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

Axit ascorbic chứa dienol nhưng phõn tử lại khỏ bền nhờ tạo được liờn kết hidro; đồng thời liờn kết hidro cũng giải thớch tớnh axit khỏc nhau của 2 nhúm OH này.. - Cặp e tự do trên nguyê

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XII

TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÙNG VƯƠNG

TỈNH PHÚ THỌ ĐÁP ÁN ĐỀ THI ĐỀ XUẤT

ĐÁP ÁN BÀI THI MÔN HÓA HỌC KHỐI 11

NĂM 2016

Câu 1: (2,5 điểm) Nhiệt – cân bằng hóa học

1 a) Tính nhiệt lượng cần thiết để nâng nhiệt độ của 0,5 mol nước từ −50o C đến

500 o C ở P = 1atm Biết rằng nhiệt nóng chảy của nước ở 273K là 6004 J.mol−1 , nhiệt bay hơi của nước ở 373 K là 40660 J.mol−1 , nhiệt dung đẳng áp của nước

đá, nước lỏng và hơi nước lần lượt là Cop (H 2 O (r) ) = 36,56 J.K−1 mol−1 ; Cop (H 2 O (l) ) =

75,30 J.K−1 mol−1 ; Cop (H 2 O (h) ) = 30,20 + 10−2 T (J.K−1 mol−1 )

b) Tính ∆G o của quá trình.

2 Phản ứng: 2H 2 + CO ¬ → CH 3 OH ở áp suất không đổi có nhiệt hình thành

chuẩn ở 298 K và nhiệt dung mol đẳng áp của các chất như sau:

∆Ho298(kJ.mol−1 ) Cop (J.K−1 mol−1 )

H 2 (k) − 27,28 + 3,26×10−3 T + 0,502×10 5 T−2

CO (k) − 110,5 28,41 + 4,10×10−3 T − 0,46×10 5 T−2

CH 3 OH (k) − 201,2 15,28 + 105,2×10−3 T − 31,04×10−5 T 2

Tính ∆H của phản ứng đã cho ở 227 o C.

1 a) Quá trình tổng cộng là

H2O (r) →® un nãng H2O (r) o

nc H

∆

→ H2O (l) →® un nãng H2O (l) o

hh H

∆

→

223 K 273 K 273 K 373 K

H2O (h) ∆H→3o

H2O (h)

373 K 773 K

∆Ho =

p

n C ( ) dTr

∫

273

223 +n ∆Honc +

p

n C ( ) dTl

∫

373

273 +n ∆Hohh +

0,75

n C ( ) dTh

∫

773

373

=

35,56

2 (273 − 223) +

6004

2 +

75,30

2 (373 − 223) +

40660 2

+

30,20

2 (773 − 373) +

2

10 4

− (7732− 3732)

= 35172 J

b) Tính ∆So

H2O (r) ∆S→1o

H2O (r) ∆S→o2

H2O (l) ∆S→3o

H2O (l) ∆S→o4

H2O (h)

223 K 273 K 273 K 373 K 373 K

o S

∆

→5

H2O (h)

773 K

∆So = ∆S1o + ∆So2 + ∆S3o + ∆So4+ ∆So5

∆So2 và ∆So4 tính theo biểu thức ∆S =

H T

∆

còn các ∆S khác tính theo

biểu thức ∆S =

p

dT

n C T

T T

∫2 1

∆So =

p (r)

dT

n C

T

∫

273

nc nc

H T

∆

+

p ( )

dT

n C

T

l

∫

373

hh hh

H T

∆

+

p (h)

dT

n C

T

∫

773 373

= 0,5 ×35,56ln

273

223 +

0,5 6004 273

×

+ 0,5 ×75,30ln

373

273 +

0,5 40660

373

×

+ 0,5 ×[30,2ln

773

373 + 10−2(773 − 373)]

= 93,85 J.K− 1

∆Go = ∆Ho − T∆So = 35172 − 298 ×93,85 = 7204,7 J

hay 7,2047 kJ

0,75

2 Xác định ∆Cp: ∆a = 15,28 − 28,41 − 27,28 = − 67,69

∆b = 10−3T×(105,2− 4,10 − 2×3,26) = 94,58×10−3T

1,0

∆c = −31,04×10−5 T2

∆c’= 105T− 2× (0,46 − 2×0,502) = − 0,544×105T− 2

∆Cp = − 67,69 + 94,58×10− 3 T−31,04×10− 5T2− 0,544×105T− 2

∆H0

298 = − 201,2 − (−110,5) = − 90,7 kJ

∆HT = ∆H0

298 +

p

C dT

T

∆

∫

298

∆HT = ∆H0

298 +

T

∫

298 (− 67,69 + 94,58×10−3 T−31,04×10−5T2− 0,544×105T− 2)dT

= ∆H0

298 + (− 67,69T +

1

2×94,58×10− 3 T2 −

1

3×31,04×10− 5T3

+ 0,544×105T− 1) Vậy, ∆HT = − 90,7.10 3 − 67,69T + 47,69×10−3 T 2

−10,34×10−5 T 3 + 0,544×10 5 T−1

∆H ở 500 K: thay T = 500 K

∆H500 = − 90,7.103 − 67,69×500 + 47,69×10− 3×5002 −10,34×10− 5×500 5

0,544 10

500

×

= − 113910 J hay −113,91 kJ

Câu 2: (2,5 điểm) Dung dich điện li

Để chuẩn độ 25 ml dung dịch axit một lần axit HX bằng dung dịch NaOH 0,064 M cần dùng hết 18,22 ml Giá trị pH của dung dịch thay đổi theo phần trăm của HX chuẩn độ được ghi nhận:

% chuẩn độ 0% 33,3% 66,7%

pH 3,39 5,14 5,74

a) Xác định nồng độ đầu của axit trong dung dịch trên

b) Xác định giá trị K a từ hai hay ba điều kiện ở trên

c) Tính pH tại điểm tương đương.

Câu 2 Đáp án Điểm

a) C0

HX =

18, 22 0,064 25

×

= 4,66×10−2 M

0,5

b. Coi lượng H+ phân li là không đáng kể so với lượng HX ban

đầu

∗ Khi HX chưa được chuẩn độ:

HX H+ + X− Ka

[ ] C0

HX− x x x

Ta có:

Ka =

2 0

HX

x

C −x ≈

2 3,39 2

(10 ) 10

4,66.10

pH HX

C

−

=

= 3,56×10−6

∗ Khi 1/3 lượng axit được chuẩn độ: [H+] = 10− pH = 10− 5,14 =

7,24×10−6

Ka =

+ [H ] [X ] [HX]

−

×

=

2

1 (7, 24 10 ) (4,66 10 )

3 2

(4,66 10 )

3

−

= 3,62×10-6

∗ Khi 2/3 lượng axit được chuẩn độ: [H+] = 10−5,74 = 1,82×10−6M

Ka =

+ [H ] [X ] [HX]

−

×

=

2

2 (1,82 10 ) (4,66 10 )

3 1 (4,66 10 )

3

−

= 3,64×10− 6 M

Khi không bỏ qua sự phân li cho H+ so với nồng độ đầu của HA kết

quả như sau:

K a = 3,59×10 -6 ; K a = 3,61×10 -6 ; K a = 3,66×10 -6

1,0

c Tính pH tại điểm tương đương

C0

NaOH = 0,064M ; C0

HX = 0,0466M

Thể tích dung dịch tại điểm tương đương: 25 + 18,22 = 43,22 ml

⇒ [X−] =

0,0466 25

43, 22

×

= 0,0270 M Xét cân bằng:

X− + H2O HX + OH− Ka’ = Kw×Ka − 1 = 2,78×10− 9

Ta có: Ka’ =

2 [OH ] [HX] [OH ]

= 2,78×10− 9

⇒ [OH−] = 8,66×10− 6⇒ pH = 8,94

1,0

Cõu 3: (2,5 điểm) Nitơ – photpho, cacbon – silic

1 200 gam PCl5 trộn với 50 gam NH4Cl trong bình kín dung tích 2,0 Lít và đun

trong 8 giờ ở 400oC Làm nguội đến 25oC thì áp suất trong bình là 45,72 bar Hấp thụ khí tạo ra bằng H2O thu đợc một axit mạnh Chất rắn A tinh thể không màu còn lại đợc rửa cẩn thận bằng H2O để loại bỏ PCl5 d, sau đó làm khô cân nặng 108,42 gam Phép nghiệm lạnh xác định khối lợng mol của A cho giá trị 340 ± 15 g/mol a) Xác định công thức phân tử A

b) Nêu cấu trúc A

2 Ion siêu oxit O2

−

phản ứng với NO trong nớc ở điều kiện thớch hợp tạo ra ion

peroxonitrit [ONO2] − Ion này phản ứng nhanh với CO2 trong nớc hoặc HCO3

−

tạo

ra hợp chất [ONO2CO2]− Hãy đề xuất cấu trúc có thể của các chất sinh ra.

1

a Số mol PCl5 =

200 208,5= 0,96 và NH4Cl =

50 53,5 = 0,9346

Tỷ lệ số mol phản ứng = 1 : 1

số mol sản phẩm khí trong bình =

45, 72 2

0, 08205 298

ì

ì = 3,74 mol

Theo giả thiết: sản phẩm khí là HCl có số mol gấp

3,74 0,93= 4 lần

NH4Cl

→ số mol của A = 0,93 và KL mol của A theo lý thuyết =

108, 42 0,9346= 116

Vậy công thức A theo lý thuyết : PNCl2

1,0

PCl5 + NH4Cl → PNCl2 + 4 HCl

P

P

P Cl

Cl Cl

Cl Cl b Do KL mol của A thực tế gấp

340 15 116

±

= 3 lần

KL mol theo lý thuyết nên thực tế A tồn tại dới dạng trime

0,5

2 Cấu trúc có thể của [ONO2]− là: (do N trong sản phẩm có một đôi e

đơn độc nên phân tử sẽ bị gập)

O = N

O O Hai cấu trúc có thể của [ONO2CO2] − là:

N

O O O

O C

O

( )

O O

O O C

O

( )

1,0

Cõu 4: (2,5 điểm) Hiệu ứng cấu trỳc

1. Axit ascorbic chứa dienol nhưng phõn tử lại khỏ bền nhờ tạo được liờn kết hidro; đồng thời liờn kết hidro cũng giải thớch tớnh axit khỏc nhau của 2 nhúm OH này Vẽ liờn kết hidro và giải thớch nhúm OH nào cú tớnh axit cao hơn.

2. So sánh tính bazơ của các chất sau, giải thích:

(1) (2) (3) (4)

m

1. Sự tạo thành chelat do liên kết hidro làm bền hóa axit ascorbic

Ngoài sự giải thích tính axit dựa vào độ bền của anion do cộng hưởng

giải tỏa e, về khía cạnh tạo liên kết H, nhóm OH-4 > OH-3 vì H ở

HO-4 chỉ bị liên kết với 1O, còn HO-3 liên kêt với O=C nơi có mật độ e

cao hơn (H bị giữ chặt hơn).

O

H OH

CH2OH

H

O

O

H

1,0

2. Tính bazơ

(2) (3) (4) (1)

Giải thích:

0,75

0,75

N

N

NH

- Cặp e tự do trên nguyên tử N của chất (1) đã tham gia vào hệ liên hợp trong vòng, do đó nguyên tử N không thể hiện tính bazơ

- Cặp e tự do trên nguyên tử N trong pyridine (3) ở AO-sp2 không tham gia liên hợp vì vậy pyridin thể hiện tính bazơ

- Sự có mặt của dị tử thứ 2 trong vòng ảnh hưởng đến tác dụng nhận e Do đó tính bazơ của chất (4) nhỏ hơn tính bazơ của pyridin

- (2) có tính bazơ mạnh nhất do sự giải tỏa điện tích trong axit liên hợp với sự tham gia của 2 nguyên tử N

NH

N H

NH

N H

NH

N H

hoÆc

Câu 5: (2,5 điểm) Cơ chế hữu cơ

Có ba đồng phân: 1,2-dioxan, 1,3-dioxan và 1,4-dioxan.

O

O

O

O

O O

1,2-dioxan 1,3-dioxan 1,4-dioxan

1) Xác định dioxin nào có tính chất sau

- Chất thứ 1 về bản chất hóa học giống như ete.

- Chất thứ 2 dễ nổ khi đun nóng.

- Chất thứ 3 dễ bị thủy phân trong axit loãng.

2) Viết cơ chế thủy phân của chất thứ 3.

1.

- Chất (1) là 1,4-dioxan Hai nguyên tử oxi ở xa nhau, phân tử tan

dễ trong nước, thể hiện tính chất của ete.

- Chất (2) là 1,2-dioxan Hai nguyên tử O liên kết với nhau bằng

liên kết như một peoxit, liên kết này dễ bị phân cắt thành các gốc,

có khả năng phản ứng gây nổ mạnh.

- Chất (3) là 1,3-dioxan Hai nguyên tử O cách nhau một nguyên

tử C sp 3 , nên dễ bị thủy phân trong môi trường axit loãng .

1,0

2.

1,5

Câu 6 : (2,5 điểm) Xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ

Bốn chất A, B, C và D là các đồng phân thuộc dẫn xuất của benzen, công

thức PT C 8 H 10 O

• Trong bốn chất trên chỉ có C và D phản ứng với natri, giải phóng khí hiđro

• Trong bốn chất trên chỉ có D làm chuyển dung dịch sắt(III) clorua thành

màu xanh tím

• Oxi hóa bởi dung dịch kali permanganat/ đun nóng, chỉ có chất A và C cho

axit benzoic.

Nếu thế một nguyên tử hiđro của benzen bởi một nguyên tử clo thì B có thể cho bốn dẫn xuất monoclo, còn D chỉ cho hai dẫn xuất monoclo

• Hiđro hóa/ xúc tác vòng benzen của C và D cho các ancol no tương ứng Biết rằng, ancol no thu được từ C không có tính quang hoạt nhưng ancol thu từ

D thì quang hoạt.

Biết: Ở thí nghiệm đầu, mẫu nguyên chất ở trạng thái lỏng, nếu mẫu rắn thì mẫu

pha trong dung môi aprotic (không cho proton).

Biện luận để xác định cấu trúc của A, B, C và D Viết tất cả các đồng phân

khác có cùng tính chất tương tự.

a) Các ête không giải phóng hiđro khi phản ứng với Na: A và B

b) A (không phải B) bị oxi hóa thành axit benzoic:

A là ete-dẫn xuất mono thế của benzene

O

A

c) B cho 4 dẫn xuất monoclo nên có 2 cấu trúc

O

B

O

d) D là phenol và cho 2 dẫn xuất monoclo và khi khử vòng

benzene thành xiclohexan thì ancol thu được quang hoạt nên có 2 đồng phân

OH

D

OH

0.5

0,5

0,5

0,5

e) C là ancol thơm-béo; bị oxi hóa thành axit benzoic (là

dẫn xuất mono thế, có nhóm CH2 gắn với vòng benzen); và khi khử vòng benzene thành xiclohexan thì ancol thu được không quang hoạt (phân tử đối xứng) nên có 2 đồng phân thỏa mãn

OH

C

OH

0,5

Câu 7: (2,5 điểm) Tổng hợp hữu cơ

Khi cho 11,0g chất RX n (n = 1,2) tác dụng với ([Ag(NH 3 ) 2 ]OH) ta được 21,6g kết tủa B R là vòng 6 cacbon hoặc những vòng 5 cacbon − 6 cacbon đối xứng có khoảng cách lớn nhất giữa các liên kết kép nếu tâm hoạt động X là C a H b O m chỉ được nối với vòng 6 cacbon Ở n = 2 thì X được định vị ở khoảng cách lớn nhất đối với nhau và cả đối với các liên kết kép trong R.

a) Viết các công thức cấu tạo có thể có của RX n nếu trong X có m = 0, 1, 2 Dùng tính toán để khẳng định đáp số.

b) Nêu rõ sự phụ thuộc giữa bản chất của X và thành phần của B.

c) Viết hơn 2 thí dụ về phản ứng của thuốc thử ([Ag(NH 3 ) 2 ]OH) với các loại hợp chất hữu cơ khác.

a) Với m = 0 thì R(C ≡ H) + [Ag(NH3)2]OH → R(C ≡ CAg) + H2O

+ 2NH3

Đặt khối lượng nguyên tử của R là AR ta có :

R

11, 0

(A + 25) = R

21,6 (A + 132)→ AR = 86 (g/mol) Như vậy R là C6H14 và không có hợp chất vòng nào như vậy

R(C ≡ CH)2 + 2[Ag(NH3)2]OH → R(C ≡ CAg)2 + 2H2O + 4NH3

Kết quả cho :

R

2.11, 0 (A + 50) = R

21, 6 (A + 264) ⇒ AR = 172 (g/mol)

và như vậy có R là C13H16, có thể là hoặc

1,5

Với m = 1 thì :

ROH + 2[Ag(NH3)2]OH → RO2 + 2Ag ↓ + 4NH3 + 2H2O Tính ra : R

11, 0

(A + 17) = 21,6108 ⇒ AR = 38 (g/mol) ⇒ R không thể là vòng 6 cạnh

Với

O

R C

H

−

+ 2[Ag(NH3)2]OH → 4

O

R C

ONH

−

+ 2Ag ↓ + 3NH3 +

H2O

Tính ra : R

2.11, 0 (A + 29) = 21, 6108 ⇒ AR = 81 (g/mol) suy ra R là

C6H9

Với m = 2 thì

2

O

C

R

H

  + 4[Ag(NH3)2]OH → 4 2

O C R

ONH

  + 4Ag ↓ + 6NH3 + 2H2O

Tính ra: R

4.11, 0 21, 6 (A +58) = 108

⇒ AR = 162 (g/mol) suy ra R là

C12H18, có cấu tạo là :

Còn với R(OH)2 + 2[Ag(NH3)2]OH → RO2 + 2Ag ↓ + 4NH3 + 2H2O thì :

R

2.11, 0

A + 34 = 21,6108 ⇒ AR = 76 (g/mol), suy ra R là C6H4, có cấu tạo là

Bản chất của X − C ≡ H − OH

(phenol) −

O C

H C = O Kết tủa B R − C ≡ C −

0,5

c) Ba thí dụ về các loại hợp chất hữu cơ khác tác dụng với [O] là

[Ag(NH3)2]OH

[O]

, v.v

0,5

Câu 8: (2,5 điểm) Tổng hợp vô cơ

Phi kim A được dùng phổ biến trong công nghệ chế tạo chíp điện tử máy vi tính A được tìm thấy trong quặng zeolit (Na 2 O.2Al 2 O 3 5AO 2 5H 2 O) và fenspat (KAlA 3 O 8 ) với tỉ lệ phần trăm khối lượng tương ứng là 21,34% và 30,21%.

1 Xác định tên gọi của á kim A.

2 Đốt cháy 5,6 gam A tinh khiết bằng một lượng oxi dư ở 1200 0 C thu được 12 gam oxit A x O y

a Cho biết công thức hóa học của oxit A x O y

b Cả A và A x O y đều bị ăn mòn bởi dung dịch hiđro florua tạo ra một axit Hãy viết phương trình phản ứng xảy ra.

a Biết MNa = 23 g/mol, MO = 16 gam/mol, MAl = 27 g/mol, MH = 1

g/mol

1 mol zeolit chứa 5 mol AO2, tức cũng sẽ chứa 5 mol A Do đó,

phần trăm khối lượng của A trong zeolit được tính như sau:

%mA =

A A

5.M

516 5.M + = 21,34100

⇔ MA = 28 gam/mol

Vậy, A là silic

“Á kim là những nguyên tố có những tính chất nằm giữa kim loại

và phi kim gần nó như Bo, Silic, Germani, Asen, Antimon, Telu,

Atatin”

1,0

b)

Xét phản ứng:

Si + O2 →t0 SixOy (1)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng (1):

mSi + m O 2 = m S O x y

m O 2 = m S O x y − mSi = 12 − 5,6 = 6,4 gam

Số mol nguyên tử Si có trong 5,6 gam Si: nSi =

5, 6

28 = 0,2 mol

Số mol nguyên tử O có trong 12 gam SixOy là: nO =

6, 4 2

32 = 0,4 mol

Ta có:

Si O

n

y n = = 0, 4 2 =

Vậy, công thức của oxit tạo ra là SiO2

SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O

Si + 6HF → H2SiF6 + 2H2

1,0

0,5

-HẾT -Người ra đề: Nguyễn Hồng Thư Người thẩm định: Nguyễn Văn Đức

ĐT: 0985340575