SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THỊ CHỌN HỌC SINH GIỎI VỊNG TÍNH LỚP 12 THPT
KIÊN GIANG NĂM HỌC 2014 - 2015
ĐÈ THI CHÍNH THỨC MON THI: HĨA HỌC Ộ
( Đề thi gồm 02 trang ) Thời gian làm bài: I80 phút ( khơng kể thời gian giao đề ) Ngày thi: 26/9/2014
( Vịng 2 )
Câu I (4 điểm ):
1/ Một hợp chất hữu cơ X chỉ chứa hai nguyên tố A và B Trên phổ cộng hướng từ proton của X chỉ cĩ 1 tín hiệu duy nhất với cường độ rất mạnh Trên phổ khối lượng của X, pic cĩ khối lượng lớn nhất là 162 gam/mol cũng là pic cĩ cường độ rất thấp Hãy xác định cơng thức phân tử và cơng thức cấu tạo của X?
2/
a Hợp chất A là một dẫn xuất của benzen, cĩ cơng thức C;HạNO; phân tử chỉ chứa một loại
nhĩm chức Khi cho l mol À tác dụng với một lượng NaOH vừa đủ thu được 144 gam muối khan Hãy biện luận dé tìm ra cơng thức cầu tạo của A, gọi tên và viết phương trình phân ú ứng xảy ra?
b Một hợp chất hữu cơ X cĩ cơng thức phân tử là C;HyOzN; X tác dụng với dung dịch NaOH
thu được khí NHạ, cịn tác dụng với dung dịch HCI tạo muơi của amin bậc I Xác định cơng thức cấu tạo của X và viết các phương trình phản ứng minh họa?
Câu II ( 3 điểm ):
1/, Hay giai thích cơ chế phản ứng thế giữa CH¡¿ và Cl; khi cĩ chiếu sáng?
2/ Biết rằng khi cĩ mặt xúc tác AlCl; khan, benzen tác dụng với etilen cho ra etylbenzen, cịn khi
benzen tác dụng với propilen hoặc propyl clorua ta thu được một sản phẩm hữu cơ giống nhau duy nhất Viết các phương trình phản ứng xảy ra và giải thích?
Câu III ( 3 điểm )
1/ Isopren cĩ thể trùng hợp thành 4 loại polime kiểu: eis-1,4; trans-1,4; trans-1,2; trans-3,4 Hãy việt cơng thức câu tạo của các polime tương ứng?
2/ Chất X cĩ chứa 13,873% cacbon, 43,931% flo, 41,040% clo, phần cịn lai la hidro ( theo % khối lượng ) Hãy hồn thành sơ đỗ biến hĩa sau: 2X—Ƒ->Y + 2HCI Y trầnghập Z ¥+C,H,OH “+E Y+ŒH,ONa——>T+GŒ Biết:
- X cĩ cơng thức đơn giản nhất trùng với cơng thức phân tử - Z là polime cĩ nhiều tính chất quý giá trong hĩa học
- G cĩ khả năng trùng hợp
Viết các phương trình phản ứng dưới dạng cơng thức cấu tạo?
Câu IV (3 điểm ):
1/ Hợp chất hữu cơ X, Y cĩ cùng cơng thức phân tử C;H;CI và đều khơng tác dụng với dung dịch brom Hãy xác định cơng thức câu tạo thu gọn của X, Y Viết phương trình phản ứng của X, Y với dụng dịch NaOH dư ( ghi rõ điều kiện phản ứng nếu cĩ }? Biết X phản ứng với NaOH cho muối hữu cơ, cịn Y tác dụng với NaOH cho sản phẩm hữu cơ Z tác dụng được với Na giải phĩng khí
hidro?
Trang 22/ Nhiệt phan 0,5 mol hidrocacbon A cho 1,5 mol hỗn hợp B gồm khí và hơi Đất chay 5,4 gam B rồi hấp thụ tồn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch chứa 0,15 moi Ca(OH); và 0,175 mol NaOH sinh ra 10 gam kết tủa
a Xác định cơng thức phân tử của A? b Tinh ti khối hơi của B so với hidro?
Câu V (4 điểm ):
1 Một rượu đa chức no A ( C,H,O,) với y=2x + z cĩ đ„„ <3 Xác định cơng thức cầu tạo của A?
Biết rằng A khơng tác dụng với Cu(OH);
2 Một hỗn hợp X gơm chất A ở trên và một rượu no B cĩ cùng số nguyên tứ cacbon với A ( tỉ lệ mol nạ : ng = 3:1 ) Khi cho hỗn hợp này tác dụng với Na dư thu được khí H; với số mol
ny, > Chimg minh rằng B là rượu đa chức Viết cơng thức cấu tạo của B Tính thể tích H, ( đktc } thu được khi cho 80 gam hỗn hợp X tác đụng với Na dự?
3 Đề nghị một phương pháp cĩ thể dùng để điều chế B từ một rượu no đơn chức C ( bậc I ) cĩ cùng sơ nguyên tử cacbon với B Tính hiệu suất chung của phản ứng điều chế B từ C? Giả sử hiệu suất mỗi giai đoạn trong quy trình trên đều bằng 80% Tính khối lượng chất C phải dùng để
cĩ 1 mol chất B?
Câu VI ( 3 điểm ):
1/ Viết bốn sơ đồ điều chế cao su buna từ 4 nguồn nguyên liệu thiên nhiên khác nhau?
2/ Dé đốt cháy hồn tồn m gam chất hữu cơ X cần 2,24 lít khơng khí ( đktc ) Sản phẩm cháy gỗm CO; và H;O cĩ khối lượng là 0,95 gam trong đĩ khối lượng oxi chiếm 75,79%
a Tìm cơng thức phân tử của X, biết khối lượng phân tử của A nhỏ hơn 180 đve và oxi chiếm 1/5
thê tích khơng khí
b Biết X tác đụng với Natri theo tí lệ mol 1:2 và tác dụng với dung dịch NaOH theo tỉ lệ 1:1 Xác định các cơng thức cầu tạo cĩ thể cĩ của X?
Cho biết: H=1, C=12, O=16, N=14, Na=23, Br=80, Ca=40, CI=35,5
Ghi chu:
*Thí sinh khơng được sử dụng tài liệu
*Giám thị coi thì khơng giải thích gì thêm
Trang 3SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐÁP ÁN ĐẺ THỊ CHÍNH THỨC - VỊNG 2~ Mơn: HĨA HỌC T KỲ THỊ CHỌN HỌC SINH GIỎI VỊNG TỈNH KIÊN GIANG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2014- 2015
| CẤU NỘI DUNG ĐIỂM
| Câu Ï | 1 Vi X la hợp chât hữu cơ nên nhật thiết phải cĩ cacbon Do X cĩ phơ 0,25 4 điểm | cộng hưởng từ proton nên nguyên tố cịn lại là H
Đặt cơng thức của X là C„H; theo đề bài ta cĩ
12x+ y=162 0,25
x=12
| =| y=18 0,25
| CTPT của X: CịạH¡g
| Do phổ cộng hưởng từ proton của X chỉ cĩ 1 tín hiệu duy nhất nên 18 025
nguyên tử H phải bình đẳng nhau xét về mặt cấu tạo hĩa học nên CTCT > của X là 0,5 CH; 2/ a Chất A cĩ thể là phenol, metyl phenol ( cresol ), diphenol hoặc axit thơm M¿ = 139 ( C;HạNO; ) e Nếu A là phenol hay cresol: R-OH N + NaOH ——› RONa + HO 025 May = 139— 1 + 23 = l6 # 144 ( loại ) ;
se Nếu A là diphenol: R(OH) 025
NON» + 2NaOH —— R(ONa» + 2H;O ,
Maui = 139-2 + 46 = 183 # 144 ( loại )
e Nếu A làaxitthơm: R-COOH 0.25
RCOOH + NaOH —— RCOONa + H;ạƯ ° Mindi = 139 -1 + 23 = 161 z 144 (loại) e© Theo bải ra muối thu được cĩ M= 144 suy ra A là muối amoni của 0.25 axit thom , Vậy A 1a: CsHs;COONH, Amonibenzoat 0.25 Phản ứng xảy ra: , CạH;COONH¿ +NaOH ——› C¿H;COONa + NH; + HạO 0.25 M=139 M=144 ,
b Chat X tac dụng với KOH tạo NH: nên X là muối amoni
Chất X tác dụng với HCI tao mudi amin bac I nên X chứa nhĩm NHạ 0,25 Vậy X cĩ câu tạo:
H;ạN-CH;CH;COONH¿ hoặc CH; — CH(NH;)-COONH¿ 0,25
Các phản ứng:
Trang 4
| H,N-CH,CH,COONH, +KOH —> H)N-CH,CH,COOK + NH; + HạO 0,25 H,N-CH,CH,COONH, + 2HC] —> NH;CICH,COOH + NH,Cl Tương tự với cAu tao CH; — CH(NH;)-COONH, cũng cĩ 2 phương trình | 0,25 phản ứng
Câu II | 1 Phản ứng thê giữa Cl; với CH¿ theo cơ chế gốc tự do và dây chuyên: 0,25 3 diém | * Khơi màu phản ứng: dưới tác dụng của ánh sáng, phân tử Cl, bi tách
thành 2 nguyên tử clo: 0,25
cl:cl—">cr + cr (1)
* Phát triển phản ứng: nguyên tử clo rất hoạt động lấy 1 nguyên tử H của
CH¡ để tạo thành HCI và tạo ra gốc tự do CH! 0,25
CH, + CI’ —» HCI + CHỊ (2)
Géc tu do CH} cũng khơng bén, tác dụng với phan ti Cl, khac dé tao ra 0.25
CH,Cl và 1 nguyén tr cr ,
CH; + ChCl —> CHSC! + cr (3)
Cac giai doan (2), (3) lặp đi lặp lại rất nhiều lần
# Kết thúc phản ứng: niêu ngừng chiếu sáng hoặc hết một lượng các chất 0,25 phản ứng, lúc đĩ các gốc tự do hoặc nguyên tử clo lập tức kết hợp lại với nhau theo 3 cách: Cr +CP —>Cl, CH? +Cl’ —>CH,Cl CH +CH} —>CH, -CH, 0,5 2 CeHe Te CH;=CH; ——> Cạ¿H;-CH;CH; 025 0,25
Vi cacbocation bậc 1 kém bên hơn bậc 2 nên >
Trang 5* trans-1,4 -CH¡ _ CH ey es, eo ` >c<C 0,375 HạC CH;-CHz H 4H; CH¿- * trans-1,2 “Hy “H3 (H3 -CH, — ¢ — CH, - C- CH, - C- 0,375 HH H H Hạ Hạ Hạ * trans-3,4 A CH) - ko CH) Ke CH - Hy Hạ H;C “CH, H;C CH, 0,375 | | 2 Đặt CT của X: C,HyF_Cl, Ta cĩ: %H = 1,156 Tỉ lệ: X:ÿNg:í =5 T5, LIỮG, TH 0L, AGO se 21 0,5 12 1 19 ` 35,5 Vậy cơng thức của X là CHF;CI Các phản ứng | 2CHF,CI—Ƒ_>CF, = CF, +2HCI ie nCF, = CF, (-CF, -CF,-), °
CF, = CF, +C,H,OH —->C,H,O-CF, - CHE, 0,25
CF, = CF, +C,H,ONa——> NaF + C,H,-O-CF =CF, 0,25
Cau IV 1 Theo đê bài ta cĩ cơng thức câu tạo của (X), (Y) là:
3 điểm | (X) CI-CzH¿-CH; và (Y) C¿H;-CHz-CI 0,25
CH;C,H¿C1 + 2NaOH ——› CH;C¿HONa + NaCl + HạO 0,125
CHs-CH,-Cl + NaOH —2» CoHs-CH)-OH + NaCl x3 C¿H;-CH+OH + Na ——› C¿H;-CHạ-ONa + % Hp Bàn, 2 10 Meaco, =e 9:1 moÏ 0,125 Hy =Thuog + 2H you), = 9,475 mol 0,25 Ta cĩ phản ứng: CO, + OH —~-» HCO; 0,275mol 0,275mol 0,275mol 0,125 CO, + 20H —> CƠ” x3
0,1 mol 0,2 mol 0,Imol pức0,
Ca* + CO? —+ CaCo, 375
0,Imol 0,1mol 0,Imol
Ta cĩ: n_„ =0,15 moi tạo kết tủa hết 0,1 moi cịn 0,05 moi tạo muối
Trang 6
tạo dung dịch màu xanh lam e© Tính V„ Gọi y là số B, 3y là số mol A trong 80 gam hỗn hợp X mx = 76.3y + 92y=80 Trang-4 _ Ca(HCO¿); và n,, = 0,175 mol tao mudi NaHCO; suy ra 0,25 = 0,375 mol = , =0, CN ta _ 0,375 "ace „„=16 5 gam (3ý) Gọi a là số mol mo do (B) cháy tạo ra, theo định luật bảo tồn khối Mg + Mo, = Meo, + Đụ o lượng ta cĩ: 5,4+32(0,375 +24) =l6,§+ Ra 0,25 => a= 0,45 mol > Myiy.0) = Buca) = 9,9 mol 0,25 Me _ 0,375 _ 5 ny 09 12 =SCTPT(@0:C,H; 0,25 Theo bài ta cĩ: mạ = mạ suy ra Mạ = 3Mp nên Mạ = 24 24 1 0,25 BIH, 2 —
Câu V 1 Đặt CTTQ của (A): C,H„.,,(OH), hay C,H,„„,Ĩ,
4 diém Theo để bài ta cĩ: 2n + 2 = 2n + x suy ra x =2
CT của (A): CaHan:2O; 0,25
sine =S4<3=M, <87 > 14n+24+32<87
n<3,7 0,25
Vậy n cĩ thể nhận hai giá trị là 2 hoặc 3
« vớin=2 suy ra CTPT (A): C;H¿O; hay HO-CH;-CHzOH trường |925
hợp này loại vì (A) khơng tác dụng với Cu(OH)›
e vớin=3 suy ra CTPT (A): CzH¿O; hay C;H¿(OH); vì (A) khơng tác
dụng với Cu(OH}; nên (A) cĩ CTCT: HO-CHz-CH;-CH;-OH 0,25 x 3mol C,H,(OH) Xết 4 hợp X vs ? 2 Xét 4 mol hơn hợp ee B-C.H,,.,.,(OP), 0,25 Phản ứng với Na C,H,(OH), + Na ——> C,H,(ONa), + H, 0.25 3 mol 3mol CH 2s, (0H), + aNa ——>C,H.„.;„ (ONa), f aH, t 0,25 1 mol “mọi 2 mạ, =3+2>ny =4 2>I=a>2 0,25 Vậy B là rượu đa chức, vì B cĩ 3 nguyên tử cacbon nên B khác A thì B phải cĩ 3 nhĩm OH ( a =3 ) -
suy ra CT của B: HO-CH;-CH(OH)-CH;-OH 0,25
Trang 7suyra: y = 0,25 mol C3H;(OH); 3y = 0,75 mol C;H¿(OH%» ny, =, +g = 0,75+5.0,25 = 1,125 mol > Vie, = 1,125.22, 4 = 25, 2/it 3 Điều chế B từ rượu C: CH3-CH>-CH)-OH qua 4 giai đoạn CH, ~CH,—CH,~OH—”2 >CH, —CH =CH, +H,O ra CH, -CH =CH, +Cl, °° 5CH, (Cl) -CH = CH, + HCl CH,(Cl) -CH = CH, +Cl, + H,O——>CH,(C)~CH(OH)—CH,Cl + HCI
CH, (Cl) —CH(OH) -CH,Cl++2NaOH —*—> HO-CH, —CH(OH)-CH,OH + 2NaCl Hiệu suất mỗi giai đoạn là 80% thì hiệu suất chung cho cả quá trình
điều chế là: H = 0,8.0,8.0,8.0,8.100% = 40,96%
Đề điền chế 1 mol B ta phái dung
Menon = aloo =146,48 gam » 0,5 0,5 cho 4 phản 0,25 0,25 Câu VI | 3 điêm 1 Bốn sơ đỗ điều chế cao su: a từ than đá và đá vơi: CaCO:—!—»CaO—‡S—»CaC, 22-4 €,H, £2 CH = C-CH =CH, Pcaa at 34> CH, = CH -CH = CH, —* cao su buna b Từ tính bột, xenlulozo
(C,H qO;), 22 nC, HO, —=-»C, HOH “2 +CH, = CH —CH =CH, —>
Tiếp tục giếng như sơ dé a
c Từ khí thiên nhiên ( metan ): CH, 22°» CH =CH —*~›CH =C~CH =CH,——> Tiếp tục giếng như sơ đồ a d Đi từ dầu mỏ dầu mỏ —## „C,H„,—— + >C,H,—>C,H, Tiếp tục giống như sơ để a 2
a Đặt cơng thức của (X) là: Œ,H,O,
Trang 8| 0,95.37,895 ke = = 0,72 Khơi lượng oxi trong ( CO; và HạO) = 100 gan > Myx) = 0,72 -0,64 = 0,08gam 0,25 GOL Neo, = xmol; ny, = ymol Ta cĩ: 44x+l8y=0,95_ x=0,0175 0,25 32x4+16y=0,72 |y=0,01 n =0,0175 Vậy trong (X) cĩ: 4 n„ =0.02 0,25 ls = 0,005 Ta c6: x: y:z=0,0175:0,02:0,005=7:8:2
Cơng thức đơn giản của (X): C;HạO; 0,25
Cơng thức thực nghiệm (X): (C7HgO2), Theo bài: 124n < 180 suy ra: n < 1,45
Chọn n =1 vậy CTPT (X) : C;HạO; 0,25
b
- (X) tác dụng với Na tỉ lệ 1:2 vậy (X) cĩ 2 nhĩm OH của