Xác định công thức phân tử, viết công thức electron và công thức cấu tạo của AB2 b.. Viết phương trình phản ứng của lưu huỳnh với: Cl2 ; KClO3 ; NaOH ghi rõ điều kiện.. Độ phân ly nhiệt
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TUYÊN QUANG
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT CẤP TỈNH
THỜI GIAN : 180 PHÚT (Không kể thời gian giao đề)
-ĐỀ NÀY CÓ 02
TRANG -Họ và tên thí sinh SBD:
Câu 1: (3,5 điểm)
1 Phân tử AB2 có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 66 Trong đó, số hạt mang điện
nhiều hơn số hạt không mang điện là 22, số hạt mang điện của B nhiều hơn số hạt mang điện của A là 20
a Xác định công thức phân tử, viết công thức electron và công thức cấu tạo của AB2
b Viết cấu hình electron của nguyên tử A, B Xác định tổ hơp các số lượng tử cho
electron cuối cùng của mỗi nguyên tử A và B?
2 Cân bằng các phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron:
a CrI3 + KOH + Cl2→ K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O
b HgS + HCl + HNO3→ H2HgCl4 + NO + S + H2O
3 Tính hiệu ứng nhiệt của 2 phản ứng sau:
2NH3 + 3/2 O2→ N2 + 3 H2O (1)
So sánh khả năng của 2 phản ứng, giải thích vì sao phản ứng (2) cần có xúc tác
Cho năng lượng liên kết (E) của các phân tử:
Câu 2: (3,5 điểm)
1 Dung dịch A gồm một trong các cation: NH4+; Na+; Ba2+ và anion X có thể là một trong các anion sau: NO3; CO32– Vậy A là dung dịch nào? Biết rằng dung dịch A có pH = 5
2 X là dung dịch Na2CO3 0,1M; Y là dung dịch hỗn hợp gồm Na2CO3 0,1M và KHCO3
0,1M và Z là dung dịch KHCO3 0,1M
a Tính thế tích khí CO2 (đktc) thoát ra khi cho từ từ từng giọt đến hết 50 ml dung dịch HCl 0,1M vào 100 ml dung dịch X
b Xác định số mol các chất có trong dung dịch thu được khi thêm 100 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M vào 150 ml dung dịch Z
c Đề nghị phương pháp nhận biết các anion có trong dung dịch Y
d Tính pH của các dung dịch X và Z, cho biết axit cacbonic có pK1 = 6,35
và pK2 = 10,33
3 Có dung dịch A chứa hỗn hợp 2 muối MgCl2 (10-3M) và FeCl3 (10-3M)
Cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch A (Giả sử thể tích dung dịch A không đổi)
a Kết tủa nào tạo ra nước, vì sao?
b Tìm pH thích hợp để tách một trong 2 ion Mg2+ hoặc Fe3+ ra khỏi dung dịch Cho biết, một ion được coi là kết tủa hoàn toàn nếu nồng độ cân bằng của ion đó < 10-6M
Cho T Mg(OH)2 = 10–11; T Fe(OH)3 = 10–39
Câu 3: (3 điểm)
1 Tại sao lưu huỳnh là phi kim có độ âm điện khá lớn nhưng ở điều kiện thường lưu huỳnh ít hoạt động, lưu huỳnh hoạt động mạnh khi đun nóng
2 Viết phương trình phản ứng của lưu huỳnh với: Cl2 ; KClO3 ; NaOH ghi rõ điều kiện Xác định chất khử, chất oxi hoá trong mỗi phản ứng
3 Độ phân ly nhiệt (tính theo %) ở 7270C của các đơn chất halogen:
Hãy nêu quy luật chung của sự biến thiên độ phân ly nhiệt của dãy các halogen trên, giải thích sự bất thường về độ phân ly nhiệt từ F2 đến Cl2
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 24 Cho các trị số góc liên kết: 100,30; 97,80; 101,50; 1020
và các góc liên kết ·FPF ;
·ClPCl ; ·BrPBr ; ¶IPI Hãy gán trị số cho mỗi góc liên kết và giải thích?
Câu 4: (3 điểm)
1 Tính pH của dung dịch HCOOH có nồng độ 0,1M; Cho Ka = 1,77 10-4
2 Khi tiến hành phản ứng thế giữa ankan B với hơi Br2 có chiếu sáng theo tỉ lệ mol 1:1 người ta thu được hỗn hợp X chỉ gồm 2 sản phẩm phản ứng (một chất vô cơ và một chất hữu cơ) ở thể hơi Tỉ khối hơi của X so với không khí bằng 4
a Lập CTPT của B Xác định CTCT đúng của B
b Nếu tiến hành phản ứng thế 3 nguyên tử hidro trong phân tử B bằng Clo thì có thể thu được mấy đồng phân?
Câu 5: (2 điểm)
Đốt cháy hoàn toàn 0,122 gam chất hữu cơ (A), cho toàn bộ sản phẩm cháy (chỉ có
CO2 và H2O) vào bình chứa lượng dư nước vôi trong Sau thí nghiệm thấy bình đựng nước vôi trong tăng khối lượng là 0,522 gam và tạo ra 0,9 gam kết tủa
a Tìm công thức đơn giản nhất của (A)
b Hợp chất (B) có công thức phân tử giống như công thức đơn giản nhất của (A) Khi oxi hóa hoàn toàn (B) bằng K2Cr2O7 trong môi trường H2SO4 ta được xetođiaxit (X) mạch thẳng, phân tử (X) có ít hơn một nguyên tử cacbon so với phân tử (B) Khi cho (B) cộng hợp
H2 dư thu được n-propylxiclohexan Khi cho (B) tác dụng với dung dịch KMnO4 loãng thu được chất (Y) có số nguyên tử cacbon bằng số nguyên tử cacbon trong chất (B) Biết MY =
190 đvC
Viết công thức cấu tạo của (B), (X), (Y)
Câu 6: (3 điểm)
1 Khi thủy phân một peptit người ta chỉ thu được các đipeptit sau: Glu – His, Asp – Glu, Phe – Val, và Val – Asp Xác định trật tự cấu tạo của các aminoaxit trong peptit trên
2 Hiđrocacbon A có CTPT là C9H10 (A) có khả năng tác dụng với Br2 khan, xúc tác bột
Fe Cho A tác dụng H2, xúc tác Ni, t0 thu được (B) có CTPT là C9H12 Oxi hoá (B) bằng O2 trong H2SO4 thu được axeton
a Xác định CTPT và gọi tên A, B Viết các phương trình phản ứng xảy ra
b Viết cơ chế phản ứng tạo thành sản phẩm chính khi B tác dụng với Br2 khan theo tỉ
lệ mol 1:1, xúc tác bột Fe, t0 Giải thích sản phẩm chính tạo thành
Câu 7: (2 điểm)
1 Sắp xếp sự tăng dần tính axit (có giải thích) của các chất trong từng dãy sau:
a ClCH2COOH; ICH2COOH; BrCH2COOH; Cl3CCOOH
b p – CH3C6H4COOH; xiclo–C6H11COOH; p–NO2C6H4COOH; C6H5COOH
2 Sắp xếp sự tăng dần tính bazơ (có giải thích) của các chất trong từng 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
(Cho biết: H=1; C=12; O= 16; Ca= 40; Ba= 137).
***HẾT***
Trang 3Sở giáo dục & đào tạo
Tuyên Quang đề thi chọn học sinh giỏi lớp 12 hớng dẫn chấm
Năm học: 2009- 2010- Môn thi: Hoá học.
(Đỏp ỏn này cú 05 trang)
1
1 Lập hệ phương trỡnh: (ZA + NA + EA) + 2(ZB + NB + EB) = 66
Do ZA = EB nờn 2ZA + NA + 4ZB + 2NB = 66
2ZA + 4ZB – NA – 2NB = 22
4ZB – 2ZA = 20
a Giải hệ pt cho: ZA= 6 và ZB = 8 → Cụng thức AB2 là CO2
Cụng thức e: O:: C:: O và cụng thức cấu tạo: O = C = O
b Cấu hỡnh e: 6C : 1s2 2s2 2p2 và 8O : 1s2 2s2 2p4
Electron cuối cựng của C: n=2; l=1; m=0; ms=+1/2
Electron cuối cựng của O: n=2; l=1; m=0; ms=-1/2
2 a 2CrI3 + 64KOH + 27Cl2 → 2K2CrO4 + 6KIO4 + 54KCl + 32H2O
b 3HgS + 12HCl + 2HNO3 → 3H2HgCl4 + 2NO + 3S + 4H2O
3 Tớnh hiệu ứng nhiệt:
E1 = (2ENH 3 + 3/2EO 2) – (EN 2 + 3 EH 2 O)
= 2 1161 + 3/2 493 – 942 – 3 919 = - 637,5 kJ
E2 = 2ENH 3 + 5/2EO 2– 2ENO – 3EH 2 O
= 2 1161 + 5/2 493 – 2 627 – 3 919 = - 456,5 kJ
- Phản ứng (1) cú ∆H õm hơn nờn pư (1) dễ xảy ra hơn
- Nếu cú xỳc tỏc thỡ năng lượng hoạt hoỏ sẽ giảm và tốc độ phản ứng sẽ tăng, do
đú để thực hiện phản ứng (2) cần cú xỳc tỏc
3,5
1 0,5 0,5 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
2
1 X là NO3 vỡ NH4NO3: mụi trường axit pH < 7
2 a Cho từ từ từng giọt đến hết 50 mL dung dịch HCl 0,1M vào 100 mL dung
dịch Na2CO3 0,1M
CO32- + H+→ HCO3
2
b Thờm 100 mL dung dịch Ba(OH)2 0,1M vào 150 mL dung dịch KHCO3 0,1M
HCO3- + OH- → CO32- + H2O
Ba2+ + CO32- → BaCO3
Dung dịch cũn 0,005 mol KOH và 0,005 mol K2CO3
c Trớch mẫu thử, thờm BaCl2 dư vào mẫu thử thấy xuất hiện kết tủa trắng (tan
trong axit), như vậy mẫu thử cú CO32-
Ba2+ + CO32-→ BaCO3 Lọc tỏch kết tủa, thờm HCl vào dung dịch nước lọc thấy sủi bọt khớ khụng màu
(làm đục nước vụi trong), vậy dung dịch cú HCO3
-HCO3- + H+→ H2O + CO2
3,5
0,5
0,5
0,25
0,25 0,25
0,25
Trang 4d Dung dịch X có các cân bằng:
CO32- + H2O ⇌ HCO3-+ OH- Kb1 = 10-3,67 HCO3- + H2O ⇌ H2CO3 + OH- Kb2 = 10-7,65
H2O ⇌ H+ + OH- Kw = 10-14
Vì Kb1 >> Kb2 >> Kw nên cân bằng (1) là chủ yếu:
pH = 14 -
2
1 (pKb1 + pC) = 14 -
2
1 (3,67 + 1) = 11,67
- Dung dịch Z là dung dịch lưỡng tính nên:
pH = 2
1 (pK1 + pK2) =
2
1 (6,35 + 10,33) = 8,34
3 MgCl2→ Mg2+ + 2Cl – và Mg2+ + 2OH – → Mg(OH)2 (1)
FeCl3→ Fe3+ + 3Cl – và Fe3+ + 3OH –→ Fe(OH)3 (2)
a) Để tạo ↓ Fe(OH)3 thì [OH –] ≥ 3
3
39
10
10
−
−
= 10-12 M (I)
Để tạo ↓ Mg(OH)2→[OH –] ≥ 113
10
10
−
−
= 10-4 M (II)
So sánh (I) < (II) thấy →↓ Fe(OH)3 tạo ra trước
b) Để tạo ↓ Mg(OH)2: [OH –] = 10-4→[H+] = 10-10 → pH = 10 (nếu pH < 10
thì không ↓)
Để tạo ↓ Fe(OH)3 hoàn toàn:
[Fe3+] > 10-6→[OH –]3 < 10-33 →[H+] > 10-3→ pH > 3
Vậy để tách Fe3+ ra khỏi dd: 3 < pH < 10
0,25
0,5
0,5 0,25
3
1 ở điều kiện thường Lưu huỳnh tồn tại dưới dạng
(S8)n hoặc S8 dạng vòng khép kín, có lực liên kết bền
nên độ hoạt động không cao
Khi đun nóng liên kết giữa các nguyên tử lưu huỳnh bị
đứt ra nên lưu huỳnh dễ tham gia phản ứng hơn
2 2S + Cl2 → S2Cl2
Chất khử: [S2] → [S2]+2 + 2e và chất oxihoá: Cl2 + 2e → 2Cl –
3 S + 2 KClO3 → 2 KCl + 3 SO2
Chất khử: S → S+4 + 4e và chất oxihoá: Cl+5 + 6e → Cl –
3 S + 6NaOH → 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O
Chất khử: S + 2e → S –2 và chất oxihoá S →S+6 + 6e
3 - Qui luật: nhìn chung từ F đến I độ phân li nhiệt tăng do: bán kính nguyên tử
tăng, độ dài liên kết tăng, năng lượng liên kết giảm
- Giải thích sự bất thường:
+ Flo trong phân tử chỉ có liên kết đơn (không có obitan d)
+ Clo ngoài liên kết ơ còn có liên kết π giữa các obitan d còn trống và cặp e
chưa liên kết
4 Các góc liên kết: ¶IPI (1020) > ·BrPBr (101,50) > ·ClPCl (100,30) > ·FPF (97,80)
- Trong các phân tử , ngưyên tử P đều lai hóa sp3 và đều còn 1 cặp e chưa chia
- Độ âm điện của phối tử càng tăng thì cặp e liên kết càng lệch về phía phối tử
(càng xa P) → lực đẩy giữa các cặp e liên kết càng giảm → góc liên kết giảm
3
0,5
0,75
0,5
0,25 0,5 0,5
4 1
HCOOH € HCOO- + H+ Ka
0,1
0,1 – a a a
Ta có: a2 =1,77.10-4(0,1-a) ⇒ a=4,12.10-2 (M)
[ ] lg4,12 10 2 lg4,12 2,385
−
pH
3
1
• •
• • • • • •
Trang 52 Lập CTPT của B và chọn CTCT đúng của B.
Gọi a (mol) là số mol B đã tham gia phản ứng
CnH2n+2 + Br2 → CnH2n+1Br + HBr
a → a a (mol)
Sản phẩm phản ứng gồm : CnH2n+2-kBrk : a mol và HBr : a mol
X
hh
M = 29.4 = 116 ⇒ (14n+81).a + 81a=116.(a+a) ⇒ n=5
⇒ CTPT B : C5H12 và dẫn xuất của B : C5H11Br
Vì thu được duy nhất một sản phẩm C5H11Br ⇒ B phải có cấu tạo đối xứng
⇒ CTCT B :
CH3 C
CH3
CH3
CH3 Neopentan hay 2,2 – đimetylpropan
b Ta thu được 3 đồng phân của dẫn xuất 3 clo của B :
CH3 C
CH3 CCl3
CH3
CH3 C
CH2Cl CHCl2
CH3
CH3 C
CH2Cl
CH2Cl
CH2Cl
1
0,5
0,5
5
a/ Tìm CTĐGN A:
nC = nCO2 = 0,009 mol = nCaCO3
mC= 0,009.12 = 0,108 gam
mH2O = 0,522 – 0,009.44 = 0,126 ⇒ mH = 0,126:9 = 0,014 gam
mO = 0,122 – (0,108 + 0,014) = 0
⇒ (A) là CxHy
x:y = : = 9 :14 ⇒ CTĐGN A: C 9 H 14
b/ Xác định công thức cấu tạo của (B), (X), (Y), (Z):
MB = 122
Vì (B) + H2→ n-propylxiclohexan
(B) + K2Cr2O7 + H2SO4 → (X) có ít hơn (B) 1 C (xetođiaxit)
(B) + KMnO4 + H2O → (Y) có số C bằng số C trong (B), MY = 190
⇒ số nhóm –OH là (190 – 122) : 17 = 4
⇒ CTCT (B) :
CH2 CH CH2
(C9H14)
⇒ CTCT (X) : HOOC CH2
O
COOH )4
(C8H12O5)
⇒ CTCT (Y) :
OH OH
OH
2
1
0,5
0,25
0,25 0,108
12 0,014 1
Trang 61 Từ Glu – His và Asp – Glu → ? Asp – Glu – His ?
Từ Phe – Val và Val – Asp → ? Phe – Val – Asp ?
Từ Asp – Glu và Val – Asp → ? Val – Asp – Glu ?
Tổ hợp lại ta có pentapeptit: Phe – Val – Asp – Glu - His
2
a A (C9H10) + Br2 khan (bột Fe, t0) ⇒ A có vòng benzen
A (C9H10) + H2 (Ni, t0 ) → B (C9H12) ⇒ A có một liên kết đôi ở nhánh
B (C9H12) + O2 (H2SO4) → axeton ⇒ B là cumen (Isopropyl benzen)
H3C
CH CH3
A là isopropenylbenzen
H3C
* Các phương trình phản ứng:
H3C
+ Br2
Fe, t0
H3C
Br
H3C
+ H 2
Ni, t0
H3C
H3C
CH CH3
+ O 2
H2SO4, t0
OH
+ CH3 COCH 3
b Cơ chế phản ứng :
Phương trình phản ứng:
Fe, t0
H3C
Br
+ HBr + Br2
Isopropyl có hiệu ứng +I nên sản phẩm thế vào vòng benzen ưu tiên vào vị
trí ortho hoặc para Do hiệu ứng không gian loại I của gốc isopropyl nên sản phẩm
3
1
0,5
0,5
0,5
0,25
Trang 7thế chủ yếu ở para Ta có cơ chế phản ứng :
2Fe + 3Br2 →t0 2FeBr3
Br2 + FeBr3 → Brδ + …[FeBr4]δ−
Brδ+ [FeBr4]δ−
H3C
+
H3C
+ Br H
[FeBr4]− +
H3C
CH CH3
+ Br H
H3C
CH CH3
Br
+ H+
[FeBr4] − + H+→ FeBr3 + HBr
0,25
7
1 Trật tự tăng dần tính axit:
a ICH2COOH < BrCH2COOH < ClCH2COOH < Cl3CCOOH
pK: 3,14 2,89 2,85 0,66
b xiclo – C6H11COOH < p-CH3C6H4COOH < p–C6H5COOH < NO2C6H4COOH
Các gốc hiđrocacbon có hiệu ứng +I lớn thì Ka giảm và -I lớn thì Ka tăng
2.Trật tự tăng dần tính bazơ :
a CH3CH(NH2)COOH<CH≡CCH2NH2<CH2=CHCH2NH2<CH3-CH2-CH2-NH2
Tồn tại ở dạng
ion lưỡng cực
Độ âm điện Csp > Csp2 > Csp3
(b)
O2N- -NH2 < -CH2-NH2 < -CH2-NH2 < -NH-CH3
Nhóm p-O2
N-C6H4- hút electron
mạnh do có nhóm
-NO2 (-I -C) làm
giảm nhiều mật độ
e trên nhóm NH2
Nhóm -C6H4-CH2- hút e yếu Nhóm -CHđẩy e, làm tăng 2-C6H11
mật độ e trên nhóm NH2
Nhóm C6H11 và -CH3 đẩy e,
- Amin bậc II
2
0,5 0,5
0,5
0,5
HẾT