SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI PHÒNG TRƯỜNG THPT CHUYÊN TRẦN PHÚ (Đề giới thiệu gồm 4 trang) ĐỀ THI HSG DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM 2015 Môn Hóa học; Khối 11 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1. (4 điểm) Cân bằng hóa học 1. Tính độ tan của AgBr trong dung dịch NH 3 0,020M. 2. Hấp thụ toàn bộ 0,5 mol khí NH 3 vào 1 lít dung dịch HNO 3 0,2 M thu được dung dịch A. Tính pH của dung dịch A. 3. Thêm m gam FeCl 2 rắn vào dung dịch A (ở ý 2) thu được dung dịch B trong đó nồng độ của ion Fe 2+ tại thời điểm cân bằng 1,5 × 10 -4 M. Tính m. Cho: Các quá trình không làm thay đổi thể tích của dung dịch. = 9,24; pK s của Fe(OH) 2 = 15,1; pK sAgBr = 12,3 ; Phức Ag + -NH 3 : lg i = 3,32; 7,23; lg * AgOH = -11,7; * Fe(OH) + = 10 −5,92 . Câu 2. (4 điểm) Tốc độ phản ứng, Bài tập tính toán vô cơ tổng hợp Nitramit bị phân huỷ chậm trong dung dịch nước: NO 2 NH 2 N 2 O + H 2 O Các kết quả thí nghiệm cho thấy: v = k 1. Trong môi trường đệm, bậc của phản ứng bằng bao nhiêu? 2. Trong số các cơ chế sau đây, cơ chế nào có thể chấp nhận được: a) NO 2 NH 2 N 2 O + H 2 O c) rất nhanh chậm rất nhanh b) nhanh chậm Thiết lập hệ thức giữa hằng số tốc độ k và các hằng số tốc độ của cơ chế đã chọn. 3. Chứng minh rằng trong khuôn khổ của cơ chế đã chấp nhận, các ion OH - là chất xúc tác cho phản ứng phân huỷ của nitramit. 4. Người ta nghiên cứu phản ứng phân huỷ ở trên trong môi trường đệm ở nhiệt độ cố định bằng cách đo áp suất riêng phần của khí N 2 O (thực tế không tan trong nước) trong thể tích không đổi ở trên dung dịch nitramit và thu được các kết quả sau đây: t (phút) 0 5 10 15 20 25 P (mmHg) 0 51 93 129 156 180 Sau một thời gian khá dài, áp suất xấp xỉ bằng 300 mmHg. a) Chứng minh rằng các kết quả thực nghiệm phù hợp với phương trình động học ở trên. b) Tính . Tính chu kì bán huỷ. Câu 3. (2 điểm) Sơ đồ biến hóa, Cơ chế phản ứng, Đồng phân lập thể, Danh pháp 1. Hoàn thành phương trình hóa học cho mỗi biến đổi trong dãy sau đây BF 3 B 2 H 6 B(OH) 3 B(OR) 3 4). NaBH 4 + B 2 H 6 Na 2 B 12 H 6 + ? 5). B 2 H 6 + ? H 3 N- BH 3 (r) 2. Vẽ công thức Lewis cho B 3 N 3 H 6 (bao gồm công thức cộng hưởng). Dùng VSEPR, giải thích hình dạng của B 3 N 3 H 6 3. Mặc dù có sự tương tự như trên về hình học phân tử, nhưng B 3 N 3 H 6 khác C 6 H 6 về khả năng phản ứng hóa học. Hoàn thành phản ứng B 3 N 3 H 6 + ? → NH 3 + B(OH) 3 + H 2 4. Xét BH ; B 2 O ; B 3 O . a.Vẽ công thức Lewis cho mỗi hệ đó. b. Dùng VSEPR, dự đoán hình dạng của mỗi hệ đó. Câu 4. (4 điểm) Tổng hợp các chất hữu cơ, so sánh nhiệt độ sôi, Nhiệt độ nóng chảy, Tính Axit- Bazơ Axit chrysanthemic (X) là một hợp phần quan trọng của các pyrethin – thuốc trừ sâu có nguồn gốc tự nhiên, hầu như không gây hại cho động vật có vú. X có tên gọi theo danh pháp IUPAC là axit (1R,3R)-2,2-đimetyl-3-(2-metylprop-1-en-1-yl)xyclopropancacboxylic. 1. Vẽ cấu trúc của X (có thể hiện cấu hình chính xác). Nếu thay một nguyên tử H bất kì trong X bằng một nhóm CH 3 thì sẽ thu được tất cả bao nhiêu chất mới? 2. Ban đầu, este của X thường được điều chế qua con đường dùng phản ứng của một cacben với chất mang nối đôi thích hợp. Dưới đây là hai sơ đồ điều chế metyl chrysanthemat (X’) theo hướng này: Biết F được điều chế bằng cách đồng phân hóa B trong môi trường axit, K có chứa nhóm anlen; hãy chỉ ra cấu tạo các chất chưa rõ trong các sơ đồ trên? Có giải thích bằng cơ chế ngắn gọn. 3. Hiện nay, X’ có thể được điều chế trực tiếp và nhẹ nhàng hơn nhiều bằng phản ứng sau: a. Viết cơ chế thích hợp cho chuyển hóa trên. b. Viết sơ đồ tổng hợp Y từ các hợp chất hữu cơ chứa không quá 2 nguyên tử cacbon. Câu 5. (4 điểm) Bài tập tính toán hữu cơ tổng hợp Axit ascorbic (AA) là một vitamin và là một chất kháng sinh quan trọng. Hàm lượng của nó được xác định bằng phép chuẩn độ với KIO 3 trong môi trường HCl 0,5M với sự có mặt của chỉ thị hồ tinh bột. Sản phẩm tạo ra là ion iođua và axit dehyroascorbic (DHA: C 6 H 6 O 6 ). axit ascorbic 1. Viết phương trình hóa học cho phản ứng chuẩn độ và giải thích cách xác định điểm cuối của phép chuẩn độ. Tính hàm lượng (AA) có trong mẫu theo mg nếu 9,50 mL dung dịch KIO 3 0,100 M đã được dùng để đạt đến điểm cuối. 2. Sau khi được tạo ra, DHA từ từ chuyển hóa thành xylosone C 5 H 8 O 5 do phản ứng cộng nước và tách cacboxyl. Xylosone nhanh chóng (nhanh hơn giai đoạn trước rất nhiều) bị khử bởi phân tử AA khác để tạo ra xylozơ C 5 H 10 O 5 và một phân tử DHA khác. Xylozơ sau đó từ từ chuyển hóa thành furfural C 5 H 4 O 2 . Một sinh viên chuẩn độ một mẫu chứa 1,00 mmol AA với KIO 3 0,100M sau đó rời phòng thí nghiệm. Một lúc sau, chị ấy trở lại và phát hiện thấy dung dịch không chứa axit ascorbic. Thay vào đó, xylozơ và furfural có mặt và tổng hàm lượng của chúng là 0,55 mmol. a. Viết phương trình hóa học cho phản ứng chuyển hóa DHA và xylosone trong suốt quá trình cất trữ dung dịch. Giải thích sự tạo thành furfural bằng cơ chế phản ứng. b. Bên cạnh xylozơ và furfural, những chất nào có mặt trong dung dịch thu được ở trạng thái cân bằng khi người phân tích trở lại. Hàm lượng của chúng là bao nhiêu? Tính thể tích dung dịch KIO 3 0,100M đã được người phân tích dùng trước khi rời phòng thí nghiệm. 3. Nếu phản ứng chuẩn độ AA được thực hiện với KIO 3 trong môi trường HCl 5M thì IO 3 cũng bị khử về ion iodua nhưng tiêu tốn đến 7,00 mL KIO 3 0,100 M với mẫu chứa 0,300 mmol AA. Cho biết sản phẩm của quá trình oxi hóa AA trong trường hợp này. Viết phương trình hóa học và chỉ ra cấu tạo sản phẩm biết chỉ có một sản phẩm chứa cacbon được tạo ra. Câu 6. (2 điểm) Phức chất Chlorophyll (Chất diệp lục) có cấu tạo khá phức tạp như được minh họa trong hình 1. Phần trung tâm với lõi là nguyên tử Mg được coi gần đúng là hệ liên hợp, phẳng, vòng. Hình 1. Cấu tạo khái quát của Chlorophyll (Chất diệp luc). Phần trung tâm của phân tử với lõi Mg được coi gần đúng là hệ vòng liên hợp phẳng. 1. Nguyên tử Mg có e-π vào toàn hệ hay không? Tại sao? 2. Năng lượng e-π trong hệ liên hợp, phẳng, vòng được tính rất gần đúng theo biểu thức: E n = (n 2 h 2 )/(8mR 2 π 2 ) (1). Trong đó: n là sô lượng tử “quay”, nhận giá trị n = 0; 1; 2; 3; 4; 5; (2); hằng số Planck, h = 6,625.10 -34 J.s; m = 9,1110 -31 kg; R = 3.10 - 8 cm (bán kính vòng); Cho tốc độ ánh sáng trong chân không, c =3.10 8 m.s. Khi 1 e chuyển dời từ HOMO lên LUMO trong hệ này, số sóng theo cm -1 là bao nhiêu? 3. Hệ này thuận từ hay nghịch từ? Tại sao? ********** Hết ********** Giáo viên ra đề: Nguyễn Thị Thanh Thúy Số điện thoại: 0983481700 . SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI PHÒNG TRƯỜNG THPT CHUYÊN TRẦN PHÚ (Đề giới thi u gồm 4 trang) ĐỀ THI HSG DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM 2015 Môn Hóa học; Khối 11 Thời gian: 180 phút (không kể. lại và phát hiện thấy dung dịch không chứa axit ascorbic. Thay vào đó, xylozơ và furfural có mặt và tổng hàm lượng của chúng là 0,55 mmol. a. Viết phương trình hóa học cho phản ứng chuyển hóa. rất nhanh b) nhanh chậm Thi t lập hệ thức giữa hằng số tốc độ k và các hằng số tốc độ của cơ chế đã chọn. 3. Chứng minh rằng trong khu n khổ của cơ chế đã chấp nhận, các ion OH - là chất xúc