TUYỂN TẬP ĐÊ THI HSG MÔN HÓA HỌC

Hoàn thành chuyển hóa này bằng các công thức cấu tạo tương ứng.. Qua một loạt các chuyển hóa dưới đây ta nhận được một dẫn xuất của naphtalen A là sản phẩm duy nhất của quátrình ozon phâ

201 0

ĐỀ SÔ 1 PHẦN 2: CÁC ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA

V

Môn: HOÁ HỌC

T h ờ i g i a n : 1 8 0 p h ú t ( không kể thời gian giao đề)

(Đề thi gồm 3 trang, có 8 câu)

Câu I: (2.0 điểm)

Một terpen X thường gặp trong thiên nhiên được tổng hợp theo sơ đồ sau

4-metylpentan-1,4-diol -> dẫn xuất dibromua -> bromanken —j^Mkg—> Grignard G -> XCho chất G phản ứng với sản phẩm sinh ra khi cho isopren phản ứng với but-3-en-2-on sẽ thu được chất cần tổnghợp X

1 Hoàn thành chuyển hóa này bằng các công thức cấu tạo tương ứng

2 Cho biết tên thông thường và ứng dụng của sản phẩm

Câu II: (2.0 điểm)

Hydrocacbon A là một chất rắn có tính dẻo, đàn hồi (11,76% H theo khối lượng) có trong mủ cây cao su Ozon

Hydrocacbon B (11,11% H theo khối lượng) là chất tổng hợp đầu tiên có thành phân giống A nhưng không có tínhdẻo và tính đàn hồi giống như A B được tạo thành khi đun nóng hydrocacbon C có mặt natri ; C có thành phần địnhtính giống B

1 Cho biết CTCT của A, B, C

2 Sự vắng mặt của axetylaxeton trong sản phẩm của chúng chứng tỏ A có đặc trưng gì ?

Câu III: (2.0 điểm)

ít cho phản ứng phụ Quá trình tổng hợp thuốc này như sau:

K2PtCl4 KI

o u > A (dung dịch nâu) + CHfH 2 > B (tinh thể sáng) H Cl°và C 2 H j°H > C (rắn đỏ nâu)

NH 3 2 /H _V Tì ítìnl-1 tliô \7Ònn l/ìrn nliôn /"■ÎV/'A O

Ag

2 CO 3 du và axit malonic

trong các phức

1 Viết CTCT các sản phẩm A, B, C, D, E

3 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC

c Giảm nhiệt độ

(1) V = const ;

(2) Pchung= const Câu VI (4.0 điểm)

cây gỗ Bulnesia sarmienyi Khi dehydrat hóa guaiol bằng lưu huỳnh thì thu được một hydrocacbon thơm màu xanh da

mất Cho nước vào dung dịch này thì X được phục hồi nguyên dạng Rất khó để hydro hóa guaiol bằng hydro có xúctác Qua một loạt các chuyển hóa dưới đây ta nhận được một dẫn xuất của naphtalen (A là sản phẩm duy nhất của quátrình ozon phân)

gắn với nguyên tử cacbon bậc ba exocyclic của hệ vòng

2 Giải thích màu xanh da trời của X và nêu lý do nó bị mất màu trong dung dịch axit sunfuric đặc

3 Xác định CTCT A, B và giải thích sự tạo thành A Có bao nhiêu mảnh isopren trong chất X

Câu VII (2.0 điểm)

Có thể tách được rhodi ra khỏi các kim loại quý khác bằng cách sau: Một mẫu bột quặng rhodi được trộn với NaCl

và đun nóng trong dòng khí clo Bã rắn thu được chứa một muối chứa 26,76% Rhodi về khối lượng Bã rắn này sau đóđược hòa tan vào nước, lọc dung dịch thu được rồi cô bay hơi thu được tinh thể B chứa 17,13% rhodi Tinh thể được

bằng nước ta có rhodi tinh khiết

1 Xác định công thức A, B

chất này chứa 47,59% S Xác định công thức C

3 Giải thích tại sao cần phải rửa bằng nước nóng ở bước cuối cùng Viết các phản ứng xảy ra

Câu VIII: (4.0 điểm)

Các cacbohydrat tự nhiên đều được tổng hợp quang hóa trong cây xanh Tuy nhiên các cacbohydrat không cótrong tự nhiên có thể được tổng hợp bằng con đường nhân tạo Sơ đồ dưới đây là sơ đồ tổng hợp L-ribozơ Hoàn chỉnh

THPT CHUYÊN HÀ NOI ĐÁP ÁN ĐỀ THI THỬ

KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2009 - 2010

2 Chất này là a-bisabolol thường dùng trong công nghiệp mỹ phẩm (0,25 điểm)

Câu II: (2.0 điểm)

Câu III: (2.0 điểm)

1 Công thức cấu tạo các chất liên quan (1,25 điểm ; 0,25 điểm cho mỗi cấu tạo)

Z Để chắc chắn thu được sản phẩm cuối thì buộc B phải ở dạng cis nên KĩptCl4 phải được chuyển thành A (0,25điểm)

tạo thành E (0,5 điểm)

Câu IV: (2.0 điểm)

1 Do đối với Ti lúc này thì năng lượng của AO 3d đã giảm thấp hơn so với AO 4p nên sẽ có sự tổ hợp giữa 1 AO

2 Do CO là phối tử trường mạnh nên sẽ đẩy các electron của Fe về trạng thái cặp đôi Lúc này 1 AO 3d trống sẽ tổ

Câu V: (2.0 điểm)

Tuy nhiên ở đây không có điều kiện để lập luận theo biểu thức này nên ta sẽ dựa vào nguyên lý Le Chartelier

c Nếu giảm nhiệt độ thì cân bằng dịch chuyển sang trái để chống lại chiều giảm nhiệt độ (0,25 điểm)

nghĩa áp suất riêng phần)

+ Nếu p = const ta xét liên hệ

7 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC

/ O H

Lý luận dẫn ra CTCT đúng được 1,0 điểm, cấu tạo 0,5 điểm

2 Màu xanh da trời của X có được do sự liên hợp giữa các nối đôi trong phân tử X (0,25 điểm)

Khi hòa tan X vào axit sunfuric đặc màu xanh sẽ biến mất do sự biến mất của hệ thống liên hợp trong hợp chấtđược tạo thành như hình vẽ: (0,5 điểm)

3 Công thức cấu tạo hai chất A, B như sau Đúng CTCT mỗi chất được 0,25 điểm

3 Để loại bỏ các muối tan, chủ yếu là NaCl (0,25 điểm)

Mỗi phản ứng đúng được 0,125 điểm

Sự tạo thành chất A được giải thích như sau (0,5 điểm)

Câu VIII (4.0 điểm)

Công thức cấu tạo các sản phẩm trung gian (Các chất A, B mỗi chất 0,5 điểm, còn C, D, E, F mỗi chất 0,75 điểm) Lưu ý quá trình chuyển từ D sang chất ở dòng thứ hai bao gồm nhiều hơn một giai đoạn

9 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC

KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT

NĂM 2010 Môn: HOÁ HỌC

T h ờ i g i a n : 1 8 0 p h ú t (không kể thời gian giao đề) (

Đề thi gồm 3 trang;, có 10 câu)

CÂU 1: (2,0 điểm)

cấu tạo của các axit trên

tương ứng Viết phương trình phản ứng và công thức cấu tạo sản phẩm

Kim cương và than chì là hai dạng thù hình của nguyên tố cacbon Tính khối lượng riêng và thể tích mol củachúng Biết rằng: Độ dài liên kết C-C (kim cương) là 154 pm, C-C (than chì) là 141 pm, khoảng cách giữa các lớp than

kim cương gấp 4 lần số nguyên tử C trong một ô mạng tinh thể than chì

CÂU 2: (2.0 điểm)

chứa Nitơ, axit này đồng phân hóa tạo thành một sản phẩm có ứng dụng trong thành phần nhiên liệu tên lửa Viết cácphương trình phản ứng xảy ra và vho biết công thức cấu trúc của axit đồng phân nói trên

CÂU 3: (2.0 điểm)

CÂU 4: (2,0 điểm)

-cloanilin ; meta - -cloanilin và para - -cloanilin.

CÂU 5: (2,0 điểm)

tinh thể này Biết rằng hiệu suất quá trình chỉ đạt 65%

tính và định lượng của bã rắn

có CTPT là C 6 H 12 N 4 Chất D có khả năng tác dụng với axit nitric trong anhiđrit axetic tạo ra E (hexogen hay xiclonit) là chất nổ

0 o C

a Hãy giải thích tính axit của axit L-ascobic và cho biết nguyên tử H nào có

tính axit

b Điều chế L-ascobic từ D-glucozơ

được một hợp chất hữu cơ X mà khi thủy phân thì cho D-Glucozơ và anđehit

Salixylic Metyl hóa Salixin thu được pentametylsalixin, thủy phân hợp chất

này cho ta 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-Glucozơ Xác định CTCT của Salixin

Thí sinh không được sử dụng tài liệu Giám thị không giải thích gì thêm.

http: //vn myblog.yahoo.com/vol cmttl

ĐỀ THI THỬ

X S X X S X X S^

13

TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC

KÌ ' THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP

phăng với nguyên tử S ở trạng thái lai hóa

của lưu huỳnh

phương tâm diện ngoài ra còn có 4 nguyên tử Cacbon nằm trong 4

hốc (site) tứ diện nên số nguyên tử cacbon trong một ô

= 8

8 2

tinh thể có 2 nguyên tử cacbon

D =

N A X V

-\/3Khối lượng riêng của tinh thể kim cương:

3

6,02X1023 X( 4 X 1 5 4 X 1 0 ^ 1 0 ìVs

— =3,385 (cm /mol)

TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC

Tương tự trong ô mạng tinh thể than chì

Diện tích mặt đáy = 3 V3 X d 2 (d = C-C (than chì))

, 3 Ị— 2

Thể tích ô mạng = — v3 X d X h(h là khoảng cách giữa các lớp)

=> Khối lượng riêng D = 2,297 (g/cm 3 ) và thể tích mol = 5,224 (cm 3 /mol)

CÂU 2: (2.0 điểm)

1 (1,0 điểm) Mỗi công thức đúng được 0,25 điểm

- B 2 H 6 : B lai hóa sp 3 , gồm 2 tứ diện lệch có một cạnh chung, liên kết BHB là liên kết 3 tâm nhưng chỉ có 2 electron, 1 electron của H

và 1 electron của B

- XeO3: Xe lai hóa sp 3 , phân tử dạng tháp đáy tam giác

- NO 2 +: N lai hóa sp, cấu trúc đoạn thẳng

- NO 2-: N lai hoa sp 2 , cấu trúc gấp khúc (chữ V)

2NaNO 3 + 8Na(Hg) + 4H 2 O -> Na 2 N 2 O2 + 8NaOH + 8Hg

NH 2 OH + C 2 H5NO 2 + 2C2H5ON -> Na 2 N 2 O 2 + 3C2H5OH

Na 2 N 2 O 2 là muối của axit hyponitrơ H2N2O2 (2.0,125 = 0,25)

2.

HO.

HO OH

N = N Cấu trúc đồng phân: H 2 N - NO 2 (nitramit) (0,25)

1 T X ln — « 3688,2 (cal/mol) T2 - Ti ki v '

hai momen lưỡng cực cùng chiều

Áp dụng điều kiện proton ta có:

TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC

Khi nhiệt độ tăng thì FeOCl sẽ tiếp tục phân huỷ:

2,752

2K2&O4 + 3(NH4)2S + 2KOH + 2H2O -> 2K3[Cr(OH) 6 ] + 3S + 6NH3

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3H 2 S -> Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3S + K 2 SO 4 + 7H 2 O

CÂU 7: (2,0 điểm)

1 (1,0 điểm) Các cấu trúc

H_ \_ OO

Trong đó:

- Dạng A ít bền do nối đôi không liên hợp

- Dạng B bền nhưng không có cộng hưởng este

- Dạng C bền nhất do có nối đôi liên hợp và cộng hưởng este

2 (1,0 điểm) Mỗi công thức đúng được 0,25 điểm

5 điểm)

dehi

t béo

có thể tha

m gia phả

n ứng cộn

g với amoniactạo thàn

h một sản phẩ

m ít bền

là Andehit-amoniacCH

3

CHO+ NH

\

3

->

Axetandehit-amonia

c (

tnc

= 9

7o

C) A,OH

-CH

Axetandehit-a

TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC

táchnướcthànhBlàCH

3

CH

-=NH

vàBdễ

trimehóa

hợpchất

dịvòngCloạitriazi

CH 3 -CH NH NH

23

TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC

H

-?Otrimehóa-

^-ch

3

ch

=nh

/N /N^

O 2 N^ no 2

E

2 (0,5 điểm)

- Ta có nhiệt độ sôi của (1) < (2) là do hai chất này không tạo được liên kết hydro nên nhiệt độ sôi phụ thuộc vào khối lượng phân tử.

- Lại có, nhiêt độ sôi của (4) < (3) là do mặc dù cả hai chất đều có liên kết hydro liên phân tử nhưng liên kết polyme còn của (4) dạng dime

Salixin là đường không khử và là p — glucozit do bị thủy phân bởi elmuxin

O II HO—C—C-

* II HO—C—

0 1 HO—C=C- 1 0=C—

-H+

Ov lí-' HO—C-T-C-—

-O-C?- C

enzym H+

1 KMnO 4 /OH

Diaxetonua (C) Trong đó:

C HO

H2OH H HO

HO—C

I u HO—C

CH2OH

1 2 C

= o

H

H HO

OH H

CH 2 OH

B'

CH2OH B

CH 2 OH A

CH \/ O -C CH^ O-

V

CH/ V H HO

C

CH / V H

/ X CH3

1 CH3

CH2OH 1 2

C 11 C

-O, C H 3 -H C \ CH2-O

-O C H 3 -H Ỵ\

CH2-O COOH C

7 H 8 O 2 hóa nhóm -CH2OH thành nhóm -CHO

salixylic, điều đó chứng tỏ quá trình oxi

TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC

Câu Z: (2.0 điểm)

1 Thiết lập biểu thức phụ thuộc giữa thế oxi hóa - khử với pH của môi trường trong 2 trường hợp sau:

Câu S: (1.5 điểm)

lần lượt là k1 = 1,44.107 mol-1.l.s- 1 và k2 = 3,03.107 mol-1.l.s-1, R = 1,987 cal/mol.K

1 Tìm công thức phân tử của phức chất biết rằng A là phức chất 1 nhân và Pt có số phối trí là 4 Viết công thức cấu

cân bằng K của phản ứng sau: cis(A) ^ trans(A)

3 Tính nồng độ mol/lit mỗi đồng phân trong dung dịch, biết rằng lúc đầu chỉ có đồng phân cis nồng độ

Câu 7: (2.0 điểm)

[H3° ]

1 Trong môi trường đệm bậc của phản ứng là bao nhiêu

2 Trong các cơ chế sau cơ chế nào chấp nhận được:

A, B, C là một muối không màu, tan trong nước và bị thuỷ phân Viết tên của A, B, C và phương trình các phản ứng

đã nêu ở trên

2 Để khảo sát sự phụ thuộc thành phần hơi của B theo nhiệt độ, người ta tiến hành thí nghiệm sau đây: Lấy 3,2 gamđơn chất B cho vào một bình kín không có không khí, dung tích 1 lít Đun nóng bình để B hoá hơi hoàn toàn K ếtquả đo nhiệt độ và áp suất bình được ghi lại trong bảng sau:

TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC

HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG

2 Cấu tạo của NH 3 cho thấy quanh nguyên tử N trung tâm có 4 vùng không gian khu trú electron, trong đó có 1 cặp

electron tự do (AB 3 E) nên phân tử NH 3 có dạng tháp đáy tam giác

với góc liên kết nhỏ hơn 109 o 28' (cặp electron tự do đòi hỏi một khoảng không gian khu trú lớn hơn)

C C '^

FF Phân tử XeF 4 có 6 vùng không gian khu trú electron, trong đó có hai cặp electron tự do (AB 4 E 2 ) nên có dạng vuông

phẳng (trong cấu trúc này các cặp electron tự do phân bố xa nhau nhất)

F ^ / F F Ọ ,,,,F Xe' Xer

F ô F

0,25 X 3

= 0,75

3 Cấu hình electron: O 1s 2 2s 2 2p 4 kém bền hơn O+ 1s 2 2s 2 2p 3 do lực đẩy lẫn nhau của 2 ô trong một orbital của phân lớp

2p và do O+ đạt cấu hình bán bão hòa phân lớp 2p nên bền

Đặt b là hằng số chắn của các electron trong nguyên tử đới với electronbị tách Ta có:

= E 0 Co(OH) 3 /Co(OH) 2 + 0,0592lg[H+]-0,0592lgK w Tha y ECo(OH) 3 /Co 4° H ) 2 = + 0,17 _C ( ( )2 " " K w =10 -14

= E Co(OH) 3 /Co(OH) 2 - 0 , 0592pH - 0 , 0592 lg K w ^ E Co(OH) 3 /Co(OH) 2 = 0 , 996 - 0 , 05 9 2pH

pH càng tăng thì E càng giảm nghĩa là tính oxi hóa của Co(OH) 3 giảm, tính khử của Co(OH) 2 tăng

0,25

0,5

0,25 2.0

0,5 0,25

4 1 Trong dung dịch NaCl có: NaCl ^ Na + +Cl' ; 2H 2 O ^ H 3 O + + Khi điện phân có

thể có các quá trình sau xảy ra:

Catode: Na+ + Hg + e ^ Na(Hg)

2H2O ^ H3O+ + OH"

0,25 0,25

2H2O + 2e ^ H2+ OH - (2) Anode: 6 H2O ^ O2 + 4H3O+ + 4e (3)

2 Cl - ^ CI2 + 2e (4)

E

N a+ /N Ẽ (Hg) = - 1,78V E 2H 3 O+ /H = 0,00V + 0 , 0592 lg 10-7 = - 0,413V

E 2H3O^/H 2 = E V /H 2 + % 2 = -1 , 713 Do E'2H3O + /Hz > E 0 Na + /Na(Hg) nên khi mới bắt đầu

điện phân, ở Katode quá trình (2) sẽ xảy ra, có H 2 thoát ở Anode Ở Anode: Từ (3) ta có:

E O 2 /H 2 O = E O 2 /h 2 o + 0 , 0592 lg[H 3 O ] = 0 ,8 17V ; E O 2 /H 2 O = E O 2 /H 2 O +% 2 = 1 , 617V Bởi vì: E Cl /2Cl- < E O /H O nên ở Anode xảy ra quá trình (4) và có Cl 2 bay ra Phương trình điện phân: 2Cl" + 2H 2 O ^ H 2 + Cl 2 2OH"

2 Sau một thời gian, do [OH ] tăng nên pH cũng tăng Khi pH = 11, phản ứng điện phân xảy ra như sau:

T ạ i Catode: [H + ] = 10 '" E 2H 3 0-/H2 = -0 , 649V ; e ’ 2 H 3 0+ /H 2 = - 1 ,949 V > E°Na+ /Nanê n ở Anode có quá trình (1) xảy ra

T ạ A no d e: E02/H2O = EO2/H2O + 0,0592lg[^0 + ] = 0,581V ; E02/H2O = 1.381V Do E C1 /2cr < E 0 /H 0 nên ở Anode vẫn có Cl 2 bay ra Phương trình điện phân: 2Na+ + 2Cl - + 2Hg ^ Cl 2 + 2Na(Hg)

Thế phân giải: V = E A - E K = 3,12V

0,25 0,25

0,25 0,25

0,25

A = 2 X (r Fe- Y + r C ) - a = 2(1,26 + 0,77) - 3,56 = 0,5 A

Kết luận: Khả năng xâm nhập của cacbon vào săt a khó hơn vào săt Y, do có đô hòa tan của C trong săt a nhỏ hơn

0,25

TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC

Do trong môi trường đệm [H 3 O] + = const nên biểu thức tốc độ phản ứng là: v = k[NO 2 NH 2 ] là phản ứng bậc nhất

1

0,25 0,25

Cơ chế 1: v = kj[NO 2 NH 2 ] ^ loại Cơ chế 2:

v = k 3 [NO 2 NH+] V 3L 1 NW 2 1>IAA 3 J

+1 = ,_ [NO 2 NH 2 ][H 3 O + ] Mà: [NO 2 NH+] = k 2

= 0,625

Hợp chất A x B y là một muối Khi bị Hợp chất A n C m là Al 2 O 3 nhôm oxi Vậy A là Al nhôm, B là S lưu huỳ

0,25 0,25

0,015

Với cách viết 1 [Ar]3d 8 :

£ 1s = -13,6 x (28 - 0,3) 2 /1 2 = -10435,1 eV £2s,2p = -13,6 x (28 - 0,85x2 - 0,35x7) 2 / 2 2 = - 1934,0 eV ^ 3s,3p = -13,6

x (28 - 1x2 - 0,85x8 - 0,35x7) 2 /3 2 = - 424,0 eV £ 3d = - 13,6 x (28 - 1x18 - 0,35x - 0,35x7) 2 /3 2 = - 86,1 eV

E 1 = 2 £1s + 8£ 2s,2p + 8£ 3s,3p + 8 £ 3d = - 40423,2 eV

Với cách viết 2 [Ar]sd 6 4s 2 :

£ i s , £ 2s 2p, £3s 3 p có kết quả như trên Ngoài ra:

0,125.3 = 0,375 0,25

Như vậy, sau 48 giờ độ phóng xạ của mẫu ban đầu còn: 0,598 x 4 = 2,392 (mCi).

Do đó số gam dung môi trơ cần dùng là: (2,392 : 0,5) - 1,0 = 3,784 (g)

0,25

0,25 0,25 0,25

2 Phân thê tích bị chiêm bởi các nguyên tử trong mạng tinh thê cũng chính là phân thê tích mà các nguyên tử chiếm trong một tế bào đơn vị (ô mạng cơ sở).

- Đối với mạng đơn giản:

+ Số nguyên tử trong 1 tế bào: n = 8 x 1/8 = 1 + Gọi r là bán kính của nguyên tử kim loại, thể tích V 1 của 1 nguyên tử kim loại:

V1 = 4/3 x^r 3 (1) + Gọi a là cạnh của tế bào, thể tích của tế bào là:

V2 = a 3 (2)

Trong tế bào mạng đơn giản, tương quan giữa r và a được thể hiện trên hình sau: hay a = 2r (3).

Thay (3) vào (2) ta có: V 2 = a 3 = 8r 3 (4) Phần thể tích bị chiếm bởi các nguyên tử trong tế bào là:

V1/V2 = 4/3 ^r 3 : 8r 3 = n/6 = 0,5236 Đối với mạng tâm khối:

0,5