ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI 2006-2007 Môn HOÁ : Thời gian 150 phút : ************* Câu 1/ (4đ) a) Ion AB 4 + có tổng số electron là 10 hạt - Xác định A , B , Cho biết vị trí của A , B trong bảng tuần hoàn ? - Viết công thức cấu tạo , công thức lập thể của AB 4 + - Cho biết trạng thái lai hoá của A trong AB 4 + b) Viết phương trình phản ứng biểu diễn dãy chuyển hoá sau : A 1 → )1(NaOH A 2 → )2(HCl A 3 → + 2O A 4 → 3NH A 5 → + 2Br A 6 → 2BaCl A 7 → 3AgNO A 8 Biết A 1 là hợp chất của S và 2 nguyên tố khác và có phân tử khối = 51 đvc Câu 2/ (3đ) a) Cân bằng trong hệ H 2(k) + I 2(k) 2HI (k) được thiết lập với các nồng độ sau : [H 2 ] = 0,025 M ; [I 2 ] = 0,005 M ; [HI] = 0,09M Khi hệ đạt trạng thái cân bằng ấp suất của hệ biến đổi như thế nào ? Tính hằng số cân bằng K cb và nồng độ ban đầu của I 2 và H 2 ? b) Tính độ tan của AgCl trong dung dich NH 3 1M Biết tích số tan của AgCl : TT AgCl = 1,6.10 -10 , hằng số không bền của [Ag(NH 3 ) 2 ] + : K kb = 1.10 -8 Câu 3/ (5đ) a) Có dãy chuyển hoá sau : P ← ddKIbaohoaBr ,2 CH 3 CH 3 CH 3 → + asBr 2 M C = C → CH – CH 2 – CH 3 Q ← OtoH 2 C 6 H 5 H C 6 H 5 → FeBr 2 N (A) (B) Viết các phương trình phản ứng (Chỉ ghi sản phẩm chính ) Giải thích tại sao có sản phẩm đó ? b)Xà phòng hoá este đơn chức no A bằng một lượng vừa đủ dd NaOH chỉ thu được một sản phẩm duy nhất B (không có sản phẩm khác dù chỉ là lượng nhỏ) . Cô cạn dd sau phản ứng , nung B với vôi tôi xút được rượu Z và muối vô cơ . Đốt cháy hoàn toàn rượu Z thu được CO 2 và hơi nước theo tỉ lệ VCO 2 : V hơi nước = 3 : 4 ( ở cùng điều kiện ) - Viết phương trình phản ứng ở dạng tổng quát và định CTCT có thể có của este A biết phân tử B có cấu tạo không phân nhánh ? - Hợp chất hữu cơ đơn chức A 1 là đồng phân chức của A . A 1 có khả năng tham gia phản ứng trùng hợpvà có đồng phân hình học . Viết CTCT của A 1 và 2 đồng phân cis , trans của A 1 ? Câu 4/ (4đ) Có 200 ml dd A gồm H 2 SO 4 , FeSO 4 và muối sunfat của kim loại M hoá trị 2 . Cho 20 ml dd B gồm BaCl 2 0,4M và NaOH 0,5M vào dung dịch A thì dd A vừa hết H 2 SO 4 . Cho thêm 130 ml dd B nữa thì thu được một lượng kết tủa . Lọc lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi được 10,155g chất rắn , dd thu được sau khi loại bỏ kết tủa được trung hoà bởi 20 ml dd HCl 0,25M a) Xác định tên kim loại M ? b) Tính nồng độ mol/lít các chất trong dd A ? Cho biết nguyên tử khối của M > nguyên tử khối của Na và hydroxit của nó không lưỡng tính . Câu 5/ (4đ) Đốt một lượng hợp chất A (chứa C,H,O) cần dùng 0,36 mol O 2 sinh ra 0,48 mol CO 2 và 0,36 mol H 2 O . M A < 200 đvc a) Xác định công thức phân tử của A ? b) Xác định công thức cấu tạo của A biết 0,1 mol A tác dụng vừa đủ với 0,2 mol NaOH tạo ra dd có muối B và một rượu D không phải là hợp chất hữu cơ tạp chức ;0,1 mol A phản ứng với Na tạo 0,1 mol H 2 . Cho : H = 1 ; C = 12 ; O = 16 ; S = 32 ; Cl = 35,5 ; Na = 23 ; Mg = 24 ; Ca = 40 ; Cu = 64 ; Fe = 56 ; Ba = 137 ……………………………………………………………………………………………… ĐÁP ÁN - BIỂU ĐIỂM Câu 1/ 4đ a) Gọi số e trong nguyên tử A là Z 1 , trong nguyên tử B là Z 2 ⇒ Z 1 + 4Z 2 -1 = 10 0,25đ Vì Z 1 > 0 ⇒ Z 2 < 4 11 = 2,75 0,25đ * Z 2 = 1 ⇒ B là H (Hydro) ⇒ Z 1 = 7 ⇒ A là N ( Nitơ) 0,25đ * Z 2 = 2 ⇒ B là He ( Heli ) : Loại Vậy A là N ; B là H 0,25đ H : 1s 1 ở ô thứ 1 chu kì 1 nhóm IA N : 1s 2 2s 2 2p 3 ở ô thứ 7 chu kì 2 nhóm V A 0,5đ Công thức cấu tạo Công thức lập thể H H H – N + – H N + 0,25đ H H H H Nguyên tử N trong ion NH 4 + ở trạng thái lai hoá sp 3 0,25đ b) Xác định A 1` là NH 4 HS 0,5đ Các phương trình NH 4 HS + NaOH → NaHS + NH 3 A 1 A 2 NaHS + HCl → H 2 S + NaCl A 3 2H 2 S + 3O 2 → 2SO 2 + 2H 2 O A 4 SO 2 + NH 3 + H 2 O → NH 4 HSO 3 A 5 Hay SO 2 + 2NH 3 + 2H 2 O → (NH 4 ) 2 SO 3 A 5 NH 4 HSO 3 + Br 2 + H 2 O → NH 4 HSO 4 + 2HBr A 6 Hay (NH 4 ) 2 SO 3 + Br 2 + H 2 O → (NH 4 ) 2 SO 4 + 2HBr A 6 NH 4 HSO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 + NH 4 Cl + HCl A 7 Hay (NH 4 ) 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 + 2NH 4 Cl A 7 NH 4 Cl + AgNO 3 → AgCl + NH 4 NO 3 Mỗi pt 0,25đ A 8 Câu 2/ 3đ a) H 2 + I 2 2HI 1 1 2 a a 2a Trong quá trình phản ứng số mol khí không đổi . Nếu thể tích và nhiệt độ không đổi thì áp suất của hệ không đổi 0.5đ [HI] 2 0,09 2 K cb = = = 64,8 0,5đ [H 2 ].[I 2 ] 0,025.0,005 Gọi nồng độ ban đầu của H 2 và I 2 là x và y Từ pt ⇒ nồng độ của H 2 phản ứng là a ⇒ nồng độ của I 2 phản ứng là a Khi hệ đạt trạng thái cân bằng : [HI] = 2a = 0,09 ⇒ a = 0,045 [H 2 ] = x – a = 0,025 ⇒ x = 0,07M 0,25đ [I 2 ] = y – a = 0,005 ⇒ y = 0,05M 0,25đ b) AgCl Ag + + Cl - TT = 1,6 . 10 -10 Ag + + 2NH 3 Ag(NH 3 ) 2 + K kb = 1 . 10 -8 AgCl + 2NH 3 Ag(NH 3 ) 2 + + Cl - K cb 0,5đ [Ag(NH 3 ) 2 + ] . [Cl - ] K cb = [NH 3 ] 2 .[Ag + ] TT 1,6 . 10 -10 Mà TT AgCl = [Ag + ].[Cl - ] ⇒ [Cl - ] = = [Ag + ] [Ag + ] [Ag(NH 3 ) 2 + ]. TT ⇒ K cb = [NH 3 ] 2 .[Ag + ] [NH 3 ] 2 .[Ag + ] Mà K kb = [Ag(NH 3 ) 2 + ] TT 1,6.10 -10 ⇒ K cb = = = 1,6.10 -2 0,5đ K kb 1.10 -8 Gọi n AgCl tan là x ⇒ n Ag+ = x ; n NH3 = 2x ⇒ [Ag(NH 3 ) 2 + ] = [Cl - ] = x [NH 3 ] = 1 – 2x x 2 K cb = = 1,6.10 -2 (1 – 2x) 2 ⇒ x = 0,1137M ⇒ AgCl tan nhiều trong dd NH 3 1M 0,5đ Câu 3/ 5đ .a) (3đ) CH 3 – C = CH – CH 3 +H 2 → Ni CH 3 - CH – CH 2 – CH 3 C 6 H 5 C 6 H 5 Phản ứng cọng H 2 vào liên kết đôi C = C có Ni xúc tác 0,5đ Br CH 3 –CH – CH 2 – CH 3 + Br 2 → as CH 3 – C – CH 2 – CH 3 + HBr C 6 H 5 C 6 H 5 ( M) Phản ứng thế nguyên tử H ở nguyên tử C bậc cao bằng Halogen 0,5đ CH 3 CH 3 - CH – CH 2 – CH 3 + Br 2 → Fe Br - - CH – CH 2 –CH 3 + HBr (N) Phản ứng thế vào nhân thơm nhưng do nhóm CH 3 – CH – CH 2 – CH 3 có hiệu ứng không gian lớn nên chỉ tạo sản phẩm thế para 0,5đ I Br CH 3 – C = CH – CH 3 + Br 2 → KI CH 3 – C – CH – CH 3 + HBr 0,5đ C 6 H 5 C 6 H 5 Phản ứng xảy ra theo cơ chế A E Br 2 → Br + + Br - HI → H + + I - Br + tấn công trước vào nguyên tử C mang nối đôi có nhiều H hơn . Do I - có nồng độ lớn hơn nồng độ của Br - nên khả năng cọng của I - vào nguyên tử C còn lại của nối đôi lớn hơn Br - 0,5đ OH CH 3 – C = CH – CH 3 + H 2 O → +H CH 3 – C – CH 2 – CH 3 C 6 H 5 C 6 H 5 Phản ứng cọng nước vào nối đôi theo cơ chế A E 0,5đ b) (2đ) A là este nội phân tử C = O Gọi CTcủa A là C n H 2n 0,5đ O Pt C = O C n H 2n + NaOH → HO – C n H 2n - COONa 0,25đ O HO – C n H 2n – COONa + NaOH → CaO C n H 2n+1 OH + Na 2 CO 3 0,25đ C n H 2n+1 OH + 2 3n O 2 → nCO 2 + (n + 1) H 2 O .n n + 1 3 4 Từ pt ⇒ 3( n + 1) = 4n ⇒ n = 3 0,25đ CT Z : C 3 H 7 OH ; CTCT : CH 3 – CH 2 – CH 2 – OH CTCT A : CH 2 – C = O CH 2 – C = O C = O CH 2 CH 2 – O ; CH 3 – CH – O ; CH 3 – CH 2 – CH – O Học sinh viết được 1 CTCT 0,25đ Câu 4 / 4đ a)Tìm M Gọi nguyên tử khối của kim loại hoá trị II M là M Công thức muối : MSO 4 Trong 200ml A : nH 2 SO 4 = x ; nFeSO 4 = y ; n MSO 4 = z Trong dd A : H 2 SO 4 → 2H + + SO 4 2- (a) nH + = 2x .x 2x x FeSO 4 → Fe 2+ + SO 4 2- (b) nFe 2+ = y .y y y MSO 4 → M 2+ + SO 4 2- (c) nM 2+ = z .z z z nSO 4 2- = x + y +z Trong dd B NaOH → Na + + OH - (d) BaCl 2 → Ba 2+ + 2Cl - (e) Cho B vào A hết H 2 SO 4 OH - + H + → H 2 O (1) Ba 2+ + SO 4 2- → BaSO 4 (2) (1) nH + = nOH - = nNaOH = 0,02.0,5 = 0,01mol (a) ⇒ nH 2 SO 4 = x = 0,005 mol Cho thêm B vào Fe 2+ + 2OH - → Fe(OH) 2 (3) .x 2x x M 2+ + 2OH - → M(OH) 2 (4) .z 2z z Ba 2+ + SO 4 2- → BaSO 4 (5) .x+y+z x+y+z x+y+z Trung hoà NaOH dư bằng HCl OH - + H + → H 2 O (6) 0,005 0,005 Chất kết tủa có Fe(OH) 2 M(OH) 2 BaSO 4 khi nung trong kk 4Fe(OH) 2 + O 2 → 2Fe 2 O 3 + 4H 2 O (7) .y y/2 M(OH) 2 → MO + H 2 O (8) ( các pt = 1đ) .z z Ta có dd B đã dùng = 20 + 130 = 150 ml = 0,15lít ⇒ nNaOH đem dùng = 0,15.0,5 = 0,075 mol (6) nNaOHdư = nHCl = 0,02.0,25 = 0,005 mol ⇒ (1) (3) (4) nNaOH tác dụng = 2x+2y+2z = 0.075 – 0,005 = 0,07 .x + y + z = 0,035 (*) 0,5đ Mà x = 0,005 ⇒ y + z = 0,03 (2*) nBaCl 2 đem dùng = 0,15.0,4 = 0,06 mol (5) nBaCl 2 tác dụng = x + y + z = 0,035 < 0,06 ⇒ BaCl 2 dư SO 4 2- kết tủa hết nBaSO 4 = x + y + z = 0,035 mol 0,5đ Từ(3)(4)(5)(7)(8) Chất rắn sau khi nung có BaSO 4 0,035 mol , Fe 2 O 3 y/2 mol , MO z mol ⇒ 233.0,035 + 80y + (M + 16)z = 10,155 ⇒ 80y + (M + 16)z = 2 (3*) ⇒ M = z zy )1680(2 +− Khi z 0,03 ⇒ M 50,67 z 0 ⇒ M < 0 ⇒ 0 < M < 50,67 M là Be , Mg , Ca 0,5đ Khi M là Be : Be(OH) 2 lưỡng tính M là Ca : Ca(OH) 2 tan ít ⇒ M là Mg ( Magiê) công thức muối MgSO 4 ( Magiê sunfat) 0,5đ b)Tính C M các chất trong A Với M là Mg (3*) ⇒ 80y + 40z = 2 Mà y + z = 0,03 Giải hệ ⇒ y = 0,02 Z = 0,01 0,25đ C M H 2 SO 4 = 2,0 005,0 = 0,025 M 0,25đ C M FeSO 4 = 2,0 02,0 = 0,1 M 0,25đ C M MgSO 4 = 2,0 01,0 = 0,05M 0,25đ Câu 5/ (4đ) Gọi CT của A C x H y O z (x , y , z >0 , nguyên ) Pt cháy : C x H y O z + (x + 4 y - 2 z ) O 2 → x CO 2 + 2 y H 2 O (1) 0,5đ a (x + 4 y - 2 z ) a xa 2 y a Từ Pt nO 2 = (x + 4 y - 2 z ) a = 0,36 ⇒ 4xa + ya + 2za = 1,44 (*) nCO 2 = xa = 0,48 (2*) nH 2 O = 2 y a = 0,36 ⇒ ya = 0,72 (3*) (*) ⇒ za = 0,6 Ta có tỉ lệ : x : y : z = 0,48 : 0,72 : 0,6 = 4 : 6 : 5 ⇒ Công thức nguyên của A (C 4 H 6 O 5 ) n 0,5đ Mà M A < 200 ⇒ M A = 129n < 200 ⇒ n = 1 Vậy CTPT của A là C 4 H 6 O 5 0,5đ Xác định CTCT A tác dụng với Na giải phóng H 2 : A có nguyên tử H linh động (n nguyên tử ) C 4 H 6 O 5 + nNa → C 4 H 6-n O 5 Na n + 2 n H 2 (2) 1 2 n 0,1 0,1 Từ (2) ⇒ n = 2 : ⇒ A có 2 nhóm OH 0,5đ A tác dụng với NaOH ⇒ A là axit hoặc este ( Có nhóm – COO - ) 0,1 mol A tác dụng với 0,2 mol NaOH tạo muối và rượu ⇒ A có 2 nhóm –COO- ⇒ A có 1 nhóm –OH , 1 nhóm –COOH , 1 nhóm – COO- 0,5đ Vậy CTCT của A O = C – C = O H – O CH 2 – CH 2 – O – H 0,5đ Các phương trình minh hoạ : HOOC-COO-CH 2 -CH 2 -OH + 2NaOH → to NaOOC-COONa + HO- CH 2 – CH 2 –OH 0,5đ HOOC-COO-CH 2 -CH 2 -OH + 2Na → NaOOC-COO-CH 2 -CH 2 -ONa + H 2 0,5đ . : HOOC-COO-CH 2 -CH 2 -OH + 2NaOH → to NaOOC-COONa + HO- CH 2 – CH 2 –OH 0,5đ HOOC-COO-CH 2 -CH 2 -OH + 2Na → NaOOC-COO-CH 2 -CH 2 -ONa + H 2 0,5đ . ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI 200 6-2 007 Môn HOÁ : Thời gian 150 phút : ************* Câu 1/ (4đ) a) Ion AB 4 + có tổng số electron là 10 hạt - Xác định A , B , Cho biết. 2 nhóm –COO- ⇒ A có 1 nhóm –OH , 1 nhóm –COOH , 1 nhóm – COO- 0,5đ Vậy CTCT của A O = C – C = O H – O CH 2 – CH 2 – O – H 0,5đ Các phương trình minh hoạ : HOOC-COO-CH 2 -CH 2 -OH + 2NaOH