Đề thi học sinh giỏi lớp 12 THPT tỉnh Ninh Bình năm 2012 - 2013 (Lần 1) môn hóa

SỞ GD&ĐT NINH BÌNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ nhất - Năm học 2012 – 2013 MÔN: HÓA HỌC Ngày thi 09/10/2012 (Thời gian 180 phút, không kể thời gian phát đề) Đề thi gồm 10 câu, trong 02 trang Câu 1 (2,0 điểm): Ở nhiệt độ 600K đối với phản ứng: H 2(k) + CO 2(k) ⇌ H 2 O (k) + CO (k) có nồng độ cân bằng của H 2 , CO 2 , H 2 O và CO lần lượt bằng 0,600; 0,459; 0,500 và 0,425 (mol/L). 1. Tính K C , K p của phản ứng. 2. Nếu lượng ban đầu của H 2 và CO 2 bằng nhau và bằng 1 mol được đặt vào bình 5 lít thì nồng độ cân bằng các chất là bao nhiêu? Câu 2 (2,0 điểm): Một hợp chất được tạo thành từ các ion M + và X 2 2- . Trong phân tử M 2 X 2 có tổng số hạt proton, nơtron, electron bằng 164, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 52. Số khối của M lớn hơn số khối của X là 23 đơn vị. Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong ion M + nhiều hơn trong ion X 2 2- là 7 hạt. 1. Xác định các nguyên tố M, X và công thức phân tử M 2 X 2 . Viết cấu hình electron của M + ; viết công thức electron của ion X 2 2- . 2. Cho hợp chất M 2 X 2 tác dụng với nước. Viết phương trình phản ứng xảy ra và trình bày phương pháp hóa học để nhận biết sản phẩm. 3. Cho biết có thể xảy ra phản ứng thuận nghịch sau đây của hợp chất H 2 X 2 : H 2 X 2 + Ba(OH) 2  BaX 2 + 2HOH. Phản ứng này nói lên tính chất hóa học gì của H 2 X 2 ? Câu 3 (2,0 điểm): 1. Xác định nồng độ H + và giá trị pH của dung dịch CH 3 COOH 0,1M và dung dịch X tạo thành khi cho 0,82g CH 3 COONa vào 1,0 L dung dịch CH 3 COOH 0,1M 2. Phải thêm vào bao nhiêu gam NaOH rắn vào dung dịch X để làm pH tăng một đơn vị? 3. So với [CH 3 COOH] trong dung dịch CH 3 COOH 0,1 M thì [CH 3 COOH] trong các dung dịch thứ nhất và thứ hai đã thay đổi theo những tỉ số nào? Cả ba ý đều có thể tính gần đúng. Biết K a (CH 3 COOH) = 10 -4,76 Câu 4 (2,0 điểm): Cho các phương trình phản ứng: (1) (X) + HCl → (X 1 ) + (X 2 ) + H 2 O (2) (X 1 ) + NaOH → ↓(X 3 ) + (X 4 ) (3) (X 1 ) + Cl 2 → (X 5 ) (4) (X 3 ) + H 2 O + O 2 → ↓(X 6 ) (5) (X 2 ) + Ba(OH) 2 → (X 7 ) (6) (X 7 ) + NaOH → ↓(X 8 ) + (X 9 ) + … (7) (X 8 ) + HCl → (X 2 ) +… (8) (X 5 ) + (X 9 ) + H 2 O → (X 4 ) + … Hoàn thành các phương trình phản ứng và cho biết các chất X, X 1 ,…, X 9 . Câu 5 (2,0 điểm): Cho một kim loại A tác dụng với một dung dịch muối B. Viết phương trình hóa học xảy ra trong các trường hợp sau: 1. Tạo ra chất khí và kết tủa trắng. Sục CO 2 dư vào sản phẩm, kết tủa tan cho dung dịch trong suốt. 2. Tạo 2 chất khí. Cho dung dịch HCl vào dung dịch thu được thấy giải phóng khí. Dẫn khí này vào nước vôi trong dư thấy nước vôi trong vẩn đục. 3. Kim loại mới sinh ra bám lên kim loại A. Lấy hỗn hợp kim loại này hòa tan trong dung dịch HNO 3 đặc nóng thu được dung dịch G có 3 muối và khí D duy nhất. 4. Sau khi phản ứng kết thúc, được chất khí và dung dịch K. Chia dung dịch K làm 2 phần: - Sục từ từ khí CO 2 đến dư vào phần 1 thấy tạo thành kết tủa. - Sục từ từ khí HCl vào phần 2 cũng thấy tạo kết tủa, sau đó kết tủa tan khi HCl dư tạo dung dịch Y trong suốt. Nhỏ dung dịch NaOH từ từ vào Y thấy tạo kết tủa, sau đó tan trong NaOH dư. ĐỀ THI CHÍNH THỨC Câu 6 (2,0 điểm): Muối KClO 4 được điều chế bằng cách điện phân dung dịch KClO 3 . Thực tế khi điện phân ở một điện cực, ngoài nửa phản ứng tạo ra sản phẩm chính là KClO 4 còn đồng thời xảy ra nửa phản ứng tạo thành một khí không màu. Ở điện cực thứ hai chỉ xảy ra nửa phản ứng tạo ra một khí duy nhất. Hiệu suất tạo thành sản phẩm chính chỉ đạt 60%. 1. Viết ký hiệu của tế bào điện phân và các nửa phản ứng ở anot và catot. 2. Tính điện lượng tiêu thụ và thể tích khí thoát ra ở điện cực (đo ở 25 0 C và 1 atm) khi điều chế được 332,52g KClO 4 . Câu 7 (2,0 điểm): Cho ba hợp chất A, B, C: CH 3 A HO C O CH 3 B C O HO C O OH CH 3 C 1. Hãy so sánh tính axit của A và B. 2. Hãy so sánh nhiệt độ sôi; độ tan trong dung môi không phân cực của B và C. 3. Cho biết số đồng phân lập thể có thể có của A, B và C. Câu 8 (2,0 điểm): Hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ A, B chỉ chứa chức ancol hoặc anđehit hoặc cả hai. Trong cả A, B số nguyên tử H đều gấp đôi số nguyên tử C, gốc hiđrocacbon có thể no hoặc có một liên kết đôi. Nếu lấy cùng số mol A hoặc B phản ứng hết với Na thì đều thu được V lít hiđro. Còn nếu lấy số mol A hoặc B như trên cho phản ứng hết với hiđro thì lượng H 2 cần là 2 V lít. Cho 33,8 gam X phản ứng hết với Na thu được 5,6 lít hiđro ở đktc. Nếu lấy 33,8 gam X phản ứng hết với AgNO 3 trong NH 3 sau đó lấy Ag sinh ra phản ứng hết với HNO 3 đặc thu được 13,44 lít NO 2 ở đktc. Xác định công thức cấu tạo của A, B. Câu 9 (2,0 điểm): Công thức đơn giản nhất của hiđro cacbon A là CH. Biết phân tử khối của A nhỏ hơn 150 đvC. Cho A tác dụng với dung dịch Brom dư thu được sản phẩm B chứa 26,67% cacbon về khối lượng. Biết A có tính quang hoạt, khi oxi hoá A thu được một trong các sản phẩm là axit benzoic. 1. Xác định công thức cấu tạo của A. 2. Viết phương trình phản ứng của A phản ứng được với các chất: Dung dịch Brom dư, H 2 O (Hg 2+ , t o ), dung dịch Ag(NH 3 ) 2 + , H 2 dư/Ni. Câu 10 (2,0 điểm): Clobenzen phản ứng với dung dịch NaOH đậm đặc trong nước ở nhiệt độ và áp suất cao (350 o C, 4500 psi), nhưng phản ứng của 4–nitroclobenzen xảy ra dễ dàng hơn (NaOH 15%, 160 o C). 2,4 – Đinitroclobenzen thuỷ phân trong dung dịch nước của natri cacbonat tại 130 o C và 2,4,6– trinitroclobenzen thuỷ phân chỉ cần nước đun nóng. Sản phẩm của tất cả các phản ứng trên là các phenol tương ứng. 1. Xác định loại phản ứng trên và chỉ rõ cơ chế tổng quát của phản ứng này. 2. 3 – Nitroclobenzen phản ứng với dung dịch hydroxit trong nước nhanh hơn hay chậm hơn so với 4 – nitroclobenzen? 3. 2,4 – Đinitroclobenzen phản ứng với N – metylanilin cho một amin bậc ba, hãy viết công thức cấu tạo của amin này. 4. Nếu 2,4 – đinitroflobenzen phản ứng với tác nhân nucleophin nhanh hơn 2,4– đinitroclobenzen thì có thể kết luận gì về cơ chế phản ứng trên? HẾT Thí sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Họ và tên thí sinh : Số báo danh Họ và tên, chữ ký: Giám thị 1: Giám thị 2: SỞ GD&ĐT NINH BÌNH HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ nhất - Năm học 2012 – 2013 MÔN: Hóa học Ngày thi 9/10/2012 (Hướng dẫn chấm gồm .trang) Câu Đáp án Điểm 1 (2 điểm) 1. (1 điểm) Kc = [ ] [ ] [ ] [ ] 2 2 2 . . H O CO H CO = 0,5 0,425 0,6 0,459 × × = 0,7716 ; Kp = Kc(RT) ∆ n = 0,7716 (do ∆n = 0) 0,5 0,5 2. (1 điểm) Ở trạng thái cân bằng: [H 2 O] = a ; [CO] = a; [H 2 ] = [CO 2 ] = 0,2 – a Ta có : 2 2 (0,2 ) a a− = 0,7716 → a = 0,094 và 0,2 – a = 0,106 0,5 0,5 2 (2 điểm) 1. (1 điểm) Gọi Z, N là số proton (cũng bằng số electron) và số nơtron trong 1 nguyên tử M, và Z', N' là số proton (cũng bằng số electron) và số nơtron trong 1 nguyên tử X. Theo điều kiện của bài toán ta có các phương trình sau: 2(2Z + N) + 2(2Z' + N') = 164 (1) (4Z + 4Z') - 2(N + N') = 52 (2) (Z + N) - (Z' + N') = 23 (3) (2Z + N - 1) - (4Z' + 2N' + 2) = 7 (4) Giải hệ phương trình (1, 2, 3, 4) ta có Z = 19, đó là K và Z' = 8, đó là O. Công thức phân tử là K 2 O 2 Cấu hình electron của K + : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 . Công thức electron của O −2 2 : [ : O : O : ] 2- 0,5 0,25 0,25 2. (0,5 điểm) Cho hợp chất K 2 O 2 tác dụng với nước: 2K 2 O 2 + 2H 2 O → 4 KOH + O 2 Để nhận biết KOH cho quỳ tím vào hoá xanh hoặc các dung dịch muối Fe 3+ ; Cu 2+ hoặc dùng oxit hiđroxit lưỡng tính; Nhận biết oxi dùng que đóm có tàn lửa đỏ, que đóm bùng cháy. 0,25 0,25 3. (0,5 điểm) Phương trình phản ứng: H 2 O 2 + Ba(OH) 2  BaO 2 + 2H 2 O Cho thấy H 2 O 2 đóng vai trò như một axit hai lần axit rất yếu. 0,5 0,5 3 (2 điểm) 1. (0,5 điểm) CH 3 COOH ⇌ CH 3 COO - + H + CH 3 COONa → CH 3 COO - + Na + – Dung dịch axit axetic ban đầu: [CH 3 COO - ] = [H + ]; [CH 3 COOH] ban đầu ≈ C axit ≈ 0,1M [H + ] ≈ (0,1K a ) 1/2 = 10 -2,88 → pH = 2,88 [ ] 3 4,76 3 10 a CH COO H K CH COOH − + −       = = Hỗn hợp axit yếu và muối của nó là dung dịch đệm nên: [ ] log [ ] a Ac pH pK HAc − = + = 3,76 0,25 0,25 2. (0,5 điểm) SỞ GD&ĐT NINH BÌNH HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ nhất - Năm học 2012 – 2013 MÔN: Hóa học Ngày thi 9/10/2012 (Hướng dẫn chấm gồm .trang) CH 3 COOH + NaOH → CH 3 COONa + H 2 O Khi pH tăng 1 đơn vị → pH = 4,76 = pKa → [CH 3 COOH] = [CH 3 COO - ] = 1 2 ( 3 o CH COOH C + 3 o CH COONa C ) = 0,055 → C NaOH = [CH 3 COO - ] - 3 o CH COONa C = 0,045 M → n NaOH = 0,045 mol → m NaOH = 1,8 gam 0,25 0,25 3. (1 điểm) – Thêm CH 3 COONa: [CH 3 COOH] 2 = [H + ].C muối /K a ≈ 0,1M hoặc chính xác hơn [CH 3 COOH] 2 = C axit - [H + ] 2 = 0,0986M→ [CH 3 COOH] 2 /[CH 3 COOH] 1 ≈ 1 – Thêm NaOH: [CH 3 COOH] 3 = [H + ].(C muối + C b )/K a = 0,055M [CH 3 COOH] 3 /[CH 3 COOH] 1 ≈ 0,55 0,5 0,5 4 (2 điểm) (1) FeCO 3 + 2HCl → FeCl 2 + CO 2 + H 2 O (X) (X 1 ) (X 2 ) (2) FeCl 2 + 2NaOH → Fe(OH) 2 + 2NaCl (X 1 ) (X 3 ) (X 4 ) (3) 2FeCl 2 + Cl 2 → 2FeCl 3 (X 1 ) (X 5 ) (4) 4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 → 4Fe(OH) 3 ↓ (X 3 ) (X 6 ) (5) 2CO 2 + Ba(OH) 2 → Ba(HCO 3 ) 2 (X 2 ) (X 7 ) (6) Ba(HCO 3 ) 2 + 2NaOH → BaCO 3 ↓ + Na 2 CO 3 + 2H 2 O (X 7 ) (X 8 ) (X 9 ) (7) BaCO 3 + 2HCl → BaCl 2 + CO 2 + H 2 O (X 8 ) (X 2 ) (8) 2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O → 2Fe(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6NaCl (X 5 ) (X 9 ) 0,5 0,5 0,5 0,5 5 1. (0,5 điểm) Ba + dung dịch Ba(HCO 3 ) 2 Ba + 2 H 2 O → Ba(OH) 2 + H 2 ↑ Ba(OH) 2 + Ba(HCO 3 ) 2 → 2 BaCO 3 ↓ + 2 H 2 O CO 2 + H 2 O + BaCO 3 → Ba(HCO 3 ) 2 tan 0,5 2. (0,5 điểm) (2 điểm) Na + dung dịch (NH 4 ) 2 CO 3 2 Na + 2 H 2 O → 2 NaOH + H 2 ↑ 2 NaOH + (NH 4 ) 2 CO 3 → Na 2 CO 3 + 2 NH 3 ↑ + 2 H 2 O 2 HCl + Na 2 CO 3 → 2 NaCl + CO 2 ↑ + H 2 O 0,5 SỞ GD&ĐT NINH BÌNH HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ nhất - Năm học 2012 – 2013 MÔN: Hóa học Ngày thi 9/10/2012 (Hướng dẫn chấm gồm .trang) CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O 3. (0,5 điểm) Fe + dung dịch CuSO 4 Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu ↓ Fe + 6 HNO 3 o t → Fe(NO 3 ) 3 + 3 NO 2 ↑ + 3 H 2 O Cu + 4 HNO 3 o t → Cu(NO 3 ) 2 + 2 NO 2 ↑ + 2 H 2 O Sắt hay đồng dư tác dụng với một phần với Fe(NO 3 ) 3 Fe + Fe(NO 3 ) 3 → Fe(NO 3 ) 2 Dung dịch G chứa 3 muối : Fe(NO 3 ) 3 ; Cu(NO 3 ) 2 ; Fe(NO 3 ) 2 Hoặc một kim loại khác đẩy muối sắt 0,5 4. (0,5 điểm) Na + dung dịch AlCl 3 2 Na + 2 H 2 O → 2 NaOH + H 2 ↑ 4 NaOH dư + AlCl 3 → NaAlO 2 + 3 NaCl + 2 H 2 O - Phần 1: CO 2 + NaOH → NaHCO 3 CO 2 + H 2 O + NaAlO 2 → Al(OH) 3 ↓ + NaHCO 3 - Phần 2 : HCl + NaOH → NaCl + H 2 O HCl + H 2 O + NaAlO 2 → Al(OH) 3 ↓ + NaCl 3 HCl + Al(OH) 3 → AlCl 3 + 3 H 2 O 3 NaOH + AlCl 3 → Al(OH) 3 ↓ + 3 NaCl NaOH dư + Al(OH) 3 → NaAlO 2 + 2H 2 O 0,5 1. (1 điểm) - Kí hiệu của tế bào điện phân: Pt  KClO 3 (dd)  Pt Phản ứng chính: anot: ClO 3 - - 2e + H 2 O → ClO 4 - + 2H + catot: 2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH - ClO 3 - + H 2 O → ClO 4 - + H 2 Phản ứng phụ: anot: H 2 O - 2e → 2H + + 2 1 O 2 catot: 2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH - H 2 O → 2 1 O 2 + H 2 0,25 0,5 0,25 2. (1 điểm) 6 (2 điểm) 4 332,52 2,4 138,5 KClO n mol= = q = 2,4 mol . 2F mol c . C771880C) 96485(8F.8 60 100 === - Khí ở catot là hydro: n 2 H = mol4 mol/F2 F8 = V 2 H = lit80,97 1 298.08205,0.4 P nRT == Khí ở anot là oxy: n F tạo ra O 2 = 8 . 0,4 = 3,2 F 0,5 0,5 SỞ GD&ĐT NINH BÌNH HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ nhất - Năm học 2012 – 2013 MÔN: Hóa học Ngày thi 9/10/2012 (Hướng dẫn chấm gồm .trang) n 2 O = mol8,0 mol/F4 F2,3 = Nếu thí sinh lấy F = 96500 thì kết quả là q = 772000 vẫn cho điểm tối đa 7 (2 điểm) 1. (0,5 điểm) Tính axit được đánh giá bằng khả năng phân li H + của nhóm OH. Khả năng này thuận lợi khi có các hiệu ứng kéo electron (-I hoặc –C) nằm kề nhóm OH. Ở A vừa có hiệu ứng liên hợp (-C) và hiệu ứng cảm ứng (-I); ở B chỉ có hiệu ứng (-I). Tính axit của (A) > (B). (Có thể giải thích bằng cách biểu diễn hiệu ứng trên công thức) 0,5 2. (1 điểm) Chất C có liên kết hidro nội phân tử, B có liên kết hidro liên phân tử (Biểu diễn liên kết hidro của hai chất) - Liên kết hidro làm tăng điểm sôi → nhiệt độ sôi của (C) nhỏ hơn (B). - (C) có độ tan trong dung môi không phân cực lớn hơn (B). 0,5 0,5 3. (0,5 điểm) A, có 2 C*, có thể tồn tại 4 đồng phân lập thể. B, C có 4 C* → có 16 đồng phân 0,5 8 (2 điểm) 1. (1 điểm) Phản ứng với Na cho cùng lượng H 2 nên A, B có cùng số nhóm –OH. + Ta thấy A, B đều có (π + vòng) = 1 nên 1 mol A hoặc B chỉ pư được với 1 mol hiđro theo giả thiết suy ra khi 1 mol A hoặc B pư với Na chỉ cho 0,5 mol hiđro → A, B chỉ có 1 nhóm –OH. Vậy A, B có các trường hợp sau: TH 1 : A là HO-C n H 2n -CHO(a mol); B là HO-C m H 2m -CHO(b mol) + Ứng với trường hợp 1 ta có hệ: a(46 14n) b(14m 46) 33,8 0,5a 0,5b 5,6 / 22,4 2b 2b 13,44 / 22,4 + + + =   + =   + =  a + b = 0,5 và a + b= 0,3 loại. TH 2 : A là C n H 2n-1 OH(a mol); B là HO-C m H 2m -CHO(b mol) + Ứng với trường hợp 1 ta có hệ: a(16 14n) b(14m 46) 33,8 0,5a 0,5b 5,6 / 22,4 2b 13,44 / 22,4 + + + =   + =   =  a = 0,2; b = 0,3 và 2n + 3m = 12  n = 3 và m = 2 thỏa mãn + Vậy A là: CH 2 =CH-CH 2 -OH và B là HO-CH 2 -CH 2 -CHO 0,5 0,5 0,5 0,5 1. (1 điểm) 9 (2 điểm) M A = 13n < 150 → n ≤ 11 A quang hoạt và có vòng benzen → A có ít nhất 10 nguyên tử C. Vì số nguyên tử H không thể lẻ → A là C 10 H 10 . SỞ GD&ĐT NINH BÌNH HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ nhất - Năm học 2012 – 2013 MÔN: Hóa học Ngày thi 9/10/2012 (Hướng dẫn chấm gồm .trang) A + xBr 2 → C 10 H 10 Br 2x Vì %m C = 26,67% → x = 2. → A không thể có vòng 4 cạnh, phải có cấu tạo: C 6 H 5 CH(CH 3 )C≡CH hoặc C 6 H 5 - hoặc C 6 H 5 - 0,5 0,5 2. (1 điểm) C 6 H 5 CH(CH 3 )C≡CH + Br 2 → C 6 H 5 CH(CH 3 )CBr 2 -CHBr 2 C 6 H 5 CH(CH 3 )C≡CH + H 2 O → C 6 H 5 CH(CH 3 )COCH 3 C 6 H 5 CH(CH 3 )C≡CH + Ag(NH 3 ) 2 + → C 6 H 5 CH(CH 3 )C≡CAg +NH 3 + NH 4 + C 6 H 5 CH(CH 3 )C≡CH + 5H 2 → C 6 H 11 -CH(CH 3 )C 2 H 5 0,5 0,5 1. (0,5 điểm) Phản ứng đầu tiên theo cơ chế tách-cộng với tiểu phân trung gian là Arin Phản ứng còn lại: thế nucleophin trên nhân thơm Cơ chế tổng quát: X E + Nu - (1) E - X Nu (2) Nu - E + X - X = Cl E = NO 2 (1 → 3 nhóm) 0,25 0,25 2. (0,5 điểm) Chậm hơn do không có hiệu ứng –C của –NO 2 làm tăng mật độ điện dương trên nguyên tử C 0,5 3. (0,5 điểm) Công thức cấu tạo: NO 2 O 2 N N CH 3 0,5 4. (0,5 điểm) Giai đoạn 1: Tốc độ phụ thuộc mật độ e trên nguyên tử C liên kết với X. → X là F thì tốc độ cao hơn Giai đoạn 2: Tốc độ phụ thuộc năng lượng liên kết C - X → X là Cl thì tốc độ cao hơn Tốc độ chung do giai đoạn chậm quyết định tốc độ phản ứng. → Giai đoạn 1 chậm. 0,25 0,25 Hết SỞ GD&ĐT NINH BÌNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ nhất - Năm học 2012 – 2013 MÔN: HÓA HỌC Ngày thi 10/10/2012 (Thời gian 180 phút, không kể thời gian phát đề) Đề thi gồm 10 câu, trong 02 trang Câu 1 (2,0 điểm): 1. Cho biết một số giá trị năng lượng ion hoá thứ nhất (I 1 ,eV): 5,14; 7,64; 21,58 của Ne , Na, Mg và một số giá trị năng lượng ion hoá thứ hai (I 2 , eV): 41,07; 47,29 của Na và Ne. Hãy gán mỗi giá trị I 1 ,I 2 cho mỗi nguyên tố và giải thích. Hỏi I 2 của Mg như thế nào so với các giá trị trên? Vì sao? 2. Giải thích tại sao: a) Axit flohydric là một axit yếu nhất trong các axit HX nhưng lại tạo được muối axit còn các axit khác thì không có khả năng này? b) B và Al là hai nguyên tố kề nhau ở nhóm IIIA nhưng có phân tử Al 2 Cl 6 mà không có B 2 Cl 6 ? Câu 2 (1,0 điểm): Cho các số liệu sau ở 298K: Ag + (dd) N 3 - (dd) K + (dd) AgN 3 (r) KN 3 (r) ∆G o S (kJ.mol -1 ) 77 348 -283 378 77 1. Xác định chiều xảy ra của các quá trình sau: Ag + (dd) + N 3 - (dd) → AgN 3(r) (1) K + (dd) + N 3 - (dd) → KN 3(r) (2) 2. Tính tích số tan của chất điện li ít tan. Câu 3 (3,0 điểm): 1. Cho hai phản ứng giữa graphit và oxi: C (gr) + ½ O 2 (k)  CO (k) (a) C (gr) + O 2 (k)  CO 2 (k) (b) Các đại lượng ∆H 0 , ∆S 0 (phụ thuộc nhiệt độ) của mỗi phản ứng như sau: ∆H 0 T (a) (J/mol) = - 112298,8 + 5,94T ∆H 0 T (b) (J/mol) = - 393740,1 + 0,77T ∆S 0 T (a) (J/K.mol) = 54,0 + 6,21lnT ∆S 0 T (b) (J/K.mol) = 1,54 - 0,77 lnT Hãy lập các hàm năng lượng tự do Gibbs theo nhiệt độ ∆G 0 T (a) = f (T) , ∆G 0 T (b) = f(T) và cho biết khi tăng nhiệt độ thì chúng biến đổi như thế nào? 2. Trong một thí nghiệm người ta cho bột NiO và khí CO vào một bình kín, đun nóng bình lên đến 1400 0 C. Sau khi đạt tới cân bằng, trong bình có bốn chất là NiO (r) , Ni (r) , CO (k) và CO 2(k) trong đó CO chiếm 1%, CO 2 chiếm 99% thể tích; áp suất khí bằng 1 bar (10 5 Pa). Dựa vào kết quả thí nghiệm và các dữ kiện nhiệt động đã cho ở trên, hãy tính áp suất khí O 2 tồn tại cân bằng với hỗn hợp NiO và Ni ở 1400 0 C. Câu 4 (2,0 điểm): Hợp chất MX 2 khá phổ biến trong tự nhiên. Hòa tan MX 2 bằng dung dịch HNO 3 đặc nóng, dư, thu được dung dịch A. Cho A tác dụng với BaCl 2 thấy tạo thành kết tủa trắng, còn khi cho A tác dụng với dung dịch NH 3 dư thấy tạo thành kết tủa nâu đỏ. 1. Hỏi MX 2 là chất gì? Gọi tên chất này và viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Nước tự nhiên (nước suối) ở các vùng mỏ có MX 2 bị axit hóa rất mạnh (pH thấp). Hãy viết phương trình phản ứng để giải thích hiện tượng đó. 3. Nguyên tố X có thể tạo thành với flo hợp chất XF n , trong đó n có giá trị cực đại. Dựa vào cấu hình electron của X để tìm giá trị đó. Các obitan của nguyên tử trung tâm X lai hóa gì? 4. Viết cấu hình electron (dạng obitan) của M và của các ion thường gặp của kim loại M. Câu 5 (2,0 điểm): Canxi xianamit (CaCN 2 ) là một loại phân bón đa năng và có tác dụng tốt. Nó có thể được sản xuất rất dễ dàng từ các loại hóa chất thông thường như CaCO 3 . Quá trình nhiệt phân CaCO 3 cho ra một chất rắn màu trắng X A và một khí không màu X B không duy trì sự cháy. Chất rắn màu xám X C và khí X D hình thành bởi phản ứng khử X A với cacbon. X C và X D còn có thể bị oxy hóa để tạo thành các sản phẩm có mức oxy hóa cao hơn. Phản ứng của X C với nitơ cuối cùng cũng dẫn tới việc tạo thành CaCN 2 . 1. Viết tất cả các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Khi thuỷ phân CaCN 2 thì thu được chất gì? Viết phương trình phản ứng. ĐỀ THI CHÍNH THỨC 3. Trong hóa học chất rắn thì anion CN 2 2- có thể có đồng phân. Axit của cả hai anion đều đã được biết (chỉ tồn tại trong pha khí). Viết công thức cấu tạo của hai axit và cho biết cân bằng chuyển hóa giữa hai axit trên ưu tiên phía nào? Câu 6 (2,0 điểm): Cho 0,1 mol mỗi axit H 3 PO 2 và H 3 PO 3 tác dụng với dung dịch KOH dư thì thu được hai muối có khối lượng lần lượt là 10,408 g và 15,816 g. 1. Xác định công thức cấu tạo và gọi tên hai phân tử axit trên. 2. Hãy cho biết kiểu lai hoá của nguyên tử photpho và cấu trúc hình học của hai phân tử trên. Cho nguyên tử khối của các nguyên tố: K = 39,09; H = 1,008; P = 30,97; O = 16,00. Câu 7 (2,0 điểm): Hai chất hữu cơ A và B đều có công thức phân tử C 3 H 6 O. A có một loại hiđro còn B có 4 loại. A cho phản ứng iodofom. B không tham gia phản ứng với dẫn xuất cơ magie. Một trong hai chất này phản ứng với axit malonic tạo thành một hợp chất D có công thức phân tử là C 6 H 8 O 4 (axit meldrum). Chất D phản ứng được với Natri và có pKa = 4,83. Khi ngưng tụ D với andehit thơm thu được sản phẩm E. 1. Hãy xác định cấu trúc của A, B. Chỉ rõ bằng các phản ứng, các đặc điểm cấu trúc. 2. Chất nào tạo ra D? Giải thích và viết phương trình phản ứng tạo D, E. 3. Tại sao D phản ứng được với Na? Câu 8 (2,0 điểm): 1. Một monosaccarit (A) có khối lượng phân tử là 150 đvC. Khi xử lý A với NaBH 4 thì sinh ra hai đồng phân lập thể (B) và (C) không có tính quang hoạt. a) Vẽ công thức cấu tạo của A, B và C bằng cách sử dụng công thức chiếu Fischer. b) Xác định cấu hình tuyệt đối của các chất A, B, C. 2. Glyxin (H 2 N – CH 2 – COOH) là α - aminoaxit. Ba phân tử glyxin có thể tạo ra tripeptit Gly–Gly –Gly thông qua phản ứng ngưng tụ tạo thành amit và kèm theo sự tách hai phân tử nước. a) Hãy viết công thức cấu tạo của tripeptit. b) Từ hỗn hợp các chất sau có thể tạo ra bao nhiêu loại tripeptit? OH OH OH H 2 N HH H H 3 C CH 3 H H 2 N H 2 N O O O Glyxin (Gly) L - Alanin (L - Ala) D - Alanin (D - Ala) c) Tổng cộng có bao nhiêu peptit có đồng phân quang học trong số các tripeptit trên? Câu 9 (2,0 điểm): 1. Isoleuxin được điều chế theo các phản ứng sau (A, B, C, D là kí hiệu các chất cần tìm): 2 2 5 2 2 5 CH (COOC H ) C H ONa + → A 1)KOH 2)HCl → B 2 Br+ → C O t → D 3 +NH → Isoleuxin Hãy cho biết công thức của các chất A, B, C, D và Isoleuxin. 2. Tiến hành phản ứng giữa 3,5,5-trimetyl xiclohex-2-enon và n-butyl magie iodua. Sau đó, thuỷ phân hỗn hợp bằng dung dịch HCl 4,0 M thu được hợp chất B; B chuyển hóa thành năm đồng phân, kí hiệu từ D 1 đến D 5 có công thức phân tử C 13 H 22 . Viết công thức cấu tạo của các đồng phân D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , D 5 và giải thích sự hình thành chúng. Câu 10 (2,0 điểm): Một monotecpenoit mạch hở A có công thức phân tử C 10 H 18 O (khung cacbon gồm hai đơn vị isopren nối với nhau theo quy tắc đầu-đuôi). Oxi hoá A thu được hỗn hợp các chất A 1 , A 2 và A 3 . Chất A 1 (C 3 H 6 O) cho phản ứng iodofom và không làm mất màu nước brom. Chất A 2 (C 2 H 2 O 4 ) phản ứng được với Na 2 CO 3 và phản ứng với dung dịch Ca(OH) 2 cho kết tủa trắng không tan trong axit axetic; A 2 làm mất màu dung dịch KMnO 4 loãng. Chất A 3 (C 5 H 8 O 3 ) cho phản ứng iodofom và phản ứng được với Na 2 CO 3 . 1. Viết công thức cấu tạo của A 1 , A 2 và A 3 . 2. Vẽ công thức các đồng phân hình học của A và gọi tên theo danh pháp IUPAC. HẾT Thí sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học CH Br CH 3 CH 2 CH 3 -1- Họ và tên thí sinh : Số báo danh Họ và tên, chữ ký: Giám thị 1: Giám thị 2: -2- [...]...SỞ GD&ĐT NINH BÌNH HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ nhất - Năm học 2 012 – 2013 MÔN: Hóa học Ngày thi 10/10/2 012 (Hướng dẫn chấm gồm 5 trang) Câu Đáp án Điểm 1 (1 điểm) * Năng lượng ion hóa thứ nhất (I1): Na 11 1 (2 điểm) ([Ne]3s1) 5,14(eV) 12 Mg ([Ne]3s2) 7,64(eV) Ne (2s22p6) 21,58(eV) 10 0,25 Vì Na có bán kính lớn... (k) 2 (c) = (b) - (a) 0 0 0 ∆G T (c) = ∆GT (b) − ∆GT ( a) 0 ∆GT (c) = [-3 93740,1–0,77 T+0,77 TlnT ]- [- 1122 98, 8-4 8,06T -6 ,21 TlnT] ∆G 0 (c) = −281441,3 + 47,29T + 6,98 T ln T T 0 ∆G 1673 (c) = −115650J / mol lnKp, 1673 (c) = − ∆G 0 (c) 115650 = = 8,313457 RT 8,314.1673 Kp, 1673 (c) = 4083 * Xét các phản ứng 1 (c) CO (k) + O2 (k) CO2 (k) x (-1 ) 2 (d) NiO (r) + CO (k) Ni (r) + CO2 (k) x 1 (1) NiO (r) Ni... cấu tạo của A1, A2, A3 nên xác định được vị trí các liên kết đôi trong mạch cacbon: 0,5 Vì có sự hình thành axit oxalic nên A có thể là: OH OH Nerol Geraniol (E) -3 , 7- dimetyl octa-2,6-dienol (Z )-3 ,7-dimetyl octa-2,6-dienol -Hết - 0,5 ... và là trục đối xứng 0,5 0,5 0,5 9 2 (1 điểm) a) H2N-CH2CONH-CH2-CONH-CH2 COOH b) Mỗi Aa trong peptit đều có 3 cách lựa chọn nên tổng số tri peptit là 33 = 27 c) Trong số đó thì 26 tripeptit có đồng phân quang học Aminoaxit không có tính quang hoạt: H2N – GGG – OH 1 (1 điểm) O HO C2H5CHCH(CO2C2H5)2 H+ BuMgBr 1 A CH3 H O 2 - H2O 2 Br Hb C2H5CHCH(CO2H)2 - Hb Ha + B CH 3 Ha C2H5CHC(CO2H)2 C D3 CH3 D2 0,25... -4 7kJ: Chiều thuận K+(dd) + N 3-( dd) → KN3(r) ∆Go = 77 – (-2 83 + 348) = 12kJ: Chiều nghịch 0,25 0,25 2 (0,5 điểm) AgN3 là chất ít tan Gọi Ks là tích số tan của nó: lg K s = − 47000 = −8,237 ⇒ K s = 5,79.10− 9 2.303.8.314.298 1 (1 điểm) 0 ∆G T (a ) = ∆H T0 (a ) − T∆S T0 (a) (2 điểm) 0 ∆G T ( a) = (- 1122 98,8 + 5,94 T) – T(54,0 + 6,21 lnT) 0 ∆GT ( a) = - 1122 98,8 – 48,06T - 6,21T lnT Hàm nghịch biến theo... tăng T thì ∆G0 giảm 0,5 0,5 Câu Đáp án - ∆G (b) = ( - 393740,1 + 0,77 T ) – T (1,54 - 0,77 lnT) ∆G (b) = ( - 393740,1 - 0,77 T + 0,77 TlnT) Khi T > e = 2,718 (hằng số e) thì lnT > 1 → Hàm đồng biến 0 → T tăng thì ∆G T tăng nếu T > e 2 (2 điểm) Điểm 0 T 0 T * Từ các phương trình (a), (b) tìm hàm Kp (c) ở 1673K cho phản ứng (c): 1 (a) C (gr) + O2 (k)  CO (k) x (-1 ) 2 (b) C (gr) + O2 (k)  CO2 (k) x1... b) Cả B và Al đều chưa đạt cấu hình khí hiếm vì liên kết M-Cl đều có tính cộng hóa trị Kích thước của nguyên tử B quá nhỏ nên sự có mặt của 4 nguyên tử Clo có thể tích tương đối lớn, quanh nó sẽ gây ra tương tác đẩy nhau lớn làm cho phân tử không Cl n vững bề Cl Cl 0,5 Al Al Cl Cl Cl 1 (0,5 điểm) 2 (1 điểm) Ag+(dd) + N 3-( dd) → AgN3(r) ∆Go = 378 – (77 + 348) = -4 7kJ: Chiều thuận... electron ngoài cùng nhỏ hơn Mg → I1 nhỏ Ne có lớp vỏ ngoài bão hòa bền vững, hơn nữa Ne thuộc chu kỳ II nên 0,25 bán kính nhỏ hơn so với Na và Mg → electron khó tách khỏi nguyên tử * Năng lượng ion hóa thứ hai (I2): Na+ -1 e → Na2+ I2 = 47,29 (eV) + 2+ Ne -1 e → Ne I2 = 41,07 (eV) + Na có cấu hình e giống khí hiếm (bền vững) → e khó tách khỏi Na+ Ne+ không có cấu hình lớp vỏ ngoài cùng giống khí hiếm → electron... phân cực mạnh nên hai axit có H P H P H O công thức cấu tạo: H O H O H H3PO2 axit hypophotphorơ 7 (2 điểm) H3PO3 axit photphorơ 0,5 2 (0,5 điểm) - Trong 2 phân tử nguyên tử P đều có lai hoá sp 3 Cả hai đều có cấu tạo tứ diện, nguyên tử P ở tâm tứ diện không đều 0,5 1 (1 điểm) Có hai cấu trúc sau ứng với công thức C3H6O thỏa mãn bài ra O O H C H 3C CH3 (A) CH3 C H H (B) 0,5 Câu Đáp án Điểm –... 2 (d) NiO (r) + CO (k) Ni (r) + CO2 (k) x 1 (1) NiO (r) Ni (r) + ½ O2 (k) pCO2 99 = Ở 1673K có Kp (d) = pCO 1 Kp (d) 99 1/ 2 = = 0,024247 = 2,42247.10 −2 ở 1673K Kp (1)= p O 2 = Kp (c) 4083 [ ] 2 p O2 = K p (1) = (2,4247 1 0-2 )2= 5,88 1 0-4 bar = 58, 8 Pa 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1 (0,5 điểm) MX2 phổ biến trong tự nhiên, tác dụng với dd HNO 3 đặc, nóng tạo dd A: dd A tác dụng với BaCl2 cho kết . GD&ĐT NINH BÌNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ nhất - Năm học 2 012 – 2013 MÔN: HÓA HỌC Ngày thi 09/10/2 012 (Thời gian 180 phút, không kể thời gian phát đề) Đề thi gồm 10. Giám thị 2: -2 - Cl Cl Cl Al Al Cl Cl Cl SỞ GD&ĐT NINH BÌNH HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ nhất - Năm học 2 012 – 2013 MÔN: Hóa học Ngày thi 10/10/2 012 (Hướng dẫn. + CO 2 ↑ + H 2 O 0,5 SỞ GD&ĐT NINH BÌNH HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ nhất - Năm học 2 012 – 2013 MÔN: Hóa học Ngày thi 9/10/2 012 (Hướng dẫn chấm gồm .trang) CO 2