TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC

2010 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC Phan Cuong Huy YDS Copyright © http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC PHẦN 2: CÁC ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA ĐỀ SỐ THPT CHUYÊN HÀ NỘI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA ĐỀ THI THỬ LỚP 12 THPT NĂM 2010 Môn: HOÁ HỌC Thời gian : 180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm trang, có câu) Câu I: ( 2.0 điểm) Một terpen X thường gặp thiên nhiên tổng hợp theo sơ đồ sau Mg 4–metylpentan–1,4–diol  Grignard G   dẫn xuất dibromua   bromanken   X ete khan Cho chất G phản ứng với sản phẩm sinh cho isopren phản ứng với but–3–en–2–on thu chất cần tổng hợp X Hoàn thành chuyển hóa công thức cấu tạo tương ứng Cho biết tên thông thường ứng dụng sản phẩm Câu II: (2.0 điểm) Hydrocacbon A chất rắn có tính dẻo, đàn hồi (11,76% H theo khối lượng) có mủ cao su Ozon phân A cho C16H16O6, cho mol chất vào nước nóng thu mol andehit levulinic HOC(CH2)2COCH3 Hydrocacbon B (11,11% H theo khối lượng) chất tổng hợp có thành phân giống A tính dẻo tính đàn hồi giống A B tạo thành đun nóng hydrocacbon C có mặt natri ; C có thành phần định tính giống B Cho biết CTCT A, B, C Sự vắng mặt axetylaxeton sản phẩm chúng chứng tỏ A có đặc trưng ? Câu III: (2.0 điểm) Quá trình tổng hợp phức Pt(CH3NH2)(NH3)[CH2COO]2 thuốc chống ung thư có hiệu qủa cao lại độc cho phản ứng phụ Quá trình tổng hợp thuốc sau: KI du  A (dung dịch nâu)   B (tinh thể sáng)  K2PtCl4   C (rắn đỏ nâu) 1:2 70o C + CH NH HClO C H OH NH /H O Ag CO3 du axit malonic   D (tinh thể vàng kim, phân cực)   E (tinh thể vàng nhạt) Phương pháp phổ IR cho biết hợp chất C có hai loại liên kết Pt – I khác C có tâm đối xứng Biết MC = 1,88MB Cho biết số phối trí platin không đổi trình tổng hợp platin giữ dạng lai hóa dsp2 phức Viết CTCT sản phẩm A, B, C, D, E Trong sản phẩm E chứa iot Như lúc ban đầu phải chuyển K2PtCl4 thành A Mục đích việc sử dụng Ag2CO3 phản ứng cuối ? Câu IV: (2.0 điểm) Lý thuyết lai hóa Carl Linus Pauling đề xuất lý thuyết chuẩn xác việc giải thích dạng hình học chất vô Vậy thử giải mô hình sau Giải thích dạng hình học TiCl4 theo thuyết lai hóa ? Giải thích dạng hình học phức Fe(CO)5 theo thuyết lai hóa ? Câu V: (2.0 điểm) Khí NO kết hợp với Br2 tạo khí phân tử có ba nguyên tử Viết phương trình phản ứng Biết ∆Hpư < 0; Kp(25oC) = 116,6 Tính KP 0oC, 50oC Giả thiết tỉ số trị số cân 0oC 25oC 25oC với 50oC 1,54 Xét 25oC, lúc cân hóa học thiết lập cân chuyển dịch a Tăng lượng NO b Giảm lượng Br2 Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC c Giảm nhiệt độ d Thêm khí N2 vào (1) V = const ; (2) Pchung = const Câu VI (4.0 điểm) Guaiol (C15H26O) ancol rắn trạng thái tinh thể có cấu trúc terpen Ancol phân lập từ tinh dầu gỗ Bulnesia sarmienyi Khi dehydrat hóa guaiol lưu huỳnh thu hydrocacbon thơm màu xanh da trời không chứa vòng benzen X (C15H18) Khi hòa tan hydrocacbon thơm vào axit sunfuric đặc màu xanh biến Cho nước vào dung dịch X phục hồi nguyên dạng Rất khó để hydro hóa guaiol hydro có xúc tác Qua loạt chuyển hóa ta nhận dẫn xuất naphtalen (A sản phẩm trình ozon phân) Xác định cấu trúc guaiol X biết phân tử guaiol nhóm hydroxyl gắn với nguyên tử cacbon bậc ba exocyclic hệ vòng Giải thích màu xanh da trời X nêu lý bị màu dung dịch axit sunfuric đặc Xác định CTCT A, B giải thích tạo thành A Có mảnh isopren chất X Câu VII (2.0 điểm) Có thể tách rhodi khỏi kim loại quý khác cách sau: Một mẫu bột quặng rhodi trộn với NaCl đun nóng dòng khí clo Bã rắn thu chứa muối chứa 26,76% Rhodi khối lượng Bã rắn sau hòa tan vào nước, lọc dung dịch thu cô bay thu tinh thể B chứa 17,13% rhodi Tinh thể làm khô 120oC đến khối lượng không đổi (khối lượng 35,98%) đun nóng tới 650oC Rửa bã rắn thu nước ta có rhodi tinh khiết Xác định công thức A, B Khi lượng dư H2S sục qua dung dịch muối A tạo thành kết tủa C Thành phần hợp thức hợp chất chứa 47,59% S Xác định công thức C Giải thích cần phải rửa nước nóng bước cuối Viết phản ứng xảy Câu VIII: (4.0 điểm) Các cacbohydrat tự nhiên tổng hợp quang hóa xanh Tuy nhiên cacbohydrat tự nhiên tổng hợp đường nhân tạo Sơ đồ sơ đồ tổng hợp L-ribozơ Hoàn chỉnh sơ đồ tổng hợp sau: _ HẾT _ - Thí sinh không sử dụng tài liệu Giám thị không giải thích thêm Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC THPT CHUYÊN HÀ NỘI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA ĐÁP ÁN ĐỀ THI THỬ LỚP 12 THPT NĂM 2009 – 2010 Môn: HOÁ HỌC (Đáp án đề thi gồm trang, có câu) Câu I: (2.0 điểm) Công thức cấu tạo chất liên quan (1,75 điểm) Chất -bisabolol thường dùng công nghiệp mỹ phẩm (0,25 điểm) Câu II: (2.0 điểm) Công thức thực nghiệm A (C5H8)x, cao su tự nhiên Các công thức thực nghiệm B C (C2H3)y B cao su tổng hợp polibutadien C buta-1,3-dien (1,5 điểm, điểm cho cấu tạo) Ta có: Như vắng mặt axetylaxeton sản phẩm ozon phân chứng tỏ cao su thiên nhiên có cấu trúc “đầu - đầu” (0,5 điểm cho lập luận) Câu III: (2.0 điểm) Công thức cấu tạo chất liên quan (1,25 điểm ; 0,25 điểm cho cấu tạo) Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC Để chắn thu sản phẩm cuối buộc B phải dạng cis nên K2PtCl4 phải chuyển thành A (0,25 điểm) Ag2CO3 phản ứng với D theo phản ứng D + Ag2CO3 = DCO3 + 2AgI sau DCO3 phản ứng với axit malonic tạo thành E (0,5 điểm) Câu IV: (2.0 điểm) Do Ti lúc lượng AO 3d giảm thấp so với AO 4p nên có tổ hợp AO 4s AO 3d tạo thành AO lai hóa sd3 hướng đỉnh tứ diện (1 điểm) Do CO phối tử trường mạnh nên đẩy electron Fe trạng thái cặp đôi Lúc AO 3d trống tổ hợp với AO 4s trống AO 4p trống thành AO lai hóa dsp3 hướng đỉnh lưỡng tháp tam giác.(1 điểm) Câu V: (2.0 điểm) 2NO(k) + Br2(hơi) → 2NOBr(k) ∆H > (0,25 điểm) o o Do phản ứng thu nhiệt nên có liên hệ KP C < KP (25 C) < KP (50oC) Vậy KP 0oC = 1/1,54.KP = 116,6 / 1.54 = 75,71 KP 50oC = 1,54.KP = 116,6.1,54 = 179,56 (0,25 điểm) Xét chuyển dời cân hóa học 25oC Trường hợp a b nguyên tắc cần xét tỉ số: Q PNOBr PNO Sau so sánh Q với KP để kết luận Tuy nhiên điều kiện để lập luận theo biểu thức nên ta dựa vào nguyên lý Le Chartelier a Nếu tăng lượng NO cân dịch chuyển sang phải (0,25 điểm) b Nếu giảm lượng Br2 cân hóa học dịch chuyển sang trái (0,25 điểm) c Nếu giảm nhiệt độ cân dịch chuyển sang trái để chống lại chiều giảm nhiệt độ (0,25 điểm) d Thêm N2 khí trơ + Nếu V = const không ảnh hưởng tới cân hóa học N2 không gây ảnh hưởng liên hệ (theo định nghĩa áp suất riêng phần) + Nếu P = const ta xét liên hệ Nếu chưa có N2 P = PNO + PBr2 + PNOBr (a) Nếu có N2 P = P’NO + P’Br2 + P’NOBr + PN2 (b) Vì P = const nên P’i = Pi Lúc xét Q theo biểu thức liên hệ so sánh tương quan với KP - Q = KP: không ảnh hưởng - Q > KP: cân chuyển dịch sang trái để Q giảm tới KP - Q < KP: cân chuyển dời sang phải để Q tăng tới KP (1,25 điểm) Câu VI (4.0 điểm) Ta suy luận công thức guaiol dựa kiện sau: - Dehydrat hóa ancol lưu huỳnh thu đươc hydrocacbon thơm X màu xanh da trời không chứa vòng benzen Như X dẫn xuất azulen - Độ bất bão hòa guaiol 3, tức ứng với hai vòng nối đôi Vị trí nối đôi nằm điểm tiếp giáp hai vòng vị trí khó bị hydro hóa nhất, ozon phân vị trí dễ cho sản phẩm chuyển vị hai vòng giáp Một vòng sinh mở rộng vòng 5, vòng sinh thu hẹp vòng - Ta dễ dàng nhận thấy trình chuyển hóa guaiol không ảnh hưởng tới mạch nhánh, từ vị trí mạch nhanh dẫn xuất naphtalen ta suy vị trí mạch nhánh guaiol Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC - Do nhóm OH guaiol nằm cacbon bậc ba nên công thức cấu tạo guaiol là: - Lý luận dẫn CTCT 1,0 điểm, cấu tạo 0,5 điểm Công thức cấu tạo X (0,5 điểm) Màu xanh da trời X có liên hợp nối đôi phân tử X (0,25 điểm) Khi hòa tan X vào axit sunfuric đặc màu xanh biến biến hệ thống liên hợp hợp chất tạo thành hình vẽ: (0,5 điểm) Công thức cấu tạo hai chất A, B sau Đúng CTCT chất 0,25 điểm OH O O A OH B Sự tạo thành chất A giải thích sau (0,5 điểm) Do công thức phân tử A C15H26O nên A có mảnh isopren (0,25 điểm) Câu VII (2.0 điểm) Na3[RhCl6] (0,375 điểm) ; Na3[RhCl6].12H2O (0,375 điểm) Rh2S3.2H2S (0,5 điểm) Để loại bỏ muối tan, chủ yếu NaCl (0,25 điểm) Mỗi phản ứng 0,125 điểm 2Rh + 6NaCl + 3Cl2 = 2Na3[RhCl6] Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC Na3[RhCl6].12H2O = Na3[RhCl6] + 12H2O 2Na3[RhCl6] = 2Rh + 6NaCl + 3Cl2 2Na3[RhCl6] + 3H2S = Rh2S3.3H2S + 6NaCl + 6HCl Câu VIII (4.0 điểm) Công thức cấu tạo sản phẩm trung gian (Các chất A, B chất 0,5 điểm, C, D, E, F chất 0,75 điểm) Lưu ý trình chuyển từ D sang chất dòng thứ hai bao gồm nhiều giai đoạn _ HẾT _ Thí sinh làm cách khác, điểm tối đa Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl ĐỀ THI THỬ KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2010 Môn: HOÁ HỌC Thời gian : 180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm trang, có 10 câu) CÂU 1: (2,0 điểm) Oleum hỗn hợp tạo cho SO3 tan H2SO4 tinh khiết Trong hỗn hợp có axit dạng poli sunfuric có công thức tổng quát H2SO4.nSO3 hay H2Sn+1O3n+4 chủ yếu chứa axit sau: axit sunfuric H2SO4, axit đisunfuric H2S2O7, axit trisunfuric H2S3O10 axit tetrasunfuric H2S4O13 Cho biết công thức cấu tạo axit Giải thích SO3 lại dễ dàng phản ứng với H2O, HF, HCl, NH3 để hình thành nên phân tử tứ diện tương ứng Viết phương trình phản ứng công thức cấu tạo sản phẩm Kim cương than chì hai dạng thù hình nguyên tố cacbon Tính khối lượng riêng thể tích mol chúng Biết rằng: Độ dài liên kết C–C (kim cương) 154 pm, C–C (than chì) 141 pm, khoảng cách lớp than chì 336 pm NA = 6,02.1023 Kim cương có cấu tạo tương tự silic số nguyên tử C ô mạng tinh thể kim cương gấp lần số nguyên tử C ô mạng tinh thể than chì CÂU 2: (2.0 điểm) Viết công thức cấu tạo Lewis, nêu trạng thái lai hóa vẽ dạng hình học phân tử ion sau: B2H6, XeO3, NO2+, NO2– Phản ứng NaNO3 nước với hỗn hống Na/Hg giống phản ứng etylnitrit C2H5NO2 với hydroxylamine NH2OH có mặt Natrietoxit cho sản phẩm Sản phẩm muối axit yếu không bền chứa Nitơ, axit đồng phân hóa tạo thành sản phẩm có ứng dụng thành phần nhiên liệu tên lửa Viết phương trình phản ứng xảy vho biết công thức cấu trúc axit đồng phân nói CÂU 3: (2.0 điểm) Cho phản ứng: A  B  C  D (1) phản ứng đơn giản Tại 27oC 68oC, phương trình (1) có số tốc độ tương ứng k1 = 1,44.107 mol-1.l.s-1 k2 = 3,03.107 mol-1.l.s-1, R = 1,987 cal/mol.K Tính lượng hoạt hóa EA (cal/mol) giá trị A biểu thức k  A  e Tại 119oC, tính giá trị số tốc độ phản ứng k3 Nếu CoA = CoB = 0,1M  1/2 nhiệt độ 119oC E RT mol-1.l.s-1 CÂU 4: (2,0 điểm) Clobenzen có momen lưỡng cực 1 = 1,53 D (1 hướng từ nhân ngoài) ; anilin có momen lưỡng cực 2 = 1,60D (2 hướng từ vào nhân benzen) Hãy tính momen lưỡng cực  chất sau: ortho – cloanilin ; meta – cloanilin para – cloanilin Tính pH dung dịch NH4HCO3 0,1M Biết H2CO3 có số phân li axit K1 = 4,5.10-7 ; K2 = 4,7.10-11, NH3 có pKb = 4,76 CÂU 5: (2,0 điểm) Có thể điều chế tinh thể FeCl3.6H2O theo cách sau: Hoà tan sắt kim loại vào dung dịch axit clohydric 25% Dung dịch tạo thành oxy hóa cách sục khí clo qua cho kết âm tính với K3[Fe(CN)6] Dung dịch cô bay 95oC tỉ trọng đạt xác 1,695 g/cm3 sau làm lạnh đến 4oC Tách kết tủa thu cách hút chân không cho vào dụng cụ chứa niêm kín Viết phản ứng dẫn đến kết tủa FeCl3.6H2O Có gam sắt mL dung dịch axit clohydric 36% (d=1,18g/cm3) cần để điều chế 1,00kg tinh thể Biết hiệu suất trình đạt 65% Đun nóng 2,752g FeCl3.6H2O không khí đến 350oC thu 0,8977g bã rắn Xác định thành phần định tính định lượng bã rắn Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC CÂU 6: (2,0 điểm) A chất bột màu lục không tan axit kiềm loãng Khi nấu chảy A với KOH có mặt không khí thu chất B có màu vàng, dễ tan nước Chất B tác dụng với axit sunfuric chuyển thành chất C có màu da cam Chất C bị lưu huỳnh khử thành chất A oxi hóa axit clohiđric thành khí Clo Viết phương trình phản ứng xảy Từ chất A, B, C trên, hoàn thành sơ đồ sau: - t X   A + N2 + H2O o C + (NH3)2S + H2O   Y + S + NH3 + KOH B + (NH4)2S + KOH + H2O   Z + S + NH3 C + H2SO4 + H2S   T + S + K2SO4 + H2O CÂU 7: (2,0 điểm) Viết công thức cấu trúc dạng enol dietylmalonat (1), Etylaxetoaxetat (2) Trong cấu trúc (2), cho biết dạng bền nhất, dạng bền Giải thích? Cho biết công thức mạch hở chất sau: a b HO c d O CH3 O O O O C 2H OH O HOCH2 CH3CH2 OH Brevicomin Talaromicin A CÂU 8: (2,0 điểm) Cho biết sản phẩm tạo thành từ phản ứng sau gọi tên sản phẩm đó: C a Furan + (CH3CO)2O + (C2H5)2O: BF3  A b Thiophen + C6H5COCl + SnCl4  B + – c Pyrol + C6H5N2 Cl  C d Pyrol + CHCl3 + KOH  D o Viết sơ đồ điều chế izatin (indolin-2,3-dion) từ 2-nitrobenzoyl clorua CÂU 9: (2,0 điểm) Khi cho amoniac phản ứng cộng với axetanđehit thu sản phẩm không bền A, sản phẩm dễ bị tách nước thành B B dễ dàng trime hóa cho sản phẩm C triazin Mặt khác cho amoniac ngưng tụ với fomanđehit thu sản phẩm D (urotropin) có CTPT C6H12N4 Chất D có khả tác dụng với axit nitric anhiđrit axetic tạo E (hexogen hay xiclonit) chất nổ mạnh dùng đại chiến giới thứ II: C6H12N4 + 3HNO3  E + 3HCHO + NH3 Xác định A, B, C, D, E viết phương trình phản ứng xảy Giải thích khác nhiệt độ sôi dãy chất sau: (1) (2) (3) (4) N N N N 115oC S 117oC N N H H 256oC Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 187oC 10 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC CÂU 10: (2,0 điểm) Vitamin C (axit L-ascobic, pKa = 4,21) endiol có cấu trúc sau: H a Hãy giải thích tính axit axit L-ascobic cho biết nguyên tử H HO có tính axit CH2OH C O b Điều chế L-ascobic từ D-glucozơ O Salixin C13H18O7 bị thủy phân elmusin cho D-glucozơ Saligenin C7H8O2 Salixin không khử thuốc thử Tolen Oxi hóa Salixin HNO3 thu HO OH hợp chất hữu X mà thủy phân cho D-Glucozơ anđehit Salixylic Metyl hóa Salixin thu pentametylsalixin, thủy phân hợp chất cho ta 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-Glucozơ Xác định CTCT Salixin _ HẾT _ - Thí sinh không sử dụng tài liệu Giám thị không giải thích thêm Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl axit L- ascobic ...2 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC PHẦN 2: CÁC ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA ĐỀ SỐ THPT CHUYÊN HÀ NỘI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA ĐỀ THI THỬ LỚP 12 THPT NĂM 2010 Môn: HOÁ HỌC Thời... http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC THPT CHUYÊN HÀ NỘI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA ĐÁP ÁN ĐỀ THI THỬ LỚP 12 THPT NĂM 2009 – 2010 Môn: HOÁ HỌC (Đáp án đề thi gồm trang, có... Thí sinh làm cách khác, điểm tối đa Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl ĐỀ THI THỬ KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI