Đề thi đề xuất kì thi học sinh giỏi các trường chuyên khu vực duyên hải và đồng bằng bắc bộ năm 2015 môn HÓA HỌC khối 11 của trường chuyên NAM ĐỊNH

TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ HỒNG PHONG-NAM ĐỊNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC MỞ RỘNG NĂM HỌC 2014- 2015 MÔN: HOÁ HỌC LỚP 11 Thời gian làm bài 180 phút Bài 1: Tốc độ phản ứng: Cho phản ứng: A → B + C Phản ứng trên bậc 1 và có hằng số tốc độ tại 288K và 325K lần lượt là 2. 10 -2 s -1 và 0,38 s -1 . 1. Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng. 2. Tính thời gian cần thiết để phản ứng hoàn thành được 0,1%; 50%; 75% ở 303K. Bài 2: Dung dịch điện ly: 1.Có hai dung dịch A chứa H 2 C 2 O 4 0,1M và dung dịch B chứa Na 2 C 2 O 4 0,1M. Tính pH và nồng độ ion C 2 O 4 2- có trong dung dịch A và B. 2.Thêm Fe(NO 3 ) 3 (tinh thể) vào dung dịch A và dung dịch B để đạt nồng độ (ban đầu) là 1,0.10 -4 M. Giả thiết thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể. Hãy cho biết có xuất hiện kết tủa Fe(OH) 3 không? Chứng minh? 3.Tính phần mol của phức Fe(C 2 O 4 ) 3 3- trong dung dịch A. Cho các giá trị hằng số tạo thành tổng hợp của phức Fe 3+ với C 2 O 4 2- là β 1 = 1,0.10 8 ; β 2 = 2,0.10 14 ; β 3 = 3,0.10 18 ; K W = 10 -14 . Hằng số phân ly axit của H 2 C 2 O 4 là K a1 = 0,05; K a2 = 5.10 -5 . Tích số tan của Fe(OH) 3 K s = 2,5.10 -39 . Bài 3: Pin điện: 1.Người ta tiến hành thiết lập một pin sau: Nửa pin I: gồm một điện cực Ag được phủ AgCl nhúng vào dung dịch KCl bão hòa. Nửa pin II: gồm thanh Pt được phủ hỗn hợp nhão gồm Hg và Hg 2 Cl 2 nhúng vào dung dịch KCl bão hòa. a.Xác định các điện cực, phản ứng tại các điện cực và phản ứng chung trong pin. b. Tính sức điện động của pin trên tại 25 0 C. c. Tại 20 0 C, người ta đo được sức điện động của pin là 0,0421V. Xác định ∆H 0 , ∆S 0 , ∆G 0 của phản ứng chung trong pin tại 25 0 C. Giả thiết ∆H 0 , ∆S 0 không đổi trong khoảng nhiệt độ trên. Cho pKs (AgCl) = 10; pKs(Hg 2 Cl 2 ) = 17,88; E 0 của Ag + /Ag = 0,800V và Hg 2+ 2 /Hg = 0,792V. 2.Viết các quá trình xảy ra tại các điện cực và phản ứng chung của quá trình khi tiến hành điện phân các dung dịch sau với điện cực trơ: a.Dung dịch H 2 SO 4 . b.Dung dịch Cu(NO 3 ) 2 . Bài 4: Bài tập tính toán vô cơ tổng hợp: 1.Hòa tan 9,13 gam một mẫu kali iođua vào 100 gam nước nóng. Thêm 13,96 gam I 2 vào dung dịch, khuấy đều đến khi thu được dung dịch đồng nhất A. Cô đặc dung dịch A rồi hạ nhiệt độ xuống 2 o C thấy xuất hiện tinh thể B. Tinh thể B có màu nâu sẫm. Lọc lấy phần tinh thể B, rửa sạch rồi làm khô. Hòa tan 0,950 gam B vào nước thu được dung dịch X. Chuẩn độ toàn bộ lượng dung dịch X cần 21,7 ml dung dịch Na 2 S 2 O 3 0,2M (có mặt hồ tinh bột). Xác định công thức hợp chất B. Cho nguyên tử khối K: 39,10; I: 126,90; Cl: 35,45; O: 16,00; N: 14,01; C: 12,01; H: 1,01. 2.Từ KI, KCl, Cl 2 , I 2 và nước hãy viết phương trình điều chế ICl. 3.Viết các phương trình phản ứng sau: a.Khử Mn (III) oxit bằng CO, đun nóng để điều chế Mn 3 O 4 . b.Cho KCN dư vào dung dịch CuSO 4 . c.Hòa tan Cr 2 O 3 vào dung dịch phức Fe(CN) 6 3- trong môi trường kiềm. Bài 5: Cơ chế phản ứng, sơ đồ phản ứng, đồng phân, danh pháp: 1.Trình bày cơ chế các phản ứng sau: a. b. 2.Cho sơ đồ phản ứng sau: a.Cho biết công thức cấu tạo các chất A, B, C, D, F. b.Cho biết F có thể có tất cả bao nhiêu đồng phân cấu hình? c.Trong số các đồng phân cấu hình của F, hãy viết công thức cấu hình một đồng phân và biểu diễn cấu dạng của đồng phân đó. Bài 6: Tổng hợp hữu cơ, so sánh tính axit – bazo, nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy: 1.Axit squaric có công thức phân tử C 4 H 2 O 4 . Ở điều kiện thường axit squaric ở trạng thái tinh thể màu trắng, tan tốt trong nước. Axit squaric là axit tương đối mạnh so với các axit hữu cơ thường gặp (CH 3 COOH có pK a = 4,76). Hằng số phân ly axit của axit squaric là pK a1 = 1,5 và pK a2 = 3,4. Trong ion squarat C 4 O 4 2- độ dài các liên kết CC bằng nhau (1,47 A o ), các liên kết CO bằng nhau (1,26 A o ). Đề xuất công thức cấu tạo của axit squaric. Biểu diễn cấu trúc của ion squarat. Giải thích tại sao axit squaric có tính axit tương đối mạnh. 2.Axit maleic và axit fumaric là đồng phân hình học của nhau. Công thức của hai axit như sau: Hai axit có các giá trị pK a như sau: 1,9; 3,03; 4,44; 6,07. Hãy cho biết pK a1 và pK a2 của hai axit tương ứng với các giá trị nào? Giải thích ngắn gọn. 3.Viết sơ đồ tổng hợp các hợp chất hữu cơ sau từ các hợp chất hữu cơ có 2 cacbon trở xuống, benzen, toluen và các chất vô cơ cần thiết: a. b. (azulen) 4. Các hợp chất hữu cơ có mạch liên hợp phân cực thường mang màu. a.Azulen là hiđrocacbon thơm không chứa vòng benzen, có màu xanh da trời. Naphtalen cũng là hiđrocacbon thơm và là đồng phân của azulen. Giải thích tại sao azulen có màu trong khi đó naphtalen lại không có màu. b.Khi cho azulen vào dung dịch H 2 SO 4 , azulen bị mất màu. Giải thích hiện tượng. Bài 7: Nhận biết – tách chất – xác định công thức phân tử: 1.Hợp chất hữu cơ X là một hormon trong cơ thể con người. X tham gia vào một số quá trình của cơ thể như điều hòa huyết áp,… X là một dẫn xuất của axit heptanoic. Trong phân tử X không chứa nguyên tử cacbon bậc IV. Kết quả đo phổ khối lượng cho biết phân tử khối của X là 354u. Để xác định cấu tạo của X, người ta tiến hành các thí nghiệm sau: Hợp chất X không phản ứng với phenylhiđrazin để tạo kết tủa. Thực hiện phản ứng ozon phân oxi hóa X thu được 3 hợp chất hữu cơ A, B và C. Hợp chất A không quang hoạt và có công thức phân tử C 5 H 8 O 4 . Đun nóng A thu được anhiđrit axit vòng D (C 5 H 6 O 3 ). Hợp chất B thu được từ phản ứng ozon phân ở trên là một hỗn hợp raxemic. Hợp chất B có thể thu được khi cho hexanal phản ứng với HCN rồi thủy phân sản phẩm trong dung dịch axit. Oxi hóa C (C 8 H 12 O 6 ) bằng CrO 3 thu được hợp chất hữu cơ Y. Thực hiện phản ứng khử C bằng LiAlH 4 thu được chất G. Để chuyển hóa 1 mol C thành dẫn xuất axetyl F cần 2 mol axetyl clorua. Xác định công thức cấu tạo của các chất A, B, C, D, G, F. 2.Có các lọ mất nhãn đựng chất lỏng và dung dịch riêng biệt sau đây: CH 3 OH; C 2 H 5 OH; CH 3 CHO; CH 3 CH 2 CHO; CH 3 COOH; glixerol. Trình bày phương pháp nhận biết các dung dịch, chất lỏng trên. Bài 8: Bài tập tổng hợp kiến thức hữu cơ: Tretinoin (A) là một tecpenoit được sử dụng rộng rãi để điều trị mụn trứng cá. A có công thức cấu hình như sau: 1.Xác định cấu hình của A. 2.Để tổng hợp tretinoin từ xitral – a và axeton người ta tiến hành qua các giai đoạn như sau: Thực hiện phản ứng ngưng tụ giữa xitral – a với axeton thu được pseuđoionon (B). Xử lý B với dung dịch H 2 SO 4 loãng thu được hỗn hợp C, D và E. Các chất B, C, D , E cùng có công thức phân tử C 13 H 20 O. Chất C, D và E đều chứa vòng 6 cạnh, C và D có một nguyên tử cacbon bất đối còn E không có đồng phân quang học. Ngưng tụ E với CH 3 CN (xúc tác C 4 H 9 Li) thu được hợp chất F (C 15 H 21 N). Tiến hành khử F bằng DiBAlH thu được hợp chất G (C 15 H 22 O). Ngưng tụ G với hợp chất anhđrit β- metylglutaconic thu được H (C 21 H 26 O 3 ). Thủy phân H thu được K (C 21 H 28 O 4 ). Đun nóng K với quinolin có mặt Cu để thực hiện phản ứng đecacboxyl hóa thu được L (C 20 H 28 O 2 ). Đun nóng L với I 2 thu được A. Cho biết: Công thức của các chất như sau: Anhđrit β-metylglutaconic Xitral – a. DiBAlH là điisobutyl nhôm hiđrua: (i-Bu 2 AlH) 2 . a.Xác định công thức cấu hình của các chất B, C, D , E, F, G, H, K, L, biết rằng các chất trên đều là các sản phẩm chính. b.Trình bày cơ chế phản ứng từ B tạo ra hỗn hợp C, D , E và từ E tạo ra F. Bài 9: Cân bằng hóa học: Cho cân bằng hóa học: CH 3 OH (k) + H 2 O (k) 3H 2(k) + CO 2(k) . Entanpi và năng lượng tự do Gibbs tại 374K có giá trị ∆H 0 374K = + 53kJ/mol và ∆G 0 374K = -17 kJ/mol.K Cho vào bình phản ứng 1 mol metanol và 1 mol nước có mặt chất xúc tác. Duy trì nhiệt độ và áp suất trong bình không đổi là 374K và 10 5 Pa. 1.Tính hằng số cân bằng của phản ứng tại nhiệt độ 374K. 2.Khi hệ đạt trạng thái cân bằng, tính phần trăm lượng metanol đã chuyển hóa thành H 2 . 3.Ở một thí nghiệm khác, cho vào bình phản ứng 1 mol metanol, 1 mol nước và 20 mol N 2 có mặt chất xúc tác. Duy trì nhiệt độ và áp suất trong bình không đổi (374K và 10 5 Pa). Tính phần trăm lượng metanol đã chuyển hóa thành H 2 . Bài 10: Phức chất: 1.Đun nóng sắt với CO ở nhiệt độ 150 0 C áp suất 15 atm thu được chất lỏng A. A không tan trong nước và phân hủy ở nhiệt độ 300 0 C. Cho biết công thức cấu tạo của A. Nguyên tử sắt trong A ở trạng thái lai hóa gì? Mô tả sự hình thành liên kết của A. Hình dạng phân tử của A như thế nào? Hợp chất A là chất thuận từ hay nghịch từ? 2.Thực hiện phản ứng A với các chất theo phương trình như sau: A + 2K → D + B. A + 4KOH → D + E + 2H 2 O. A + I 2 → F + B. Xác định các chất D, B, E, F. Hết Người ra đề Phạm Trọng Thịnh Số điện thoại: 0943666387 . TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ HỒNG PHONG -NAM ĐỊNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC MỞ RỘNG NĂM HỌC 2014- 2015 MÔN: HOÁ HỌC LỚP 11 Thời gian làm bài 180 phút Bài 1:. các chất A, B, C, D, F. b.Cho biết F có thể có tất cả bao nhiêu đồng phân cấu hình? c.Trong số các đồng phân cấu hình của F, hãy viết công thức cấu hình một đồng phân và biểu diễn cấu dạng của. mạnh. 2.Axit maleic và axit fumaric là đồng phân hình học của nhau. Công thức của hai axit như sau: Hai axit có các giá trị pK a như sau: 1,9; 3,03; 4,44; 6,07. Hãy cho biết pK a1 và pK a2 của hai axit