BỘ đề THI HSG hóa QUỐC GIA lớp 12 năm 2004

Bộ giáo dục v đo tạo kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 THPT năm 2004 Hớng dẫn chấm đề thi thức Môn: hoá học hữu - Bảng A Câu I (4 điểm): 1,25 điểm ; điểm ; 1,75 điểm 3-metylbuten-1 tác dụng với axit clohidric tạo sản phẩm, có A l 2clo-3-metylbutan v B l 2-clo-2-metylbutan Bằng chế phản ứng, giải thích tạo thnh hai sản phẩm A v B 2-metylbuten-2 phản ứng với axit clohidric Trình by chế phản ứng, cho biết sản phẩm v giải thích? Trong phản ứng clo hoá nhờ chất xúc tác FeCl3 , khả phản ứng tơng đối vị trí khác phân tử biphenyl v benzen nh sau: 250 250 790 790 250 250 1 1 a) Trình by chế phản ứng clo hoá biphenyl theo hớng u tiên b) Tốc độ monoclo hoá biphenyl v benzen lần? c) Trong phản ứng clo hoá biphenyl thu đợc 10 gam 2-clobiphenyl, thu đợc gam 4-clobiphenyl? Hớng dẫn giải: CH3 CH3 CH3-CH-CH=CH2 + CH3-CH-CH2-CH2 (I) H+ CH3 CH3 chuyển vị CH3-CH-CH-CH3 (II) + Cl CH3 CH3-C-CH2-CH3 (III) + ClCH3 CH3-CH-CH-CH3 CH3-C-CH2-CH3 Cl 2-Clo-3-metylbutan Cl 2-Clo-2-metylbutan Do cacbocation bậc hai (II) có khả chuyển vị hiđrua tạo thnh cacbocation bậc ba (III) nên tạo thnh hai sản phẩm A, B CH3 CH3 CH3-C=CH-CH3 CH3-C-CH2-CH3 + (I) Cl- H+ CH3 CH3-C-CH2-CH3 Cl CH3 CH3-C-CH-CH3 + (II) Cl- 2-Clo-2-metylbutan CH3 CH3-CH-CH-CH3 Cl 2-Clo-3-metylbutan 2-Clo-2-metylbutan l sản phẩm CTHC Do cacbocation bậc ba (I) bền cacbocation bậc hai (II), mặt khác cacbocation bậc hai (II) có khả chuyển vị hiđrua tạo thnh cacbocation bậc ba (I) nên sản phẩm 2clo-2-metylbutan l sản phẩm a) Cơ chế SE2 , u tiên vo vị trí cacbon số Cl2 + FeCl3 Cl+FeCl4C l+ + H chậm nhanh + Cl b) - Cl H+ kbiphenyl (250 ì 4) + (790 ì 2) 430 1ì6 kbenzen Tốc độ monoclo hoá biphenyl benzen 430 lần c) Đặt x l số gam 4-clobiphenyl, ta có: 790 ì 250 ì x 10 x 790 ì ì 10 1000 15,8 (g) Câu II (4,75 điểm): 1 điểm ; điểm ; 2,75 điểm Từ etilen v propilen có xúc tác axit, platin v điều kiện cần thiết, viết sơ đồ tổng hợp isopren Cho sơ đồ sau: O Xiclohexanol HBr Li CuI A CH2 C CH2 C NBr O N H /O B (NBS) C D Br KOH C2H5OH Viết công thức sản phẩm hữu A, B, C v D Từ axetilen v hoá chất vô cần thiết, viết phơng trình phản ứng tạo p-(đimetylamino)azobenzen: CH3 N N N CH3 Hớng dẫn giải: CH2=CH2 + CH3-CH2 H+ CH2=CH-CH3 + CH3-CH2 cacbocation ny alkyl hoá propen + CH3-CH2-CH2-CH-CH3 + CH3-CH2-CH-CH2 CH3 - H+ -H CH3-CH2-CH=CH-CH3 + CH3-CH2-C=CH2 (II) CH3 CTHC CH3-CH=CH2 H+ + CH3-CH2-CH2 CH2=CH2 + CH3-CH2-CH2-CH-CH2 + CH3-CH-CH3 CH2=CH2 + CH3-CH-CH2-CH2 CH3 + CH3-CH2-CH2-CH-CH2 - H+ + CH3-CH-CH2-CH2 CH3 - H+ CH3-CH2-CH2-CH=CH2 CH3-CH-CH=CH2 CH3 (IV) Tách (II) v (IV) khỏi hỗn hợp: CH3-CH2-C=CH2 CH3 (II) CH3-CH-CH=CH2 CH3 (IV) Pt , to CH2=CH-C=CH2 CH3 - H2 Br Br A B Br C D NH2 NO2 6000C, XT CH CH HNO3 + H2SO4 đ ; (I) CH CH H2O Hg 2+ CH3CHO CH4 Fe/HCl (III) (II) Ag2O/NH3 CH3COOH Cl2, a.s CH3Cl NaOH CH3COONaCaO.NaOH t0 + CH4 HCl (IV) Cho (III) phản ứng với (IV) NH2 CH3 N CH3 + 2CH3Cl 2NaOH NH2 + NaNO2 HCl 2NaCl + H2O N2+ 0-50C N2+ CH3 N CH3 C6H5 N=N-C6H4 N(CH3)2 Câu III (3,5 điểm): 0,75 điểm ; 1,25 điểm ; 0,75 điểm ; 0,75 điểm CTHC Monosaccarit A (đặt l glicozơ A) có tên l (2S,3R , 4S , 5R)2,3,4,5,6 pentahiđroxihexanal Khi đun nóng tới 1000C, A bị tách nớc sinh sản phẩm B có tên l 1,6anhiđroglicopiranozơ Dglucozơ không tham gia phản ứng ny Từ A nhận đợc sản phẩm E (C5H10O5) v G (C5H8O7) theo sơ đồ phản ứng: Br2 H2O A C CaCO3 D H2O2 E HNO3 G Viết công thức Fisơ A v B A tồn dạng ghế (D-glicopiranozơ) Viết công thức dạng v cho biết dạng no bền cả? Dùng công thức cấu dạng biểu diễn phản ứng chuyển hoá A thnh B Vì Dglucozơ không tham gia phản ứng tách nớc nh A? Viết công thức cấu trúc E v G Hãy cho biết chúng có tính quang hoạt hay không? Hớng dẫn giải: CHO CH HO HO OH OH 1000C HO HO OH + H2O O CH2OH O-CH2 HO OH OH O OH C1 - O HO OH OH OH C - HO HO OH HO OH OH O C1 - OH OH 1C- O HO HO HO HO C - Bền số liên kết e OH nhiều OH O HO HO O OH 1000C OH O HO OH + H2O HO D- Glucozơ không phản ứng tách nớc nhóm OH C1 v C6 xa CTHC CHO OH COOH OH HO HO OH COOH OH CH2OH Quang hoạt Không quang hoạt Câu IV (4 điểm): 2,5 điểm ; 1,5 điểm Từ nhựa thông ngời ta tách đợc xabinen v chuyển hoá theo sơ đồ sau: 1) O3 ; 2) Zn/HCl (1) H2N A OH (4) KMnO4 ,H+ B (2) P2O5 D H2/ Ni , t0 C1 , C2 , C3 (3) (5) E A có công thức C9H14O a) Viết công thức cấu tạo sản phẩm hữu cơ: A , B , C1 , C2 , C3 , D , E b) Sản phẩm no có tạo thnh đồng phân v rõ số lợng đồng phân sản phẩm Pirol l hợp chất dị vòng với cấu trúc nêu hình vẽ Pirol phản ứng với axit nitric có mặt anhiđrit axetic tạo thnh sản phẩm X với H H hiệu suất cao a) Viết phơng trình phản ứng tạo thnh X H H N b) Phản ứng ny thuộc loại phản ứng ? Giải thích dựa cấu tạo pirol H c) Giải thích vị trí pirol bị công tiến hnh phản ứng ny chất trung gian v độ bền chúng d) So sánh phản ứng nêu với phản ứng nitro hoá benzen v toluen hỗn hợp HNO3 /H+ Hớng dẫn giải: O B C1 COOH COOH C2 COOH COOH C3 O C O COOH COOH O HON D C A COOH COOH E C3 có đồng phân quang học CTHC C2 có đồng phân quang học D có đồng phân E, Z a) Anhidrit axetic HNO3 NO2 + CH3COOH H N N H b) Đây l phản ứng electrophin pirol l hợp chất dị vòng có tính thơm có cặp electron v cặp electron cha tham gia liên kết nitơ N H N H N H H N H N c) Phản ứng electrophin pirol v vị trí ortho nguyên tử nitơ, tức l cacbon cạnh nguyên tử nitơ cacbocatron trung gian bền nhờ cấu trúc liên hợp NO2 N H H NO2 N NO2 N H H H H Nếu nhóm NO2+ công cacbon số so với nitơ có cấu trúc liên hợp bền v không u tiên H H NO2 N N H H NO2 d) NO2 + HNO3 + H+ CH3 CH3 CH3 + + HNO3 + H NO2 Hoặc NO2 Do hiệu ứng liên hợp đôi electron không liên kết nitơ pirol nên vòng pirol có mật độ electron cao so với vòng benzen phản ứng electrophin pitrol dễ benzen Vòng benzen toluen có thêm nhóm CH3 đẩy electron định hớng nhóm NO2 vo vị trí ortho nh pirol định hớng vo para CTHC Câu V (3,75 điểm): 1,75 điểm ; 2 điểm Các aminoaxit phản ứng với tạo thnh polipeptit Hãy cho biết cấu trúc đipeptit tạo thnh từ leuxin (CH3)2CHCH2CH(NH2)COOH v histiđin (hình bên) NH2 N CH2 CH COOH N Histidin H Gọi A, B l -aminoaxit môi trờng axit, bazơ tơng ứng v X l ion lỡng cực a) Xác định tỉ số nồng độ A v B điểm đẳng điện b) Vết alanin chuyển cực no pH < v pH > 8? c) Xác định hm lợng tơng đối ion lỡng cực X alanin điểm đẳng điện, X + H+ biết số axit alanin: pK1 = 2,35 cân A B + H+ pK2 = 9,69 cân X Hớng dẫn giải: Cấu trúc đipeptit : ( CH3)2CH - CH2 - CH(NH2) - CO - NH - CH - CH2 COOH H - Leu - His - OH N HN CH2 - CH(NH2) - CO - NH - CH - CH2 - CH(CH3)2 N NH H - His - Leu - OH COOH H N O CH2 N N H NH CH2 CH CH3 CH3 O His-Leu Leu - Leu ( CH3)2CH - CH2 - CH - CO - NH - CH - CH2 - CH(CH3)2 NH2 N COOH CH2 - CH - CO - NH - CH - H2C His - His N H NH2 COOH N HN a) Vết aminoaxit điểm đẳng điện không dịch chuyển phía catot nh anot nên nồng độ ion trái dấu phải : [A] [A] = [B] nên tỉ số đơn vị; [B] = (1) b) Lập biểu thức tính số axit [X] [H+] [B] [H+] K2 [X] K1 [A] + + ; [H ] = (2) K = ; [H ] = [A] [X] [B] [X] K K [A] [X] [H+]2 = từ (1) , (2) , (3) có [H+] = (K1K2)1/2 [X] [B] 2,35 + 9,69 pK1 + pK2 ; Đối với alanin: pHI = = 6,02 pHI = 2 K1 = (3) CTHC Vì điểm đẳng địên alanin l 6,02 nên vết di chuyển phía cực âm pH < 5, v theo hớng cực dơng pH > c) Từ (2): [X] = [A] K1 10 2,35 = = 4680 K2 10 9,69 Nh nồng độ tơng đối [X] l: [X] = = 0,9996 [A] + [B] + [X] [A] +1 [X] CTHC kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 THPT năm 2004 Bộ giáo dục v đo tạo Hớng dẫn chấm đề thi thức Môn: hoá học vô - Bảng A Câu I (4,5 điểm): 1.5điểm ; điểm ; điểm Viết phơng trình hoá học cho trờng hợp sau: a) Cho khí amoniac (d) tác dụng với CuSO4.5H2 O b) Trong môi trờng bazơ, H2O2 oxi hoá Mn2+ thnh MnO2 c) Trong môi trờng axit, H2O2 khử MnO4- thnh Mn2+ Trong số phân tử v ion: CH2Br2, F - , CH2O, Ca2+, H3As, (C2 H5 )2O , phân tử v ion no tạo liên kết hiđro với phân tử nớc? Hãy giải thích v viết sơ đồ mô tả hình thnh liên kết a) U238 tự phân rã liên tục thnh đồng vị bền chì Tổng cộng có hạt đợc phóng trình Hãy giải thích v viết phơng trình phản ứng chung trình ny b) Uran có cấu hình electron [Rn]5f36d17s2 Nguyên tử ny có electron độc thân? Có thể có mức oxi hoá cao l bao nhiêu? c) UF6 l chất lỏng dễ bay đợc ứng dụng phổ biến để tách đồng vị uran Hãy viết phơng trình phản ứng có UF6 đợc tạo thnh cho UF4 tác dụng với ClF3 Hớng dẫn giải: 1/ a) Có thể viết CuSO4.5H2O dạng [Cu(H2O)4] SO4.H2O Do phản ứng xảy ra, NH phân tử H2O cầu nội: [Cu(H2O)4] SO4.H2O + NH [Cu(NH3)4] SO4.H2O + H2O OH Sự khử Mn2+ + OH e MnO2 + H2O Sự oxi hoá Mn2+ + H2O2 + OH MnO2 + H2O b) H2O2 + 2e c) MnO4 + H3O+ + e Mn2+ + 12 H2O H2O2 + H2O e + H3O+ Sự oxi hoá O2 2MnO4- + H2O2 + H3O+ Sự khử Mn2+ + O2 + 14 H2O 2/ Các vi hạt CH2Br2, Ca2+, H3As nguyên tử âm điện mạnh nên tạo liên kết hiđro với phân tử nớc Các vi hạt F - , CH2O, (C2 H5 )2O có nguyên tử âm điện mạnh nên tạo liênkết hiđro với phân tử nớc: H F H O H O H C H H O H C2H O O .H C2H 1.ctvc 3/ a) U238 tự phóng xạ tạo đồng vị bền 92Pbx với ba loại hạt bản: 4, -1o v o 206 o Theo định luật bảo ton khối lợng: x = 238 ì = 206 Vậy có 82Pb Theo định luật bảo ton điện tích :[ 92 (82 + 2ì 8)] / (1) = Vậy có hạt -1o Do phơng trìnhchung trình ny l: 92U238 82 Pb206 + He + b) Cấu hình electron [Rn]5f36d17s2 có số electron ngoi đợc biểu diễn nh sau: Vậy nguyên tử 92 U238 có e độc thân (cha ghép đôi); mức (số) oxi hoá cao U [Rn]+6 l +6 U[Rn]5f36d17s2 e c) Phản ứng ClF3 Câu II (4,5 điểm): + UF4 UF6 + Cl2 3,5 điểm ; điểm Trong nguyên tử ion dơng tơng ứng có từ electron trở lên, electron chuyển động trờng lực đợc tạo từ hạt nhân nguyên tử v electron khác Do trạng thái cấu hình electron có trị số lợng Với nguyên tố Bo (số đơn vị điện tích hạt nhân Z = 5) trạng thái có số liệu nh sau: Cấu hình electron Năng lợng (theo eV) Cấu hình electron Năng lợng (theo eV) -340,000 1s22s2 1s1 - 660,025 - 600,848 1s2 1s22s22p1 - 669,800 - 637,874 1s 2s Trong đó: eV l đơn vị lợng; dấu - biểu thị lợng tính đợc electron chịu lực hút hạt nhân a) Hãy trình by chi tiết v kết qủa tính trị số lợng ion hoá có nguyên tố Bo theo eV dùng kiện cho bảng b) Hãy nêu nội dung v giải thích qui luật liên hệ lợng ion hoá Năng lợng liên kết N-N 163 kJ.mol1, NN 945 kJ.mol1 Từ nguyên tử N tạo phân tử N4 tứ diện phân tử N2 thông thờng Trờng hợp no thuận lợi hơn? Hãy giải thích Hớng dẫn giải: 1/ a) Tính trị lợng ion hoá có Bo: Từ cấu hình electron cho , ta xác định đợc vi hạt tơng ứng với trị lợng nh sau: Cấu hình electron 1s1 1s2 1s22s1 Vi hạt Năng lợng (theo eV) Cấu hình electron Vi hạt B4+ B3+ B2+ - 340,000 - 600,848 - 637,874 1s22s2 1s22s22p1 B+ B Năng lợng (theo eV) - 660,025 - 669,800 2.ctvc Ta biết kim loại có số oxi hoá n hay m không vợt 4+ Vậy kim loại M đợc xét có đồng thời n = v m = Giả thiết b) l hợp lí c) Xác định M v oxit nó: c.1) Xét trờng hợp M có số oxi hoá m = oxít: hỗn hợp A gồm M v M2O3 o M + 3H2O (3) Với phản ứng M2O3 + H2 t ta thu đợc kim loại M Vậy chất rắn l kim loại M Khi tác dụng với nớc cờng toan (l chất oxi hoá mạnh) M chuyển thnh M3+ phản ứng M + HCl + HNO3 MCl3 + NO (k) + H2O (4) Theo (1) có 0,5 nx = 0,2 m n = x = 0,2 Theo (4) tổng số mol M 59,08 g hỗn hợp A l: nM = nNO = 17,92/22,4 = 0,8 (mol) Biết số mol M ban đầu có 59,08 g A l x = 0,2 Vậy số mol M phản ứng (3) tạo l 0,8 - 0,2 = 0,6 (mol) Theo công thức M2O3 0,6 mol ny tơng ứng với số mol oxit l 0,6 : = 0,3 (mol) Kí hiệu khối lợng mol phân tử M l X, ta có phơng trình: 0,2 X + (2 X + 16 x 3) x 0,3 = 59,08 Vậy X = 55,85 (g/mol) Suy nguyên tử khối M l 55,85 ~ 56 Do M l Fe v oxit l Fe2O3 c.2) Vấn đề đợc đặt l: Trong hỗn hợp A có oxit no khác Fe2O3? Có số cách trả lời câu hỏi ny Ta xét cách sau đây: Kí hiệu số oxi hoá Fe oxit ny l z Vậy công thức oxit l Fe2Oz Theo kết tính trên, 59,08 gam hỗn hợp A có 0,2 mol Fe nên số gam Fe2Oz l 59,08 - 0,2.55,85 = 47,91 (g) tơng ứng với số mol đợc kí hiệu u Số mol NO Fe từ Fe2Oz tác dụng với nớc cờng toan tạo l u = 0,6 u = 0,3 (5) Đa kết ny vo liên hệ số gam Fe2Oz , ta có: 0,3.(55,85 + 16z) = 47,91 z=3 (6) Vậy Fe2Oz l Fe2O3 Kết luận: Hỗn hợp A gồm M l Fe, oxit l Fe2O3 (không thể l oxit khác) Câu II (4,0 điểm): 1,0 điểm; 1,5 điểm; 1,5 điểm Ngời ta qui ớc trị số nng lợng electron nguyên tử có du âm (-) Electron (e) He+ chuyển động mt lớp xác định, e có trị số lợng tơng ứng, l lợng mức Có trị số lợng (theo đơn vị eV) hệ He+ l -13,6; -54,4; -6,04 a) Hãy trị lợng mức 1; 2; từ trị số Sự xếp dựa vo cn n o cấu tạo nguyên tử? b) Từ trị số n o trị ta xác định đợc trị lợng ion hoá heli? Hãy trình b y cụ thể o Thực nghiệm cho biết độ d i bán kính ion theo đơn vị A nh sau: 1,71; 1,16; 1,19 ; 0,68 ; 1,26 ; 0,85 Mỗi ion dãy n y có tổng số electron nh ion khác dãy Số điện tích hạt nhân Z ion giới hạn < Z < 18 Hãy gán trị số bán kính cho ion v xếp theo thứ tự tăng trị số n y Cần trình b y rõ sở cấu tạo nguyên tử v cấu hình electron gán Thực nghiệm cho bit PCl5 có hình song tháp tam giác, góc liên kết mặt phẳng đáy l 120o, trục với mặt đáy l 90o p dụng thuyết lai hoá, giải thích kết Hớng dẫn giải: a) Trong He+ có 1e nên chịu tác dụng lực hút hạt nhân e ny chuyển động lớp cng gần hạt nhân cng chịu tác dụng mạnh lực hút đó, lợng cng âm (thấp) Khi chuyển động lớp thứ nhất, cấu hình 1s1, e ny có lợng thấp hay âm nhất, l -54,4 eV Đó l mức thứ (số lợng tử n = 1) Khi bị kích thich lên lớp thứ hai, chẳng hạn ứng với cấu hình 2s1, e ny có lợng cao hơn, l -13,6 eV Đó l mức thứ hai (số lợng tử n = 2) Khi bị kích thich lên lớp thứ ba, chẳng hạn ứng với cấu hình 3s1, e ny có lợng cao nữa, l -6,0 (4) eV Đó l mức thứ ba (số lợng tử n = 3) Khi e có lợng mức thấp nhất, mức thứ (số lợng tử n=1) với trị số -54,4 eV, hệ He+ trạng thái Với hai trị lợng lại, -13,6 eV v - 6,0(4) eV, He+ trạng thái kích thích b Theo định nghĩa, lợng ion hoá I trị số tuyệt đối lợng cuả1e tơng ứng trạng thái Với hệ He+: He2+ ; I2 = -E1s - (-54,4 eV) = 54,4 eV He+ (1s1 ) - e Theo điều kiện < Z < 18 (a) ion đợc xét thuộc nguyên tố chu kì (từ Li đến Ne) (b); chu kì (từ Na đến Ar) (c) +) Xét (b): Các nguyên tố đầu chu kì: Li, Be, B, C với số e hoá trị nên chúng có khuynh hớng chủ yếu l e trở thnh ion dơng (+); hay góp chung e tạo liên kết cộng hoá trị Do ta ý tới nguyên tố cuối chu kì l F, O, N Nguyên tử có nhiều e hoá trị nên chúng có nhiều khả việc thu e để trở thnh ion âm (-) Đó l ion âm F-(có 10 e ); O2-(có 10 e ); N3- (có 10 e) +) Xét (b): Các nguyên tố đầu chu kì: Na, Mg, Al có e hoá trị nên chúng l kim loại hoạt động, dễ tạo thnh ion dơng (+): Na+ (có10 e); Mg2+ (có 10 e); Al3+ (có 10 e) Các nguyên tố cuối chu kì ny l phi kim dễ tạo thnh ion âm (-) có 18 e nh Cl- ; S2- ; P3- +) Đầu bi cho trị số bán kính ion Kết vừa xét cho ion, ion ny có 10 e với cấu hình 1s22s22p6 Các ion âm (-) có số điện tích hạt nhân Z nhỏ ion dơng (+) Các ion âm có lực hút tác dụng lên electron ngoi (trong cấu hình trên) yếu ion dơng Vậy ion âm (-) có bán kính lớn ) ion âm (-) có số điện tích hạt nhân Z giảm theo thứ tự F-(9); O2-(8); N3- (7) (d).Dãy (d) ny đợc xếp theo thứ tự tăng độ di bán kính ion âm (-) ) iondơng (+) có số điện tích hạt nhân Z giảm theo thứ tự Al3+ (13); Mg2+ (12); Na+ (11) (e) Dãy (e) ny đợc xếp theo thứ tự tăng độ di bán kính ion dơng Kết hợp (d) với (e) ta có dãy ion theo thứ tự tăng độ di bán kính nh sau: Ion: Al3+ (13); Mg2+ (12); Na+ (11) F- (9); O2- (8); N3- (7) Bán kính: 0,68 0,85 1,16 1,19 1,26 1,71 23Ghi chú: Thực tế ion O v N bền, khó tồn a) Trớc hết ta xét cấu hình electron nguyên tử P (Z = 15) [Ne]3s23p3 (a) Cl (Z = 17) [Ne]3s23p5 (b) Kí hiệu [Ne] biểu thị cấu hình 1s22s22p6 b) Hình dạng PCl5 đợc mô tả nh hình bên: Mặt đáy tam giác () có đỉnh l nguyên tử Cl (1), (2), (3); tâm l P Góc ClPCl mặt đáy ny l 120o Tháp phía có đỉnh l nguyên tử Cl(5), tháp phía dới có đỉnh l nguyên tử Cl (4) Hai đỉnh ny đờng thẳng qua P Góc Cl (4) PCl (1) 90o Độ di liên kết trục PCl (4) hay PCl (5) lớn độ di liên kết ngang mặt đáy, dt > dn Cl (5) Cl ( Cl (3) P Cl (1) Cl (4) c) Giải thích: Trong cấu hình electron nguyên tử P có e độc thân Để trở thnh nguyên tử trung tâm PCl5, phân tử có liên kết tạo thnh hình song tháp tam giác, P dạng lai hoá thích hợp l sp3d (a) 3s2 3p lai hoá 3d (a1) sp d d (Ghi : Giả thiết P dạng lai hoá sp2d2 đợc coi l hợp lí) Do lai hoá nh vậy, P có obitan chứa e độc thân (xem (a1) trên) số obitan mặt phẳng có đỉnh hớng phía lập thnh đỉnh tam giác đều; trục chúng cắt đôi tạo thnh góc 120o P tâm tam giác ny obitan lại có đỉnh đờng thẳng vuông góc (tạo góc 90o) với mặt phẳng tam giác v hớng hai phía mặt phẳng tam giác ny Mỗi Cl có AO-p nguyên chất chứa e độc thân (xem (b) trên) Do AO ny xen phủ với obitan lai hoá P tạo liên kết xích ma () Trong vùng xen phủ có đôi electron với spin ngợc (), P v Cl góp chung, Cl (5) Cl (2) chuyển động Vậy phân tử PCl5 có liên kết xích ma () liên kết đợc phân bố mặt P đáy tam giác liên kết lại đòng thẳng Cl (3) Cl (1) vuông góc (tạo góc 900) với mặt phẳng tam giác v hớng hai phía mặt phẳng tam giác ny Cl (4) (Hình bên minh hoạ rõ rng kết đó) Nh vậy, PCl5 có hình song tháp tam giác l hợp lí Câu III (6,0 điểm): 1,5 điểm; 2,5 điểm; 2,0 điểm Thêm H2SO4 v o dung dịch gồm Pb(NO3)2 0,010 M v Ba(NO3)2 0,020 M nồng độ 0,130 M (coi th tích dung dich không đổi thêm axit) Hãy tính pH v nồng độ ion kim loại dung dịch A thu đợc a) Hãy biểu diễn sơ đồ pin gồm điện cực hiđro (pH = atm) đơc nhúng dung dịch CH3COOH 0,010 M ghép (qua cầu muối) với điện cực Pb nhúng dung dịch A Hãy rõ anot, catot b) Thêm 0,0050 mol Ba(OH)2 v o lit dung dịch phía đin cực hiđro (coi thể tích không thay đổi) Tính Epin v viết phơng trình phn ứng xảy pin hoạt động Cho: pKa (HSO4-) 2,00 ; pKa (CH3 COOH) 4,76; ch s tích s tan pKs (BaSO4) 9,93 ; pKs (PbSO4) 7,66 (RT/F) ln = 0,0592lg ; EoPb2+/Pb = - 0,123 V Ngi ta m niken lên mu vt kim loi bng phng pháp m in b m cha dung dch niken sunfat Đin áp đợc đặt lên in cc ca b m l 2,5 V Cần m 10 mu vt kim loi hình tr; mi mu có bán kính 2,5cm, cao 20cm Ngi ta ph lên mi mu mt lp niken d y 0,4 mm Hãy: a) Vit phng trình phn ng xy in cc ca b m in b).Tính in nng (theo kWh) phi tiêu th Cho bit: Niken có lng riêng D = 8,9 g/cm3; lng mol nguyên t l 58,7(g/mol); hiu sut dòng bng 90% ; kWh = 3,6.106J Hớng dẫn giải: Pb(NO3)2 0,010 Ba(NO3)2 0,020 H2SO4 0,130 Ba2+ HSO4 + 0,130 0,020 0,110 - Pb2+ + 2NO3 0,010 Ba2+ + 2NO3 0,020 H+ + HSO4 0,130 0,130 BaSO4 + H+ ; 0,130 0,150 Pb2+ PbSO4 + H+ ; HSO4 + 0,110 0,010 0,150 0,100 0,160 0,100 M Thnh phần hệ: HSO4 + H 0,160 M BaSO4 , PbSO4 H+ + SO42 HSO4 C 0,100 [ ] (0,100 - x) x (0,160 + x) 107,93 105,66 ; 10-2 x x x (0,160 + x)/(0,100 - x) = 10-2 x = [SO42] = 5,69.10-3 (M) pH = 0,78 [ H+] = (0,160 + x) = 0,1657 (M) 2+ -9,93 -3 [Ba ] = KS (BaSO )/[SO4 ] = 10 /5,69.10 = 2,0.10-8 (M) [Pb2+] = KS((PbSO )/[SO42] = 10-7,66/5,69.10-3 = 3,84.10-6 (M) 4 a) Cực Hiđro: H+ + 2e H2 + CH3COOH H + CH3COO C [ ] 0,01 0,01 - x x /(0,01 - x) = 10 ; K a = 10-4,76 x x + x = [H ] = 4,08.10-4 M -4,76 pH = 3,39 E 2H+/H2 = - 0,0592 pH = - 0,0592.3,39 = - 0,2006 (V) Cực Pb/PbSO4: PbSO4 + Pb 2e SO42 + E = E PbSO /Pb + (0,0592/2) lg(1/[SO42]) M EoPbSO /Pb = EoPb2+/Pb + (0,0592/2) lg KS (PbSO ) 4 -7,66 = - 0,123 + (0,0592/2) lg10 = - 0,350 V -3 -1 Vậy E = - 0,350 + (0,0592 / 2)lg(5,69.10 ) = - 0,284 V < E 2H+/H2 (Cũng tính theo cặp Pb2+/Pb: E = - 0,123 + (0,0592/2) lg [Pb2+] = -0,123 + (0,0592/2) lg3,84.10-6 = - 0,283 V < E 2H /H + Vậy cực Pb l anot; cực hiđro l catot () PbSO4, SO42BaSO4 , H SO4- Pb b) CH3COOH 0,010 - 0,005 - CH3COO + H2O 0,010 0,010 - x x /( 0,010 - x) = 10-9,24 H2 (Pt) (CH3COO)2Ba + + Ba(OH)2 - C [ ] CH3COOH 0,005 CH3COOH + OHx 2H2O K b = 10-9,24 x x = 10 -5,62 pH = 8,38 E2H /H = - 0,0592 pH = - 0,0592.8,38 = - 0,496 V + (+) (anot) (catot) E PbSO /Pb = - 0,284 V Vậy Epin = - 0,284 - (- 0,496) = 0,212 V H+ + 2e Phản ứng pin: anot H2 + CH3COOH CH3COO + H CH3COO + H2 CH3COOH + 2e Pb + SO42 catot PbSO4 + e Phản ứng xảy pin: Pb + SO42 + CH3COOH PbSO4 + H2 + CH3COO4 a) Phơng trình phản ứng xảy bề mặt điện cực bể mạ: H2O - e O2 + H+ (sự oxi hoá) Anot (cực +): Catot (cực -): Ni2+ + e Ni (sự khử) Phơng trình phản ứng tổng cộng l: Ni2+ + SO42- + 2H2O Ni + O2 + H2SO4 b) Thể tích mẫu vật kim loại hình trụ l V = r2h = 3,14 ì (2,5)2 ì 20 = 392,5 (cm3) Lớp phủ niken mẫu vật có bề dy 0,4 mm nên mẫu vật ny bán kính tăng tới 2,5 + 0,04 = 2,54 (cm); chiều cao tăng tới 20,0 + (0,04ì2) = = 20,08 (cm) Vậy thể tích mẫu vật ny tăng thêm lợng l: V = 14,281(cm3) V = V ' - V = [ 3,14 (2,54)2 20,08] - 392,5 Tổng số thể tích tăng thêm cuả 10 mẫu vật l: V = 10 V = 10 ì 14,281cm3 = 142,81 cm3 Đây l thể tích niken phải phủ lên 10 mẫu vật cần mạ; khối lợng tơng ứng l: M = V.D =142,81.8,9 = 1271,01 (gam) hay 1271,01/ 58,7 = 21,6526 (mol) Từ biểu thức định luật Farađay: It = (m/A).96500n (1) m = AIt/ 96500n Số điện tơng ứng l: w = ItU = (m/A).96500n.U (2) Với Ni ta có n = 2; theo có (m/A) = 21,6526 (mol); theo đề bi U = 2,5 V Thế trị số ny vo (2), ta có w = 21,6526.96500.2.2,5 = 10447379,5 (J) Vì hiệu suất dòng điện l 90% v kWh = 3,6.106J nên số điện thực tế cần dùng l: W = (w/90).100.(1/3,6.106) = 10447379,5/90).100.(1/3,6.106) W = 3,2245kWh Câu IV (4,5 điểm): 2,0 điểm; 2,5 điểm Khi nghiên cu mt c vt da v o 14C (t1/2 = 5730 nm), ngi ta thy mu ó có c 11C; s nguyên t 14C bng s nguyên t 11C; t l phóng x 11C so vi 14C bng 1,51.108 ln Hãy: a) Vit phng trình phn ng phóng x beta () ca hai ng v ó b) Tính t l phóng x 11C so vi 14C mu n y sau 12 gi k t nghiên cu Cho bit nm có 365 ng y a) Khi kho sát phn ng H2 (k) + Br2(k) HBr (k) (1) ti hai nhit T1 v T2 m T1 < T2 , thy hng s cân bng hóa hc (vit tt l cbhh) theo nng có tr s tng ng l K1, K2 m K1 > K2 Phn ng n y to nhiệt hay thu nhit? Hãy gii thích b) Ti nhit 10240C, phn ng (1) có K = 1,6.105 Hãy tính tr s hng s HBr (k) ti nhit n y cbhh ca phn ng 1/2 H2 (k) + 1/2 Br2 (k) S thay i tr s hng s cbhh ó có ý ngha hoá hc hay không? Ti sao? c) Ngi ta cho mt lng HBr nguyên cht v o bình kín có th tích c nh ri a nhit tới 1024oC Hãy tính t l HBr b phân hu ti 10240C (dùng phng trình (1)) Ti có kt qu ó? Hớng dẫn giải : 1.a) Các phơng trình phản ứng hoá học hạt nhân: 11 C11 + 7N 14 14 + 6C 7N b) Độ phóng xạ hạt nhân đợc tính theo biểu thức: A = N (1) Trong l hăng số phóng xạ, N l số hạt nhân phóng xạ thời điểm t xét A11 = 11N11 (2) Với đồng vị trên, ta có: C11 14 C A14 = 14N14 (3) ) Theo đầu bi, thời điểm đầu, coi l t = 0, ta kí hiệu: N11 = (No)11; N14 = (No)14 m (No)11 = (No)14 (4) Từ điều kiện: [A11/A14] = [ 11(No)11/ 14(No)14] = 1,51.10 , kết hợp với (4), ta có: 11 = 14 ì 1,51.108 (5) 14 Với C ta có 14 = (0,6932/t1/2) = (0,6932/5730 ì 365 ì 24 ì 60) = = 2,3021010 (phút1) Đa kết ny vo (5), ta tính đợc: (6) 11 = 2,302 ì 1010 ì 1,51.108 = 3,476.102 (phút1) ) Xét t =12 giờ: Ta biết độ phóng xạ hạt nhân đợc tính theo biểu thức: A = N (1) Số hạt nhân phóng xạ thời điểm t đựoc tính theo phơng trình động học dạng hm mũ phản ứng chiều bậc N = No et = Noexp [-t] (7) Với đồng vị trên, ta có: C11 C14 N11 = (No)11exp [-11t] N14 = (No)14exp [14 t] Vậy t = 12 giờ, ta có [A11/A14] = [11N11/14N14] (8) (9) (10) Thay (8) v (9) vo (10), kết hợp (4), ta đợc: [A11/A14] = [11/ 14]exp [t(14 - 11)] = (3,476.102/2,3021010 )exp [12 ì 60 ( 2,302 ì 10-10 - 3,476.102] Thực tế 2,3021010 > 14 =2,302 ì 1010phút1 Do thực tế ứng dụng ngời ta ý tới C14 2.a) Theo điều kiện đề bi: T1 < T2 m K1 > K2, nghĩa l nhiệt độ tăng cbhh lại chuyển dời sang trái Vậy theo nguyên lí Lơ Satơlie, (1) l phản ứng toả nhiệt b) Phn ng 1/2 H2 (k) + 1/2 Br2 (k) HBr (k) (b) có số cbhh đợc kí hiệu l Kb So sánh hệ số chất tơng ứng (b) ny với (1) đề bi, rõ rng Kb = K 1/2 Sự thay đổi trị số số cbhh hon ton tuý lm toán ý nghĩa hoá học (Sự thay đổi số cbhh nh dã đợc xét a) có ý nghĩa hoá học) c) Ta xét H2 (k) + Br2 (k) HBr (k) (1) Số mol ban đầu 0 n Số mol cbhh (1/2) n (1/2) n n - n Với l tỉ lệ HBr bị phân huỷ m ta cần tính Chú ýđiều kiện: < < ( *) Vì phản ứng (1) có n = nên biểu thức số cbhh K biểu thị đợc theo số mol chất cbhh: K = [n (1 - )]2/[(1/2) n ì (1/2) n] = [2(1 - )]2/2 hay (2.102 + 1) = K1/2 = [2 (1 - )]/2 Khi coi 2.102 >> 1, ta đợc ~ 1/2.102 ~ 0,005 Kết ny thoả mãn điều kiện: < < (*) Vậy tỉ lệ HBr bị phân huỷ thnh H2 v Br2 10240 C l ~ 0,005 hay 0,5% Tỉ lệ ny nhỏ, nghĩa l HBr bền, khó bị phân huỷ, phản ứng (1) đợc thực nhiệt độ cao, 10240 C Đó l thể phản ứng (1) có trị số số cbhh lớn, tới 1,6.105 nhiệt độ ny Số liệu cho thấy phản ứng thuận phản ứng thuận nghịch (1) xảy dễ dng nhiệt độ Tất nhiên phản ứng nghịch, tức l phân huỷ HBr xảy khó khăn Ghi chú: Nếu thí sinh lm khác với Hớng dẫn chấm nhng đúng, giám khảo cho điểm theo biểu điểm 10 Bộ giáo dục v đo tạo kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 THPT năm 2006 Hớng dẫn chấm đề thi thức Môn: Hoá học Bảng B Ngy thi thứ hai: 24.2.2006 Câu I (3,75 điểm): 1,25 điểm; điểm; 1,5 điểm Sắp xếp (có giải thích) theo trình tự tăng dần tính axit hợp chất sau: CH3CH2COOH ; CH3CH2CH(CH3)OH ; CH3CHBrCOOH ; CH3CH2NH2 Hãy cho biết sản phẩm thủy phân môi trờng axit chất CH3COOCH3 , CH3CONH2 , O O N O CH3 Gọi tên đồng phân đối quang nhận đợc monoclo hoá metylxiclohexan dới tác dụng ánh sáng, giả thiết vòng xiclohexan phẳng Hớng dẫn giải: + So sánh tính axit l so sánh khả phân li cho proton H , khả ny tùy thuộc vo liên kết HX v ảnh hởng nhóm liên kết với X chất Nếu nhóm liên kết v chất X lm cho liên kết HX bền, dễ bị cắt đứt H trở nên linh động, khả phân li cho proton cng dễ (tính axit cng mạnh) Trình tự tăng dần tính axit hợp chất: CH3-CH2-N-H H < CH3-CH2-CH-O-H CH3 < CH3-CH2-C-O-H O < CH3-CH-C-O-H Br O A B C D Giải thích: Tính axit A yếu vì: So sánh độ âm điện nguyên tử X liên kết H-X- ; độ âm điện oxi lớn nitơ nên liên kết -O-H phân cực mạnh liên kết > N-H, hiđro A linh động hiđro hợp chất khác dãy nên A có tính axit yếu Tính axit B, C, D: Chất C v D có hiệu ứng -C nhóm cacbonyl lm O-H phân cực mạnh, đồng thời hiệu ứng liên hợp p- giúp giải tỏa điện tích âm ion cacboxylat Chất B có gốc sec-butyl đẩy e (+I) lm giảm phân cực liên kết OH B nên hiđro linh động C v D có tính axit mạnh B Tính axit D mạnh C vì: D có nguyên tử brom hút electron (-I) lm cho hiđro nhóm OH cng linh động, nên có tính axit mạnh C Trang 1/7 CH3-COOCH3 CH3-CONH2 O O N O H2O + H , t H2O + H , t CH3-COOH + CH3OH CH3-COOH + NH4+ O O + CH3-NH2-CH2-COOH H2O + CH3 H , tO + HOCH2COOH a Các nhóm CH3S v CH3O vị trí meta có hiệu ứng cảm ứng âm l chính, vị trí para chúng có hiệu ứng liên hợp dơng Hiệu ứng +C cng mạnh Kmeta : Kpara cng lớn Suy hiệu ứng đẩy electron CH3O- mạnh CH3S- b Nhờ hiệu ứng +C CH3O- mạnh CH3S- , tốc độ phản ứng thuỷ phân CH3OCH2Cl lớn CH3SCH2Cl (dù theo chế SN1 hay SN2) c Do hiệu ứng +C p-CH3O- mạnh p-CH3S- , tốc độ cộng nucleophin HCN vo p-CH3SC6H4CH=O lớn p-CH3OC6H4CH=O Câu II (3,5 điểm): 0,5 điểm; 0,5 điểm; 0,75 điểm; 1,75 điểm Cho sơ đồ chuyển hoá chất sau: (CH3)2CHCH2COOH Br2, P NH3 (CH3)2CHCOCOOH CH2=CH-CH=CH2 B E C6H5CO3H H NH3 D H2, Pt to, H2 G I H3O+ NH3 , H2O Trans-buten-2 C6H5CO3H X K Y CH3OH , H3O+ Z Viết công thức cấu tạo sản phẩm hữu B, D, E, G, H, I, K v vẽ cấu trúc không gian X, Y, Z Hớng dẫn giải: (CH3)2CHCH2COOH (CH3)2CHCOCOOH Br2, P NH3 (CH3)2CHCHBrCOOH (B) (CH3)2CHCCOOH NH3 H2, Pt (E) NH2 CH2 = CH - CH = CH2 C6H5CO3H O H3O+ CH2 = CH - CH CH2 (H) O (CH3)2CHCHCOOH (D) NH2 (CH3)2CHCHCOOH (G) NH2 to, H2 O (I) HOCH2CH2CH2CH2OH (K) Trang 2/7 CH3 H2N NH3 ,H2O CH3 H3C H H C C CH3 C6H5CO3H Y H ( CH3 Y CH3 CH3 H CH3 CH3O O CH3OH, H3O+ X CH3 HO H H2N H H OH H CH3 HO H CH3O H H OH H CH3 Z ) CH3 Z Câu III (4,0 điểm): 2,0 điểm; 2,0 điểm Hiđrocacbon A có công thức phân tử C12H20 Cho A tác dụng với hiđro (d) có platin xúc tác tạo thnh B (C12H22) Ozon hoá A thuỷ phân sản phẩm có mặt H2O2 thu đợc D (C5H8O) v E (C7H12O) Khi D v E tác dụng với CH3I d NaNH2/NH3 (lỏng), D v E tạo th nh G (C9H16O) Biết trình phản ứng D với CH3I/ /OH- có sinh E Hãy xác định công thức cấu tạo A, B, D, E, G Hợp chất A (C10H10O2) không tan kiềm, không cho phản ứng m u với dung dịch FeCl3 3% Khi hiđro hoá A có xúc tác cộng phân tử H2 Ozon phân A thu đợc CH2O l số sản phẩm phản ứng Oxi hoá A KMnO4 thu đợc hợp chất B có phân tử khối l 166 B không cho phản ứng m u với dung dịch FeCl3 3% Cho B phản ứng với dung dịch HI (đặc) thu đợc sản phẩm phản ứng l axit 3,4-đihiđroxibenzoic Dựa vo kiện trên, lập luận để suy công thức cấu tạo A Hớng dẫn giải: Hiđrocacbon A tham gia phản ứng cộng hiđro, A thuộc hiđrocacbon không no (có liên kết đôi phân tử), cộng hiđro (d) tạo thnh B có công thức phân tử C12H22, suy B có cấu tạo l vòng no liên kết với liên kết đôi Dựa vo kiện bi, suy ra: D v E l xeton vòng no, v cấu tạo B đợc suy l D v E tác dụng với CH3I tạo th nh G (C9H16O) v D với CH3I/ /OH- có sinh E, chứng tỏ D đợc thêm nhóm CH3 v E thêm nhóm CH3 nguyên tử cacbon cạnh nhóm >C=O, E có sẵn nhóm CH3 phân tử Trang 3/7 Công thức cấu tạo A: A B O D O O E G Dựa vo tính chất hoá học v thnh phần phân tử hợp chất A có số nguyên tử cacbon số nguyên tử hiđro, suy A l dẫn xuất hiđrocacbon thơm - A không tan kiềm nên l axit phenol, dạng ete - A tham gia phản ứng cộng với hiđro v ozon phân A thu đợc CH2O nên OH phân tử có nhóm =CH2, nhóm đầu mạch OH - Sản phẩm phản ứng l axit 3,4-đihiđroxibenzoic HOOC Sản phẩm ny cho biết nhóm cacboxyl COOH đính với vòng benzen nhánh hiđrocacbon bị oxi hoá KMnO4, từ vị trí nhóm OH chứng tỏ hai nguyên tử oxi A đính với C3 v C4 ; B có phân tử khối 166 Công thức cấu tạo O CH B l O CH2 O HOOC O Suy cấu tạo A: H C=CH-CH 2 Câu IV (4,0 điểm): 1,5 điểm; 2,5 điểm Dới tác dụng ánh sáng hai phân tử butađien-1,3 phản ứng với cho sản phẩm đime hoá có tính chất vật lí khác Hãy viết công thức cấu trúc hợp chất Khi đun nóng -D-iđopiranozơ tới 165oC CHO HO với axit loãng tạo anhiđro (1,6) với hiệu H OH H suất cao nhiều so với -D-glucopiranozơ H HO Hãy giải thích điều v biểu diễn cấu OH H dạng hai hợp chất anhiđro CH2OH -D-Iđopiranozơ Hớng dẫn giải: + , , , , Trang 4/7 HO H HO H CHO H OH H OH CH2OH OH CH2 CH2OH OH O H+ , to O -D-Iđopiranozơ 1C-I O OH OH CH2OH CH2OH OH O O CHO OH O O HO OH OH CH2OH H+ , to O -D-Glucopiranozơ 1C-G O O O O cấu dạng tách 1CI bền 1CG nhóm OH vị trí 2,3,4 l liên kết equatorial Câu V (4,25 điểm): 0,5 điểm; 2,25 điểm; 1,5 điểm Khí tổng hợp (CO v H2) thu đuợc từ phản ứng nớc (H2O (k)) v metan Metanol (CH3OH) đợc sản xuất công nghiệp từ khí tổng hợp ny Ton trình sản xuất liên tục đợc minh họa theo sơ đồ dới đây: Bớc A điều chế khí tổng hợp v Bớc B điều chế metanol Bộ phận điều chế khí tổng hợp (Bớc A) Bộ phận ngng tụ (25oC) Bộ phận điều chế metanol (Bớc B) Bộ phận ngng tụ (25oC) Nguyên liệu nạp vo phận điều chế khí tổng hợp (Bớc A) gồm khí metan tinh khiết (1) áp suất 250 kPa, nhiệt độ 25 C v nớc (2) áp suất 200 kPa, nhiệt độ 100 C (giả thiết nớc tinh khiết) Tốc độ nạp nguyên liệu (1) v (2) lần lợt 55,0 lít/giây v 150,0 lít/giây (1 atm = 101,3 kPa) Thoát khỏi Bớc A l hỗn hợp gồm khí tổng hợp v lợng d chất phản ứng; hỗn hợp ny qua (3) vo phận ngng tụ, chất ngng tụ tách theo (5) 25 C Những chất không ngng tụ qua (4) vo phận điều chế Trang 5/7 metanol (Bớc B) Metanol tạo thnh v chất tham gia phản ứng d qua (6) vo phận ngng tụ 25 C, metanol tinh khiết tách theo (7), chất d tách riêng theo (8) Giả thiết khí coi l khí lí tởng; phản ứng Bớc A, B v tách riêng chất xảy hon ton Cho số liệu sau: Hợp chất CH4 (k) H2O (l) CO (k) H2 (k) CH3OH (l) Khối lợng mol phân tử (g.mol-1) 16,04 18,02 28,01 2,016 32,04 Nhiệt độ nóng chảy (C) -183 -205 -259,2 -98 Nhiệt độ sôi (C) -161 100 -191,5 -252,8 64,7 Khối lợng riêng 25C 0,718 g.L-1 1,000 g.mL-1 1,250 g.L-1 0,791 g.mL-1 Viết phơng trình hoá học Bớc A v Bớc B Tính số mol chất d sau Bớc A v sau Bớc B Tính tốc độ chuyển chất vị trí (5), (7), (8) 25 C v 101,3 kPa Hớng dẫn giải: Bớc A: CH4 + Bớc B: CO + H2O H2 CO + H2 CH3OH Các khí coi l lí tởng nên giây số mol chất d sau Bớc A v sau Bớc B l: 250 ì 55 ì 273 200 ì 150 ì 273 nCH4 = = 5,551 mol ; n H2O = = 9,676 101.3 ì 22.4 ì 298 101.3 ì 22.4 ì 373 n CH4 5.551 n CH < n H2O n H2O = 9.676 = 0,57 Trong Bớc A d H2O phản ứng xảy hon ton v theo tỉ lệ mol : Bớc B: Phản ứng bớc A xảy hon ton nên tỉ lệ CO : H2 = 1:3 Phản ứng bớc B xảy theo tỉ lệ CO : H2 = : nên d H2 - Tính số mol nớc d Bớc A: Xét giây: + H2O CO + CH4 Trớc phản ứng: 5,551 mol 9,676 mol Sau phản ứng: 4,125 mol 5.551 mol n H2O d = 9,676 5,551 = 4,125 (mol) H2 ì 5,551 mol - Tính số mol hiđro d Bớc B: Xét giây: Trang 6/7 CO + H2 CH3OH Trớc phản ứng: 5,551 mol ì 5,551 mol Sau phản ứng: 5.551 mol 5,551 mol nH2 d = 16,653 11,102 = 5,551(mol) - Tốc độ chuyển nớc vị trí (5) 25 C v 101,3 kPa VH2O (lỏng) = 4,125 ì 18,02 = 74,33 (ml) 1.000 Vậy tốc độ chuyển H2O lỏng 74,33 ml/giây - Tốc độ chuyển metanol vị trí (7) 25 C v 101,3 kPa VCH3OH (lỏng) = 5,551 ì 32,04 = 224,85 (ml) 0,791 Vậy tốc độ chuyển CH3OH lỏng 74,33 ml/giây - Tốc độ chuyển hiđro vị trí (8) 25 C v 101,3 kPa VH2d = 5,551 ì 22,4 ì 298 ì 101,3 = 135,73 (lít) 273 ì 101,3 Vậy tốc độ chuyển H2 135,73 l/giây Ghi chú: Nếu thí sinh lm khác với Hớng dẫn chấm nhng đúng, giám khảo cho điểm theo biểu điểm Trang 7/7 [...]... A Bộ giáo dục v đo tạo kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 THPT năm 2005 đề thi chính thức Môn: Hoá học, Bảng A , Bảng B Ngy thi thứ hai: 11.3.2005 Câu 1 (5,25 điểm): 1 Viết sơ đồ điều chế các axit sau đây: a) Axit: benzoic, phenyletanoic, 3-phenylpropanoic từ benzen v các hoá chất cần thi t khác b) Axit: xiclohexyletanoic, 1-metylxiclohexan-cacboxylic từ metylenxiclohexan v các hoá chất cần thi t... bằng (2) chuyển dịch theo chiều nghịch 2 2 2 8.ctvc Bộ giáo dục v đo tạo kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 THPT năm 2005 Hớng dẫn chấm đề thi chính thức Môn: Hoá học, Bảng A Ngy thi thứ hai: 11.3.2005 Câu 1 (5,25 điểm): 1 Viết sơ đồ điều chế các axit sau đây: a) Axit: benzoic, phenyletanoic, 3-phenylpropanoic từ benzen v các hoá chất cần thi t khác b) Axit: xiclohexyletanoic, 1-metylxiclohexan-cacboxylic... COOCH3 CH3OH H+ O O (B) 3 B chứa 2 nguyên tử Cậnên có 4 đồng phân quang học Đồng phân có cấu hình ton R l: COOCH3 H CH3 H O Trang 6/6 Bộ giáo dục v đo tạo kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 THPT năm 2005 Hớng dẫn chấm đề thi chính thức Môn: Hoá học, Bảng A Ngy thi thứ nhất: 10.3.2005 Câu 1(2 điểm): Bằng dung dịch NH3, ngời ta có thể lm kết tủa hon ton ion Al3+ trong dung dịch nớc ở dạng hiđroxit,... l đờng đeoxi? c) l đờng có mạch nhánh? OH HO OH (D) CH2OH d) thuộc loại xetozơ? e) có dạng furanozơ? g) có cấu hình ở nhóm anomeric? Bộ giáo dục v đo tạo kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 THPT năm 2005 Hớng dẫn chấm đề thi chính thức Môn: Hoá học, Bảng B Ngy thi thứ nhất: 10.3.2005 Câu 1(2,5 điểm): Đốt cháy kim loại magiê trong không khí Cho sản phẩm thu đợc tác dụng với một lợng d dung dịch... ; 0,030 (0,030 + x) 10 -12, 0 -12 12 + 1 012, 0 ; 2 = 3,33.10 11 [ ] E 2 = 0,799 + 0,0592 lg Ag + = 0,799 + 0,0592 lg 3,33.10 11 E 2 = 0,179V Vì E2 > E1 , ta có pin gồm cực Ag trong X l cực + , cực Ag trong B l cực Sơ đồ pin: Ag b) AgI PbI2 AgSCN SCN 0,03 M Ag Epin = 0,179 0,001 = 0,178V c) Phơng trình phản ứng: Ag + I AgSCN + e AgSCN + I K = KsAgSCN AgI + e Ag + Ag + SCN SCN 12 = 1016 = 104 10 3 a)... trị của k vừa tính đợc, nồng độ các chất m đề bi đã cho vo phơng trình (4) để tính vp: vp = 0,07 ì 1,30 ì 3,20 = 0,2 912 (mol l-1 s-1) 2 a) Với điều kiện đã cho trong bình có phản ứng: CaCO3 CaO + CO2 (k) (*) Trong bình chỉ có khí CO2 Giả thi t đó l khí lí tởng, ta có: 0,903 ì 1,0 n = PV = = 0,01 (mol) Vậy nCO = 0,01 mol RT 0,082054 ì 1073,15 2 Nhận xét: Theo đề bi, lợng CaCO3 cho vo bình chân không... 5 e I2(r) + 6 H2O Mn2+ + 4 H2O 2 IO3 + 12 H+ + 10 e 2 MnO4 + I2(r) + 4 H+ 0,16 0,2 CO C 0,08 ì 2 0,08 C 0 0 ,12 1 2 IO3 + 2 Mn2+ + 2 H2O ; K = 10 176 0,08 0,08 ì 2 0,08 ì 2 0,16 0, 24 Thnh phần hỗn hợp sau phản ứng: IO3 0,16 M ; Mn2+ 0,24 M ; I2 (H2O) 5 104M ; I2 (r) 0 ,12 M ; pH = 0 b) 5 Trong hỗn hợp có cặp IO3/ I2 (r) nên: 0,0592 o E = EIO + lg [IO3]2 [H+ ]12 / I ( r) 3 2 10 0,0592 = 1,19 + lg (0,16)2... trị hai Sau một thời gian xác định, lấy hai tấm kẽm ra khỏi dung dịch, rửa sạch, lm khô rồi cân lại Kết quả cho thấy một tấm có khối lợng 9,5235 gam, tấm kia có khối lợng 17,091 gam Cho biết: Một trong hai dung dịch muối kim loại hoá trị hai l muối sắt (II); lợng kẽm tham gia phản ứng ở hai dung dịch l nh nhau 1 Giải thích hiện tợng xảy ra ở mỗi dung dịch 2 Cho biết kim loại no tham gia vo thnh phần dung... E so với điện cực calomen bão ho: 1,18 0,244 = 0,936 V 2 IO3 + 12 H+ + 10 e I2(r) 2 IO3 + 12 H+ + 10 e I2(r) + 6 H2O ; K2 = 1010.1,19/ 0,0592 I2( H2O) ; S = 5 104 M o I2( H2O) + 6 H2O ; K7 = 1010 E 7 / 0,0592 = 1010.1,19/ 0,0592 S 0,0592 10 0,0592 = 1,19 + (lg 5 104) ì = 1,17 V 10 Câu 5 (2,5 điểm): Các vi hạt có cấu hình electron phân lớp ngoi cùng: 3s1, 3s2, 3p3, 3p6 l nguyên tử hay ion? Tại sao?... trị hai Sau một thời gian xác định, lấy hai tấm kẽm ra khỏi dung dịch, rửa sạch, lm khô rồi cân lại Kết quả cho thấy một tấm có khối lợng 9,5235 gam, tấm kia có khối lợng 17,091 gam Cho biết: Một trong hai dung dịch muối kim loại hoá trị hai l muối sắt (II); lợng kẽm tham gia phản ứng ở hai dung dịch l nh nhau 1 Giải thích hiện tợng xảy ra ở mỗi dung dịch 2 Cho biết kim loại no tham gia vo thnh phần dung ... = 0,9996 [A] + [B] + [X] [A] +1 [X] CTHC kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 THPT năm 2004 Bộ giáo dục v đo tạo Hớng dẫn chấm đề thi thức Môn: hoá học vô - Bảng A Câu I (4,5 điểm):... theo chiều nghịch 2 8.ctvc Bộ giáo dục v đo tạo kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 THPT năm 2005 Hớng dẫn chấm đề thi thức Môn: Hoá học, Bảng A Ngy thi thứ hai: 11.3.2005 Câu (5,25... R l: COOCH3 H CH3 H O Trang 6/6 Bộ giáo dục v đo tạo kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 THPT năm 2005 Hớng dẫn chấm đề thi thức Môn: Hoá học, Bảng A Ngy thi thứ nhất: 10.3.2005 Câu 1(2