SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO QUẢNG NAM HƯỚNG DẪN CHẤM KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 NĂM HỌC 2008 - 2009 Môn thi : HÓA HỌC pdf

Trang 1 of 7 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 NĂM HỌC 2008 - 2009 SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO QUẢNG NAM Môn thi : HÓA HỌC Câu Đáp án Điểm I.1 Các phương trình hoá học của các phản ứng: Cu + 4HNO 3 (đặc) Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 ↑ + 2H 2 O MnO 2 + 4HCl (đặc, nóng) MnCl 2 + Cl 2 ↑ + 2H 2 O 2Fe + 6H 2 SO 4 (đặc, nóng) Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 ↑ + 6H 2 O A +dung dịch NaOH: 2NO 2 + 2NaOH NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O B + dung dịch NaOH: Cl 2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H 2 O C + dung dịch KMnO 4 : 5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O 2H 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 2MnSO 4 . 1,5 I.2 * Cho dung dịch Na 2 S lần lượt tác dụng với các dung dịch Cu 2+ + S 2- CuS↓ 2Al 3+ + 3S 2- + 6H 2 O 2Al(OH) 3 ↓+ 3H 2 S↑ Zn 2+ + S 2- ZnS↓ 2Fe 3+ + 3S 2- 2FeS↓ + S↓ Fe 3+ + 3S 2- + H 2 O Fe(OH) 3 ↓+ 3HS - *Cho dung dịch NH 3 đến dư lần lượt tác dụng với các dung dịch Cu 2+ + 2NH 3 + 2H 2 O Cu(OH) 2 ↓+ 2NH 4 + Cu(OH) 2 ↓ + 4NH 3 [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ + 2OH - Al 3+ + 3NH 3 + 3H 2 O Al(OH) 3 ↓+ 3NH 4 + Zn 2+ + 2NH 3 + 2H 2 O Zn(OH) 2 ↓+ 2NH 4 + Zn(OH) 2 ↓ + 4NH 3 [Zn(NH 3 ) 4 ] 2+ + 2OH - Fe 3+ + 3NH 3 + 3H 2 O Fe(OH) 3 ↓ + 3NH 4 + 1,5 HƯỚNG DẪN CHẤM Trang 2 of 7 Cõu ỏp ỏn im I.3 in phõn dung dch hn hp a mol CuSO 4 v b mol NaCl Catot: Cu 2+ + 2e Cu Anot: 2Cl - Cl 2 + 2e Phn ng in phõn u tiờn CuSO 4 + 2NaCl Cu + Cl 2 + Na 2 SO 4 (1) dung dch sau in phõn ho tan c Al 2 O 3 thỡ dung dch cú axit hoc kim. Do ú sau phn ng in phõn (1) phi d CuSO 4 hoc d NaCl. - sau (1) d CuSO 4 thỡ b < 2a 2CuSO 4 + 2H 2 O điện phân 2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4 (2) Dung dch H 2 SO 4 ho tan Al 2 O 3 Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O (3) - sau (1) d NaCl thỡ b > 2a 2NaCl +2H 2 O đ i ệ n p h â n c ó m à n g n g ă n Cl 2 + H 2 +2NaOH (2 / ) Dung dch NaOH ho tan Al 2 O 3 Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O 2Na[Al(OH) 4 ] hay NaAlO 2 . (3 / ) 1,5 II.1 Chn dung dch HCl hoc H 2 SO 4 loóng nhn ra cỏc cht lng v dung dch ó cho. -Nhn ra C 2 H 5 OH: to thnh dung dch ng nht. -Nhn ra C 6 H 5 CH 3 : tỏch thnh 2 lp riờng -Nhn ra C 6 H 5 NH 2 : ban u tỏch lp, sau khi phn ng to thnh dung dch ng nht C 6 H 5 NH 2 + HCl C 6 H 5 NH 3 Cl -Nhn ra Na 2 CO 3 cú gii phúng khớ khụng mu, khụng mựi. Na 2 CO 3 + 2HCl 2NaCl + CO 2 + H 2 O -Nhn ra Na 2 SO 3 cú gii phúng khớ khụng mu, mựi xc. Na 2 SO 3 + 2HCl 2NaCl + SO 2 + H 2 O -Nhn ra C 6 H 5 ONa cú to thnh phenol ớt tan nờn dung dch b hoỏ c. C 6 H 5 ONa + HCl C 6 H 5 OH + NaCl -Nhn ra CH 3 COONa cú to thnh CH 3 COOH mựi gim. CH 3 COONa + HCl CH 3 COOH + NaCl 1,5 Trang 3 of 7 Câu Đáp án Điểm II.2 a. Có 7 chất 1. CH 2 =CH-CH 2 -CH 2 -OH but-3-en-1-ol 2. CH 2 =CH-CH(OH)-CH 3 but-3-en-2-ol 3. CH 3 -CH=CH-CH 2 -OH but-2-en-1-ol 4. CH 2 =C(CH 3 )-CH 2 -OH 2-metyl propen-1-ol 5. CH 3 -CH 2 -CH 2 -CHO butanal 6. CH 3 -CH(CH 3 )-CHO 2-metyl propanal 7. CH 3 -CO-CH 2 -CH 3 butanon. b. Viết 6 phương trình hoá học của phản ứng điều chế trực tiếp CH 3 CHO C 2 H 2 + H 2 O HgSO 4 80 0 C CH 3 CHO 1 . 2 . C 2 H 5 OH CuO + t 0 CH 3 CHO + Cu + H 2 O 3 . CH 2 =CHCl + NaOH t 0 CH 3 CHO + NaCl 4 . CH 3 COOCH=CH 2 + NaOH t 0 CH 3 CHO + CH 3 COONa 5 . CH 3 CHCl 2 + 2 NaOH t 0 CH 3 CHO + 2 NaCl + H 2 O 6 . C 2 H 4 + O 2 PdCl 2 ;CuCl 2 t 0 ;P 2 CH 3 CHO 2 1,5 a. Trật tự tăng dần nhiệt độ sôi: CCH 3 OH CH 3 CH 2 CH 3 CHCH 3 CH 3 CH OH CH 3 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH Khi số mạch nhánh tăng thì cấu trúc có xu hướng thu gọn trở thành dạng cầu, làm giảm độ bền liên kết liên phân tử. 1,5 b. pentan-1,5-diol tan tốt hơn pentan-1-ol, do có nhiều nhóm -OH tạo được liên kết hidro đa phương, đa chiều hơn. II.3 c. Trật tự tăng dần độ mạnh tính axit: CH 3 -H CH 3 O-H O H C H 3 C O HO CH 3 S O O O H không phân cực phân cực yếu do CH 3 - đẩy electron phân cực mạnh do C 6 H 5 - hút electron phân cực mạnh hơn do CO hút electron mạnh hơn phân cực mạnh nhất do có hai nhóm SO hút electron CH 3 - CH 3 O - O - CH 3 C O O 1/2- 1/2- CH 3 S O O O 1/3- 1/3- 1/3- kém bền kém bền, không có giải tỏa điện tích bền do có sự giải tỏa điện tích bền do có sự giải tỏa điện tích trên hai O bền do có sự giải tỏa điện tích trên ba O Trang 4 of 7 Câu Đáp án Điểm III.1 Thế điện cực Fe 3+ /Fe 2+ E 1 = E 0 1 + 0,059 lg ([Fe 3+ ]/[Fe 2+ ]) = 0,771 (V) + Khi pH = 5, thế của dung dịch giảm tới 0,152V, điều này có nghĩa là nồng độ ion Fe 3+ đã bắt đầu giảm do phản ứng: Fe 3+ + 3OH - → Fe(OH) 3 ↓ Khi đó E = 0,771 + 0,059 lg ([Fe 3+ ]/0,2) = 0,152 => [Fe 3+ ] ≈ 10 -11 (M)<< [Fe 3+ ]bđ Vậy Fe(OH) 3 xem như đã kết tủa hoàn toàn. m kết tủa = 0,2 x 107 = 21,4 (g). pH = 5 => pOH = 9 nên [OH - ] = 10 -9 (M). T Fe(OH)3 = [Fe 3+ ] [OH - ] 3 = 10 -11 x (10 -9 ) 3 = 10 -38 . 1,0 III.2 Thế điện cực Fe 3+ /Fe 2+ : E 1 = 0,771(V) (Vì nồng độ của các ion ở điện cực (1) bằng nhau). Thế điện cực Ag + /Ag: E 2 = E 0 2 + 0,059 lg [Ag + ]. Khi suất điện động của pin đã cho đạt đến giá trị bằng 0, nghĩa là E 1 = E 2 . Suy ra: 0,771 = 0,799 + 0,059 lg [Ag + ] => [Ag + ] = 0,3353(M) Ở 25 0 C hằng số cân bằng của phản ứng Fe 2+ + Ag + Fe 3+ + Ag được xác định theo thế điện cực: Fe 2+ → Fe 3+ + 1e E 0 1 = - 0,771V Ag + + 1e → Ag E 0 2 = 0,799V Fe 2+ + Ag + Fe 3+ + Ag E 0 pin = 0,028V Hằng số cân bằng của phản ứng: K = 10 0,028/0,059 =10 0,4746 = 2,983. 1,0 III.3 Xét các quá trình: CaF 2 ⇌ Ca 2+ + 2F - K s = 3,4.10 -11 (1) H + + F - ⇌ HF K a -1 = 1,35.10 3 (2) Trong môi trường axit yếu (pH = 3,3) và K a -1 không quá lớn nên F - do CaF 2 điện ly ra tồn tại ở cả 2 dạng HF và F - , do đó, không thể tổ hợp hai cân bằng (1) và (2) để tính toán. Gọi độ tan của CaF 2 trong dung dịch axit là s (M). Ta có: C F - = 2s = [F - ] + [HF] 1,0 Trang 5 of 7 Câu Đáp án Điểm                   11 2 a 2 a 2 1122 S a a a a 10.4,3 )HK( Ks4.s 10.4,3FCaK HK K.s.2 F K HK Fs2 K HF Fs2 a                   Thay K a = 7,4.10 -4 và [H + ] = 10 -3,3 ta tính được s = 2,88.10 -4 M. IV.1 NaHCO 3 và NH 4 HCO 3 NaHCO 3 + NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O NH 4 HCO 3 + 2NaOH → Na 2 CO 3 + NH 3 + 2H 2 O 0,75 IV.2 Xác định CTPT A, B và CTCT B. * CTPT của A có dạng: (C 3 H 4 O 3 ) n  C 3n H 4n O 3n  C 3n-3n/2 H 4n-3n/2 (COOH) 3n/2 Hay C 3n/2 H 5n/2 (COOH 3n/2 . Vì A là axit no, mạch hở nên ta có: 5n/2 = 2x(3n/2) + 2 - 3n/2 => n = 2 => CTPT A là C 6 H 8 O 6 hay C 3 H 5 (COOH) 3 * CTPT của B có dạng: (C 2 H 3 O 3 ) m  C 2m H 3m O 3m  C 2m-y H 3m-x-y (OH) x (COOH) y với x+2y= 3m (1) B là một axit no, mạch hở nên ta có: 3m – x – y = 2(2m – y) + 2 – x – y => m = 2y – 2 (2) Trong đó: x≤ 2m – y (vì số nhóm –OH không thể lớn hơn số nguyên tử C trong gốc hydrocacbon). Kết hợp với (1) và (2), suy ra: m = 2; x = 2; y = 2. Vậy CTPT của B là: C 4 H 6 O 6 . CTCT của B là: HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH Các công thức cấu trúc và tên gọi của B là: COOH COOH H OH H OH COOH COOH HO H H OH COOH COOH H OH HO H Axit (2S, 3S)- tactric axit (2R, 3R)- tactric axit meso-tactric 1,75 V.1 m hhA = m C + m H = 1,3. 12 + 1,2.2 = 18gam m hhB = 1,3. 32 + 1,2 . 16 = 60,8 gam => n B = 60,8/(19.2)= 1,6 mol => n A = = 0,75 mol. => dA/H 2 = 24/2 = 12. 1,0 Trang 6 of 7 Câu Đáp án Điểm V.2 PTPƯ: BaO + H 2 O → Ba(OH) 2 Na 2 O + H 2 O → 2NaOH MCO 3 + 2HCl → MCl 2 + CO 2 + H 2 O n Ba(OH)2 = n BaO = 11,475/153= 0,075mol n NaOH = 2n Na2O = 2.1,55/62 = 0,05mol => n OH - = 0,2 mol 12,3/100 < n hh < 12,3/84 => 0,123 < n hh < 0,146 => 0,123 < n CO2 < 0,146 Từ đó suy ra: > > => 1,6 > > 1,4 Chứng tỏ tạo ra 2 muối là HCO 3 - và CO 3 2- . OH - + CO 2 → HCO 3 - và 2OH - + CO 2 → CO 3 2- + H 2 O Gọi x, y lần lượt là số mol của HCO 3 - và CO 3 2- , ta có: + TH 1: nếu n CO2 = 0,123 thì: x + y = 0,123 và x + 2y = 0,2. Giải ra ta được: x = 0,046; y = 0,077. Ba 2+ + CO 3 2- → BaCO 3 vì số mol CO 3 2- (0,077) > số mol Ba 2+ (0,075) => số mol BaCO 3 = 0,075mol => m BaCO3 = 0,075. 197 = 14,775 gam. + TH 2: nếu n CO2 = 0,146 thì: x + y = 0,146 và x + 2y = 0,2. Giải ra ta được: x = 0,092; y = 0,054. Ba 2+ + CO 3 2- → BaCO 3 vì số mol CO 3 2- (0,054) < số mol Ba 2+ (0,075) => số mol BaCO 3 = 0,054mol => m BaCO3 = 0,054. 197 = 10,638 gam. Vậy 10,638gam < m BaCO3 < 14,775gam. 2,0 VI.1 Vì từ pentozơ B có thể tạo ra D- glucozơ bằng phản ứng tăng mạch nên B có 3 C bất đối giống như 3 C bất đối cuối cùng của D- glucozơ: CHO CH 2 OH HO H H OH H OH H OH CHO CH 2 OH HO H H OH H OH D- glucozơ (B): (2S, 3R, 4R)-2,3,4,5- tetrahydroxypentanal 1,0 Trang 7 of 7 Câu Đáp án Điểm VI.2 CHO CH 2 OH HO H H OH H OH H OH CHO CH 2 OH HO H H OH H OH CN CH 2 OH HO H H OH H OH H OH CN CH 2 OH HO H H OH H OH HO H COOH CH 2 OH HO H H OH H OH H OH HCN H 2 O/H + H 2 O/H + COOH CH 2 OH HO H H OH H OH HO H C CH 2 OH O H O HO H H OH H OH C CH 2 OH O H O HO H H OH HO H CHO CH 2 OH HO H H OH H OH HO H P 2 O 5 - H 2 O Na/Hg P 2 O 5 - H 2 O Na/Hg D - glucoz¬ D - mannoz¬ 1,0 VI.3 O O H H H O H H H O H H O H H H O H H H O H H O H O H O O H H H O H H H O H H H O H O H H O H H O H H H O H H ay 0,5 . Trang 1 of 7 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 NĂM HỌC 2008 - 2009 SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO QUẢNG NAM Môn thi : HÓA HỌC Câu Đáp án Điểm I.1 Các phương trình hoá học của các phản ứng: Cu + 4HNO 3 . chất 1. CH 2 =CH-CH 2 -CH 2 -OH but-3-en-1-ol 2. CH 2 =CH-CH(OH)-CH 3 but-3-en-2-ol 3. CH 3 -CH=CH-CH 2 -OH but-2-en-1-ol 4. CH 2 =C(CH 3 )-CH 2 -OH 2-metyl propen-1-ol 5. CH 3 -CH 2 -CH 2 -CHO butanal 6 0,05mol => n OH - = 0,2 mol 12, 3/100 < n hh < 12, 3/84 => 0 ,123 < n hh < 0,146 => 0 ,123 < n CO2 < 0,146 Từ đó suy ra: > > => 1,6 > > 1,4 Chứng tỏ tạo ra