Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 11 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Nội dung
TRƯỜNG THPT CHUYÊN VĨNH PHÚC ĐỀ THI CHỌN HSG VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ - NĂM 2015 MÔN: HOÁ HỌC- LỚP 11 Thời gian: 180 phút ( không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm trang) GV: Nguyễn Đắc Tứ - THPT Chuyên Vĩnh Phúc Điện thoại: 0945028349 Câu 1. (2 điểm) Tc đ phn ng Kho sát phn ng phân hủy NO 2 tạo thành NO và O 2 ở 10 0 C dưới nh hưởng đng học và nhiệt đng học. Bng sau cho biết tc đ đầu của phn ng phụ thuc vào các nồng đ đầu khác nhau của NO 2 : [NO 2 ] o ( mol.L -1 ) 0,010 0,012 0,014 0,016 V o ( mol.L -1 .s -1 ) 5,4.10 -5 7,78.10 -5 1,06.10 -5 1,38.10 -5 a) Xác định bậc của phn ng và hằng s vận tc ? b) Mt cách gần đúng, nếu xem như các đại lượng nhiệt đng của phn ng trên không phụ thuc nhiệt đ. Hãy sử dụng các giá trị sau để tr lời các câu hỏi: Nhiệt đ nhỏ nhất cần đạt đến để cân bằng dịch chuyển về phía phi là bao nhiêu? ./2,33 0 , 2 molkJH NOs =∆ ; ./3,90 0 , molkJH NOs =∆ ./205;/211;/241 000 22 molJSmolJSmolJS ONONO === Câu 2. (2 điểm) cân bằng trong dung dịch Tc đ của phn ng khử HCrO 4 – bằng HSO 3 – được biểu diễn bằng phương trình: V = k.[HCrO 4 – ][HSO 3 – ] 2 [H + ] Trong mt thí nghiệm với các nồng đ ban đầu: HCrO 4 – = 10 – 4 mol/l; HSO 3 – = 0,1 mol/l; H + c định bằng 10 – 5 mol/l Thì nồng đ HCrO 4 – gim xung còn 5.10 – 5 mol/l sau 15 giây. 1. sau bao lâu nồng đ HCrO 4 – sẽ bằng 1,25.10 – 5 M. 2. nếu nồng đ đầu của HSO 3 – là 0,01M thì sau bao lâu nồng đ của HCrO 4 – sẽ bằng 5.10 – 5 M. 3. Tính hằng s tc đ phn ng k. 4. Nếu nồng đ ban đầu của HSO 3 – và H + đều bằng 10 – 3 M và được giữ c định thì cần thời gian bao lâu để mt nữa lượng HCrO 4 – bị khử. Câu 3. (2 điểm) Pin điện. Điện phân. Cho pin sau : H 2 (Pt), atmP H 1 2 = / H + 1M // MnO − 4 1M, Mn 2+ 1M, H + 1M / Pt Biết rằng sc điện đng của pin ở 25 0 C là 1,5V. 1. Hãy cho biết phn ng thực tế xy ra trong pin và tính E 0 / 2 4 +− MnMnO . 2. Sc điện đng của pin thay đổi như thế nào trong các trượng hợp sau : - Thêm mt ít NaHCO 3 vào nửa trái của pin. - Thêm mt ít FeSO 4 vào nửa phi của pin. - Thêm mt ít CH 3 COONa vào nửa phi của pin. Câu 4. (2 điểm) Bài tập vô cơ Cho m gam hợp chất X ( được tạo thành từ hai nguyên t) phn ng hoàn toàn với H 2 SO 4 đặc, nóng chỉ thu được 20,16 lít (đktc) hỗn hợp khí A gồm hai khí và H 2 O. A làm mất màu vừa đủ 1,6 lít dung dịch Br 2 0,5M và A không có phn ng với dung dịch CuCl 2 . Cho A vào dung dịch Ca(OH) 2 dư, thu được 106 gam kết tủa trắng. Xác định công thc của X, và tính m. Câu 5. (2 điểm) Cơ chế phn ng – Đồng phân lập thể – Danh pháp Hãy cho biết các công thc cấu tạo của các chất ng với các chữ cái trong sơ đồ. COOCH 3 + O 1.KMnO 4 ,H + 2. CH 2 N 2 du P CH 3 ONa - CH 3 OH Q Q H 3 O + ,t 0 - CO 2 R CH 2 N 2 S Zn, BrCH 2 CO 2 CH 3 T - H 2 O U H 2 /Pt V V CH 3 ONa - CH 3 OH X H 3 O + , t 0 - CO 2 Y NaNH 2 , CH 3 I du O (fenchon) Câu 6. (2 điểm) So sánh nhiệt đ sôi, nhiệt đ nóng chy, tính axit- bazơ, Nhận biết 1. So sánh tính chất của các chất trong các dãy sau (có gii thích): a. Tính axit: CH 3 COOH, CH 2 =CH-COOH; Phenol, m-crezol, p- crezol. b. Tính bazơ: đietyl amin; tetrametylen amin; anilin; CH 3 CONH 2 . 2. Hợp chất hữu cơ A cha C, H, O có khi lượng phân tử bằng 74 đvc. Biết A không phn ng với Na, khi phn ng với dung dịch NaOH chỉ thu được mt sn phẩm hữu cơ. Biết từ A thực hiện được sơ đồ: A + CH 3 MgCl B CH 3 CHO + H 2 O H 2 O D + butan 2 ol Xác định công thc cấu tạo của A và viết phương trình phn ng. Câu 7. ( 2 điểm) Dựa vào tính chất xác định Cấu tạo, cấu trúc của hợp chất hữu cơ Hợp chất (A) có công thc phân tử C 10 H 10 O không tạo màu với FeCl 3 , tạo sn phẩm cng với NaHSO 3 . Cho (A) tác dụng với I 2 /NaOH không tạo kết tủa, axit hóa hỗn hợp sau phn ng được (B) là C 10 H 10 O 2 , không làm mất màu dung dịch KMnO 4 . Cho (B) tác dụng với lượng dư brom khi có mặt HgO(đỏ) hay Ag 2 O/CCl 4 thu được (C) là 1,2,3-tribrom-2-phenylpropan, hầu như không có sn phẩm hữu cơ khác. Mặt khác, cho (A) tác dụng với NaBH 4 thu được (D) là C 10 H 12 O. Đun nóng nhẹ (D) với axit H 2 SO 4 đặc thu được (E) là C 10 H 10 . Xác định công thc cấu tạo của (A), (B), (C), (D), (E). Hãy gii thích sự tạo thành (E) từ (D). Câu 8. ( 2 điểm) Tổng hợp các chất hữu cơ: Antihistamine (kháng histamine) được dùng để gim nh hưởng của các tác đng dị ng trên cơ thể. Dược chất fexofenadin được dùng để chữa chng hắt hơi, hy nước mũi, nga mắt do dị ng phấn hoa mà không gây buồn ngủ. Fexofenadin được bán trên thị trường dưới dạng mui hidro clorua. Đây là sơ đồ tổng hợp fexofenadin: Xác định cấu tạo của các chất trong phương pháp tổng hợp trên. Câu 9. (2 điểm) Cân bằng hóa học ở 820 0 C hằng s cân bằng của phn ng phân huỷ: CaCO 3 (r) CaO (r) + CO 2 (k) là K = 0,2. Trong mt bình kín, chân không, dung tích 22,4 lít ở 820 0 C , ta đưa 0,1 mol CaCO 3 vào. 1. Tính thành phần s mol mỗi chất ở trạng thái cân bằng. 2. Gi sử tăng dần thể tích V ( vẫn ở 820 0 C) Vẽ các đồ thị biểu diễn sự biến thiên của áp suất P và của s mol CaO theo thể tích V. 3. Trong mt bình kín, chân không, dung tích 22,4 lít ở 820 0 C ta đưa 0,1 mol CaO vào.Sau đó bơm khí CO 2 , vẽ đồ thị biểu diễ sự biến thiên của áp suất P theo s mol CO 2 đưa vào. Câu 10. (2 điểm) Phức chất 1. Dựa vào thuyết MO, Viết cấu hình electron đi với các phân tử CO và O 2 . Tính đ bi liên kết, xác định từ tính của mỗi chất. 2. Sử dụng thuyết liên kết hóa trị (VB) để gii thích dạng hình học, từ tính của các phc chất sau: [Ni(CN) 4 ] 2- , [NiCl 4 ] 2- , [Ni(CO) 4 ] Hết TRƯỜNG THPT CHUYÊN VĨNH PHÚC HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ - NĂM 2015 MÔN: HOÁ HỌC- LỚP 11 Thời gian: 180 phút ( không kể thời gian giao đề) Câu 1. Câu 1 (2 điểm) a) Phn ng : 2NO 2 → 2NO + O 2 Tính toán : V = k[NO 2 ] x ⇒ lgv = logk + xlog[NO 2 ] Áp dụng : log 5,4.10 -5 = logk + xlog0,010 và log 1,38.10 -4 = logk + xlog0,016 ⇒ 0,4075 = x.0,0204 ⇒ x ≈ 2 ⇒ k = 2 2 ][NO v Sử dụng lần lượt các dữ kiện thực nghiệm, ta có: K 1 = 5,4.10 -5 /0,01 2 = 5,040.10 -1 K 2 = 7,78.10 -5 /0,012 2 = 5,35.10 -1 K 3 = 1,57.10 -4 /0,014 2 = 5,41.10 -1 K 4 = 2,05.10 -4 /0,016 2 = 5,39.10 -1 Tóm lại: bậc của phn ng là bậc 2, k = 0,54L/mol.s b) Trước hết, ta tính các thông s nhiệt đng cơ bn của phn ng như sau : ∆H p 0 = 290,3 – 2×33,2 = 114,2 kJ ∆S p 0 = 2×211 + 205 – 2×241 = 145 J/K ∆G p 0 = 114,2 -283 ×0,145 = 73,2 kJ Tóm lại : ∆H p 0 = 114,2 kJ; ∆S p 0 = 145 J/K, ∆G p 0 = 73,2 kJ Mt cách gần đúng , về mặt nhiệt đng học khi phn ng đạt đến cân bằng thì : ∆G p 0 = 0 ⇒ T = K KJ J S H o o 6,787 )/(145 10002,114 = × = ∆ ∆ Như vậy, điều kiện về nhiệt đ cần để cân bằng dịch chuyển về phía phi là : T ≥ 787,6 K 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu 2 Câu 2 (2 điểm) 1) Vì nồng đ HSO 3 – = 0,1M >> HCrO 4 – = 10 – 4 M và H + = const => phn ng là gi bậc nhất với HCrO 4 – => thời gian bán phn ng là 15 (giây) => để HCrO 4 – còn 1,25.10 – 5 M thì cần thời gian là : 15.3 = 45 (giây) 2) Phn ng là bậc 2 với HSO 3 – nên khi gim nồng đ HSO 3 – từ 0,1M xung 0,01M thì tc đ phn ng gim 100 lần 0,5 => để HCrO 4 – gim còn 5.10 – 5 M thì thời gian cần là: 15. 100 = 1500 giây. 3) khi phn ng là gi bậc 1 với HCrO 4 – ta có 2 - 3 1 2 ln 2 0,693 ' . SO . 0,0462 15 k k H H t + = = = = => 5 3 1 2 5 0,0462 4,62.10 ( . ) 0,1 .10 k M s − − − = = 4) nếu nồng đ đầu của HSO 3 – và H + đều bằng 10 – 3 M và không đổi khi đó k” gim 100 lần so với k’ => tc đ phn ng gim 100 lần Hay thời gian để ½ lượng HCrO 4 – bị khử là 1500 giây 0,5 0,5 0,5 Câu 3. Câu 2 (2 điểm) 1. * Phn ng thực tế xy ra trong pin:……………………………. E pin = 1,5 V > 0 nên cực Pt - (phi) là catot, cực hiđro - (trái) là anot do đó PƯ thực tế xy ra trong pin sẽ trùng với phn ng qui ước: - Catot: MnO − 4 + 8H + + 5e Mn 2+ + 4H 2 O - Anot: H 2 2H + + 2e - PƯ: 2MnO − 4 + 6H + + 5H 2 2Mn 2+ + 8H 2 O *Tính E 0 / 2 4 +− MnMnO :…………………………………………………. Ta có: E 0 pin = E 0 / 2 4 +− MnMnO - E 0 /2 2 HH + = 1,5 V ⇒ E 0 / 2 4 +− MnMnO = 1,5 V 2. Sự thay đổi suất điện đng của pin: *) Nếu thêm mt ít NaHCO 3 vào nửa trái của pin sẽ xy ra pư: HCO 3 - + H + → H 2 O + CO 2 ⇒ [ ] + H gim nên E 2 /2 HH + = [ ] 2 lg. 2 059,0 H P H + gim , do đó E pin = (E +− 2 4 / MnMnO - E 2 /2 HH + ) sẽ tăng………………………………. *) Nếu thêm mt ít FeSO 4 vào nửa phi của pin sẽ xy ra PƯ: MnO − 4 + 8H + + 5Fe 2+ Mn 2+ + 5Fe 3+ + 4H 2 O SO 4 2- + H + HSO 4 - do đó nồng đ của MnO − 4 và H + gim , Mn 2+ tăng E +− 2 4 / MnMnO = E 0 / 2 4 +− MnMnO + [ ] [ ] [ ] + +− 2 8 4 . lg. 5 059,0 Mn HMnO gim do đó E pin gim *) Nếu thêm mt ít CH 3 COONa vào nửa phi của pin sẽ xy ra PƯ: CH 3 COO - + H + → CH 3 COOH nên nồng đ H + gim , do đó E pin gim………………………… 0,25 0,5 0,25 0,5 0,25 0,25 Câu 4. Câu 4 (2 điểm) 20,16 0,9( ) 22,4 A n mol= = Trong A có SO 2 và mt khí Y , Y không phn ng với dung dịch Br 2 2 rB n = 0,5.1,6 = 0,8 (mol) => 2 SO n = 0,8 (mol) => n Y = 0,1 (mol) Kết tủa gồm 0,8 mol CaSO 3 và kết tủa do Y tạo ra. m (CaSO 3 ) = 0,8. 120 = 96 (gam) => kết tủa do Y tạo ra = 106 – 96 = 10 (gam) Mà n Y = 0,1 (mol) => Y là CO 2 và kết tủa là CaCO 3 => A gồm 0,1 mol CO 2 và 0,8 mol SO 2 => X cha hai nguyên t là C và S Gi sử công thc của X là CS x => CS x → C + 4 + xS + 4 + (4 + 4x)e S + 6 + 2e → S + 4 n(CO 2 ) : n(SO 2 ) = 1 :8 => x + 2 + 2x = 8 => x = 2 Công thc của X là CS 2 và m = 0,1.76 = 7,6 gam 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu 5 Bài 5 (2 điểm) COOCH 3 CH 3 O H 3 COOC H 3 COOC COOCH 3 CH 3 P COOCH 3 COOCH 3 CH 3 O Q O COOH CH 3 R O COOCH 3 CH 3 S H 3 COOC H 3 C OH COOCH 3 T H 3 COOC H 3 C COOCH 3 U H 3 COOC H 3 C COOCH 3 V COOCH 3 O CH 3 X O CH 3 Y Câu 6. (2 điểm). 1. Tính axit tăng dần theo th tự: p-Crezol < m-Crezol < Phenol < CH 3 COOH < CH 2 =CH-COOH +I, +H(CH 3 -) +I (CH 3 -) + I -I,+C - Nhóm OH của phenol có tính axit yếu hơn nhóm OH của nhóm caboxylic. 2. Tính bazơ tăng dần theo dãy: CH 3 CONH 2 < C 6 H 5 NH 2 < (C 2 H 5 ) 2 NH < (-CH 2 -) 4 NH NH 2 trong nhóm amit hầu như không còn tính bazơ do hiệu ng –C của nhóm CO. Anilin có tính bazơ yếu hơn NH 3 do hiệu ng – C của nhó phenyl (C 2 H 5 ) 2 NH; (-CH 2 -) 4 NH là các amin no bậc 2 có tính bazơ lớn hơn NH 3 nhưng 2 nhóm metyl cồng kềnh hơn tetrametylen nên tính bazơ (C 2 H 5 ) 2 NH < (-CH 2 -) 4 NH 3. Đặt công thc phân tử của A là C x H y O z . Theo gi thiết ta có: 12x + y + 16z = 74; y ≤ 2x + 2 ⇒ z ≤ (74 - 12.1 – 2):16 = 3,75 Lần lượt xét z = 1, 2, 3 ta thu được các công thc: C 4 H 10 O; C 3 H 6 O 2 ; C 2 H 2 O 3 Mà A tho mãn sơ đồ thì A phi có CTPT và CTCT tương ng là: C 2 H 2 O 3 và H C O O C O H anhidrit fomic Các phương trình phn ng: (HCO) 2 O + 2 NaOH 2HCOONa + H 2 O (HCO) 2 O + CH 3 MgCl CH 3 CH(OOCH)OMgCl CH 3 CH(OOCH)OMgCl + H 2 O CH 3 CHO + HCOOH + Mg(OH)Cl C 2 H 5 MgCl + CH 3 CH=O CH 3 CH 2 CH(CH 3 )OMgCl CH 3 CH 2 CH(CH 3 )OMgCl + H 2 O CH 3 CH 2 CH(CH 3 )OH Câu 7. (2 điểm). A: C 10 H 10 O ( 6 ∆ = ), có 1 nguyên tử O → A có thể ancol, phenol, ete, andehit, xeton. A không tạo màu với FeCl 3 → không phi phenol. A tạo sn phẩm cng với NaHSO 3 → là andehit hoặc metylxeton A không tạo kết tủa với I 2 /NaOH → không phi metylxeton ⇒ A cha nhóm –CHO. Mặt khác, A(C 10 H 10 O) 2 + 1.I /NaOH 2.H → B(C 10 H 10 O 2 ), đây là phn ng oxi hóa nhóm –CHO thành nhóm –COOH. Do B không làm mất màu dung dịch KMnO 4 → B cha vòng benzen, nhánh no. ⇒ A cha vòng benzen ( 4∆ = ), cha 1 nhóm –CHO ( 1∆ = ). Mà A có 6 ∆ = nên suy ra A có thêm 1 vòng no (xiclo) Mặt khác, B 2 /Br du HgO+ → C: C 6 H 5 -CBr(CH 2 Br) 2 .Suy ra: CHO CTCT (A): CHO 1. I 2 /NaOH 2. H + COOH (A) (B) Br 2 du/HgO CBr CH 2 Br CH 2 Br (C) NaBH 4 CH 2 OH H + (E) (D) * Cơ chế phn ng: D → E CH 2 OH H + (E) (D) CH 2 OH 2 + H 2 O CH 2 + Ch.vi + - H + + + Câu 8. Câu 9. Câu 9 (2 điểm) Ta có cân bằng: CaCO 3 (r) → ¬ CaO(r) + CO 2 (k) với k = 0,2 0.1 0,1 – n n n 1. Nếu CaCO 3 chưa bị phân huỷ hoàn toàn ( n < 0,1) => 2 CO P K 0,2= = (atm) pv 0,2.22,4 n 0,05(mol) RT 0,082.1093 = = = Vậy s mol các chất ở trạng thái cân bằng: CaCO 3 : 0,05(mol); CaO : 0,05 (mol); CO 2 : 0,05 (mol) 2. Khi CaCO 3 phân hủy hoàn toàn thì s mol CO 2 = 0,1 (mol) 0,5 Thay vào phương trình trạng thái; V = 44,8 (l) nếu tiếp tục tăng V thì áp suất lại gim vì s mol khí không đổi. mi liên hệ: p = 8,96 V đồ thị: 3. Khi cho CO 2 vào ta có phương trình CaO (r) + CO 2 (k) → CaCO 3 (r) (1) s mol CO 2 < 0,05 mol tc p < 0,2 (atm) thì (1) không xy ra. Khi p = 0,2 (atm) bắt đầu xy ra phn ng, khi đó p = const s mol CaO phn ng hết, p = 0,2(atm) => s mol CO 2 = 0,15 (mol) sau đó p tăng theo s mol CO 2 theo phương trình p = 4(n – 1) Ta có đồ thị. 0,75 0,75 Câu 10 (2 điểm). 0,2 22,4 44,8 V(lit) p(atm) 0,2 n p(atm) 0,15 0,05 Câu 5 (2 đ) 1. Gin đồ các MO của CO và O 2 Cấu hình electron : 1*1*42 2 2 2 2 22 )()()()()()(: yx lk y lk x lk p plk s lk s O πππ=πσσσ ; đ bi liên kết = 2 2 48 = − ; thuận từ ( S = 1) 2 2 42 2 2 2 )()()()(: lk p lk y lk x plk s lk s CO σπ=πσσ ; đ bi liên kết = 3 2 28 = − ; nghịch từ ( S = 0) 2. Ni : 3d 8 4s 2 ; Ni 2+ : 3d 8 Ni 2+ : 3d 4s 4p Phc [Ni (CN) 4 ] 2- : CN - là phi tử nhận π → tạo trường mạnh → dồn electron d → tạo phc vuông phẳng với lai hóa dsp 2 . Spin thấp (S = 0 ). Nghịch từ 3d 4s 4p dsp 2 [Ni(CN) 4 ] 2- Phc [NiCl 4 ] 2- : Cl - là phi tử cho π → tạo trường yếu → không dồn ép electron d được → tạo phc t diện với lai hóa sp 3 . Spin thấp (S = 1 ). Thuận từ 3d 4s 4p [Ni(Cl) 4 ] 2- sp 3 Ni : 3d 8 4s 2 3d 4s 4p Phc [Ni(CO) 4 ] : CO là phi tử nhận π → tạo trường mạnh → dồn electron 4s vào 3d → tạo obitan 4s,3d trng → lai hóa sp 3 , phc t diện. Spin thấp (S = 0). Nghịch từ 3d 4s 4p sp 3 [Ni(CO) 4 ] CO COCO CO 0,5 0,5 0,25 0,25 0,5 Hết . TRƯỜNG THPT CHUYÊN VĨNH PHÚC ĐỀ THI CHỌN HSG VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ - NĂM 2015 MÔN: HOÁ HỌC- LỚP 11 Thời gian: 180 phút ( không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm. Hết TRƯỜNG THPT CHUYÊN VĨNH PHÚC HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ - NĂM 2015 MÔN: HOÁ HỌC- LỚP 11 Thời gian: 180 phút ( không kể thời gian giao đề) Câu. định bậc của phn ng và hằng s vận tc ? b) Mt cách gần đúng, nếu xem như các đại lượng nhiệt đng của phn ng trên không phụ thuc nhiệt đ. Hãy sử dụng các giá trị sau để tr lời các câu