Đề thi HSG môn hóa học lớp 12 vòng 2 sở GD đt thái nguyên năm học 2011 2012 file word có đáp án

UBND TỈNH THÁI NGUYÊN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2011-2012 MƠN THI: HỐ HỌC LỚP 12 (VỊNG 2) ĐỀ CHÍNH THỨC (Thời gian làm 180 phút không kể thời gian giao đề) Câu I (3,0 điểm) Viết công thức Liuyt, dự đốn cấu trúc phân tử, góc liên kết phân tử sau: SF2, SF6, S2F4 Phức [Fe(CN)6]4- có lượng tách 394,2 kJ/mol, phức [Fe(H2O)6]2+ có lượng tách 124,2 kJ/mol lượng ghép electron 210,3 kJ/mol a) Hãy vẽ giản đồ lượng hai phức cho biết phức phức spin cao, phức phức spin thấp? b) Hỏi với kích thích electron từ t2g đến eg phức [Fe(CN)6]4- hấp thụ ánh sáng có bước sóng λ bao nhiêu? Câu II (4,0 điểm) a) Từ buta-1,3-đien anhiđrit maleic, viết phương trình hóa học (PTHH) phản ứng tổng hợp axit xiclohexan-1,2-đicacboxylic Mơ tả cấu trúc axit mặt cấu hình liên kết hiđro b) Thay anhiđrit maleic axit xinamic (2 đồng phân cis trans) Hãy viết PTHH phản ứng xảy ghi rõ cấu hình lập thể sản phẩm Cho sơ đồ chuyển hoá sau: X1 (2) X2 (3) (1) axit benzoic (7) (6) X5 X3 X8 (11) (4) (5) X4 X7 (10) (8) cumen (9) X6 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Viết PTHH phản ứng theo sơ đồ trên, biết: X có thành phần nguyên tố C, H, O; X7 có phản ứng với dung dịch FeCl3 tạo phức màu tím đậm Câu III (3,0 điểm) Hai nguyên tố A, B có e cuối ứng với số lượng tử: n=3 l=2 me = -2 ms = - n=3 l=1 me = -1 ms = - a) Viết lại cấu hình e A, B ion mà A, B tạo thành b) Xác đònh vò trí A, B bảng tuần hoàn Có giải thích c) A, B tạo oxit hiđroxit Viết cơng thức phân tử chúng Đối với nguyên tố so sánh tính axit, bazơ hiđroxit có giải thích d) Dự đoán tình trạng lai hóa B oxit Mô tả dạng hình học oxit Trong số phân tử ion: CH 2Br2, F-, CH2O, Ca2+, H3As, (C2H5)2O Phân tử ion tạo liên kết hiđro với phân tử nước? Hãy giải thích viết sơ đồ mô tả hình thành liên kết Câu IV (3,0 điểm) X ngun tố thuộc nhóm A, hợp chất với hiđro có dạng XH3 Electron cuối nguyên tử X có tổng số lượng tử 4,5 a) Xác định nguyên tố X, viết cấu hình electron nguyên tử b) Ở điều kiện thường XH3 chất khí Viết cơng thức cấu tạo, dự đốn trạng thái lai hoá nguyên tử trung tâm phân tử XH3, oxit bậc cao nhất, hiñroxit bậc cao X http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word → 2XO + Cl , 5000C có Kp= 1,63.10-2 Ở trạng thái c) Cho phản ứng: 2XOCl  cân áp suất riêng phần PXOCl =0,643 atm, PXO = 0,238 atm - Tính PCl2 trạng thái cân - Nếu thêm vào bình lượng Cl2 để trạng thái cân áp suất riêng phần XOCl 0,683 atm áp suất riêng phần XO Cl2 bao nhiêu? So sánh độ lớn góc liên kết phân tử PX3 (X: F, Cl, Br, I) Giải thích? Câu V (3,0 điểm) DDT, 666 2,4D số nông dược sử dụng sản xuất nụng nghiệp Viết công thức cấu tạo chúng, trình bày ứng dụng cho chất nêu tác dụng phụ có hại chất khiến cho việc sử dụng chúng nông dược bị hạn chế ngăn cấm Từ metan chất vô cần thiết, viết PTHH cỏc phản ứng điều chế DDT 666 Câu VI (4,0 điểm) Hãy so sánh tính axit nhiệt độ nóng chảy o-nitro phenol m-nitro phenol, giải thích Safrol A (C10H10O2) chất lỏng có tính chất sau: khơng tan kiềm, khơng có phản ứng màu với FeCl3, ozon phân có chất khử thu H2C=O B (C9H8O3), B có phản ứng với thuốc thử tollens Oxihóa A KMnO4 cho axit D (M = 166) khơng có phản ứng màu với FeCl3, D tác dụng với dung dịch HI đặc tách H 2C=O axit 3,4-đihyđroxybenzoic Xác định cấu trúc A, B, D (Cho H=1; C =12; N=14; O=16; Na=23; Mg=24; P=31; S=32; Cl=35,5; K=39; Fe=56; Cu=64; Br=80; Ag=108.) Hết http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word UBND TỈNH THÁI NGUYÊN HD CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG TỈNH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2011-2012 MƠN THI: HỐ HỌC LỚP 12 (VỊNG 2) ĐỀ CHÍNH THỨC (Thời gian làm 180 phút không kể thời gian giao đề) Câu Nội dung Điểm Viết cơng thức Liuyt, dự đốn cấu trúc phân tử, góc liên kết phân tử sau: SF2, SF6, S2F4: I (3,0) Phân tử Công thức SF2 F Liuyt F F S’ S F F sp d S: sp3d (MX4E) S’: sp3 (MX2E2) lai hố S Hình học F F S F F sp3 S2 F4 F F F S Trạng thái SF6 Chữ V phân tử Bát diện Cái bập bênh nối với chữ V F F : S S' F F Góc liên kết < 109o28’ 90o - Góc SS’F< 109o28’ S cặp e S’ cặp e không liên http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 1,5 không liên kết kết nên ép - Góc FSF leg ợng ghép electron nên phức có giản đồ lợng nh t2g sau: Trong giản đồ tổng spin S = vµ lµ phøc spin thÊp Trong phức [Fe(H2O6)]2+ có lợng tách thấp lợng ghép electron nên phức có giản đồ lợng nhsau: ↑ ↑ eg ∆ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑ ↑ t2g Trong giản đồ tổng spin S = x = vµ lµ phøc spin cao http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 1,5 b) λ= hc 6,625.10−34 3.108 −7 = = 3,034.10 m = 3034 A 394, 2.103 E 6,02.1023 2,0 a) Phương trình hóa học phản ứng tổng hợp: CO CO t O + o O CO CO COOH CO O + H2O COOH CO COOH II + H2 xt, t COOH o COOH (4,0) COOH Mô tả cấu trúc axit đó: - Buta-1,3-đien phản ứng dạng s-cis - Anhiđrit maleic dạng cis → sản phẩm có cấu hình giữ nguyên dạng cis COOH H COOH H Biểu diễn liên kết hiđro: C O H H O C H b) Thay anhiđrit maleic axit xinamic: C6H5-CH=CH-COOH http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word C6H5 t + C6H5 H COOH H o COOH C6H5 t + C6H5 H H COOH o HOOC 2C6H5COOH P2O5 ắắắ đ (C6H5CO)2O + H2O (C6H5CO)2O + C6H5ONa → C6H5COOC6H5 + C6H5COONa t C6H5COOC6H5 + 2NaOH ắắ đ C6H5COONa + C6H5ONa o + H2O CaO ,t C6H5COONa + NaOH ¾¾ ¾® C6H6 + Na2CO3 o C6H5COONa + HCl → C6H5COOH + NaCl AlCl C6H6 + HCOCl ¾¾¾ ® C6H5CHO + HCl 5C6H5CHO + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5C6H5COOH + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O H C6H6 + CH2 = CH - CH3 ắắđ C6H6CH(CH3)2 + 2,0 75 C C6H5CH(CH3)2 + O2 ắắắ đ C6H5- C(CH3)2- OOH o 100 C , H 10 C6H5- C(CH3)2- OOH + H2O ắắ ắắ đ C6H5OH + CH3 o + CO - CH3 11 C6H5ONa + HCl → C6H5OH + NaCl 1,5 a) Cấu hình e của: III A : 3d64s2 A2+ : 3d6 B : 3p4 B2- : 3p6 A3+ 3d5 => A laø Fe => B S b) Vò trí A, B BTH H δδhttp://dethithpt.com đề thi – tài liệu file word : δ+ chuyên C = –OWebsite H → O H H A thuộc chu kỳ 4, nhóm VIIIB (3,0) B thuộc chu kỳ 3, nhóm VIA c) A B Công thức oxit FeO, Fe2O3, Fe3O4 Công thức hiđroxit: Fe(OH)2, Fe(OH)3 • Tính bazơ Fe(OH)2 > Fe(OH)3 • Tính axit H2SO4 > H2SO3 SO2, SO3 H2SO3, H2SO4 d) 1,5 Liên kết hiđro hình thành nguyên tử hiđro linh động phân tử với nguyên tử có độ âm điện lớn có dư cặp e tự tiểu phân Do phân tử ion sau có khả tạo liên kết hiđro với phân tử nước (là phân tử có nguyên tử hiđro linh động) là: F- , CH2O , (C2H5)2O http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word C2H5 O δ+ δ •• S-: sp.2 H O :F δδH O : H O O Ssp O → O O H Tam giác a) Với hợp chất hidro có dạng XH nên X thuộc nhóm IIIA nhóm góc C2H5 VA TH1: X thuộc nhóm IIIA, ta có phân bố e theo obitan: Vậy e cuối có: l=1, m=-1, ms = +1/2 ; IV (3,0) mà n + l + m + ms = 4,5 → n = Cấu hình e nguyên tử: 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p1 (Ga) TH2: X thuộc nhóm VA, ta có phân bố e theo obitan: Vậy e cuối có: l=1, m= 1, ms = +1/2; mà n + l + m + ms = 4,5 → n = Cấu hình e nguyên tử: 1s2 2s22p3 (N) b) Ở đk thường XH3 chất khí nên nguyên tố phù hợp Nitơ Công thức cấu tạo hợp chất: + Hợp chất với hiđro: N H H H Nguyên tử N có trạng thái lai hóa sp3 + Oxit cao nhất: O O N O N O O Nguyên tử N trạng thái lai hóa sp2 + Hiđroxit với hóa trị cao nhất: O H O N O http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 2,0 Nguyên tử N trạng thái lai hóa sp2 c) Phương trình phản ứng: 2NOCl  Áp suất cân bằng: 0,643 Ta có: Kp = PNO PCl2 PNOCl 2NO + Cl2 0,238 Kp = 1,63.10-2 (5000C) ? = 1,63.10-2 → PCl = 0,119 atm Sau thêm Cl , áp suất cân NOCl : P NOCl = 0,683 atm , tăng 0,04 atm → PNO = 0,238 – 0,004 = 0,198 atm  0,683   1,63.10-2 = 0,194 atm → PCl2 =   0,198  Độ lớn góc liên kết XPX phân tử PX3 biến đổi sau: PF3 > PCl3 > PBr3 > PI3 Giải thích: bán kính nguyên tử tăng dần từ F → I đồng thời độ âm điện giảm dần nên tương tác đẩy nguyên tử halogen phân tử PX giảm dần từ PF3 → PI3 Nên PF3 có góc liên kết lớn nhất, PI3 có liên kết bé Số đo góc: PF3 PCl3 PBr3 1040 1020 PI3 1000 960 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 1,0 Công thức cấu tạo loại nông dợc : V (3,0 DDT 666 CH Cl Cl ) C Cl Cl H Cl H Cl 2,4 D Cl H Cl H Cl H Cl 1,5 Cl O CH2 COOH Cl Cl H øng dơng: - DDT: DiƯt trõ kiÕn, c¸c loại côn trùng phá hoại mùa màng - 666 : Diệt loại sâu bọ phá hoại mùa màng - 2,4 D: Diệt cỏ dại Có hại : Clo chất đc tích tụ thể sinh vật Các phơng trình phản ứng điều chế 1,5 (6 CH4  → (1) C6H6Cl6 → → (2) (3) CH ≡ CH  C6H6 (CTCT)  C6H5Cl  → DDT (7)  → (4) → (5) CH3-CHO  CH3-CHO • Nhóm -NO2 hút e o, p lớn vị trí m ⇒ liên kết O - H phân cực mạnh nên tính axit o- nitro phenol mạnh • O- nitro phenol có nhiệt độ nóng chảy thấp m- nitro phenol VI phân tử o- nitro phênol có tạo liên kết H2 nội phân tử http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 2,0 (4,0) H  O O N=O Trong phân tử m- nitro phenol có liên kết H2 liên phân tử làm phân tử bị giữ lại với bền chặt …H - O … H -O … NO2 NO2 0  t o− nitro phenol thấp t m −nitro phenol Chất A có độ chưa no bậc 6, bốn cho vòng benzen - Vì A khơng tan NaOH cho màu với FeCl nên A phenol - A bị ozon phân hình thành H2C=O chứng tỏ có mạch nhánh với nhóm (=CH2) cuối mạch B andehyt nên có nhóm -CH=CH (liên kết đôi độ chưa no thứ 5) - Axit D monocacboxylic có M=166 có mạch nhánh đính vào nhân Hai ngtử Oxi vòng khác (với độ chưa no thứ 6) ngưng tụ với benzen ( điều xác định phản ứng với HI cho H2C=O axit 3,4-đihyđroxybenzoic Vòng ngưng tụ axetan bền Công thức D C8H6O4 - Vòng benzen vòng axetan có 7C mạnh nhánh có 3C Vậy cấu trúc A, B, C là: CH2CH=CH2 CH2CHO COOH http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 2,0 O O O O CH2 O CH2 (A) O CH2 (B) (D) Viết PTHH phản ứng để chứng minh Chú ý: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word UBND TỈNH THÁI NGUYÊN HD CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG TỈNH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NĂM HỌC 20 11 -2 0 12 MƠN THI: HỐ HỌC LỚP 12 (VỊNG 2) ĐỀ CHÍNH... liệu file word 2, 0 Nguyên tử N trạng thái lai hóa sp2 c) Phương trình phản ứng: 2NOCl  Áp suất cân bằng: 0,643 Ta có: Kp = PNO PCl2 PNOCl 2NO + Cl2 0 ,23 8 Kp = 1,63.10 -2 (5000C) ? = 1,63.10 -2 →... Website chuyên đề thi – tài liệu file word 2, 0 O O O O CH2 O CH2 (A) O CH2 (B) (D) Viết PTHH phản ứng để chứng minh Chú ý: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word