de thi nam 2000

Tóm tắt cách giải đề thi chọn học sinh giỏi Quốc gia môn hóa học 1999 - 2000 (Bảng A) Câu I : Cho sơ đồ sau : C D axeton A B G 1,4-đibrom-2-buten n-Butan 550 - 600 o C B1 C1 D1 glixerin trinitrat A1 1) CH 2 - CH 2 Mg B2 C2 D2 isoamylaxetat ete khan 2) H 3 O + A , A1 , B , B1, B2 . . . D2 là các hợp chất hữu cơ . 1) Hãy ghi các chất cần thiết và điều kiện phản ứng trên các mũi tên . 2) Viết công thức cấu tạo của tất cả các hợp chất hữu cơ ở sơ đồ trên . 3) Viết các phơng trình phản ứng tạo thành glixerin trinitrat từ n-butan theo sơ đồ trên . Cách giải 1) CrO 3 / H + Mn(CH 3 COO) 2 ThO 2 , t o C D axeton H 2 O / H + A B Al 2 O 3 / ZnO Br 2 G CH 2 Br-CH=CH-CH 2 Br 400-500 o C CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 Cl 2 Cl 2 , H 2 O NaOH dd HNO 3 CH 2 -ONO 2 550 - 600 o C B1 C1 D1 CH -ONO 2 450-500 o C H 2 SO 4 đ CH 2 -ONO 2 A1 1) CH 2 - CH 2 HCl Mg CH 3 COOH B2 C2 D2 CH 3 CO 2 C 5 H 11 -i ete khan 2) H 3 O + H + , t o 2) A: CH 2 =CH 2 ; B : CH 3 CH 2 OH ; C: CH 3 -CH=O ; D : CH 3 -COOH ; A1 : CH 3 -CH=CH 2 ; G : CH 2 =CH-CH=CH 2 ; B1 : CH 2 =CH-CH 2 -Cl ; C1 : CH 2 Cl-CHOH-CH 2 Cl ; D1 : CH 2 OH-CHOH-CH 2 OH ; B2 : CH 3 -CHCl-CH 3 ; C2 : ( CH 3 ) 2 CH-MgCl ; D2 : ( CH 3 ) 2 CH-CH 2 -CH 2 OH . ( Hoặc C là CH 3 COOH , D là Ca(CH 3 COO) 2 với điều kiện phản ứng hợp lí ; hay A là CH 4 B là CH CH , C là CH 3 CH = O) . 3) 550 - 600 o C CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 CH 4 + CH 3 -CH=CH 2 450-500 o C CH 3 -CH=CH 2 + Cl 2 ClCH 2 -CH=CH 2 + HCl ClCH 2 -CH=CH 2 + Cl 2 + H 2 O CH 2 Cl-CHOH-CH 2 Cl + HCl t o CH 2 Cl-CHOH-CH 2 Cl + 2 NaOH CH 2 OH-CHOH-CH 2 OH + 2 NaCl H 2 SO 4 đ CH 2 -ONO 2 CH 2 OH-CHOH-CH 2 OH + 3 HNO 3 CH-ONO 2 + 3 H 2 O 10-20 o C CH 2 -ONO 2 Câu II : 1) Tám hợp chất hữu cơ A, B, C, D, E, G, H, I đều chứa 35,56% C; 5,19%H ; 59,26% Br trong phân tử và đều có tỉ khối hơi so với nitơ là 4,822 . Đun nóng A hoặc B với dung dịch NaOH đều thu đợc anđehit n-butiric , đun nóng C hoặc D với dung dịch NaOH đều thu đợc etylmetylxeton . A bền hơn B , C bền hơn D , E bền hơn G , H và I đều có các nguyên tử C trong phân tử . a. Viết công thức cấu trúc của A , B , C , D , E , G , H và I . b. Viết các phơng trình phản ứng xảy ra . 2) Hai xicloankan M và N đều có tỉ khối hơi so với metan bằng 5,25 . Khi monoclo hoá ( có chiếu sáng ) thì M cho 4 hợp chất, N chỉ cho một hợp chất duy nhất . a. Hãy xác định công thức cấu tạo của M và N . b. Gọi tên các sản phẩm tạo thành theo danh pháp IUPAC . c. Cho biết cấu dạng bền nhất của hợp chất tạo thành từ N , giải thích . Cách giải : 1) a. M = 28 . 4,822 =135 (đvC ) . ( C 4 H 7 Br ) n ( 12 .4 + 7 + 80 ) n = 135 n = 1 Công thức phân tử của A , B , C , D , E , G , H , I là C 4 H 7 Br . So sánh tỉ lệ số nguyên tử C và H suy ra các hợp chất có 1 liên kết đôi họăc 1 vòng no . Thuỷ phân dẫn xuất halogen phải cho ancol , khi thuỷ phân A hoặc B thu đợc anđehit n-butiric , vậy A ( hoặc B ) có mạch cacbon không phân nhánh và có C=C ở đầu mạch ( vì nhóm C=C-OH sẽ chuyển thành nhóm C-CH=O ) . Chất C ( hoặc D ) phải có C=C ở giữa mạch cacbon ( vì nhóm C=C-CH 3 sẽ chuyển thành -CH-C-CH 3 ) . OH O Dựa vào các dữ kiện đầu bài suy ra : CH 3 CH 2 H CH 3 CH 2 Br CH 3 Br A : C=C ; B : C=C ; C : C =C H Br H H H CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 H CH 3 CH 2 Br D : C=C ; E : C=C ; G : C =C H Br H CH 2 Br H H H ( hoặc I ) : CH 3 ; I ( hoặc H ) : Br CH 3 Br b. Các phơng trình phản ứng : CH 3 -CH 2 -CH=CHBr + NaOH [ CH 3 -CH 2 -CH=CH-OH ] + NaBr CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH=O CH 3 -CH=C-CH 3 + NaOH [ CH 3 -CH=C-CH 3 ] + NaBr Br OH CH 3 -CH 2 -C-CH 3 O Nếu chất C và D , hoặc E và G là những đồng phân cấu taọ về vị trí của liên kết đôi C = C (đồng phân có liên kết đôi ở phía trong mạch bền hơn đồng phân có liên kết đôi ở đầu mạch, thí dụ CH 3 -CH=CBr-CH 3 : C và CH 3 -CH 2 Br=CH 2 : D ) 2) a. M = 5,25 . 16 = 84 (đvC ) ; M C n H 2n = 84 12n + 2n = 84 n = 6 CTPT của M ( N ) : C 6 H 12 . Theo các dữ kiện đầu bài , M và N có các CTCT : M : CH 3 N : Cl Cl b. CH 3 ; Cl CH 3 ; CH 3 ; -CH 2 Cl ; - -Cl (a 1 ) ( a 2 ) ( a 3 ) ( a 4 ) ( a 5 ) a 1 : 1-Clo-2-metylxiclopentan a 2 : 1-Clo-3-metylxiclopentan a 4 : Clometylxiclopentan a 3 : 1-Clo-1-metylxiclopentan a 5 : Cloxiclohexan 2 1:7:4 80 74,0 : 1 19,5 : 12 56,35 Br:H:C == c. Cấu dạng bền nhất của N : Vì : Dạng ghế bền nhất . Nhóm thế Cl ở vị trí e bền hơn ở vị trí a . Câu III : COOH 1) Axit xitric hay là axit limonic HOOC-CH 2 -C(OH)-CH 2 -COOH có các giá trị pKa là 4,76 ; 3,13 và 6,40 . Hãy gọi tên axit này theo danh pháp IUPAC và ghi ( có giải thích ) từng giá trị pKa vào nhóm chức thích hợp . 2) Đun nóng axit xitric tới 176 o C thu đợc axit aconitic ( C 6 H 6 O 6 ) . Khử axit aconitic sinh ra axit tricacbalylic ( hay là axit propan-1,2,3-tricacboxylic ) . Nếu tiếp tục đun nóng axit aconitic sẽ thu đợc hỗn hợp gồm axit itaconic ( C 5 H 6 O 4 , không có đồng phân hình học ) và axit xitraconic ( C 5 H 6 O 4 , có đồng phân hình học ) ; hai axit này chuyển hoá ngay thành các hợp chất mạch vòng cùng có công thức phân tử C 5 H 4 O 3 Hãy viết sơ đồ các phản ứng xảy ra dới dạng các công thức cấu tạo , và cho biết axit aconitic có đồng phân hình học hay không ? 3) Ngời ta có thể tổng hợp axit xitric xuất phát từ axeton và các hoá chất vô cơ cần thiết . Hãy viết sơ đồ các phản ứng đã xảy ra . Cách giải : 3,13 1) COOH COOH ở C 3 có pKa nhỏ nhất vì HOOC - CH 2 - C - CH 2 - COOH chịu ảnh hởng -I mạnh nhất của 4,76 OH 6,40 2 COOH và OH . (6,40) (4,76) Axit 2-hiđroxipropan-1,2,3-tricacboxylic 2) COOH 170 o C COOH [H + ] COOH HOOC-CH 2 C-CH-COOH HOOC-CH 2 C=CH-COOH HOOC-CH 2 CHCH 2 -COOH HO H -H 2 O ( C 6 H 6 O 6 ) ( C 6 H 8 O 7 ) Axit aconitic ( C 6 H 8 O 6 ) Axit xitric Axit tricacbalylic t o - CO 2 HOOC-CH 2 -CH=CH-COOH HOOC-CH 2 -C=CH 2 COOH ( C 5 H 6 O 4 ) ( C 5 H 6 O 4 ) Axit xitraconic Axit itaconic t o - H 2 O t o - H 2 O CH 2 ( C 5 H 4 O 3 ) ( C 5 H 4 O 3 ) Axit aconitic có đồng phân hình học vì có đủ cả hai điều kiện cần và đủ . 3) O Cl 2 O HC N CN CH 3 -C-CH 3 Cl-CH 2 -C-CH 2 -Cl Cl-CH 2 -C-CH 2 -Cl x t OH 2 KCN - 2 KCl COOH H 2 O CN HOOC-CH 2 -C-CH 2 -COOH NC-CH 2 -C-CH 2 -CN OH H + OH Câu IV : 3 1:7:4 80 74,0 : 1 19,5 : 12 56,35 Br:H:C == 1) X là một đisaccarit không khử đợc AgNO 3 trong dung dịch amoniac. Khi thuỷ phân X sinh ra sản phẩm duy nhất là M (D-anđozơ , có công thức vòng ở dạng ). M chỉ khác D-ribozơ ở cấu hình nguyên tử C 2 . CH 3 OH CH 3 I H 2 O M N Q dẫn xuất 2,3,4-tri-O-metyl của M HCl xt bazơ xt H + xt a. Xác định công thức của M , N , Q và X ( dạng vòng phẳng ) . b. Hãy viết sơ đồ các phản ứng đã xảy ra . 2) Đốt cháy 0,2 mol hợp chất A thuộc loại tạp chức thu đợc 26,2 gam khí CO 2 ; 12,6 gam hơi H 2 O và 2,24 lít khí N 2 ( đktc ) . Nếu đốt cháy 1 mol A cần 3,75 mol O 2 . a. Xác định công thức phân tử của A . b. Xác định công thức cấu tạo và tên của A . Biết rằng A có tính chất lỡng tính , phản ứng với axit nitrơ giải phóng nitơ ; với ancol etylic có axit làm xúc tác tạo thành hợp chất có công thức C 5 H 11 O 2 N . Khi đun nóng A chuyển thành hợp chất vòng có công thức C 6 H 10 N 2 O 2 . Hãy viết đầy đủ các phơng trình phản ứng xảy ra và ghi điều kiện (nếu có ) . A có đồng phân loại gì? Cách giải : 1) a. Từ công thức dẫn xuất 2,3,4-tri-O-metylcủa M suy ngợc sẽ ra công thức của Q , N và M , từ đó suy ra X CH=O CH 3 O H H H H OCH 3 H OCH 3 CH 3 O OH CH 2 OH CH 3 O H dẫn xuất 2,3,4-tri-O-metylcủa M H 2 O / H + H H CH 3 I / bazơ H H ( N ) ( Q ) HO OCH 3 CH 3 O OCH 3 HO H CH 3 O H CH 3 OH / HCl 5 OH H H H 2 O / x t H 2 3 ( M ) 4 4 1 1 4 4 ( X ) HO OH HO 3 2 OH HO H OH H 5 b.Viết ngợc với sơ đồ trên . 2) a. Số mol các sản phẩm sinh ra khi đốt cháy 0,2 mol chất A : - Nếu đốt cháy 1 mol A , số mol các sản phẩm sinh ra : 0,6 . 5 = 3 ( mol ) CO 2 ; 0,7 . 5 = 3,5 (mol ) H 2 O ; 0,1 . 5 = 0,5 (mol ) N 2 . Suy ra phân tử A chứa 3 nguyên tử C , 7 nguyên tử H và 1 nguyên tử N . Giả thiết A chứa nguyên tử O , công thức của A là C x H y O z N t . Phản ứng cháy : t o C x H y O z N t + 3,75 O 2 x CO 2 + y/2 H 2 O + t/2 N 2 (1) 3,75 + z/2 = x + y/4 (2) Biết x = 3 ; y = 7 ; t = 1 ; Giải (2) ta đợc z = 2 . Công thức phân tử của A : C 3 H 7 O 2 N b. A + HNO 2 N 2 , suy ra A chứa nhóm -NH 2 . A + C 2 H 5 OH C 5 H 11 O 2 N , suy ra A chứa nhóm -COOH . Vậy A là aminoaxit t o 4 2 CO)mol(6,0 44 2,26 OH)mol(7,0 18 6,12 2 = 2 N)mol(1,0 4,22 24,2 = A hợp chất vòng C 6 H 10 N 2 O 2 (do 2 phân tử A phản ứng với nhau loại đi 2 phân tử H 2 O ) , suy ra A là - aminoaxit . NH 2 Công thức cấu tạo của A : CH 3 -CH-COOH Tên của A : Alamin , axit - aminopropionic . Các phơng trình phản ứng : t o C 3 H 7 O 2 N + 3,75 O 2 3 CO 2 + 3,5 H 2 O + 1/2 N 2 CH 3 -CH-COOH + HNO 2 CH 3 -CH-COOH + N 2 + H 2 O NH 2 OH HCl khan CH 3 -CH-COOH + C 2 H 5 OH CH 3 -CH-COOC 2 H 5 + H 2 O NH 2 CO - ClNH 3 + 2 CH 3 -CH-COOH t o CH 3 CH NH + 2 H 2 O NH 3 NH 2 NH CHCH 3 NH 2 CO CH 3 -CH-COOC 2 H 5 + NH 4 Cl C âu V : 1) Có 5 lọ đựng riêng biệt các chất : cumen hay là isopropylbenzen ( A ), ancol benzylic ( B), anisol hay là metyl phenyl ete ( C ), benzanđehit ( D) và axit benzoic(E). Biết (A) , ( B ) , ( C ) , ( D ) là các chất lỏng . a. Hãy sắp xếp thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi , giải thích . b. Trong quá trình bảo quản các chất trên , có một lọ đựng chất lỏng thấy xuất hiện tinh thể . Hãy giải thích hiện tợng đó bằng phơng trình phản ứng hoá học . c. Hãy cho biết các cặp chất nào nói trên có thể phản ứng với nhau . Viết các ph- ơng trình phản ứng và ghi điều kiện ( nếu có ) . 2) Trong quá trình điều chế metyl tert-butyl ete ( MTBE ) từ ancol , ngời ta thu đợc thêm 2 sản phẩm khác . a. Viết phơng trình phản ứng điều chế MTBE từ hiđrocacbon . b. Viết công thức cấu tạo hai sản phẩm nói trên . c. Viết công thức cấu tạo các sản phẩm sinh ra và phơng trình phản ứng khi cho MTBE tác dụng với HI . 3) Có một hỗn hợp các chất rắn gồm : p-toluiđin ( p-metylanilin ) , axit benzoic , naphtalen . Trình bày ngắn gọn phơng pháp hoá học để tách riêng từng chất . Cách giải : 1) a. Thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi : (CH 3 ) 2 CHC 6 H 5 C 6 H 5 OCH 3 C 6 H 5 CH=O C 6 H 5 CH 2 OH C 6 H 5 COOH ( A ) ( C ) ( D ) ( B ) ( E ) -Phân cực -Phân cực -Phân cực -Phân cực -Phân cực (yếu hơn C) (yếu hơn D) -Không có -Có liên kết -Có liên kết -Không có -Không có liên kết hiđro liên hiđro liên liên kết liên kết hiđro . phân tử (yếu phân tử mạnh hiđro . hiđro . hơn của E ) . A , B , C , D , E có khối lợng phân tử xấp xỉ nhau . b. Lọ đựng chất D ( C 6 H 5 CH=O ) 2 C 6 H 5 CH=O + O 2 (k k) 2 C 6 H 5 COOH (lỏng) (rắn , tinh thể) c. H + , t o C 6 H 5 COOH + C 6 H 5 CH 2 OH C 6 H 5 COOCH 2 C 6 H 5 + H 2 O H + C 6 H 5 CH=O + C 6 H 5 CH 2 OH C 6 H 5 -CH-OCH 2 C 6 H 5 OH H + C 6 H 5 CH=O + 2 C 6 H 5 CH 2 OH C 6 H 5 CH(OCH 2 C 6 H 5 ) 2 + H 2 O 2)a. xt , t o 2 CH 4 + O 2 2 CH 3 OH H + , t o 5 (CH 3 ) 2 C=CH 2 + HOH (CH 3 ) 3 C-OH Br 2 NaOH d.d ( Hoặc (CH 3 ) 3 CH (CH 3 ) 3 C-Br (CH 3 ) 3 C-OH + Br - ) a.s 140 o C CH 3 OH + (CH 3 ) 3 C-OH CH 3 -O-C(CH) 3 + H 2 O H + b. 140 o C CH 3 OH + CH 3 OH CH 3 -O-CH 3 + H 2 O H + 140 o C (CH 3 ) 3 C-OH + (CH 3 ) 3 C-OH (CH 3 ) 3 C-O-C(CH) 3 + H 2 O H + c. CH 3 -O-C(CH) 3 + HI CH 3 OH + (CH 3 ) 3 C-I 3)-Khuấy đều hỗn hợp rắn với lợng d dung dịch NaOH loãng , chỉ axit benzoic phản ứng tạo thành natri benzoat tan ; hai chất còn lại không phản ứng , lọc tách lấy hỗn hợp rắn và dung dịch . Axit hoá dung dịch natri benzoat bằng dung dịch HCl loãng : C 6 H 5 COOH + NaOH C 6 H 5 COONa + H 2 O ( rắn ) ( tan ) C 6 H 5 COONa + HCl C 6 H 5 COOH + NaCl -Khuấy hỗn hợp rắn còn lại ( p-toluidin , naphtalen) với lợng d dung dịch HCl loãng , chỉ p-toluidin phản ứng tạo muối tan . Lọc tách lấy naphtalen ; kiềm hoá dung dịch muối , thu đợc p-toluidin : p-CH 3 C 6 H 4 NH 2 + HCl p-CH 3 C 6 H 4 N + H 3 Cl - ( rắn ) (tan) p-CH 3 C 6 H 4 N + H 3 Cl - + NaOH p-CH 3 C 6 H 4 NH 2 + NaCl + H 2 O -Có thể tách theo trình tự sau : NaOH loãng p-CH 3 C 6 H 4 N + H 3 Cl - p- toluidin HCl loãng , d (tan) Hỗn hợp rắn lọc NaOH loãng, d Axit benzoic + naphtalen lọc ( không tan ) HCl loãng C 6 H 5 COONa C 6 H 5 COOH (tan) Naphtalen (không tan) Tóm tắt cách giải đề thi chọn học sinh giỏi Quốc gia môn hóa học 1999 - 2000 (Bảng A) Câu I : 1) Cho các chất sau : HNO 3 , Cu , Fe , Na , S , C , NaNO 3 , Cu(NO 3 ) 2 , NH 4 NO 3 . Hãy viết tất cả các phơng trình phản ứng có thể tạo ra khí NO 2 , ghi rõ điều kiện phản ứng (nếu có) . 2) Muối amoni và muối kim loại kiềm giống và khác nhau cơ bản ở những điểm nào ? Nêu ra một vài thí dụ cụ thể . 3) Trong phòng thí nghiệm hoá học có 8 lọ hoá chất mất nhãn đựng riêng biệt các dung dịch: NaCl, NaNO 3 , MgCl 2 , Mg(NO 3 ) 2 , AlCl 3 , Al(NO 3 ) 3 , CrCl 3 , Cr(NO 3 ) 3 . Bằng phơng pháp hoá học , làm thế nào nhận biết đợc mỗi dung dịch ? Viết các phơng trình phản ứng xảy ra và ghi điều kiện ( nếu có ) . 4) Hãy hoàn thành các phơng trình phản ứng hạt nhân sau đây ( có định luật bảo toàn nào đợc dùng khi hoàn thành phơng trình trên ? ) . 6 a. 92 U 238 90 Th 230 + b. 92 U 235 82 Pb 206 + Lời giải 1) Các phơng trình phản ứng tạo ra NO 2 : Cu + 4 HNO 3 đặc = Cu(NO 3 ) 2 + 2 NO 2 + 2 H 2 O t o Fe + 6 HNO 3 đặc = Fe(NO 3 ) 3 + 3 NO 2 + 3 H 2 O Na + 2 HNO 3 đặc = NaNO 3 + NO 2 + H 2 O t o S + 6 HNO 3 đặc = H 2 SO 4 + 6 NO 2 + 2 H 2 O t o C + 4 HNO 3 đặc = CO 2 + 4 NO 2 + 2 H 2 O t o 2 Cu(NO 3 ) 2 = 2 CuO + 4 NO 2 + O 2 4 HNO 3 = 4 NO 2 + O 2 + 2 H 2 O 2) - Muối amoni và muối kim loại kiềm, liên kết trong phân tử thuộc liên kết ion, đều tan nhiều trong nớc và khi tan điện li mạnh . - Muối amoni và muối kim loại kiềm khác nhau nhiều về độ bền bởi nhiệt : Muối kim loại kiềm có thể nóng chảy ở nhiệt độ cao và không bị phân huỷ còn muối amoni rất kém bền , khi đun nóng phân huỷ dễ dàng . (Ví dụ NaCl nóng chảy ở 800 o C và sôi ở 1454 o C , NH 4 Cl phân huỷ ở 350 o C ; Na 2 CO 3 nóng chảy ở 850 o C , (NH 4 ) 2 CO 3 phân huỷ ở nhiệt độ thờng ; NaNO 2 nóng chảy ở 284 o C cha phân huỷ, NH 4 NO 2 phân huỷ ở > 70 o C ). - Khác với muối của kim loại kiềm, muối amoni là muối của bazơ yếu nên khi thuỷ phân cho dung dịch có tính axit NH 4 + + H 2 O NH 3 + H 3 O + - Muối amoni tác dụng dễ dàng với kiềm giải phóng khí NH 3 NH 4 Cl + NaOH = NH 3 + NaCl + H 2 O 3) Học sinh có thể làm theo cách sau : Đánh số thứ tự các lọ hoá chất mất nhãn rồi lấy ra một lợng nhỏ vào các ống nghiệm (mẫu A) để làm thí nghiệm, các ống nghiệm này cũng đợc đánh số thứ tự theo các lọ. Cho dung dịch AgNO 3 lần lợt vào mỗi ống nghiệm (mẫu A) . Nếu thấy kết tủa trắng, nhận ra các dung dịch muối clorua . AgNO 3 trắng AgCl , suy ra các dung dịch: NaCl, MgCl 2 , AlCl 3 ,CrCl 3 . Mẫu A Không có hiện tợng phản ứng , suy ra các dung dịch : NaNO 3 , Mg(NO 3 ) 2 , Al(NO 3 ) 3 , Cr (NO 3 ) 3 . Cho dung dịch NaOH (d) vào lần lợt các dung dịch muối clorua : -Nhận ra dung dịch MgCl 2 do tạo ra trắng Mg(OH) 2 . MgCl 2 + 2 NaOH = Mg(OH) 2 trắng + 2 NaCl. - Thấy không có hiện tợng phản ứng , nhận ra dung dịch NaCl . - Thấy các kết tủa rồi tan trong dung dịch NaOH ( d ) , suy ra 2 dung dịch còn lại là AlCl 3 , CrCl 3 . Tiếp tục thêm nớc brom vào : thấy dung dịch xuất hiện màu vàng do Cr +3 bị oxi hoá thành Cr +6 , nhận ra dung dịch CrCl 3 . Còn lại dung dịch AlCl 3 . AlCl 3 + 3 NaOH = Al(OH) 3 + 3 NaCl. Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2 H 2 O CrCl 3 + 3 NaOH = Cr(OH) 3 + 3 NaCl. Cr(OH) 3 + NaOH = NaCrO 2 + 2 H 2 O 2 NaCrO 2 + 3 Br 2 + 8 NaOH = 2 Na 2 CrO 4 + 6 NaBr + 4 H 2 O -Nhận ra mỗi dung dịch muối nitrat cũng làm tơng tự nh trên . 4) áp dụng định luật bảo toàn vật chất ( bảo toàn số khối , bảo toàn điện tích ) để hoàn thành các phơng trình phản ứng hạt nhân a. 92 U 238 90 Th 230 + 2 2 He 4 + 2 - b. 92 U 235 82 Pb 206 + 7 2 He 4 + o n 1 + 4 - Câu II : 7 1) Để xác định hàm lợng oxi tan trong nớc ngời ta lấy 100,00 ml nớc rồi cho ngay MnSO 4 (d) và NaOH vào nớc . Sau khi lắc kĩ (không cho tiếp xúc với không khí) Mn(OH) 2 bị oxi oxi hoá thành MnO(OH) 2 . Thêm axit (d) , khi ấy MnO(OH) 2 bị Mn 2+ khử thành Mn 3+ . Cho KI ( d ) vào hỗn hợp , Mn 3+ oxi hoá I - thành I 3 - . Chuẩn độ I 3 - hết 10,50 ml Na 2 S 2 O 3 9,800.10 -3 M. a. Viết các phơng trình ion của các phản ứng đã xảy ra trong thí nghiệm . b. Tính hàm lợng ( mmol / l ) của oxi tan trong nớc . 2) Từ các nguyên tố O , Na , S tạo ra đợc các muối A , B đều có 2 nguyên tử Na trong phân tử . Trong một thí nghiệm hoá học ngời ta cho m 1 gam muối A biến đổi thành m 2 gam muối B và 6,16 lít khí Z tại 27,3 o C ; 1 atm . Biết rằng hai khối lợng đó khác nhau 16,0 gam . a. Hãy viết phơng trình phản ứng xảy ra với công thức cụ thể của A , B . b. Tính m 1 , m 2 . Lời giải 1) a. Các phơng trình phản ứng : Mn 2+ + 2 OH - Mn(OH) 2 2 Mn(OH) 2 + O 2 2 MnO(OH) 2 (1) MnO(OH) 2 + 4 H + + Mn 2+ = 2 Mn 3+ + 3 H 2 O (2) 2 Mn 3+ + 3 I - = 2 Mn 2+ + I 3- (3) I 3 - + 2 S 2 O 3 2 - = S 4 O 6 2 - + 3 I - (4) Hàm lợng ( mmol / l ) của oxi tan trong nớc : 2) a. Đặt A là Na 2 X ; B là Na 2 Y , ta có : Na 2 X Na 2 Y + Z Z có thể là H 2 S , SO 2 . Vậy Cứ 0,25 mol thì lợng A khác lợng B là 16,0 g . So sánh các cặp chất , thấy A : Na 2 S ; B : Na 2 SO 4 . Vậy : Na 2 S + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + H 2 S b. Tính m 1 , m 2 : m 1 = 78 ì 0,25 = 19,5 (g) m 2 = 19,5 + 16,0 = 142,0 ì 0,25 = 35,5 (g) Câu III : 1) Viết các phơng trình phản ứng xảy ra ( nếu có) của khí clo , tinh thể iot tác dụng với : a. Dung dịch NaOH ( ở nhiệt độ thờng , khi đun nóng ) b. Dung dịch NH 3 . 2) Trong công nghệ hoá dầu , các ankan đợc loại hiđro để chuyển thành hiđrocacbon không no có nhiều ứng dụng hơn . Hãy tính nhiệt của mỗi phản ứng sau: C 4 H 10 C 4 H 6 + H 2 ; H o 1 (1) CH 4 C 6 H 6 + H 2 ; H o 2 (2) Biết năng lợng liên kết , E theo kJ.mol -1 , của các liên kết nh sau : E , theo kJ.mol -1 435,9 416,3 409,1 587,3 Liên kết H-H C-H C-C C=C ( Với các liên kết C-H , C-C , các trị số ở trên là trung bình trong các hợp chất hiđrocacbon khác nhau ) . Lời giải : 1) a. Các phơng trình phản ứng của khí clo , tinh thể iot với dung dịch NaOH (ở t o thờng , khi đun nóng) : nguội Cl 2 + 2 NaOH = NaCl + NaOCl + H 2 O nóng 3 Cl 2 + 6 NaOH = 5 NaCl + NaClO 3 + 3 H 2 O 8 mmol0257,0 2.2 50,10.10.8,9 n 3 O 2 == l/mmol257,0 100 1000 .0257,0 = )mol(25,0 4,22 3,300 273.16,6 nnn ZBA ==== 3 I 2 + 6 NaOH = 5 NaI + NaIO 3 + 3 H 2 O b.Các phơng trình phản ứng của khí clo , tinh thể iot với dung dịch NH 3 : 3 Cl 2 + 8 NH 3 = N 2 + 6 NH 4 Cl 3 I 2 + 5 NH 3 = NI 3 .NH 3 + 3 NH 4 I 2) Tính nhiệt của phản ứng : * Tìm hệ số cho các chất C 4 H 10 C 4 H 6 + H 2 ; H o 1 (1) hay H 3 C - CH 2 - CH 2 -CH 3 CH 2 =CH-CH=CH 2 + 2H 2 6 CH 4 C 6 H 6 + 9 H 2 ; H o 2 (2) m n Trong đó E i , E j là năng lợng liên kết * Từ H o phản ứng = i E i _ j E j ở vế đầu và cuối (tham gia , tạo thành) i = 1 j = 1 trong phản ứng . i , j số liên kết thứ i , thứ j . Do đó H o 1 = ( 10 E C-H + 3E C-C ) - (6 E C-H + 2 E C=C + E C-C + 2 E H-H ) Thay số , tính đợc H o 1 = + 437,0 kJ.mol - 1 Tơng tự , ta có H o 2 = 24 E C-H - ( 3E C-C + 3 E C=C + 6 E C-H + 9 E H-H ) Thay số , tính đợc H o 2 = + 581,1 kJ.mol -1 . (H o 2 > 0 , phản ứng thu nhiệt ) . Câu IV : 1) Hãy viết phơng trình hoá học và cấu hình electron tơng ứng của chất đầu , sản phẩm trong mỗi tờng hợp sau đây : a. Cu 2+ ( z = 29 ) nhận thêm 2 e b. Fe 2+ ( z = 26 ) nhờng bớt 1 e c. Br o ( z = 35 ) nhận thêm 1 e d. Hg o ( z = 80 ) nhờng bớt 2 e 2) Hoà tan 7,180 gam sắt cục chứa Fe 2 O 3 vào một lợng rất d dung dịch H 2 SO 4 loãng rồi thêm nớc cất đến thể tích đúng 500 ml . Lấy 25 ml dung dịch đó rồi thêm dần 12,50 ml dung dịch KMnO 4 0,096 M thì xuất hiện màu hồng tím trong dung dịch . a. Xác định hàm lợng (phần trăm về khối lợng) của Fe tinh khiết trong sắt cục . b. Nếu lấy cùng một khối lợng sắt cục có cùng hàm lợng của Fe tinh khiết nhng chứa tạp chất FeO và làm lại thí nghiệm giống nh trên thì lợng dung dịch KMnO 4 0,096 M cần dùng là bao nhiêu ? Lời giải : 1) a. Cu 2+ + 2e Cu o [Ar] 3d 9 + 2e [Ar] 3d 10 4s 1 b. Fe 2+ - e Fe 3+ [Ar] 3d 6 - e [Ar] 3d 5 c. Br o + e Br - [Ar] 3d 10 4s 2 4p 5 + e [Ar] 3d 10 4s 1 4p 6 = [Kr] - d. Hg o - 2e Hg 2+ [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 - 2e [Xe] 4f 14 5d 10 Kí hiệu [Ar] chỉ cấu hình e của nguyên tử Ar ( z = 18 ) [Kr] Kr ( z = 36 ) [Xe] Xe ( z = 54 ) 2) a. Xác định hàm lợng của Fe trong sắt cục . Gọi x là số mol Fe 2 O 3 và y là số mol Fe có trong 7,180 g sắt cục . Fe 2 O 3 + 3 H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3 H 2 O x mol x mol Fe 2 (SO 4 ) 3 + Fe = 3 FeSO 4 x mol x mol 3 x mol Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2 ( y - x ) mol ( y - x ) mol 10 FeSO 4 + 2 KMnO 4 + 8 H 2 SO 4 5 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8 H 2 O Số mol FeSO 4 có trong 500 ml dung dịch : 9 120,0 251000 55005,12096,0 yx2 = ì ììì =+ Hệ phơng trình : 59,691 x + 55,847 y = 7,180 x o,1 mol = 1,596 g 2 x + y = 0,120 y = 7,180 - 1,596 = 5,584 g 5,584 ì 100 Hàm lợng Fe tinh khiết = 77,77 % 7,180 b. Nếu tạp chất là FeO thì lợng dung dịch KMnO 4 0,096 M cần dùng : FeO + H 2 SO 4 FeSO 4 + H 2 O Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2 Số mol FeSO 4 có trong 500 ml dung dịch : 0,0222 + 0,0999 = 0,1221 (mol) Thể tích dung dịch KMnO 4 0,096 M cần dùng để tác dụng đủ với 25 ml dung dịch FeSO 4 : CâuV: 1) Cho: E o ở 25 o C của các cặp Fe 2+ / Fe và Ag + / Ag tơng ứng bằng - 0,440 V và 0,800 V. Dùng thêm điện cực hiđro tiêu chuẩn , viết sơ đồ của pin đợc dùng để xác định các thế điện cực đã cho . Hãy cho biết phản ứng xảy ra khi pin đợc lập từ hai cặp đó hoạt động . 2) a. Hãy xếp các nguyên tố natri , kali , liti theo thứ tự giảm trị số năng lợng ion hoá thứ nhất ( I 1 ). Dựa vào căn cứ nào về cấu tạo nguyên tử để đa ra qui luật sắp xếp đó ? b. Dựa vào cấu hình electron , hãy giải thích sự lớn hơn năng lợng ion hoá thứ nhất ( I 1 ) của Mg so với Al ( Mg có I 1 = 7,644 eV ; Al có I 1 = 5,984 eV ) . Lời giải : 1) H 2 ( Pt ) H + 1M Fe 2+ 1M Fe p = 1at E o Fe 2+ / Fe = - 0,440 V cực Fe : cực ; cực H : cực Phản ứng : Fe 2e = Fe 2+ 2 H + + 2e = H 2 Fe + 2 H + = Fe 2+ + H 2 H 2 ( Pt ) H + 1M Ag + 1M Ag p = 1at E o Ag + /Ag = 0,800 V cực Ag : cực ; cực H : cực Phản ứng : H 2 2e = 2H + Ag + + e = Ag H 2 + 2 Ag + = 2Ag + 2 H + Fe Fe 2+ Ag + 1M Ag E o pin = E o Ag + /Ag - E o Fe 2+ / Fe = 1,24 V cực Ag : cực ; cực Fe : cực Phản ứng : Fe 2e = Fe 2+ 2 Ag + + 2e = 2 Ag Fe + 2 Ag + = 2Ag + 2 Fe 2+ 2) a. Thứ tự giảm I 1 là Li , Na , K Căn cứ : Các nguyên tố đó đều thuộc nhóm I , có 1 e hoá trị từ trên xuống : z ( z = 7 z = 19 ) 10 0222,0 846,71 596,1 = mol0222,0 0999,0 847,55 584,5 = mol0999,0 )ml(72,12 096,05500 1000251221,0 = ìì ìì . Tóm tắt cách giải đề thi chọn học sinh giỏi Quốc gia môn hóa học 1999 - 2000 (Bảng A) Câu I : Cho sơ đồ sau : C D axeton A B G 1,4-đibrom-2-buten . C 6 H 5 COOH (tan) Naphtalen (không tan) Tóm tắt cách giải đề thi chọn học sinh giỏi Quốc gia môn hóa học 1999 - 2000 (Bảng A) Câu I : 1) Cho các chất sau : HNO 3 , Cu , Fe , Na ,. hay không ? 3) Ngời ta có thể tổng hợp axit xitric xuất phát từ axeton và các hoá chất vô cơ cần thi t . Hãy viết sơ đồ các phản ứng đã xảy ra . Cách giải : 3,13 1) COOH COOH ở C 3 có pKa nhỏ