00 ml dung dịch A Sau phản ứng ngời ta nhúng điện cực Ag vào dung dịch B vừa thu đợc ghép thành pin (có cầu muối tiếp xúc hai dung dịch) với điện cực có Ag nhúng vào dung dịch X gồm AgNO3 0,010 M KSCN 0,040 M a) Viết sơ đồ pin b) Tính sức điện động Epin 250C c) Viết phơng trình phản ứng xảy pin hoạt động d) Tính số cân phản ứng Cho biÕt : Ag+ + H2O AgOH + H+ (1) ; K1= 10 –11,70 Pb2+ + H2O PbOH+ + H+ (2) ; K2= 10 –7,80 ChØ sè tÝch sè tan pKs : AgI lµ 16,0 ; PbI2 lµ 7,86 ; AgSCN lµ 12,0 RT ln = 0,0592 lg EAg+ ; = ,799 V F /Ag Epin thay đổi nếu: a) thêm lợng nhỏ NaOH vào dung dịch B ; b) thêm lợng nhỏ Fe(NO3)3 vào dung dịch X? Câu IV Khí CO gây độc tác dụng với hemoglobin (Hb) máu theo phơng trình CO + Hb → Hb4 (CO)3 Tuyển tập đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:32 Sè liƯu thùc nghiƯm t¹i 200C động học phản ứng nh sau: Nồng độ (àmol l-1) Tốc độ phân huỷ Hb ( àmol l-1 s-1 ) Hb CO 1,50 2,50 1,05 2,50 2,50 1,75 2,50 4,00 2,80 HÃy tính tốc độ phản ứng nồng độ CO 1,30; Hb 3,20 (đều theo àmol.l-1) 200C Ngời ta nung nóng đến 8000C bình chân tích lít chứa 10,0 gam canxi cacbonat vµ 5,6 gam canxi oxit H·y tÝnh sè mol khÝ cacbonic cã b×nh Muèn cho lợng canxi cacbonat ban đầu phân huỷ hết thể tích tối thiểu bình phải bao nhiêu? Biết nhiệt độ khí CO bình có áp suất 0,903 atm Tại 200C, phản øng: H2 (k) + Br2 (láng) HBr (k) (1) cã h»ng sè c©n b»ng Kp = 9,0 1016 Kí hiệu (k) trạng thái khí a) HÃy tính Kp cđa ph¶n øng: H2 (k) + Br2 (k) HBr (k) (2) 20 C áp suất pBr (k) = 0,25 atm b) H·y cho biÕt chuyển dịch cân hoá học phản ứng (2) giảm thể tích bình phản ứng hai trờng hợp: *) Trongbình Br2 (lỏng) ; **) Trongbình có Br2 (lỏng) giáo dục đào tạo ®Ị thi chÝnh thøc k× thi chän häc sinh giái quốc gia lớp 12 thpt năm học 2003-2004 Môn : hoá học Bảng A Thời gian : 180 phút ( không kể thời gian giao đề ) Ngày thi : 12 / / 2004 Câu I 3-metylbuten-1 tác dụng với axit clohidric tạo sản phẩm, ®ã cã A lµ 2-clo-3-metylbutan vµ B lµ 2-clo-2-metylbutan B»ng chế phản ứng, hÃy giải thích tạo thành hai sản phẩm A B a) 2-metylbuten-2 phản ứng với axit clohidric Trình bày chế phản ứng, cho biết sản phẩm giải thích? Trong phản ứng clo hoá nhờ chất xúc tác FeCl , khả phản ứng tơng đối vị trí khác phân tử biphenyl benzen nh sau: 250 250 790 790 250 250 1 1 a) Trình bày chế phản ứng clo hoá biphenyl theo hớng u tiên b) Tốc độ monoclo hoá biphenyl benzen lần? c) Trong phản ứng clo hoá biphenyl thu đợc 10 gam 2-clobiphenyl, thu đợc gam 4clobiphenyl? Câu II Từ etilen propilen có xúc tác axit, platin điều kiện cần thiết, hÃy viết sơ đồ tổng hợp isopren Cho sơ đồ sau: O CH2 Xiclohexanol HBr A CH2 Li CuI phÈm h÷u A, B, C D Br C C NBr O N H /O B (NBS) C D KOH C2H5OH công Viết thức sản Tuyeồn taọp đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Tõ axetilen hoá chất vô cần thiết, hÃy viết phơng trình (đimetylamino)azobenzen: Trang:33 phản ứng tạo p- CH3 N N N CH3 C©u III Monosaccarit A (đặt glicozơ A) có tên (2S,3R , 4S , 5R)-2,3,4,5,6-pentahiđroxihexanal Khi đun nóng tới 1000C, A bị tách nớc sinh sản phẩm B có tên 1,6anhiđroglicopiranozơ Dglucozơ không tham gia phản ứng Từ A nhận đợc sản phẩm E (C5H10O5) G (C5H8O7) theo sơ đồ phản ứng: A Br2 H2O C CaCO3 D H2O2 E HNO3 G a) ViÕt c«ng thøc Fisơ A B b) A tồn dạng ghế (D-glicopiranozơ) Viết công thức dạng cho biết dạng bền cả? c) Dùng công thức cấu dạng biểu diễn phản ứng chuyển hoá A thành B Vì Dglucozơ không tham gia phản ứng tách nớc nh A? d) Viết công thức cÊu tróc cđa E vµ G H·y cho biÕt chóng có tính quang hoạt hay không? Câu V NH2 Các aminoaxit phản ứng với tạo thành polipeptit N HÃy cho biết cấu trúc đipeptit tạo thành từ leuxin CH2 CH COOH (CH3)2CHCH2CH(NH2)COOH histiđin (hình bên) N Gọi A, B -aminoaxit môi trờng axit, bazơ Histidin H tơng ứng X ion lỡng cực a) Xác định tỉ số nồng độ A B điểm đẳng điện b) Vết alanin chun vỊ cùc nµo pH < vµ pH > 8? c) Xác định hàm lợng tơng đối ion lỡng cực X alanin điểm đẳng ®iƯn, biÕt r»ng h»ng sè axit cđa alanin: pK1 = 2,35 cân A X + H+ pK2 = 9,69 cân X B + H+ giáo dục đào tạo đề thi thøc k× thi chän häc sinh giái qc gia líp 12 thpt năm học 2004-2005 Môn : hoá học Bảng A Thêi gian : 180 ( kh«ng kĨ thêi gian giao đề ) Ngày thi : 10 / / 2005 Câu (2 điểm): Bằng dung dịch NH3, ngêi ta cã thĨ lµm kÕt tđa hoµn toµn ion Al 3+ dung dịch nớc dạng hiđroxit, nhng làm kết tủa đợc phần ion Mg2+ dung dịch nớc dạng hiđroxit HÃy làm sáng tỏ điều nói phép tính cụ thể Cho biÕt: TÝch sè tan cđa Al(OH)3 lµ 5.10−33; tÝch sè tan Mg(OH)2 4.1012; số phân ly bazơ NH3 1,8.105 Câu (2 điểm): Nhúng hai kẽm, có khối lợng 10 gam vào hai dung dịch muối kim loại hoá trị hai Sau thời gian xác định, lấy hai kẽm khỏi dung dịch, rửa sạch, làm khô cân lại Kết cho thấy có khối lợng 9,5235 gam, tÊm cã khèi lỵng 17,091 gam Cho biÕt: Một hai dung dịch muối kim loại hoá trị hai muối sắt (II); lợng kẽm tham gia phản ứng hai dung dịch nh Giải thích tợng xảy dung dịch Cho biết kim loại tham gia vào thành phần dung dịch muối thứ hai Câu (1,5 điểm): Hoàn thành phơng trình phản ứng sau đây: NaCl + H2SO4 đặc, nóng Tuyeồn taọp ủe thi hoùc sinh gioỷi Quoỏc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:34 NaBr + H2SO4 đặc, nãng NaClO + PbS FeSO4 + H2SO4 + HNO2 KMnO4 + H2SO4 + HNO2 NaNO2 + H2SO4 loÃng Câu (4,5 điểm): pH = 25oC điện cực tiêu chuẩn Eo số cặp oxi hoá - khử đợc cho nh sau: − 2IO4 / I2 (r) 1,31 V ; 2IO3−/ I2 (r) 1,19 V ; 2HIO/ I2 (r) 1,45 V ; I2 (r)/ 2I− 0,54 V (r) chØ chÊt ë trạng thái rắn Viết phơng trình nửa phản ứng oxi hoá - khử cặp đà cho Tính Eo cặp IO4/ IO3 IO3/ HIO Về phơng diện nhiệt động học dạng oxi hoá - khử bền, dạng không bền? Tại sao? Thêm 0,40 mol KI vào lít dung dịch KMnO4 0,24 M pH = a) Tính thành phần hỗn hợp sau phản ứng b) Tính điện cực platin nhúng hỗn hợp thu đợc so với điện cực calomen bÃo hoà Tính Eo cặp IO3/ I2(H2O) I2(H2O) chØ ièt tan níc o Cho biÕt: EMnO4−/ Mn 2+ = 1,51 V ; E cđa ®iƯn cùc calomen b·o hoµ b»ng 0,244 V ; RT ë 25oC, ln F = 0,0592 lg ; §é tan cđa ièt nớc 5,0.10 M Câu (2,5 điểm): Các vi hạt có cấu hình electron phân lớp cùng: 3s1, 3s2, 3p3, 3p6 nguyên tử hay ion? Tại sao? HÃy dẫn phản ứng hoá học (nếu có) để minh hoạ tính chất hoá học đặc trng vi hạt Cho biết: Các vi hạt ion nguyên tử nguyên tố thuộc nhóm A nhóm VIII(0) Câu (3,5 điểm): Một bình điện phân chứa dung dịch NaOH (pH=14) bình điện phân khác chứa dung dịch H2SO4 (pH = 0) 298K Khi tăng hiệu điện từ từ hai cực bình ngời ta thấy có khí giống thoát hai bình điện Giải thích tợng Viết phơng trình phản ứng xảy bình (không xét tạo thành H 2O2 H2S2O8) Tính hiệu điện tối thiểu phải đặt vào hai cực bình trình điện phân xảy Ngời ta muốn giảm pH dung dịch NaOH xuống 11 Có thể dùng NH 4Cl đợc không? Nếu đợc, hÃy giải thích tính khối lợng NH4Cl phải dùng để giảm pH lít dung dịch NaOH tõ 14 xng cßn 11 Khi pH cđa dung dịch NaOH 11, hiệu điện tối thiểu phải đặt vào hai cực bình điện phân trình điện phân xảy bao nhiêu? o Cho biÕt: EoH2O, 1/2 O2 / 2OH− = 0,4 V ; E2H+, 1/2 O / H2O = 1,23 V ; pKb (NH3) = 4,75 Câu (4 điểm): Ngêi ta thùc hiƯn ph¶n øng NO2 (k) + F2 (k) NO2F (k) mét b×nh kÝn cã thĨ tÝch V (cã thĨ thay ®ỉi thĨ tÝch cđa bình píttông) áp suất ban đầu NO2 b»ng 0,5 atm, cßn cđa F2 b»ng 1,5 atm Trong điều kiện tốc độ đầu vo = 3,2 103 mol.L1.s1 Nếu thực phản ứng nhiệt độ với lợng ban đầu chất phản ứng nhng thêm khí trơ vào bình thể tích thành V, áp suất tổng quát atm, tốc độ đầu 8.104 mol.L1.s1 Kết có cho phép thiết lập phơng trình động học (biểu thức tốc độ) phản ứng hay không? Ngời ta lại thực phản ứng điều kiện nhiệt độ với lợng NO2, F2 khí trơ nh (1) nhng giảm thể tích xuống Tính giá trị tốc độ đầu voV Nếu thay cho việc thêm khí trơ, ngời ta thêm NO2 vào áp suất tổng quát atm thể tích V tốc độ đầu vo = 1,6.102 mol.L1.s1 Kết cho phép kết luận nh phơng trình động học phản ứng? Dự đoán chế phản ứng giáo dục đào tạo đề thi thức kì thi chän häc sinh giái quèc gia líp 12 thpt năm học 2004-2005 Môn : hoá học Bảng B Tuyeồn tập đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:35 Thêi gian : 180 ( kh«ng kĨ thêi gian giao đề ) Ngày thi : 10 / / 2005 Câu (2 điểm): Đốt cháy kim loại magiê không khí Cho sản phẩm thu đợc tác dụng với lợng d dung dịch axit clohiđric, đun nóng cô dung dịch đến cạn khô Nung nóng sản phẩm làm ngng tụ chất bay sinh trình nung HÃy viết phơng trình phản ứng đà xảy thí nghiệm cho biết có chất sản phẩm đà ngng tụ đợc Câu (2 điểm): Nhúng hai kẽm, có khối lợng 10 gam vào hai dung dịch muối kim loại hoá trị hai Sau thời gian xác định, lấy hai kẽm khỏi dung dịch, rửa sạch, làm khô cân lại Kết cho thấy có khối lợng 9,5235 gam, tÊm cã khèi lỵng 17,091 gam Cho biết: Một hai dung dịch muối kim loại hoá trị hai muối sắt (II); lợng kẽm tham gia phản ứng hai dung dịch nh Giải thích tợng xảy dung dịch Cho biết kim loại tham gia vào thành phần dung dịch muối thứ hai Câu (1,5 điểm): Hoàn thành phơng trình phản ứng sau đây: NaCl + H2SO4 đặc, nóng NaBr + H2SO4 đặc, nãng NaClO + PbS FeSO4 + H2SO4 + HNO2 KMnO4 + H2SO4 + HNO2 NaNO2 + H2SO4 loÃng Câu (4 điểm): Tính độ điện li cđa ion CO32− dung dÞch Na2CO3 cã pH =11,60 (dung dịch A) Thêm 10,00 ml HCl 0,160 M vào 10,00 ml dung dịch A Tính pH hỗn hợp thu đợc Có tợng xảy thêm ml dung dịch bÃo hoà CaSO4 vào ml dung dịch A Cho: CO2 + H2O HCO3− + H+ ; K =a1 −6,35 10 − + + CO 2− HCO3 H ; K = 10−10,33 a −2 §é tan cđa CO2 níc b»ng 3,0.10 M TÝch sè tan cña CaSO4 b»ng 10−5,04; cña CaCO3 108,35 Câu (2,5 điểm): Các vi hạt có cấu hình electron phân lớp cùng: 3s1, 3s2, 3p3, 3p6 nguyên tử hay ion? Tại sao? HÃy dẫn phản ứng hoá học (nếu có) để minh hoạ tính chất hoá học đặc trng vi hạt Cho biết: Các vi hạt ion nguyên tử nguyên tố thuộc nhóm A nhóm VIII(0) Câu (3,5 điểm): Một bình điện phân chứa dung dịch NaOH (pH=14) bình điện phân khác chứa dung dịch H2SO4 (pH = 0) 298K Khi tăng hiệu điện từ từ hai cực bình ngời ta thấy có khí giống thoát hai bình điện Giải thích tợng Viết phơng trình phản ứng xảy bình (không xét tạo thành H 2O2 H2S2O8) Tính hiệu điện tối thiểu phải đặt vào hai cực bình trình điện phân xảy Ngời ta muốn giảm pH dung dịch NaOH xuống 11 Có thể dùng NH 4Cl đợc không? Nếu đợc, hÃy giải thích tính khối lợng NH4Cl phải dùng để giảm pH lít dung dịch NaOH từ 14 xuống 11 Khi pH dung dịch NaOH 11, hiệu điện tối thiểu phải đặt vào hai cực bình điện phân trình điện phân xảy bao nhiêu? Cho biết: EoH2O, 1/2 O2 / 2OH− = 0,4 V ; Eo+, 1/2 O2 / H2O = 1,23 V ; pKb (NH3) = 4,75 2H Câu (4 điểm): Ngời ta thực hiƯn ph¶n øng NO2 (k) + F2 (k) NO 2F (k) mét b×nh kÝn cã thĨ tÝch V (có thể thay đổi thể tích bình píttông) áp suất ban đầu NO2 0,5 atm, F2 1,5 atm Trong điều kiện tốc độ đầu vo = 3,2 103 mol.L1.s1 Nếu thực phản ứng nhiệt độ với lợng ban đầu chất phản ứng nhng thêm khí trơ vào bình thể tích thành V, áp suất tổng quát atm, tốc độ đầu Tuyeồn tập đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:36 8.104 mol.L1.s1 Kết có cho phép thiết lập phơng trình động học (biểu thức tốc độ) phản ứng hay không? Ngời ta lại thực phản ứng điều kiện nhiệt độ với lợng NO2, F2 khí trơ nh V (1) nhng giảm thể tích xuống Tính giá trị tốc độ đầu vo Nếu thay cho việc thêm khí trơ, ngời ta thêm NO2 vào áp suất tổng quát atm thể tích 1 V tốc độ đầu vo = 1,6.10 mol.L s Kết cho phép kết luận nh phơng trình động học phản ứng? Dự đoán chế phản ứng giáo dục đào tạo k× thi chän häc sinh giái qc gia líp 12 thpt năm học 2004-2005 đề thi thức Môn : hoá học Bảng A Thời gian : 180 phút ( không kể thời gian giao đề ) Ngày thi : 11 / / 2005 Câu (5.25 điểm): Viết sơ đồ điều chế axit sau đây: a) Axit: benzoic, phenyletanoic, 3-phenylpropanoic từ benzen hoá chất cần thiết khác b) Axit: xiclohexyletanoic, 1-metylxiclohexan-cacboxylic từ metylenxiclohexan hoá chất cần thiết khác Sắp xếp (có giải thích) theo trình tự tăng dần tính axit c¸c chÊt tõng d·y sau: a) Axit: benzoic, phenyletanoic, 3-phenylpropanoic, xiclohexyletanoic, 1-metylxiclohexan-cacboxylic COOH CH2COOH COOH b) N ; COOH N (A) ; ; (D) (C) (B) S¾p xÕp (có giải thích) theo trình tự tăng dần nhiệt độ nóng chảy chất sau: COOH S (A) COOH COOH ; N (B) ; (C) Câu (4 điểm): L-Prolin hay axit (S)-piroliđin-2-cacboxylic có pK = 1,99 pK2 = 10,60 Piroliđin (C4H9N) amin vòng no năm cạnh Viết công thức Fisơ công thức phối cảnh L-prolin Tính pHI hợp chất Tính gần tỉ lệ dạng proton hoá H2A+ dạng trung hoà HA prolin pH = 2,50 Tính gần tỉ lệ dạng đeproton hoá A dạng trung hoà HA prolin pH = 9,70 Từ metylamin hoá chất cần thiết khác (benzen, etyl acrilat, natri etylat chất vô cơ), hÃy viết sơ đồ điều chế N-metyl-4-phenylpiperiđin Câu (3 điểm): Hợp chất hữu A chứa 79,59 % C; 12,25 % H; lại O chiếm nguyên tử phân tử Ozon phân A thu đợc HOCH2CH=O ; CH3[CH2]2COCH3 CH3CH2CO[CH2]2CH=0 Nếu cho A tác dơng víi brom theo tØ lƯ mol 1:1 råi míi ozon phân sản phẩm sinh thu đợc hai sản phẩm hữu cơ, số có xeton Đun nóng A với dung dịch axit dễ dàng thu đợc sản phẩm B có công thức ph©n tư nh A, song ozon ph©n B chØ cho sản phẩm hữu Xác định công thức cấu tạo gọi tên A Tìm công thức cấu tạo B viết chế phản ứng chuyển hoá A thành B Câu (4 điểm): D-Galactozơ đồng phân cấu hình vị trí số D-glucozơ Trong dung dịch nớc D-galactozơ tồn dạng cấu trúc khác hệ cân HÃy dùng công thức cấu hình biểu diễn hệ cân cho biết dạng chiếm tỉ lệ cao Tuyeồn taọp đề thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:37 D-Galactozơ sản phẩm sinh thuỷ phân hợp chất A (C 12H22O11) Để thực phản ứng dùng chất xúc tác axit enzim -galactoziđaza A không khử đợc dung dịch Fehling, song tác dụng đợc với CH3I môi trờng bazơ cho sản phẩm đem thuỷ phân thu đợc 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-galactozơ HÃy tìm cấu trúc A, viết công thức vòng phẳng công thức cấu dạng Đun nóng D-galactozơ tới 165oC sinh hỗn hợp sản phẩm, có lợng nhỏ hợp chất B Cho B tác dụng với CH3I (có bazơ xúc tác) thuỷ phân sản phẩm sinh thu đ ợc hợp chất C dẫn xuất tri-O-metyl D-galactozơ HÃy giải thích trình hình thành B viết công thức Fisơ C O OH O HO OH B Câu (3,75 điểm): 2-(1-Hiđroxipentyl)xiclopentanon (A) chất trung gian trình tổng hợp chất dùng làm hơng liệu metyl (3-oxo-2-pentylxiclopentyl)axetat (B) Viết công thức cấu tạo A sơ đồ phản ứng tổng hợp A từ axit ađipic (hay axit hexanđioic) với chất không vòng chất vô khác Viết công thức cấu tạo B sơ đồ phản ứng tổng hợp B từ A hoá chất cần thiết khác B có tất đồng phân cấu hình? HÃy viết công thức lập thể đồng phân có cấu hình toàn R giáo dục đào tạo kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 thpt năm học 2004-2005 đề thi thức Môn : hoá học Bảng B Thời gian : 180 phút ( không kể thời gian giao đề ) Ngày thi : 11 / / 2005 C©u (5.25 điểm): Viết sơ đồ điều chế axit sau đây: a) Axit: benzoic, phenyletanoic, 3-phenylpropanoic từ benzen hoá chất cần thiết khác b) Axit: xiclohexyletanoic, 1-metylxiclohexan-cacboxylic từ metylenxiclohexan hoá chất cần thiết khác Sắp xếp (có giải thích) theo trình tự tăng dần tính axit cđa c¸c chÊt tõng d·y sau: a) Axit: benzoic, phenyletanoic, 3-phenylpropanoic, xiclohexyletanoic, 1-metylxiclohexan-cacboxylic COOH b) N ; COOH N (A) CH2COOH COOH ; ; (D) (C) (B) Sắp xếp (có giải thích) theo trình tự tăng dần nhiệt độ nóng chảy chất sau: COOH S (A) COOH COOH ; N (B) ; (C) L-Prolin hay axit (S)-piroliđin-2-cacboxylic có pK1 = 1,99 pK2 = 10,60 Piroliđin (C4H9N) amin vòng no năm cạnh Viết công thức Fisơ công thức phối cảnh L-prolin Tính pHI hợp chất Tính gần tỉ lệ dạng proton hoá H2A+ dạng trung hoà HA cđa prolin ë pH = 2,50 TÝnh gÇn tỉ lệ dạng đeproton hoá A dạng trung hoµ HA cđa prolin ë pH = 9,70 Tõ metylamin hoá chất cần thiết khác (benzen, etyl acrilat, natri etylat chất vô cơ), hÃy viết sơ đồ điều chế N-metyl-4-phenylpiperiđin Câu (3 điểm): Hợp chất hữu A chứa 79,59 % C; 12,25 % H; lại O chiếm nguyên tử phân tử Ozon phân A thu đợc HOCH2CH=O ; CH3[CH2]2COCH3 CH3CH2CO[CH2]2CH=0 Nếu cho A tác dụng với brom theo tỉ lệ mol 1:1 ozon phân sản phẩm sinh thu đợc hai sản phẩm hữu cơ, số Tuyeồn taọp ủe thi học sinh giỏi Quốc Gia ********************************************************************************************************************************* Trang:38 cã mét xeton Đun nóng A với dung dịch axit dễ dàng thu đợc sản phẩm B có công thức phân tử nh A, song ozon ph©n B chØ cho mét sản phẩm hữu Xác định công thức cấu tạo gọi tên A Tìm công thức cấu tạo B viết chế phản ứng chuyển hoá A thành B Câu (4 điểm): Dùng chế phản ứng để giải thích kết thực nghiệm sau: a) Hằng số tốc độ dung môi phân 3-metylbut-2-enyl clorua etanol lớn dung môi phân anlyl clorua 6000 lần b) Sau hoà tan but-3-en-2-ol dung dịch axit sunfuric để yên tuần thu đợc but-3-en-2ol but-2-en-1-ol c) Xử lí but-2-en-1-ol với hiđro bromua thu đợc hỗn hợp 1-brombut-2-en 3-brombut-1-en d) Xử lí but-3-en-2-ol với hiđro bromua thu đợc hỗn hợp 1-brombut-2-en 3-brombut-1-en Cho biết sản phẩm sản phẩm hỗn hợp sau xử lí but-2-en-1-ol, but-3-en-2-ol với hiđro bromua trên? Vì sao? Câu (3,75 điểm): Viết công thức chiếu Fisơ dạng mạch hở c¸c chÊt sau: HOCH2 O OH OH H2C O (A) OH O OH H3C OH OH OH CH2 OH OH OH (B) Trong c¸c chÊt (A), (B), (C), (D) trên, chất nào: a) thuộc dÃy L? b) đờng đeoxi? c) đờng có mạch nhánh? d) thuộc loại xetozơ? e) có dạng furanozơ? g) có cấu hình ë nhãm anomeric? o OH HO OH (C) O HO CH2OH OH HO OH (D) o -