Đề thi và đáp án các kì thi hcoj sinh giổi quốc gia môn hóa HDCqg 2000 doc tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận...
TUYỂN TẬP ĐỀ THI VÀ ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA MÔN HÓA LỚP 12 TỪ NĂM 2000 ĐẾN 2012 TAILIEUHOC.VN TÓM TẮT CÁCH GIẢI ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA MÔN HÓA HỌC 1999 - 2000 Ngày thi : 14 / 3 (BẢNG A) Câu I : Cho sơ đồ sau : C D axeton A B G 1,4-đibrom-2-buten n-Butan 550 - 600 o C B1 C1 D1 glixerin trinitrat A 1 1) CH 2 - CH 2 Mg B2 C2 D2 isoamylaxetat ete khan 2) H 3 O + A , A1 , B , B1, B2 . . . D2 là các hợp chất hữu cơ . 1) Hãy ghi các chất cần thiết và điều kiện phản ứng trên các mũi tên . 2) Viết công thức cấu tạo của tất cả các hợp chất hữu cơ ở sơ đồ trên . 3) Viết các phương trình phản ứng tạo thành glixerin trinitrat từ n-butan theo sơ đồ trên . Cách giải 1) Hãy ghi các chất cần thiết và điều kiện phản ứng trên các mũi tên : A , A 1 , B , B1, B2 . . . D2 là các hợp chất hữu cơ . CrO 3 / H + Mn(CH 3 COO) 2 ThO 2 , t o C D axeton H 2 O / H + A B Al 2 O 3 / ZnO Br 2 G CH 2 Br-CH=CH- CH Br 2 400-500 o C CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 Cl 2 Cl 2 , H 2 O NaOH dd HNO 3 CH 2 -ONO 2 550 - 600 o C B1 C1 D1 CH- ONO 2 450-500 o C H 2 SO 4 đ CH 2 -ONO 2 A1 1) CH 2 - CH 2 HCl Mg CH 3 COOH B2 C2 D2 CH 3 CO 2 C 5 H 11 -i ete khan 2) H 3 O + H + , t o 2) Viết công thức cấu tạo của tất cả các hợp chất hữu cơ ở sơ đồ trên : A: CH 2 =CH 2 ; B : CH 3 CH 2 OH ; C: CH 3 -CH=O ; D : CH 3 -COOH ; A1 : CH 3 -CH=CH 2 ; G : CH 2 =CH-CH=CH 2 ; B1 : CH 2 =CH-CH 2 -Cl ; C1 : CH 2 Cl-CHOH-CH 2 Cl ; TAILIEUHOC.VN D1 : CH 2 OH-CHOH-CH 2 OH ; B2 : CH 3 -CHCl-CH 3 ; C2 : ( CH 3 ) 2 CH-MgCl ; D 2 : ( CH 3 ) 2 CH-CH 2 -CH 2 OH . ( Hoặc C là CH 3 COOH , D là Ca(CH 3 COO) 2 với điều kiện phản ứng hợp lí ; hay A là CH 4 B là CH CH , C là CH 3 CH = O) . 3) Viết các phương trình phản ứng tạo thành glixerin trinitrat từ n-butan theo sơ đồ trên : 550 - 600 o C CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 CH 4 + CH 3 -CH=CH 2 450-500 o C CH 3 -CH=CH 2 + Cl 2 ClCH 2 -CH=CH 2 + HCl ClCH 2 -CH=CH 2 + Cl 2 + H 2 O CH 2 Cl-CHOH-CH 2 Cl + HCl t o CH 2 Cl-CHOH-CH 2 Cl + 2 NaOH CH 2 OH-CHOH-CH 2 OH + 2 NaCl H 2 SO 4 đ CH 2 -ONO 2 CH 2 OH-CHOH-CH 2 OH + 3 HNO 3 CH-ONO 2 + 3 H 2 O 10-20 o C CH 2 -ONO 2 Câu II : 1) Tám hợp chất hữu cơ A , B , C , D , E , G , H , I đều chứa 35,56% C ; 5,19% H ; 59,26% Br trong phân tử và đều có tỉ khối hơi so với nitơ là 4,822 . Đun nóng A hoặc B với dung dịch NaOH đều thu được anđehit n-butiric , đun nóng C hoặc D với dung dịch NaOH đều thu được etylmetylxeton . A bền hơn B , C bền hơn D , E bền hơn G , H và I đều có các nguyên tử C trong phân tử . a. Viết công thức cấu trúc của A , B , C , D , E , G , H và I . b. Viết các phương trình phản ứng xảy ra . 2) Hai xicloankan M và N đều có tỉ khối hơi so với metan bằng 5,25 . Khi monoclo hoá ( có chiếu sáng ) thì M cho 4 hợp chất , N chỉ cho một hợp chất duy nhất . a. Hãy xác định công thức cấu tạo của M và N . b. Gọi tên các sản phẩm tạo thành theo da nh phá p IUPAC . c. Cho biết cấu dạng bền nhất của hợp chất tạo thành từ N , giải thích . Cách giải : 1) a. M = 28 . 4,822 Tóm tắt cách giải đề thi chọn học sinh giỏi Quốc gia môn hóa học 1999 - 2000 Ngày thi : 14 / (Bảng A) Câu I : Cho sơ đồ sau : axeton A C D B G n-Butan 550 - 600oC glixerin trinitrat 1,4-đibrom-2-buten B1 C1 A1 D1 1) CH2 - CH2 Mg isoamylaxetat B2 C2 D2 ete khan 2) H3O+ A , A1 , B , B1, B2 D2 hợp chất hữu 1) Hãy ghi chất cần thiết điều kiện phản ứng mũi tên 2) Viết công thức cấu tạo tất hợp chất hữu sơ đồ 3) Viết phơng trình phản ứng tạo thành glixerin trinitrat từ n-butan theo sơ đồ Cách giải 1) Hãy ghi chất cần thiết điều kiện phản ứng mũi tên : A , A1 , B , B1, B2 D2 hợp chất hữu CrO3 / H+ ThO2 , to Mn(CH 3COO)2 C D axeton A H2O / H+ B Al2O3 / ZnO Br2 G CH2Br-CH=CH-CH2Br CH3CH2CH2CH3 HNO3 CH2-ONO2 550 - 600oC CH- ONO2 H2SO4đ Cl2 B1 400-500oC Cl , H2O NaOH dd C1 D1 450-500oC CH2-ONO2 A1 1) CH2 - CH2 HCl CH3COOH B2 CH3CO2C5H11-i ete khan Mg C2 D2 2) H3O+ H + , to 2) Viết công thức cấu tạo tất hợp chất hữu sơ đồ : A: CH2=CH2 ; B : CH3CH2OH ; C: CH3-CH=O ; D : CH3-COOH ; A1 : CH3-CH=CH2 ; G : CH2=CH-CH=CH2 ; B1 : CH2=CH-CH2-Cl ; C1 : CH2ClCHOH-CH2Cl ; D1 : CH2OH-CHOH-CH2OH ; B2 : CH3-CHCl-CH3 ; C2 : ( CH3 )2CHMgCl ; D2 : ( CH3 )2CH-CH2-CH2OH ( Hoặc C CH3COOH , D Ca(CH3COO)2 với điều kiện phản ứng hợp lí ; hay A CH4 B CH CH , C CH3CH = O) 3) Viết phơng trình phản ứng tạo thành glixerin trinitrat từ nbutan theo sơ đồ : 550 - 600oC CH3CH2CH2CH3 CH + CH 3- CH=CH2 + HCl CH2Cl CH3-CH=CH2 ClCH2-CH=CH2 + HCl CH2Cl-CHOH-CH2Cl + NaCl + + 450-500oC Cl Cl + + NaOH ClCH 2-CH=CH2 H 2O CH 2Cl-CHOHto CH 2OH-CHOH-CH2OH H2SO4 đ CH2OH-CHOH-CH2OH + HNO3 H 2O 10-20oC CH2-ONO2 CH-ONO + CH2-ONO2 Câu II : 1) Tám hợp chất hữu A , B , C , D , E , G , H , I chứa 35,56% C ; 5,19% H ; 59,26% Br phân tử có tỉ khối so với nitơ 4,822 Đun nóng A B với dung dịch NaOH thu đợc anđehit n-butiric , đun nóng C D với dung dịch NaOH thu đợc etylmetylxeton A bền B , C bền D , E bền G , H I có nguyên tử C phân tử a Viết công thức cấu trúc A , B , C , D , E , G , H I b Viết phơng trình phản ứng xảy 2) Hai xicloankan M N có tỉ khối so với metan 5,25 Khi monoclo hoá ( có chiếu sáng ) M cho hợp chất , N cho hợp chất a Hãy xác định công thức cấu tạo M N b Gọi tên sản phẩm tạo thành theo danh pháp IUPAC c Cho biết cấu dạng bền hợp chất tạo thành từ N , giải thích Cách giải : 1) a M = 28 4,822 =135 (đvC ) C : H : Br = 35,56 5,19 0,74 : : = : :1 12 80 ( C4H7Br ) n ( 12 + + 80 ) n = 135 n=1 Công thức phân tử A , B , C , D , E , G , H , I C4H7Br So sánh tỉ lệ số nguyên tử C H suy hợp chất có liên kết đôi họăc vòng no Thuỷ phân dẫn xuất halogen phải cho ancol , thuỷ phân A B thu đợc anđehit n-butiric , A ( B ) có mạch cacbon không phân nhánh có C=C đầu mạch ( nhóm C=C-OH chuyển thành nhóm C-CH=O ) Chất C ( D ) phải có C=C mạch cacbon ( nhóm C=CCH3 chuyển thành -CH-C-CH3 ) OH O Dựa vào kiện đầu suy : CH3CH2 H CH 3CH2 Br CH3 Br A: C=C ; B: C=C ; C: C =C H Br H H H CH3 CH2Br D: C =C H CH3 CH3 C=C H CH ; E: H ; Br Br CH C=C Br H ( I ) : CH3 H ; G: CH 2Br H I ( H ) : CH b Các phơng trình phản ứng : CH3-CH2-CH=CHBr ] + NaBr + NaOH [ CH 3-CH2-CH=CH-OH CH3-CH2-CH2- CH=O CH3-CH=C-CH3 + NaBr Br + NaOH [ CH 3-CH=C-CH3 ] OH CH3-CH2-C-CH3 O Nếu chất C D , E G đồng phân cấu taọ vị trí liên kết đôi C = C (đồng phân có liên kết đôi phía mạch bền đồng phân có liên kết đôi đầu mạch, thí dụ CH 3CH=CBr-CH3 : C CH3-CH2Br=CH2 : D ) 2) a M = 5,25 16 = 84 (đvC ) ; M CnH2n = 84 12n + 2n = 84 n=6 CTPT M ( N ) : C6H12 Theo kiện đầu , M N có CTCT : M : CH3 N : Cl b CH2Cl ; CH3 ; Cl - Cl (a1 ) ( CH3 ( a2 ) Cl CH3 ; ( ; a3 ) ( a5 ) a1 : a2 : 1-Clo-2-metylxiclopentan 1-Clo-3-metylxiclopentan Clometylxiclopentan a3 : 1-Clo-1-metylxiclopentan Cloxiclohexan c Cấu dạng bền N : bền Nhóm a4 ) a4 : a5 : Vì : Dạng ghế Cl vị trí e bền vị trí a Câu III : COOH 1) Axit xitric axit limonic HOOC-CH 2-C(OH)-CH2-COOH có giá trị pKa 4,76 ; 3,13 6,40 Hãy gọi tên axit theo danh pháp IUPAC ghi ( có giải thích ) giá trị pKa vào nhóm chức thích hợp 2) Đun nóng axit xitric tới 176oC thu đợc axit aconitic ( C6H6O6 ) Khử axit aconitic sinh axit tricacbalylic ( axit propan-1,2,3-tricacboxylic ) Nếu tiếp tục đun nóng axit aconitic thu đợc hỗn hợp gồm axit itaconic ( C 5H6O4 , đồng phân hình học ) axit xitraconic ( C 5H6O4 , có đồng phân hình học ) ; hai axit chuyển hoá thành hợp chất mạch vòng có công thức phân tử C5H4O3 Hãy viết sơ đồ phản ứng xảy dới dạng công thức cấu tạo , cho biết axit aconitic có đồng phân hình học hay không ? 3) Ngời ta tổng hợp axit xitric xuất phát từ axeton hoá chất vô cần thiết Hãy viết sơ đồ phản ứng xảy Cách giải : C : H : Br = 35,56 5,19 0,74 : : = : :1 12 80 3,13 COOH 1) COOH C có pKa nhỏ HOOC - CH2 - C - CH2 - COOH chịu ảnh hởng -I mạnh 4,76 OH 6,40 COOH OH (6,40) (4,76) Axit 2-hiđroxipopan-1,2,3-tricacboxylic 2) COOH 170oC COOH [H+] COOH HOOC-CH2C-CH-COOH HOOC-CH2C=CH-COOH HOOCCH2CHCH2-COOH HO H -H2O ( C6H6O6) ( C 6H8O 7) Axit aconitic ( C 6H8O 6) Axit xitric Axit tricacbalylic to - CO2 C=CH2 HOOC-CH2-CH=CH-COOH HOOC-CH2- COOH ( C5H6O4) ( ... Trang 1/6 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn: HOÁ HỌC Ngày thi thứ nhất: 11/01/2011 (Gồm 06 trang) Câu 1 1 (2,0 điểm) a) Công thức các hợp chất XF m : X là Cl có ClF; ClF 3 ; ClF 5 (a); X là Br có BrF; BrF 3 ; BrF 5 (b); X là I có IF; IF 3 ; IF 5 ; IF 7 (c). b) Các hợp chất trên đều có liên kết cộng hóa trị, mỗi liên kết được tạo thành do 2 electron có spin đối song song của 2 nguyên tử góp chung. * F (Z = 9; n = 2) có 4 AO hóa trị, vì vậy cấu hình chỉ có 1 electron độc thân: * Cl (Z = 17; n = 3), Br (Z = 35; 9n = 4), I (Z = 53; n = 5) giống nhau đều có 9 AO hóa trị, có thể có: 1 electron độc thân: hoặc 3 electron độc thân: 5 electron độc thân: 7 electron độc thân: - Hợp chất ClF 7 không tồn tại vì thể tích nguyên tử clo rất nhỏ, lực đẩy của các vỏ nguyên tử flo sẽ phá vỡ liên kết trong phân tử. Hợp chất BrF 7 tương tự hợp chất ClF 7 (hợp chất BrF 7 hiện nay chưa điều chế được). - Hợp chất IF 7 tồn tại vì thể tích nguyên tử iot rất lớn so với thể tích nguyên tử flo, lực đẩy của các vỏ nguyên tử flo không phá vỡ được các liên kết trong phân tử. 2 (1,5 điểm ) a) Phương trình phản ứng hạt nhân điều chế 32 P: 16 32 S + 0 1 n → 15 32 P + 1 1 p và phân rã phóng xạ của 32 P: 15 32 P → 16 32 S + β - b) 0 A A = 1/2 t/t -1 5.10 μCi 1 1 2μCi 4 2 ⎛⎞ == ⎜⎟ ⎝⎠ → t/t 1/2 = 2 → t = 2.t 1/2 . Vậy thời gian đã lưu giữ là 2 chu kì bán huỷ. Tốc độ phân rã phóng xạ không phụ thuộc vào nồng độ đầu và nhiệt độ, nên sau thời gian đó lượng 32 P của mẫu I cũng chỉ còn lại 1/4 so với lúc đầu → độ giảm hoạt độ phóng xạ trong mẫu I là: 3 20 4 mCi =15 mCi = 15.10 -3 .3,7.10 10 Bq = 15.3,7.10 7 Bq. Số hạt nhân đã biến đổi phóng xạ là: N = 7 1/2 A.t A 15.3,7.10 .14,28.24.3600 λ ln2 0,693 == = 9,9.10 14 nguyên tử Khối lượng 32 P đã phân rã là: 32 P m = 14 23 32.9,9.10 6,02.10 = 5,3.10 -8 (g) = 5,3.10 -2 (μg) Khi bỏ qua sự hụt khối của phân rã phóng xạ, khối lượng 32 S tạo thành đúng bằng khối lượng 32 P đã phân rã: m( 32 S) = 5,3.10 -2 μg. Trang 2/6 Câu 2 1 (1,0 điểm) Phản ứng là bậc 1 nên: [X] = [X] 0 .e -kt (1) → v = k[X] = k.[X] 0 .e -kt → lnv = ln(k[X] 0 ) - kt (2) Hay: lnv = lnv 0 - kt (3) (v 0 là tốc độ đầu của phản ứng) → lgv = lgv 0 – kt/2,303. k = 0 0 v [X] = 4.10 -4 /2.10 -2 = 2.10 -2 (phút -1 ) → lgv = -3,4 - 8,7.10 -3 t (t: phút; v: mol.L -1 .phút -1 ). (Những biểu thức trong đó lgv là hàm của một biến số độc lập t đều coi là đúng). 2 (0,75 điểm) Đối với phản ứng bậc 1: 1/2 -2 1 ln2 0,693 t= = = 34,7 k 2.10 (phút) − (phút) 3 (1,75 điểm) Phản ứng 2NO (k) + 2H 2 (k) → N 2 (k) + 2H 2 O (k) tuân theo quy luật động học thực nghiệm: v = k[NO] 2 [H 2 ]. Cơ chế 1: 2NO (k) 1 k ⎯ ⎯→ N 2 O 2 (k) (nhanh) (1) N 2 O 2 (k) + H 2 (k) 2 k ⎯ ⎯→2HON (k) (nhanh) (2) HON (k) + H 2 (k) 3 k ⎯ ⎯→H 2 O (k) +HN (k) (chậm) (3) HN (k) + HON (k) 4 k ⎯ ⎯→N 2 (k) + H 2 O (k) (nhanh) (4) ∗ Chấp nhận gần đúng rằng giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng là giai đoạn chậm nhất. * Trong cơ chế đã cho, giai đoạn 3 chậm, quyết định tốc độ phản ứng, nên: v = k 3 .[HON][H 2 ] (5) Khi nồng độ các sản phẩm trung gian đạt được trạng thái dừng 22 d[N O ] dt = 1 2 k 1 [NO] 2 – k 2 [H 2 ][N 2 O 2 ] = 0 (6) → [N 2 O 2 ] = 2 1 22 k[NO] 2k [H ] (7) d[HON] dt = 2k 2 [H 2 ][N 2 O 2 ] - k 3 .[HON][H 2 ] – k 4 [HON][HN] = 0 (8) d[HN] dt = k 3 .[HON][H 2 ] – k 4 [HON][HN] = 0 (9) Lấy (8) trừ (9) và biến đổi đơn giản, ta có: [HON] = 222 3 k[NO] k (10) Thay (7) vào (10) rút ra: [HON] = 2 1 32 k[NO] 2k [H ] (11) Thay (11) vào (5) thu được: v = 2 1 k[NO] 2 = k[NO] 2 . Kết quả này không phù hợp với đinh luật 1/10 trang BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2009 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC MÔN HÓA HỌC Câu 1 (2 điểm). 1. Phân loại các chất sau đây theo bản chất của lực tương tác giữa các đơn vị cấu trúc trong mạng tinh thể của chúng: Cu, kim cương, MgO, C 6 H 12 O 6 , I 2 , Pb, BN, NaH. 2. Máu trong cơ thể người có màu đỏ vì chứa hemoglobin (chất vận chuyển oxi chứa sắt). Máu của một số động vật nhuyễn thể không có màu đỏ mà có màu khác vì chứa một kim loại khác (X). Tế bào đơn vị (ô mạng cơ sở) lập phương tâm diện của tinh thể X (hình bên), có cạnh bằng 3,62.10 -8 cm. Khối lượng riêng của nguyên tố này là 8920 kg/m 3 . a. Tính thể tích của các nguyên tử trong một tế bào và phần trăm thể tích của tế bào bị chiếm bởi các nguyên tử. b. Xác định nguyên tố X. Hướng dẫn giải: 1. - Tương tác kim loại - kim loại: Cu, Pb. - Tương tác tĩnh điện giữa các ion tích điện trái dấu: MgO, NaH. - Tương tác bằng lực liên kết cộng hoá trị: kim cương, BN. - Tương tác bằng lực giữa các phân tử: C 6 H 12 O 6 , I 2 . 2. a. Trong 1 tế bào đơn vị của tinh thể X (mạng lập phương tâm diện) có 4 đơn vị cấu trúc, do đó thể tích bị chiếm bởi 4 nguyên tử X là: V nt = 4 × 4 3 πr 3 (1) Mặt khác, trong tế bào lập phương tâm diện, bán kính r của nguyên tử X liên quan với độ dài a của cạnh tế bào bằng hệ thức: 4r = a 2 hay r = a 2 4 (2) Thay (2) vào (1) và áp dụng số, tính được: V nt = 3,48.10 -23 cm 3 Thể tích của tế bào: V tb = a 3 = (3,62.10 -8 ) 3 = 4,70.10 -23 (cm 3 ) Như vậy, phần trăm thể tích của tế bào bị chiếm bởi các nguyên tử là: (V nt :V tb ) × 100% = (3,48.10 -23 : 4,70.10 -23 ) × 100% = 74% b. Từ: ρ = nM NV M = ρ NV n = 8,92 × 6,02.10 23 × 23 4,7.10 4 = 63,1 (g/mol) Nguyên tố X là đồng (Cu). Câu 2 (2 điểm). 1. Sử dụng mô hình về sự đẩy nhau của các cặp electron hóa trị (mô hình VSEPR), dự đoán dạng hình học của các ion và phân tử sau: BeH 2 , BCl 3 , NF 3 , SiF 6 2- , NO 2 + , I 3 - . 2. So sánh và giải thích khả năng tạo thành liên kết π của C và Si. Hướng dẫn giải: 1. BeH 2 : dạng AL 2 E 0 . Phân tử có dạng thẳng: H−Be−H. BCl 3 : dạng AL 3 E 0 , trong đó có một “siêu cặp” của liên kết đôi B=Cl. Phân tử có dạng tam giác đều, phẳng. NF 3 : dạng AL 3 E 1 . Phân tử có dạng hình chóp đáy tam giác đều với N nằm ở đỉnh chóp. Góc FNF nhỏ hơn 109 o 29’ do lực đẩy mạnh hơn của cặp electron không liên kết. SiF 6 2- : dạng AL 6 E 0 . Ion có dạng bát diện đều. NO 2 + : dạng AL 2 E 0 , trong đó có 2 “siêu cặp” ứng với 2 liên kết đôi N=O ([O=N=O] + ). Ion có dạng đường thẳng. 2/10 trang I 3 - : dạng AL 2 E 3 , lai hoá của I là dsp 3 , trong đó 2 liên kết I−I được ưu tiên nằm dọc theo trục thẳng đứng, 3 obitan lai hoá nằm trong mặt phẳng xích đạo (vuông góc với trục) được dùng để chứa 3 cặp electron không liên kết. Ion có dạng đường thẳng. 2. C và Si cùng nằm trong nhóm 4A (hay nhóm 14 trong Bảng tuần hoàn dạng dài) nên có nhiều sự tương đồng về tính chất hoá học. Tuy nhiên, hai nguyên tố này thể hiện khả năng tạo thành liên kết π khác nhau trong sự tạo thành liên kết của các đơn chất và hợp chất. - Ở dạng đơn chất: Cacbon tồn tại dưới dạng kim cương (chỉ có liên kết đơn C-C) và graphit, cacbin (ngoài liên kết đơn còn có liên kết bội C=C và C≡C), nghĩa là tạo thành cả liên kết σ và liên kết π. Silic chỉ có dạng thù hình giống kim cương, nghĩa là chỉ tạo thành liên kết σ. - Ở dạng hợp chất: Trong một số hợp chất cùng loại, điển hình là các oxit: cacbon tạo thành CO và CO 2 mà phân tử của chúng đều có liên kết π, trong khi silic không tạo thành SiO, còn trong SiO 2 chỉ tồn tại các liên kết đơn Si–O. Giải thích: Liên kết π được tạo thành do sự xen phủ của các obitan p. Nguyên tử cacbon (Chu kỳ 2) có bán kính nhỏ hơn nguyên tử silic (Chu kỳ 3) nên mật độ electron trên các obitan của nguyên tử C cao hơn mật độ electron trên các obitan tương ứng của nguyên tử Si. Khi kích thước của các obitan bé hơn và mật độ electron lớn hơn thì sự xen phủ của các obitan hiệu quả hơn, độ bền của liên kết cao hơn. Do đó, BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 Môn: HOÁ HỌC Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi thứ hai: 12/01/2011 Đề thi có 02 trang, gồm 05 câu Câu 1. (4,5 điểm) 1. Xitral (CH 3 ) 2 C=CHCH 2 CH 2 C(CH 3 )=CHCH=O có trong tinh dầu chanh, gồm 2 đồng phân a và b. a) Cấu tạo phân tử xitral có tuân theo qui tắc isoprenoit hay không? Hai chất a và b thuộc loại đồng phân nào? Hãy viết công thức cấu trúc và gọi tên hệ thống hai đồng phân đó. b) Để tách riêng hai đồng phân a và b, người ta sử dụng semicacbazit và axit vô cơ. Hãy nêu vắn tắt quá trình thực nghiệm đó. c) Khử xitral rồi chuyển hoá sản phẩm A theo sơ đồ: t o Xitral LiAlH 4 A (C 10 H 18 O) B (C 10 H 16 , d¹ng m¹ch hë) H + C 2,5,5-Trimetylbixiclo[4.1.0]hept-2-en Viết công thức cấu tạo của A, B, C và hoàn thành sơ đồ các phản ứng. Giải thích quá trình chuyển hóa tạo thành C. 2. Cho n-butylmetylete phản ứng với dung dịch HI (đặc), người ta nhận được hai sản phẩm A và B. Khi cho một trong hai sản phẩm đó phản ứng với bazơ mạnh thì thu được C. Thuỷ phân C trong môi trường axit, được D. Oxi hoá C bằng KMnO 4 , chọn lấy sản phẩm E tạo thành cho phản ứng với D, được F (có 7 cacbon). Mặt khác, chuyển hóa C thành G, sau đó G thành H. Nếu cho H phản ứng với F rồi thủy phân sẽ thu được I (C 11 H 24 O). Viết sơ đồ các phản ứng chuyển hóa từ A đến I (dạng công thức cấu tạo) và gọi tên các hợp chất hữu cơ này. 3. Viết các đồng phân lập thể của metylxiclohexanon. Đồng phân nào có tính quang hoạt? Giải thích vì sao dưới tác dụng của bazơ, xeton quang hoạt bị raxemic hoá? Câu 2. (4,5 điểm) 1. Viết tác nhân, điều kiện phản ứng (nếu có) thay cho dấu chấm hỏi (?) và công th ức cấu tạo của các hợp chất hữu cơ A, B, C, D để hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: C 6 H 6 C 6 H 5 C 2 H 5 2. H 3 O + A HNO 3 / H 2 SO 4 t o B Fe / HCl t o C H 2 / Ni t o D ? 1. KMnO 4 , H 2 O, t o Hãy so sánh nhiệt độ nóng chảy và so sánh lực axit của các chất A, B, C, D. Giải thích. 2. cis-1-Đecyl-2-(5-metylhexyl)etilenoxit (hay disparlure) là một pheromon của một loài bướm. Hãy: a) Vẽ công thức các đồng phân lập thể của dispalure. b) Viết sơ đồ tổng hợp dispalure từ axetilen, các chất vô cơ, hữu cơ (chứa không quá 5 cacbon). 3. Từ quả bồ kết, người ta tách được hợp chất K (C 15 H 18 O 6 ). Khi cho K tác dụng với CH 3 I/Ag 2 O (dư) rồi thuỷ phân với xúc tác α-glycozidaza thì thu được M (C 9 H 18 O 5 ) và N. Hợp chất M thuộc dãy L với cấu hình tuyệt đối của C2 giống C3 nhưng khác C4 và C5. Nếu oxi hoá M bằng axit nitric thì trong hỗn hợp sản phẩm có axit axetic mà không có axit propionic hoặc dẫn xuất của nó. Khi cho N tác dụng với dung dịch KMnO 4 thì tạo thành một cặp đồng phân threo có cùng công thức phân tử C 9 H 10 O 4 đều không làm mất màu nước brom. Hãy xác định công thức lập thể của K, M, N và vẽ cấu dạng bền của K. Câu 3. (3,5 điểm) 1. Viết các tác nhân, điều kiện phản ứng (nếu có) thay cho dấu chấm hỏi (?) và viết công thức cấu tạo của các hợp chất hữu cơ F, G, H, I, J để hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau: Trang 1/2 1 : 1 2. OH - A NO 2 O 2 N NO 2 HO NO 2 H 2 N NO 2 N N NH 2 HO J (C 9 H 13 ON) H F E D C B ? E O (CH 3 CO) 2 O G Zn(Hg) / HCl I CH 3 I 1. H + / H 2 O ? ? ? 2. Hãy giải thích cơ chế của các phản ứng sau: OO H H OO CHO + H 2 C(COOH) 2 a) 1. OH - 2. H 3 O + O HOOC O b) O O O Câu 4. (3,5 điểm) 1. Từ xiclohexen và 4-clorobutan-1-ol hãy tổng hợp Trang 2/2 2. D-Galactopiranozơ được chuyển hoá thành axit ascorbic theo sơ đồ sau: OOCH 3 O OH HO HO HO COOH O OH OH HO OH OH (a) A (b) B (c) OH OH COOH OH OH OH D-Gal actopi ranoz¬ Na (Hg) OH OH OH HO O (g) OH OH HO OO HCN H HCl O O HO H OH H HO OH Axit ascorbic (f) F C D E G 1. NH 3 2. NaOCl Viết các tác nhân (a), (b), (c), (f), BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 Môn: HOÁ HỌC Thi gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi th nht: 11/01/2011 thi có 02 trang, gm 06 câu Câu 1. (3,5 điểm) 1. Clo, brom, iot có th kt hp vi flo to thành các hp cht dng XF m . Thc nghim cho thy rng m có 3 giá tr khác nhau nu X là Cl hoc Br, m có 4 giá tr khác nhau nu X là I. a) Hãy vit công thc các hp cht dng XF m ca mi nguyên t Cl, Br, I. b) Da vào cu to nguyên t và âm in ca các nguyên t, hãy gii thích s hình thành các hp cht trên. Cho: âm in ca F là 4,0; Cl là 3,2; Br là 3,0; I là 2,7. 2. 32 P phân rã β - vi chu kì bán hu 14,28 ngày, c iu ch bng phn ng gia ntron vi ht nhân 32 S. a) Vit các phng trình phn ng ht nhân iu ch 32 P và biu din s phân rã phóng x ca 32 P. b) Có hai mu phóng x 32 P c kí hiu là mu I và mu II. Mu I có hot phóng x 20 mCi c lu gi trong bình t ti bung làm mát có nhit 10 o C. Mu II có hot phóng x 2 µCi bt u c lu gi cùng thi im vi mu I nhng nhit 20 o C. Khi hot phóng x ca mu II ch còn 5.10 -1 µCi thì lng lu hunh xut hin trong bình cha mu I là bao nhiêu gam? Trc khi lu gi, trong bình không có lu hunh. Cho: 1 Ci = 3,7.10 10 Bq (1Bq = 1 phân rã/giây); s Avogaro N A = 6,02.10 23 mol -1 ; hot phóng x A = .N ( là hng s tc phân rã, N là s ht nhân phóng x thi im t). Câu 2. (3,5 điểm) Mt phn ng pha khí xy ra theo phng trình: X(k) → Y(k) (1). Khi nng u [X] 0 = 0,02 mol.L -1 thì tc u ca phn ng v 0 ( 25 o C) là 4.10 -4 mol.L -1 .phút -1 ; nh lut tc ca phn ng có dng: v = k.[X] (2), trong ó k là hng s tc ca phn ng. 1. Tìm biu thc liên h lgv (logarit ca tc phn ng) vi thi gian phn ng t và tính các h s trong biu thc này cho trng hp ca phn ng (1). 2. Tính thi gian phn ng mt na trong các iu kin nói trên. 3. Phn ng 2NO (k) + 2H 2 (k) → N 2 (k) + 2H 2 O (k) tuân theo quy lut ng hc thc nghim: v = k[NO] 2 [H 2 ]. Hai c ch c xut cho phn ng này: C ch 1: 2 NO (k) → N 2 O 2 (k) (nhanh) N 2 O 2 (k) + H 2 (k) → 2HON (k) (nhanh) HON (k) + H 2 (k) → H 2 O (k) + HN (k) (chm) HN (k) + HON (k) → N 2 (k) + H 2 O (k) (nhanh). C ch 2: 2 NO (k) N 2 O 2 (k) (nhanh) N 2 O 2 (k) + H 2 (k) → N 2 O (k) + H 2 O (k) (chm) N 2 O (k) + H 2 (k) → N 2 (k) + H 2 O (k) (nhanh). C ch nào phù hp vi quy lut ng hc thc nghim? Ti sao? Câu 3. (3,5 điểm) Cho hng s khí R = 8,314 J.mol –1 .K –1 . áp sut tiêu chun P 0 = 1,000 bar = 1,000.10 5 Pa, nhit 298 K, ta có các d kin nhit ng hc: Khí H 2 N 2 NH 3 Bin thiên entanpi hình thành 0- f H (kJ.mol ) 1 0 0 - 45,9 Entropi S 0 (J.mol –1 .K –1 ) 130,7 191,6 192,8 Liên kt NN N=N N-N H-H Bin thiên entanpi phân li liên kt 0 b H (kJ.mol –1 ) 945 466 159 436 Trang 1/2 1. Tính bin thiên entanpi, bin thiên entropi, bin thiên nng lng t do Gibbs và hng s cân bng K ca phn ng tng hp amoniac t nit và hiro iu kin nhit và áp sut trên. 2. Trong thc t sn xut, phn ng tng hp amoniac c thc hin nhit cao. a) Chp nhn gn úng vic b qua s ph thuc nhi t ca H và S, hãy tính hng s cân bng K ca phn ng T = 773 K. b) Nhn xét v hng u tiên ca phn ng 298 K và 773 K. Gii thích ti sao li tin hành tng hp NH 3 nhit cao. tng hiu sut tng hp amoniac trong công ... eV ; Al có I1 = 5,984 eV ) Tóm tắt cách giải đề thi chọn học sinh giỏi Quốc gia môn hóa học 1999 - 2000 Ngày thi : 13 / (Bảng A) Câu I : 1) Các phơng trình phản ứng tạo NO2 : Cu + HNO đặc =... C (tan) Naphtalen (không tan) 11 Môn : hoá học Bảng A Thời gian : 180 phút ( không kể thời gian giao đề ) Ngày thi : 13 / / 2000 Câu I : 1) Cho chất sau : HNO3 , Cu , Fe , Na... 3) Học sinh làm theo cách sau : Đánh số thứ tự lọ hoá chất nhãn lấy lợng nhỏ vào ống nghiệm ( mẫu A) để làm thí nghiệm , ống nghiệm đợc đánh số thứ tự thea lọ Cho dung dịch AgNO3 lần lợt vào ống