SỞ GÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÒA BÌNH TRƯỜNG THPT CHUYÊN HOÀNG VĂN THỤ KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC 2014 - 2015 MÔN: HÓA HỌC – LỚP 11 Thời gian làm bài 180 phút Bài 1. (2 điểm): Tốc độ phản ứng. 1. (1 điểm) Phản ứng phân huỷ nhiệt Metan xảy ra như sau: CH 4 1 k → CH 3 + H CH 4 + CH 3 2 k → C 2 H 6 + H CH 4 + H 3 k → CH 3 + H 2 H + CH 3 + M 4 k → CH 4 + M a/ Áp dụng nguyên lý nồng độ ổn định đối với H và CH 3 hãy chứng minh rằng: [ ] 2 6 d C H dt = k [CH 4 ] 3/2 víi k = [ ] 1 2 3 4 . .k k k k M b/ Nếu nồng độ có thứ nguyên phân tử / cm 3 với thời gian tính bằng giây, hãy tìm thứ nguyên của k. 2. (1 điểm) Nghiên cứu động học của phản ứng : NO (k) + O 3(k) € NO 2(k) + O 2(k) (1). Ở 25 0 C được một số kết quả sau đây: C 0, NO (M) C 0, O3 (M) v 0, (M.s -1 ) 1 2 2,4.10 10 2 4 9,6.10 10 2 1 2,4.10 10 a. Tính các giá trị v 0 theo atm.s -1 ? b.Tính hằng số tốc độ k của phản ứng ở 25 0 C? c. Tính giá trị hằng số Areniuyt của phản ứng? Biết Ea = 11,7 KJ/mol. d. Tính hằng số cân bằng của phản ứng (1) ở 75 0 C ? Bài 2. (2 điểm): Dung dịch điện li 1. (1 điểm) Tính pH của dung dịch A gồm KCN 0,120 M; NH 3 0,150 M và KOH 5,00.10 -3 M. 2. (1 điểm) Tính thể tích dung dịch HCl 0,210 M cần cho vào 50,00 mL dung dịch A để pH của hỗn hợp thu được bằng 9,24. Cho biết pK a của HCN là 9,35; của NH 4 + là 9,24; 1 ĐỀ THI ĐỀ XUẤT Bi 3. (2 im): in húa hc. Dung dch X gm K 2 Cr 2 O 7 0,010 M; KMnO 4 0,010 M; Fe 2 (SO 4 ) 3 0,0050 M v H 2 SO 4 (pH ca dung dch bng 0). Thờm dung dch KI vo dung dch X cho n nng ca KI l 0,50 M, c dung dch Y (coi th tớch khụng thay i khi thờm KI vo dung dch X). a) Hóy mụ t cỏc quỏ trỡnh xy ra v cho bit thnh phn ca dung dch Y. b) Tớnh th ca in cc platin nhỳng trong dung dch Y. c) Cho bit kh nng phn ng ca Cu 2+ vi I - (d) iu kin tiờu chun. Gii thớch. d) Vit s pin c ghộp bi in cc platin nhỳng trong dung dch Y v in cc platin nhỳng trong dung dch gm Cu 2+ , I - (cựng nng 1 M) v cht rn CuI. Vit phng trỡnh hoỏ hc ca cỏc phn ng xy ra trờn tng in cc v xy ra trong pin khi pin hot ng. Cho: 2 3+ 2+ 3+ 2+ 2 7 4 0 0 0 Cr O Cr MnO /Mn Fe /Fe/ E = 1,330 V; E = 1,510 V; E = 0,771 V; 3 0 I /I E = 0,5355 V 2+ 0 Cu /Cu E = 0,153 V; + s(CuI) pK 12;= 25 o C: RT 2,303 = 0,0592; F Cr (Z = 24). Bi 4. (2 im): Bi tp tớnh toỏn vụ c tng hp. 1. (1 im) Kim loi M tỏc dng vi hiro cho hirua MH x (x = 1, 2, ). 1,000 gam MH x phn ng vi nc nhit 25 o C v ỏp sut 99,50 kPa cho 3,134 lớt hiro. a. Xỏc nh kim loi M. b. Vit phng trỡnh ca phn ng hỡnh thnh MH x v phn ng phõn hu MH x trong nc. Cho: N A = 6,022.10 23 mol 1 ; R = 8,314 J.K 1 .mol 1 ; H = 1,0079; Li = 6,94; Na = 22,99; Mg =24,30; Al = 26,98 c. MH x kết tinh theo mạng lập phơng tâm mặt. Tính khối lợng riêng của MH x . Bán kính của các cation và anion lần lợt bằng 0,68 A và 1,36 A. Cho: N A = 6,022.10 23 mol 1 ; R = 8,314 J.K 1 .mol 1 ; H = 1,0079; Li = 6,94; Na = 22,99; Mg =24,30; Al = 26,98 2. (1 im) Cho 2,04 gam mui clorua ca kim loi M hoỏ tr (II) khụng i tỏc dng va vi mt lng dung dch cha 1,613 gam mui axit ca axit sunfuhiric thy to ra 1,455 gam kt ta. Xỏc nh mui clorua ban u. Bi 5. (2 im): S bin húa, C ch phn ng, ng phõn lp th, Danh phỏp. 1. (1.5 im) Anlylmagie bromua (A) phn ng vi acrolein to thnh cht B, sau khi thu phõn B s c sn phm C duy nht. un núng C nhn c cht D. Cho D phn ng vi C 6 H 5 Li thu c sn phm E. un núng E khi cú vt iot thỡ c F cú cụng thc C 12 H 14 . 2 o o a. Hoàn thành sơ đồ dãy phản ứng trên (viết công thức cấu trúc của các chất hữu cơ từ C đến F). b. Ghi kí hiệu cơ chế các giai đoạn của phản ứng dưới các mũi tên trong sơ đồ, trừ giai đoạn tạo thành F. c. Cho biết cấu hình của F. 2. (0.5 điểm) Thùc hiÖn d·y chuyÓn ho¸ sau : OH NaOH CH 3 COCl AlCl 3 B A + . . 2 1 (A cã liªn kÕt hi®ro néi ph©n tö). Bài 6. (2 điểm): Tổng hợp các chất hữu cơ, so sánh nhiệt độ sôi, Nhiệt độ nóng chảy, Tính Axit- Bazơ. 1. (1.0 điểm) Cho các chất: anilin, glyxerol, axit photphoric. Viết sơ đồ các phương trình phản ứng để điều chế N (quinolin). 2. (1.0 điểm) Giải thích sự khác nhau về nhiệt độ sôi trong dãy chất sau: N S N N N H N N H 115 0 C 117 0 C 256 0 C 187 0 C Bài 7. (2 điểm): Nhận biết, Tách chất, Xác định công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ. 1.(1.0 điểm). Hãy phân biệt 4 aminoaxit sau (có giải thích), biết rằng phòng thí nghiệm có các loại giấy quỳ, dd NaNO 2 , dd HCl, ddNaOH, C 2 H 5 OH và các dụng cụ cần thiết. CH 3 CH COOH NH 2 (Ala) H 2 N (CH 2 ) 4 CH COOH NH 2 (Lys) HOOC (CH 2 ) 2 CH COOH NH 2 (Glu) N H COOH (Pro) 2.(1.0 điểm) Sulcatol (C 8 H 16 O) là chất pheromon do một loài côn trùng tiết ra dưới dạng 2 chất đối quang là (R)-sulcatol (chiếm 65 %) và (S)-sulcatol (chiếm 35 %). Cho sulcatol tác dụng với ozon rồi xử lí sản phẩm bằng H 2 O 2 thì thấy sinh ra một hỗn hợp gồm propanon và hợp chất A tự đóng vòng thành hợp chất A (C 5 H 8 O 2 ). Người ta có thể khử A thành sản phẩm mạch vòng là B (C 5 H 10 O 2 ). 3 a. Xác định cấu tạo của sulcatol và viết tên hệ thống của nó. b. Viết công thức các đồng phân lập thể của B, trên đó có ghi kí hiệu cấu hình R, S. Bài 8. (2 điểm): Bài tập tính toán hữu cơ tổng hợp. Hợp chất thiên nhiên A khi tác dụng với brom có chiếu sáng thì tạo thành hợp chất hữu cơ B duy nhất chứa 55,81% C, 6,98% H và 37,21% Br. Cả A và B đều bền nhiệt, không làm mất màu dung dịch KMnO 4 và không quang hoạt. Phương pháp vật lí cho biết hợp chất B hầu như gồm hai loại phân tử với số lượng tương đương nhưng phân tử khối hơn kém nhau 2 đv C. 1. Hãy xác định công thức phân tử của A và B. 2. Hãy viết công thức cấu tạo và công thức lập thể của A và B. 3. Hãy dự đoán trạng thái tồn tại ( rắn hay lỏng ), tính tan của A và B. 4. Hãy dự đoán khả năng thế Br và tách HBr ở B (dễ, khó, bình thường) và giải thích vì sao ? Bài 9. (2 điểm): Cân bằng hóa học. Bảng 1. Năng lượng Gibbs sinh (áp suất tiêu chuẩn là 1 atm ) là: Chất t, 0 C ∆ f G 0 , kJ/mol NiO 1627 -72,1 TiO 2 727 -757,8 TiC 727 -162,6 CO 727 -200,2 NH 3 27 -16,26 1. Hãy tính hằng số cân bằng của phản ứng (1) ở 1627 0 C. Nếu áp suất riêng phần ban đầu của O 2 dưới 1,00 Torr phản ứng này có thể xảy ra theo chiều thuận được không? 2Ni ( ) + O 2 (k) = 2NiO (r) (1). 2. Phản ứng TiO 2 (r) + 3C (r) = 2CO (k) + TiC (r) (2) có năng lượng Gibbs tiêu chuẩn dương tại 727 0 C. Hãy tính áp suất cân bằng của CO tại 727 0 C. Cần có điều kiện nào (biết rằng có thể thỏa mãn được) để phản ứng thuận chiếm ưu thế xảy ra ở nhiệt độ đó? 3. Tính năng lượng Gibbs tiêu chuẩn của phản ứng (3) tại 300 K: 4 3H 2 + N 2 = 2NH 3 (3). Ở điều kiện p(NH 3 ) = 1,0 atm; p(H 2 ) = 0,50 atm; p(N 2 ) = 3,0 atm phản ứng thuận trên có chiếm ưu thế được không? Thực tế, tại 300 K phản ứng đó xảy ra nhưng với tốc độ không đáng kể. Tại sao? Bài 10. (2 điểm): Phức chất. 1. (1 điểm) Phức chất [PtCl 2 (NH 3 ) 2 ] được xác định là đồng phân trans Nó phản ứng chậm với Ag 2 O cho phức chất [PtCl 2 (NH 3 ) 2 (OH 2 ) 2 ] 2+ (kí hiệu là X). Phức chất X không phản ứng được với etylenđiamin (en) khi tỉ lệ mol phức chất X : en = 1 : 1. Hãy giải thích các sự kiện trên và vẽ (viết) cấu tạo của phức chất X. 2. (1 điểm) Coban tạo ra được các ion phức: [CoCl 2 (NH 3 ) 4 ] + (A), [Co(CN) 6 ] 3- (B), [CoCl 3 (CN) 3 ] 3- (C), a. Viết tên của (A), (B), (C). Theo thuyết liên kết hoá trị, các nguyên tử trong B ở trạng thái lai hoá nào? b. Các ion phức trên có thể có bao nhiêu đồng phân lập thể? Vẽ cấu trúc của chúng. c. Viết phương trình phản ứng của (A) với ion sắt (II) trong môi trường axit. HẾT 5 . SỞ GÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÒA BÌNH TRƯỜNG THPT CHUYÊN HOÀNG VĂN THỤ KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC 2014 - 2015 MÔN: HÓA HỌC – LỚP 11 Thời gian làm bài. ), tính tan của A và B. 4. Hãy dự đoán khả năng thế Br và tách HBr ở B (dễ, khó, bình thường) và giải thích vì sao ? Bài 9. (2 điểm): Cân bằng hóa học. Bảng 1. Năng lượng Gibbs sinh (áp suất. 26,98 c. MH x kết tinh theo mạng lập phơng tâm mặt. Tính khối lợng riêng của MH x . Bán kính của các cation và anion lần lợt bằng 0,68 A và 1,36 A. Cho: N A = 6,022.10 23 mol 1 ; R = 8,314