ĐỀ VÀ ĐÁP ÁN CHI TIẾT – MÔ N HÓA – KHỐI 11Câu I : Xét sự thủy phân của este metyl axetat ở 250C trong các môi trường sau: Trường hợp 1: Trong môi trường kiềm, khi tăng nồng độ kiềm lên
Trang 1ĐỀ VÀ ĐÁP ÁN CHI TIẾT – MÔ N HÓA – KHỐI 11
Câu I :
Xét sự thủy phân của este metyl axetat ở 250C trong các môi trường sau:
Trường hợp 1: Trong môi trường kiềm, khi tăng nồng độ kiềm lên gấp đôi thì tốc độ phản ứng tăng lên hai lần Nhận xét này cũng được thấy khi tăng nồng độ của este lên hai lần Trường hợp 2: Phản ứng thuỷ phân được thực hiện trong môi trường đệm
Trường hợp 3: Người ta tiến hành phản ứng thuỷ phân trong môi trường axit HCl 0,05M
dư Động học của phản ứng được nghiên cứu bằng cách chuẩn độ 25ml hỗn hợp phản ứng bằng dung dịch NaOH ở từng thời điểm t với kết quả như sau :
I.1 Hãy viết phương trình động học của phản ứng Cho biết bậc của phản ứng trong từng trường hợp
I.2 Trong TH1: Nếu cho 0,01 mol xút và 0,01 mol este vào 1lit nước (xem như thể tích thay đổi không đáng kể) Sau 200 phút thì 3/5 lượng este chưa bị phân huỷ Tính hằng
số tốc độ phản ứng k1
I.3 Trong TH 3: Hãy tính hằng số tốc độ phản ứng k3 và thời gian để este phân huỷ hết 50% Từ đó hãy so sánh giá trị k1 và k3
Đáp án
I.1 Nhận xét:
TH1: v = k1[este]a.[OH-]b → khi tăng nồng độ của este hoặc bazơ lên gấp
hai lần thì v cũng tăng lên gấp đôi → a = b = 1 → v = k1[este][OH-]
Vậy trong TH1 bậc của phản ứng là bậc 2
1 điểm
TH2: Ta có v = k[este][OH-] Nhưng trong môi trường đệm nên [OH-] =
const → v = k2[este] với k2 = k[OH-]
TH3: v = k[este][axit] Do axit lấy dư nên k[axit] = const =k3 → v = k3[este]
Vậy trong TH2, 3 bậc phản ứng là bậc 1
1 điểm
I.2 Vì nồng este và axit bằng nhau và [A0] = 0,01M nên ta có
kt A x
A [ ]
1 ]
[
1
0
0 với [A0] là nồng độ của este; [A0] – x là nồng độ của
este tại thời điểm t
Lượng este chưa bị thuỷ phân là 2/5[A0] → A [A ] kt
1 ] [ 5 2
1
0 0
→ k= 0,75 mol-1.L.phút-1 = k1
1 điểm
] [
] [ lg 303 , 2
0 0
Nếu V ở thời điểm t = là thể tích ứng với sự kết thúc thuỷ phân este
trong môi trường axit, V0 là thể tích ứng với thời điểm t= 0 thì hiệu V - V0
sẽ tỉ lệ với nồng độ đầu của este Còn hiệu V - Vt sẽ tỉ lệ với nồng độ este
tại thời điểm t ( Vt là thể tích ứng với thời điểm t ) Do đó:
k3 phút-1 0,003016 0,003224 0,003244
1
3 0 , 003161
k Vậy k1 gấp k3 khoảng 237,27 lần
tk3 = ln2 → t = 219 phút
1 điểm
1
Trang 2Câu II :
Tính pH của dung dịch CH3COOH 0,1M
II.1 Phải thêm vào 1 Lít dung dịch trên bao nhiêu gam NaOH để được dung dịch có pH
=3
II.2 Xác định độ tan của AgCN trong dung dịch đệm có pH =3
II.3 Ion phức Ag(NH3)2+ bị phân huỷ trong môi trường axit theo phản ứng:
Ag(NH3)2+ + 2H+ Ag+ + 2NH4+
Để 90% ion phức có trong dung dịch Ag(NH3)2+ 0,1Mbị phân huỷ thì nồng độ H+ tại trạng thái cân bằng là bao nhiêu
Biết :hằng số axit của CH3COOH là K1 = 10-4,76; HCN là K2 = 10-9,35 ;
NH4+ là K3 = 10-9,24
AgCN Ag+ + CN- T = 2,2 10-16
Ag+ + NH3 Ag(NH3)+ 1 = 103,32 Ag(NH3)+ + NH3 Ag(NH3)2+ 2 = 103,92
Đáp án:
II.1 CH3COOH CH3COO- + H+
C (M) 0,1
[ ] (M) 0,1 – x x x
= 10-4,76
Giả sử, x << 0,1 nên suy ra x = 10-2,88 => pH = 2,88
1 điểm
II.2 CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O
(M) C C CH3COONa CH3COO- + Na+
(M) C C
CH3COOH CH3COO- + H+ Ka = 10-4,76
C0 (M) 0,1- C C
[ ] (M) 0,1- C – 10-3 C + 10-3 10-3
pH = 3 => [H+] = 10-3 (M)
3
3 3
10 10
1 , 0
10 ) 10
C C
C = 7,08 10-4 (M) => nNaOH = 7,08 10-4 (mol) => mNaOH = 40x 7,08 10-4 = 0,028 (g)
1 điểm
II.3
AgCN Ag+ + CN- T = 10-15,66
H+ + CN- HCN K2-1 = 109,35
AgCN + H+ Ag+ + HCN K = TK2-1 = 10-6,31
C (M) 10-3
[ ] (M) 10-3 + S S S
= 10-6,31
S2 - 10-6,31S - 10-9,31 = 0
S = 2,2.10-5
1 điểm
II.4.
Ag+ + NH3 Ag(NH3)+ 1 = 103,32
Ag(NH3)+ + NH3 Ag(NH3)2+ 2 = 103,92
Ag+ + 2NH3 Ag(NH3)2+ = 107,24
Ag(NH3)2+ Ag+ + 2NH3 -1 = 10-7,24
NH3 + H+ NH4+ x 2 K3-1 = 109,24
1 điểm
Trang 3Khi phức bị phân huỷ 90% thì :
[Ag(NH3)2+] = 0,1 – 0,1 x 0,9 = 0,01 (M) [Ag+] = 0,09 (M)
[NH4+] = 0,09 x 2 = 0,18 (M) Ag(NH3)2+ + 2H+ Ag+ + 2NH4+ K = 1011,24
[ ] (M) 0,01 y 0,09 0,18
= 1011,24 y = [H+] = 1,3 10-6 (M)
Câu III : 6 điểm
III.1 Hòa tan 8,00g 1 hidroxit kim loại chưa biết có công thức M(OH)2 vào 1,00dm3 nước thì thu được 6,52 g chất rắn không tan còn lại Thêm tiếp 51,66 M(NO3)2 vào dung dịch thì thấy khối lượng pha rắn tăng đến 7,63g
Hãy xác định tên kim loại này Giả thiết rằng thể tích dung dịch không thay đổi và các chất tan đều tan hoàn toàn
III 2 Cho phản ứng : Cu(r) + CuCl2(dd) 2 CuCl(r)
III.2.1 Ở 250C phản ứng xảy ra theo chiều nào, nếu người ta trộn một dung dịch chứa
CuSO4 0,2M; NaCl 0,4M với bột Cu lấy dư ? Cho T CuCl = 10-7 , E0Cu2 /Cu 0 , 15 V ; E0Cu2 /Cu 0 , 335 V
III.2.2 Tính hằng số cân bằng K của phản ứng trên ở 250C
Đáp án :
III 1 Chất rắn không tan còn lại là M(OH)2
Khối lượng hidroxit tan vào nước : 8,00 – 6,52 = 1,48 g
34 M
1,48 n
2
M(OH)
Nồng độ các ion trong dung dịch : (M)
34 M
1,48 ]
[ 2
M
(M) 34 M
2,96 34
M
1,48
x
2
]
[
OH
0,5 điểm
Tích số tan của M(OH)2 trong nước :
2
3
4 x 1,48
(M 34)
124 M
51.66
2
M C
0,5 điểm
Do M(NO3)2 hòa tan hết vào dd nên xảy ra sự dời mức cân bằng :
M(OH)2 M2+ + 2OH
-Ban đầu
124 M
51.66
10-7 Điện ly x x 2x
Cân bằng (x +
124 M
51.66
) (10-7 + 2x)
34 M
0,37 34
M
7,63 -8
1 điểm
3
Trang 4Tại cân bằng mới : (M)
34 M
0,74 2x) 10
( ]
OH
(M) 124 M
51,66 34
M
0,37
]
[ 2
M
0,5 điểm
) (M 34 M
0,74 124
M
51,66 34
M
0,37 ]
][OH [M
2 2
124 M
51,66 34
M
0,37 34
M
23,68
Vậy kim loại là Canxi Hidroxit là Ca(OH)2
0,5 điểm
III 2 Ta cĩ : Cu2+ + 2e = Cu , G1
Cu2+ + 1e = Cu+ , G2
Cu+ + 1e = Cu , G3
Cu Cu Cu
Cu Cu
E F
G G G
/ 0 /
0 /
0
2 1 3
2
2
1
E0Cu /Cu 2 E0Cu2 /Cu E0Cu2 /Cu
= 2.0,335 - 0,15 = 0,52 V
1 điểm
Ta cĩ :
] [
] [ lg 059 , 0
2 /
0 /
2
Cu
Cu E
Cu
Cu
4 , 0 / 10
2 , 0 lg 059 , 0 15 ,
)
ECu+/Cu = E0 Cu+/Cu + 0,059 lg [Cu +]
= 0,52 + 0,059 lg 10-7/ 0,4 = 0,13V
1 điểm
2/ Khi cân bằng :
K1 = 0 / 0 , 059
10n E = 5,35.10-7 K2 = ( 10-7)-2 = 1014 Vậy :
K = K1 K2 = 5,35.107
1 điểm
Câu IV : 2 điểm
Hoàn chỉnh sơ đồ biến hóa sau:
(CH3)2CH – CH2 – CH3 Br2 , ás A NaOH, rượu B Br2 , CCl4 C 2KOH, rượu D E
Đáp án:
Trang 5(CH3)2CH – CH2 – CH3 Br2 , ás (CH3)2CBr – CH2 – CH3
NaOH, rượu (CH3)2C=CH – CH3
1 điểm
Br2, CCl4 (CH3)2CBr – CHBr – CH3 2KOH, rượu
O
CH2
CH2
CH CH
CH3
1 điểm
Câu V : 4điểm
V.1.Chất hữu cơ (X) là một rượu no, nhị chức, mạch hở Dung dịch X 62% trong nước có nhiệt độ đông đặc là 930
19
- oC V.2.Xác định công thức cấu tạo của (X) Biết hằng số nghiệm lạnh của nước là 1,86 V.3.Trình bày 3 cách khác nhau để điều chế (X) từ etylen
V.4.Khi có mặt chất xúc tác thích hợp thì chất (X) khử nước tạo ra chất (A) Trong môi trường kiềm, hai phân tử (A) kết hợp với nhau tạo ra chất (B) không bền Khi đun nóng thì (B) tách nước tạo ra chất (D) Từ (D) cho tác dụng với HCl tạo chất (E) – Thực hiện sự chuyển hóa trên để xác định công thức cấu tạo của A, B, D E – Dùng cơ chế phản ứng để giải thích quá trình (A) tạo thành (B)
– (E) có đồng phân lập thể hay không ? Hãy xác định cấu trúc các đồng phân lập thể của (E) và gọi tên (nếu có)
Bài giải
V.1.Đặt CTTQ của X: CnH2n+2-k(OH)k
+ Khối lượng X có trong 1000 gam H2O: 1000.6238 =3100019
X X
19
D ç +ççè ÷÷÷ø
14n + 16k = 60
Nghiệm phù hợp: k = 2 và n = 2
CTPT của X: C2H4(OH)2
CTCT của X:
1điểm
V.2.+ CH2 = CH2 dd KMnO4, lạnh
+ CH2 = CH2 Cl2 , CCl4 dd NaOH, to
+ CH2 = CH2 H2 O
1điểm
5
CH2 CH2 OH OH
CH2 CH2 OH OH
CH2 CH2 Cl Cl
CH2 CH2 OH OH
CH2 CH2 O
CH2 CH2 OH OH
O2
Ag, t o
CH2 C
CH3
CH CH2
CH CO
O
CH CO
Trang 6V.3.+ Sơ đồ chuyển hóa:
CH3 – CHO OH-
(X) (A) (B)
t o
(E) :
+ Cơ chế: CH3 – CHO OH-
CH3 – CHO
1,5 điểm
(E): có đồng phân lập thể: đồng phân quang học
do có C*
CH2 - CHO
CH3
R
CH2 - CHO
CH3
S
0,5điểm
CH2 CH2
OH
(D)
+ HCl
CH3 CH CH2 CHO
Cl
CH3 CH CH2 CHO OH
CH- 2 CHO CH3 CH O CH
3 CH CH2 CHO
O
-O
H2 CH
3 CH CH2 CHO OH
H2SO4 đặc
170 o C
OH
H2O
CH3 CH CH2 CHO
Cl
*