Hoa 11_LHP Đề thi, đáp án (đề xuất) trại hè hùng vương MỚI Nhất

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ HỒNG PHONG TỈNH NAM ĐỊNH ĐỀ THI ĐỀ XUẤT ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC KHỐI 11 NĂM 2016 Thời gian làm 180 phút (Đề có 05 trang, gồm 10 câu) Câu 1: (2,5 điểm) Tốc độ phản ứng Cho phản ứng hóa học: C2H6 → C2H4 + H2 (a) Phản ứng tuân theo quy luật động học thực nghiệm v = k[C2H6] Người ta đề nghị chế sau cho giai đoạn đầu phản ứng (a): k C2H6 → 2CH3* Khơi mào (sinh mạch) Chuyển hóa gốc Lan truyền CH3* + C2H6 C2H5* k2  → k3  → Lan truyền H* + C2H6 Đứt mạch H* + C2H5* C2H4 + H* k4  →  → k5 CH4 + C2H5* (b) (c) (d) C2H5* + H2 (e) C2H6 (g) Từ chế rút biểu thức định luật tốc độ thực nghiệm Câu 2: (2,5 điểm) Nhiệt, cân hóa học Sự phụ thuộc số cân vào nhiệt độ phản ứng: PCl5(k)  PCl3(k) + Cl2(k) thể phương trình: logK p = − 4375 + 1,75log(T / K ) + 3,78 (T / K ) Trong đó: T nhiệt độ tính theo đơn vị Kelvin (K) a) Tính Kp, ΔG0, ΔH0, ΔS0 phản ứng 2000C Biết ΔH0, ΔS0 không đổi khoảng nhiệt độ b) Phản ứng tiến hành điều kiện đẳng nhiệt, đẳng áp nhiệt độ 200 0C áp suất 150 kPa bình với thể tích thay đổi cân thiết lập Tính p(PCl5) P(PCl3) cân độ chuyển hoá PCl5 (theo %) Cho biết: bar = 105 Pa; lna = 2,303loga; Câu (2,5 điểm) Dung dịch điện ly( có cân tạo phức) Cho dung dịch sau: NaH2PO4 0,01M (A); Na2HPO4 0,01M (B); HCl 0,01M (C) a Trình bày vắn tắt cách xác định pH dung dịch cho biết chất thị sau tốt sử dụng để phân biệt dung dịch Nêu rõ tượng xảy ra? (1) Metyl dacam (khoảng chuyển màu từ 3,1 - 4,4: pH < 3,1 màu đỏ; pH > 4,4 màu vàng) (2) Metyl đỏ (khoảng chuyển màu 4,4-6,2; pH < 4,4 màu đỏ; pH > 6,2 màu vàng); (3) Quỳ (khoảng chuyển màu 5,0-8,0; pH < 5,0 màu đỏ; pH > 8,0 màu xanh); (4) Phenolphtalein (khoảng chuyển màu 8,2 - 10,0; pH < 8,2 không màu; pH > 10 màu đỏ) b Nhỏ từ từ đến hết V lít dung dịch NaOH 0,03M vào V lít dung dịch H 3PO4 0,02M có thêm vài giọt quỳ tím, thu dung dịch X Viết phương trình phản ứng xảy cho biết thay đổi màu sắc dung dịch Cho biết: H3PO4 có pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32; pKw = 14 2.a Tính pH dung dịch K2Cr2O7 0,10M b Cho 100,0 ml dung dịch BaCl2 0,25M vào 100,0 ml dung dịch K2Cr2O7 0,10M Xác định pH dung dịch thu Cho biết: H3PO4 có pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32; pKw = 14 Cr2O72- + H2O  2HCrO4- có K = 10-1,64; HCrO4-  H+ + CrO42- có Ka = 10-6,5 Tích số tan BaCrO4 KS = 10-9,93 Câu (2,5 điểm) Hóa nguyên tố ( nhóm IV, V) Một số muối trung hòa chứa Na N (hoặc P) với phần trăm khối lượng nguyên tố cho bảng Trạng thái oxi hóa N P nằm hàng Muối chứa N Muối chứa P Muối % Na %N Muối % Na %P A 46.9 9.5 E 42.1 18.9 B 27.1 16.5 F 22.5 30.4 C 33.3 20.3 G 36.5 24.6 D 43.4 26.4 H 26.1 35.2 D H muối axit tương ứng I J Cả hai axit chất rắn màu trắng, dễ bị phân hủy nhiệt I phân hủy nhiệt theo giai đoạn J qua hai giai đoạn sau Xác định công thức phân tử từ A – H vẽ công thức cấu tạo chúng 2 Xác định công thức phân tử I, J, K, L, M, Q viết phương trình phân hủy nhiệt I J Vẽ công thức cấu tạo K Đề nghị chất khác cho sản phẩm phân hủy giống sản phẩm phân hủy I viết phương trình phản ứng tương ứng Câu (2,5 điểm) Phức chất Phức chất [PtCl2(NH3)2] xác định đồng phân trans- Nó phản ứng chậm với Ag2O cho phức chất [PtCl2(NH3)2(OH2)2]2+(kí hiệu X) Phức chất X không phản ứng với etylenđiamin (en) tỉ lệ mol phức chất X : en = : Hãy giải thích kiện vẽ (viết) cấu tạo phức chất X Coban tạo ion phức: [CoCl2(NH3)4]+ (A), [Co(CN)6]3- (B), [CoCl3(CN)3]3- (C), a Viết tên (A), (B), (C) Theo thuyết liên kết hoá trị, nguyên tử B trạng thái lai hoá nào? b Các ion phức có đồng phân lập thể? Vẽ cấu trúc chúng c Viết phương trình phản ứng (A) với ion sắt (II) môi trường axit Câu (2,5 điểm) Đại cương hóa hữu Dự đoán phản ứng sau thuận lợi hay không thuận lợi mặt nhiệt động học, giải thích Dự đoán độ bền [1.1.1]propellan (chất X) so với [2.1.1]propellan (chất Y) Thực nghiệm nhiệt hidro hóa X Y sau: Kết có phù hợp với dự đoán ban đầu hay không? Nêu nhận xét kết thực nghiệm So sánh, giải thích khác giá trị pKa phenol catechol: Câu 7: (2,5 điểm) Xác định cấu trúc Limonen monotecpen hidrocacbon quang hoạt có nhiều tinh dầu cam, chanh Ozon phân oxy hóa limonen thu X (C9H14O4) X tham gia phản ứng idofom tạo thành axit (R)-butan-1,2,4-tricacboxylic a Xác định cấu trúc limonen biết hidro hóa limonen thu sản phẩm tính quang hoạt b Cho limonen tác dụng với CH2I2 có mặt xúc tác Zn-Cu thu sản phẩm Y Biểu diễn đồng phân cấu hình có Y Ozon phân khử limonen thu hợp chất A (C10H16O2) Cho A ngưng tụ môi trường kiềm thu hai sản phẩm B C đồng phân cấu tạo Đồng phân hóa B dung dịch HCl thu D Tiếp theo, D phản ứng với ozon môi trường kiềm mạnh, đun nóng bị oxy hóa cắt mạch thu muối axit (1S,3R)-3-(cacboxymetyl)-2,2dimetylxyclopropancacboxylic Xác định cấu trúc A, B, C, D cho biết chế trình chuyển hóa đồng phân hóa B thành D Câu 8: (2,5 điểm) Tổng hợp hợp chất hữu Từ chất ban đầu, etanđiol hóa chất vô cơ, viết sơ đồ tổng hợp chất sau: HẾT -Người đề: Lại Năng Duy TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ HỒNG PHONG ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC KHỐI 11 NĂM 2016 TỈNH NAM ĐỊNH ĐÁP ÁN THI ĐỀ XUẤT Thời gian làm 180 phút (Đề có 05 trang, gồm 10 câu) Câu 1: (2,5 điểm) Tốc độ phản ứng tốc độ tạo thành sản phẩm C2H4: v= d [C2 H ] dt = v3 = k3[C2H5*] (1) Áp dụng nguyên lí dừng cho nồng độ gốc tự do: d [CH *] dt = 2v1 – v2 = 2k1[C2H6] – k2[CH3*][C2H6] = → [CH3*] = 2k1/k2 d [C2 H *] dt d [H *] dt (2) (3) = v2 – v3 + v4 – v5 = k2[CH3*][C2H6] - k3[C2H5*] + k4[H*][ C2H6] – k5[H*][ C2H5*] =0 (4) = v3 - v4 – v5 = (5) (3)+ (5) → v2 = 2v5 → k2[CH3*][C2H6] = k5[H*][C2H5*] →[C2H5*] = k2 [CH *][C2 H ] k1[C2 H ] = k5 [H *] k5 [H *] (6) Từ (4) ta có biểu thức khác để tính [C2H5*]: k [CH *][C2 H ]+k [H *][C2 H ] k2 [CH *]+k [H *] 2k +k [H *] [C2 H *] = = [C2 H ]= [C2 H ] k3 + k5[H *] k3 + k5 [H *] k3 + k5 [H *] Từ (6) (7) rút ra: k1 2k + k [H *] = k5 [H *] k3 + k5 [H *] (7) (8) Từ (8) rút phương trình bậc để tính [H*] Trong phương trình hệ số số nên nghiệm dĩ nhiên số, đặt [H*] = k’ (9) Thay (9) vào (6) đưa kết vào (1) ta có: v= = k[C2H6] k1k 3[C2 H ] k5 k ' Với k = (k1.k3)/(k5.k’) Từ chế đề nghị rút phương trình động học thực nghiệm chế có khả Câu 2: (2,5 điểm) a) Tính Kp 2000C = 473K: logK p = − 4375 + 1,75log(473K / K ) + 3,78 = − 0,7885 => K p = 0,163 (473K / K ) Ta có: ΔG0pư = - RT lnKp = - RT.2,303logKp = = 2,303.4375.R − 1,75.2,303RT logT − 3,78.2,303.RT 10075,625R − 1,75.RT lnT − 8,70534RT Tại 473K, ta có: ΔG0pư (473K) = 7,148 kJ Mặt khác, ta có: ΔG0pư = ΔH0 - TΔS => d∆G = − ∆S dT = -1,75RlnT - 1,75R – 8,70534R => ΔS0473K = 1,75.8,314.ln473 + 1,75.8,314 + 8,70534.8,314 = 176,5 J.K-1 ΔH0pư = ΔG0pư + TΔS = 90,6325 kJ b) PCl5(k) Ban đầu: P0 Cân bằng: P0 – x  PCl3(k) + Cl2(k) x x => PT = P0 + x = 1,5 bar => P0 – x = 1,5 – 2x Kp = p(PCl3 ).p(Cl ) x2 = = 0,163 => 6,173x2 + 2x − 1,5 = p(PCl5 ) 1,5 − 2x Vậy: p(PCl3) = 0,357 bar; p(PCl5) = 0,786 bar => x = 0,357 Độ chuyển hóa PCl5 = p(PCl3 ) 0,357 = 100% = 31,2% p(PCl5 ) 1,5 − 0,357 Câu (2,5 điểm) 1.a Dung dịch A: pHA = pKa1 + pKa 2 Dung dịch B: pHB = pKa1 + pKa 2 = 4,68 = 9,765 Dung dịch C: [H+] = 0,01M => pHC = Chất thị phù hợp metyl đỏ, đó: dung dịch C có màu đỏ; dung dịch A có màu đỏ da cam; dung dịch B có màu vàng b Nồng độ ban đầu của: NaOH = 0,015M; H3PO4 0,01M Phản ứng xảy ra: H3PO4 + 0,01 - OH- → H2PO4- + H2O 0,015 0,005 0,01 H2PO4- + OH- → HPO42- + H2O 0,01 0,005 5.10-3 5.10-3 - Dung dịch thu dung dịch đệm có dạng axit bazơ liên hợp nồng độ mol Do đó: pHX = pKa2 = 7,21 Hiện tượng: dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu tím 4.a K2Cr2O7 → 2K+ + Cr2O720,1M Các cân bằng: 0,1M Cr2O72- + H2O  2HCrO4- (1) HCrO4-  H+ + CrO42- (2) H2O  H+ + OH- K1 = 10-1,64 Ka = 10-6,5 (3) Kw = 10-14 Nhận xét: K1 >> Ka >> Kw => coi lượng HCrO4- chuyển hóa không đáng kể so với lượng HCrO4- tạo thành Xét cân (1): Cr2O72- + H2O  2HCrO4C 0,1 [] 0,1 - x K1 = (1) K1 = 10-1,64 2x − 2− => x = 2,124.10-2 => [HCrO4-] = 4,248.10-2M [HCrO ] (2x) = = 10 −1,64 [Cr2 O ] 0,1 − x Xét cân (2): HCrO4C 4,248.10-2 [] 4,248.10-2 - y Ka = + 2−  H+ + CrO42- y [H ][CrO ] y = = 10−6,5 − [HCrO ] 0,04248 − y (2) Ka = 10-6,5 y => y = 1,16.10-4 pH = 3,96 b Đánh giá khả hình thành kết tủa BaCrO 4: [Ba2+][CrO42-] = (0,25/2)(y/2) = 10-5,14 >> KS, có kết tủa BaSO4 xuất 2Ba2+ + Cr2O72- + H2O  2BaCrO4 + 2H+ 0,125 0,05 0,025 - (2) K2 = KS-2K1Ka2 = 105,22 >> 0,10 [H+] = 0,10M => pH = Câu (2,5 điểm) Ta thấy tổng phần trăm khối lượng nguyên tố muối A-H nhỏ 100% Do nguyên tố lại oxi Từ phần trăm khối lượng nguyên tố biết dễ dàng tính %O Vậy công thức muối tương ứng: A: Na : N : O = 46.9/23 : 9.5/14 : 43.6/16 = 2.039 : 0.678 : 2.725 = 3:1:4 → A = Na3NO4 B: Na : N : O = 27.1/23 : 16.5/14 : 56.4/16 = 1.178 : 1.178 : 3.525 = 1:1:3 → B = NaNO3 С: Na : N : O = 33.3/23 : 20.3/14 : 46.4/16 = 1.448 : 1.45 : 2.9 = 1:1:2 → C = NaNO2 D: Na : N : O = 43.4/23 : 26.4/14 : 30.2/16 = 1.887 : 1.886 : 1.888 = 1:1:1 → D = (NaNO)n tương ứng với Na2N2O2 E: Na : P : O = 42.1/23 : 18.9/31 : 39/16 = 1.83 : 0.61 : 2.44 = 3:1:4 → E = Na3PO4 F: Na : P : O = 22.5/23 : 30.4/31 : 47.1/16 = 0.978 : 0.98 : 2.944 = 1:1:3 → F = NaPO3 G: Na : P : O = 36.5/23 : 24.6/31 : 38.9/16 = 1.587 : 0.794 : 2.431 = 1.999:1:3.062 Nếu G Na2PO3 ứng với trạng thái oxi hóa P +4, +3 Do dự đóan G chứa hidro, công thức tương ứng G = Na2HPO3 H: Na : P : O = 26.1/23 : 35.2/31 : 38.7/16 = 1.135 : 1.135 : 2.419 = 1:1:2, tương tự H có công thức H = NaH2PO2 Chú ý hóa trị tối đa N P nên ta vẽ công thức cấu tạo anion tạo từ muối tương ứng sau: Các axit tương ứng muối Na2N2O2 NaH2PO2 H2N2O2 H3PO2 Sự phân hủy muối: Do đó: I = H2N2O2, J = H3PO2, K = N2O, L = H3PO3, M = H3PO4, Q = PH3 Công thức cấu tạo N2O Các chất phân hủy cho N2O H2O là: Câu 5: (2,5 điểm) [PtCl2(NH3)2] (1) đồng phân trans- đòi hỏi phức chất phải có cấu tạo vuông phẳng: - Phản ứng (1) với Ag2O: Trans-[PtCl2(NH3)2] + Ag2O + H2O → Trans-[PtCl2(NH3)2(H2O)2]2+ + 2OH- Etylenđiamin phối tử hai mạch ngắn Khi phối trí với ion kim loại chiếm vị trí phối trí cạnh (vị trí cis) Hiện tượng en phản ứng với [PtCl2(NH3)2(H2O)2]2+ theo phản ứng: [PtCl2(NH3)2(H2O)2]2+ + en → [PtCl2(NH3)2(H2O)2en]2+ + 2H2O chứng tỏ phân tử H2O nằm vị trí trans Như công thức cấu tạo phức chất phải là: H2O Cl NH3 Pt NH3 Cl H2O a Tên ion phức: (A) Tetraamminđiclorocoban(III); (B) Hexaxianocobantat(III); (C) Triclorotrixianocobantat(III) [Co(CN)6]3-: Co: d2sp3; C: sp; N : không vào trạng thái lai hoá trạng thái lai hoá sp b Ion phức (A) có đồng phân: Cl Cl H3N H3N NH3 Co NH3 H3N H3N Cl Cl Co NH3 NH3 Ion phức (B) đồng phân: CN NC NC Co CN CN CN Ion phức (C) có đồng phân: CN Cl NC Cl Co CN Cl NC Cl CN c [CoCl2(NH3)4]+ + Fe2+ + 4H+ Co Cl Cl CN  → Co2+ + Fe3+ + Cl- + NH4+ Câu 6: (2,5 điểm) a Không thuận lợi anion xyclopropyl có sức căng vòng nhỏ xyclopropan (cặp e tự chiếm thể tích không gian lớn giúp ép góc liên kết) Hoặc giải thích CH có tính axit xyclopropan (Obitan lai hóa tạo liên kết C-H xyclopropan mang nhiều đặc tính obitan s metan nên độ âm điện C xyclopropan cao hơn) b Không thuận lợi cation +CH2CN bền CH3+ khả cộng hưởng giải tỏa: + CH2–C≡N ↔ CH2=C=N+ c Thuận lợi CF3- bền CH3- F có độ âm điện mạnh, có hiệu ứng –I, –H Dễ dự đoán X phải bền Y (sức căng vòng lớn) Kết thực nghiệm X (chứa vòng cạnh) lại có khả phản ứng Y (chứa vòng cạnh vòng cạnh) Nguyên nhân sản phẩm hidro hóa Y đạt đến dạng bền vượt trội (2 vòng cạnh), sản phẩm hidro hóa X lại độ bền cao (2 vòng cạnh) Như vậy, thực nghiệm dự đoán không mâu thuẫn nhau, chất đầu có lượng cao (kém bền) sinh sản phẩm bền khả phản ứng (hiệu ứng nhiệt phản ứng) chưa cao Do liên kết H nội phân tử catechol Tăng cường liên kết H nội Phá bỏ liên kết H nội Câu 7: (2,5 điểm) axit (R)-butan-1,2,4-tricacboxylic X có khả năng: X1: X2: X3: Limonen monotecpen → phân tử có 10C X có C, limonen hidrocacbon → Phân tử limonen phải có nối đôi vòng cạnh nối đôi đầu mạch Xét cấu trúc limonen từ X1 Cả cấu trúc từ X1 không thỏa mãn điều kiện sản phẩm hidro hóa limonen không quang hoạt Xét cấu trúc limonen từ X2 Chỉ có cấu trúc thỏa mãn điều kiện sản phẩm hidro hóa limonen không quang hoạt Xét cấu trúc limonen từ X3 Cả cấu trúc từ X3 không thỏa mãn điều kiện sản phẩm hidro hóa limonen không quang hoạt Vậy limonen có cấu trúc: A: B: C: D: Cơ chế sinh D: Câu 9: (2,5 điểm)