Đề thi olympic truyền thống 30 4 môn hóa học lớp 11 chuyên lương văn chánh phú yên

TRƯỜNG THPT LƯƠNG VĂN CHÁNH – PHÚ YÊN Câu 1: (4 điểm) 1.1 Các nguyên tử C, N, O xếp theo ba thứ tự khác để tạo ba anion CNO-, CON- NCOa Viết công thức Lewis cho cách xếp nguyên tử b Với cách xếp hãy: i Tìm điện tiscch hình thức nguyên tử ii Sắp xếp độ bền ba anion Giải thích? 1.2 Tinh thể kim cương có cấu trúc lập phương tâm diện, ngồi ngun tử cacbon chiếm nửa số lỗ trống tứ diện, 293K kim cương có khối lượng riêng D= 3,514 g/cm3, C =12; NA = 6,022.1023 Hãy tính bán kính nguyên tử cacbon kim cương độ đặc kít tinh thể 1.3 Thả viên nước đá có khối lượng 20 gam -25℃ vào 200ml rượu (ancol) etylic 39,50 (giả thiết chứa nước rượu) để nhiệt độ 25℃ Tính biến thiên antropi q trình thả viên nước đá rượu đến hệ đạt cân Coi hệ xét cô lập Cho: R – 8,314 J.mol-1.K-1; khối lượng riêng nước 1g.ml-1 rượu 0,8 g.ml-1; nhiệt dung đẳng áp nước đá 37,66 J.mol-1.K-1 rượu 113,00 J.mol-1.K-1 Nhiệt nóng chảy nước đá 6,009 kJ.mol-1 Câu 2: (4 điểm) 2.1 Thêm 25ml dung dịch NaOH 0,05M vào 100ml dung dịch A gồm HCl 0,001M H2S 0,1M, thu dung dịch B a.Tính pH dung dịch B nồng độ mol ion dung dịch B b Tính thể tích dung dịch NaOH 0,05 M cần thêm vào 100ml dung dịch A để thu dung dịch có pH =8 Cho H2S có Ka1 = 10-7, Ka2 = 10-12,92 2.2.a Điện phân dung dịch X chưa NiSO4 0,02M CoSO4 0,01M axit H2SO4 0,5M 25℃, dùng điện cực Pt với dòng điện I = 0,2 A i Viết phương trình phản ứng xảy điện cực Tính tinh thể cặpp oxi hóa khử điện cực cho biết hiệu tối thiểu phải đặt vào hai cực để trình điện phân bắt đầu xảy ii Cation bị điện phân trước? Khi cation thứ hai bắt đầu điện phân nồng độ cation thứ bao nhiên? b Nếu điện phân dung dịch chứa NiSO4 0,02M; CoSO4 0,01M NaCN 1M kim loại tách trước? Có thể tách kim loại khỏi phương pháp điện phân dung dịch không? Biết ion coi tách hoàn toàn khỏi dung dịch nồng độ ion lại dung dịch nhỏ 10-6M 0 Cho biế 25℃, E Ni2 / Ni  233V; E Co2 /Co  0, 277V; E O ,H  / H O  1, 23V; PO2  0, atm 2 Các phức chất: [Co(CN)6 ]4 có lg 1  19, 09; [Ni(CN) ]2 có lg 2  30, 22; Quá H2/Pt đủ lớn để trình điện phân H+ nước catot không xảy Câu 3: (4 điểm) 3.1 Hợp chất vơ X thành phần có nguyên tố 120 < MX < 145 Cho X phản ứng với O2 thu chất Y Cho Y phản ứng với H2O thu axit vô A B A phản ứng với dung dịch AgNO3 thu kết tủa trắng (C) kết tủa tan dung dịch NH3 B phản ứng với dung dịch NaOH dư thu muối D D phản ứng với AgNO3 thu kết tủa vàng (E) Chất X phản ứng với H2O thu axit G A, đun nóng G thu axit (B) khí H Xác định cơng thức phân tử chất viết phương trình phản ứng xảy http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 3.2 Có thể điều chế tinh thể FeCl3.6H2O theo cách sau: Hòa tan sắt kim loại vào dung dịch axit clohiđric 25% Dung dịch tạo thành oxi hóa cách sục khí clo qua cho kết âm tính với K3[Fe(CN)6] Dung dịch bay 95℃ tủ trọng đạt xác 1,695 g/cm3 sau làm lạnh đến 4℃ Tách kết tủa thu cách hút chân không cho vào dụng cụ kín Viết phản ứng dẫn đến kết tủa FeCl3.6H2O Có gam sắt ml dung dịch axit clohiđric 36% (d=1,18 g/cm3) cần để điều chế 1,00 kg tinh thể Biết hiệu suất trình đạt 65% Đun nóng 2,725 gam FeCl3.6H2O khơng khí đến 350℃ thu 0,8977 gam bã sắt Xác định thành phần định tính định lượng bã rắn Câu 4: (4 điểm) 4.1 a Giải thích khác biệt giá trih pKa hai hợp chất sau: pKa 16 17,5 b Xác định cấu dạng bền hợp chất sau dung môi: Metanol octan 4.2 Hãy cho biết chất có cơng thức phân tử C4H8O và: a Có chứa cacbon bất đối, chr rõ nguyên tử cacbon bất đối b Là đồng phân meso? 4.3 Xác định cấu trúc lập thể gọi tên hợp chất từ A đến E sơ đồ sau đây: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Câu 5: (4 điểm) 5.1 Trình bày chế tạo sản phẩm phản ứng sau: 5.2 Ephedrin (G) hoạt chất dùng làm thuốc chữa bệnh hơ hấp chiết từ ma hồng Ephedrin tổng hợp theo sơ đồ đồ sau:  CO,HCl/AlCl3 CH 3CH NO ,OH H / Ni CH 3Br C6 H ����� � D ������ � E ��� � F ��� �G a Viết công thức cấu tạo D, E, F G sơ đồ b Viết chế phản ứng giai đoạn tạo thành D E c Đi từ benzen, axit propanoic chất vô cần thiết khác, đưa râ sơ đồ tổng hợp ephedrin http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word TRƯỜNG THPT LƯƠNG VĂN CHÁNH – PHÚ YÊN Câu 1: Viết công thức Lewis cho ba anion CNO- , CON- NCO- b i Điện tích hình thức ngun tử: ii tích hinhg thức nhỏ Ion CON- bền điện tích hình thức lớn Mơ tả tinh thể Ion NCO- bền điện a = 3,55Å Liên kết C-C dài 1,54Å Một mạng sở có mặt nguyên tử đỉnh, nguyên tử có mặt, nguyên tử hốc tứ diện Số ngun tử ngun vẹn có mạng 8.1/8 + 6.1/2 +4 =8 Vng.tu = 4πR3/3 8.12 D  3,516g / cm3 ;a  0,357nm N.a a từ R = 0,0772 nm 8.Vng.tu Độ đặc khít = 100% �34% a3 Thành phần rượu nước rượu 39,50 là: 39,5.200 VC2 H5OH   79 (ml) � VH2 O  200  79  121(ml) 100 � mC2 H5OH  79.0,8  63, (g) m H2O  121.1  121 (g) Mặt khác 2R  Nước nhiệt thu vào viên nước đá hệ đạt cân Gọi nhiệt độ hệ hệ đạt cân tcb (℃) Quá trình thu nhiệt gồm giai đoạn: Q1 Q2 Q3 H O(r) �� � H O(r) �� � H O(l) �� � H 2O(l) -25℃ 0℃ 0℃ tcb℃ http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Qthu = Q1 + Q2 + Q3 = 20 20 20 37, 66.(0  ( 25))  6, 009.103  75,31.(t cb  0) 18 18 18 →Qthu = 7722,78 + 83,68 tcb Mặt khác nhiệt tỏa trình: Qtỏa = Qtoả nước + Qtoả ancol 121 63, 75,31.(25  t cb )  113, 00.(25  t cd ) = 46 → Qtỏa = 661,50.(25 – tcb) Do Qtỏa = Qthu nên ta có: 7722,78+83,68.tcb =661,50.(25-tcb) → tcb = 11,83 (℃) Biến thiên entropi nước đá tăng tử -25℃ đến 11,83℃ gồm thành phần S1 S2 S3 H O(r) �� � H 2O(r) ��� H 2O(l) ��� H 2O(l) -25℃ 0℃ Vậy ∆Snđ = ∆S1 + ∆S2 + ∆S3 0℃ tcb℃ 20 273 20 6, 009.103 20 273  11,83 � Snd  37, 66.ln   75,31.ln  32, 03(J.K 1 ) 18 273  25 18 273 18 273 Biến thiên atropi hỗn hợp rượu nước gairm từ 25℃ xuống 11,83℃ gồm thành phần : Shhr = ∆Snước + ∆Srượu 121 273  11,83 63, 273  11,83 � Shhr  75,31.ln  113, 00.ln  29,9 (J.K 1 ) 18 298 46 298 Vậy ∆Shệ = 32,03 -29,9=2,13 (J.K-1) Câu 2: (4 điểm) 1.a nNaOH = 0,00125 mol; nHCl = 10-4 mol; n H2S  0, 01mol NaOH + HCl → NaCl + H2O 10-4 mol 10-4 mol NaOH + H2S → NaHS -3 -3 1,15.10 mol 1,15.10 mol 1,15.10-3 mol Số mol dư: n H2S(du )  8,85.103 mol; n NaHS  1,15.103 mol C H2S  0,0708mol; CNaHS  0, 0092M � H+ H2S + HSK1 = 10-7 Ban đầu: 0,0708M 0,0092 Phản ứng: x x x Cân 0,0708-x x x+0,0092 (x  0, 0092) x K1   107 � x  7, 695.107 M � pH  6,114 (0, 0708  x) � HS H+ + S2K2 = 10-12,92 Ban đầu: 0,0092M 7,695.10-7 Phản ứng: y y y http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Cân 0,0092-y 7,695.10-7+y y (7, 695.107  y) y  1012,92 (0, 0092  y) →y = [S2-]=1,435.10-9M ; [HS-]=0.0092M [OH-] = 1,30.10-8M; [Na+]=0,01M; [Cl-]=8.10-4M b Đặt V (ml) thể tích dung dịch NaOH 0,05M cần thêm vào dung dịch A Ta có phương trình trung hòa điện: [H+]-[OH-]+[Na+]-[Cl-]-[HS-]-2[S2-]=0 K1h K1 K 2 HS � Với: � � � CH 2S h  K h  K K ;[S ]=C H2S h  K h  K K 1 1 K2  pH=8→[H+] = 10-8M; [OH-] = 10-6M Thay vào (*): 0, 05V 103.100 0,1.100 (K h  2K1K ) 108  106    0 100  V 100  V (100  V) (h  K1h  K1K ) � V  183,82ml Tại catot (Katot): Ni2+ + 2e → Ni (1) E Ni2 / Ni  E 0Ni2 / Ni  (0, 0592 : 2).lg[Ni 2 ]=-0,283V Co2+ + 2e → Co (2) E Co2 /Co  E Co  (0, 0592 : 2).lg[CO 2 ]=-0,336V 2 /Co Tại anot: 2H2O → 4H+ + O2 + 4e (3) E CO2 /CO  ECO  (0, 0592 : 4).lg{[H  ]4 PO }  1, 22V 2 /CO Thế phân hủy tối thiểu ∆Vmin = 1,22 – (-0,283) = 1,503 V (ứng với phương trình điện phân: 2Ni2+ + 2H2O → 2Ni + O2 + 4H+) Từ kết phần a Nhận thấy Ni2+ điện phân trước Khi Co2+ bắt đầu điện phân: E Ni2 / Ni  E 0Ni2 / Ni  (0, 059 : 2).lg[Ni 2 ]  E Co2 /Co  0,336V � [Ni2+]=3,31.10-4 M (hay 10-3,48 M) Nếu điện phân dung dịch chứa NiSO4 0,02M CoSO4 0,01M có chuwass NaCN 1M: 2  4 Có cân bằng: Co  6CN � [Co(CN)6 ] (4) lg 1  19, 09 Ni 2  4CN  � [Ni(CN) ]2 (5) lg 2  30, 22 0  Vì β1 β2 lớn ; C Ni2 CCo2  C CN nên tạo phức coi hoàn toàn 2 TPGH: [Ni(CN)6 ] =0,02M [Co(CN)6 ]4 =0,01M; [CN-] = 0,86M thành phần cân � [Ni2+]=2,20.10-32 M � E Ni2 / Ni =-1,17 V � [Co2+]=2,01.10-21 M � E Co2 /Co =-0,883 V Từ kết ta thấy Co2+ bị điện phân trước catot 2  4  (Có thể tính E thơng qua cặp oxi hóa – khử: [Ni(CN) ] / Ni, CN [Co(CN)6 ] / Co, CN ) 4 �� [Co(CN)  10 6 M;[CN  ] 0,92M 6] [Co 2 ]=1,34.10 25M http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word E Co2 /Co =-1,013 > E Ni2 / Ni = -1,17V � Ni2+ chưa điện phân Vậy tách hai kim loại khỏi phương pháp điện phân Câu 3: (4 điểm) Cho X phản ứng với O2 Y X có tính khử X Y thủy phân axit X hợp chất phi kim Axit A phản ứng với AgNO3 tạo ↓ trắng (C) tan NH3 Vậy (C) AgCl A HCl X có chứa Clo Clo có số oxi hóa âm ngun tố phi kim lại có oxi hóa dương nên axit B axit có oxi Muối Dpharn ứng với AgNO3 tạo ↓ vàng muối D muối PO43- nên axit B H3PO4 Vậy X hợp chất P Cl Với MX khoảng nên X PCl3, Y POCl3 Thủy phân X axit G A G H3PO3 Các phản ứng minh họa: PCl3 + O2 → POCl3 t0 POCl3 + 3HOH �� � H3PO4 + 3HCl HCl + AgNO3 → AgCl + HNO3 AgCl + 2NH3 → [Ag(NH3)2]Cl H3PO4 + 3NaOH → Ag3PO4 ↓ vàng + 3NaNO3 PCl3 + 3HOH → H3PO3 + 3HCl t0 4H3PO3 �� � PH3 + 3H3PO4 2.1 Các phản ứng: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 3FeCl2 + 2K3[Fe(CN)6] → Fe3[Fe(CN)6]2 + 6KCl FeCl3 + 6H2O → FeCl3.6 H2O 1000  3, 7mol FeCl3 6H O 270,3 3, 7.2.36,5 �978mL dung dịch HCl 36% Như cần 0,36.1,18.0, 65 Khi đun nóng FeCl3.6 H2O phân hủy theo phương trình sau: FeCl3.6 H2O → FeOCl + 5H2O + 6HCl Khi nhiệt độ tăng FeOCl tiếp tục phân hủy: 3FeOCl → FeCl3 + Fe2O3 (Hơi FeCl3 bay ra) 2, 752  10,18mmol Lượng FeCl3.6 H2O mẫu 270,3 Điều ứng với khối lượng FeCl3 107,3.0,01018 = 1,092g FeOCl Do khối lượng thu bã rắn bé nên ta biết FeOCl bị phân hủy phần thành Fe2O3 Khối lượng FeCl3 mát bay là: 1, 092  0,8977  1, 20 mmol 162, Như bã rắn cuối chứa (0,01018 – 3.0,00120) = 6,58 mmol FeOCl 1,20 mmol Fe2O3 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Câu 4: (4 điểm) 4.1 Xét hai cấu trúc base liên hợp: Xiclopentadien c cấu trúc không thơm, base liên hợp có cấu trúc thơm Trong thân pyrole có cấu trúc thơm Base liên hợp pyrole khiến cho hệ thơm ổn định Tức chênh lệch lượng với base xiclopentadien lớn pyrole Vì có tính axit mạnh c Trong dung mơi phân cực, dạng tồn dạng có momen lưỡng cực giúp dung mơi solvat hóa tốt, tạo liên kết hydro liên phân tử với hợp chất dung mơi khơng phân cực, dạng tồn có momen lưỡng cực nhỏ, tránh lực đẩy tĩnh điện nội phân tử, tạo liên kết hydro nội phân tử Như vậy: μ lớn Ưu metanol Ưu octan 4.2 a Các chất C4H8O có C bất đối: μ nhỏ Ưu octan Ưu metanol b Các chất C4H8O có C bất đối đồng phân meso: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word A là: (S) – etyl-2,4 metylhept – 2-en-5-in B là: (4R,5Z) – etyl-2,4 metylhept – 2,5-đien C là: (S) – etyl-3 metyl – 3-oxopropanoic D là: Axit etyl-2 metylpropanđioic http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Câu 5: (4 điểm) c Tổng hợp ephedrin: Cơ chế phản ứng tạo thành D: phản ứng electronphin vào nhân thơm, SE : AlCl3 ��� � O=C+-H .AlCl4C=O + HCl �� � Cl-CH=O ��� � http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 10 Cơ chế phản ứng tạo thành E: phản ứng cộng nucleophin vào nhóm cacbonyl, AN OH   ��� CH 3CH NO �� �� �CH 3CHNO  H Sơ đồ tổng hợp khác từ axit propanioc tác nhân cần thiết khác  LiAlH 1.O3 H ,t CH3CH COOH ��� � CH 3CH CH OH ��� � CH3CH  CH ��� � � 2.Zn,H  NH3 LiAlH HCHO ��� � CH3OH ��� � CH3 NH SOCl AlCl3 Br2 CH 3CH 2COOH ��� � CH 3CH COCl ��� � C H 5COCH 2CH �� � http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 11 ... axit propanoic chất vô cần thi t khác, đưa râ sơ đồ tổng hợp ephedrin http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word TRƯỜNG THPT LƯƠNG VĂN CHÁNH – PHÚ YÊN Câu 1: Viết công thức... nguyên tử cacbon bất đối b Là đồng phân meso? 4. 3 Xác định cấu trúc lập thể gọi tên hợp chất từ A đến E sơ đồ sau đây: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Câu 5: (4. .. 3,55Å Liên kết C-C dài 1, 54 Một ô mạng sở có mặt nguyên tử đỉnh, nguyên tử có mặt, nguyên tử hốc tứ diện Số nguyên tử nguyên vẹn có ô mạng 8.1/8 + 6.1/2 +4 =8 Vng.tu = 4 R3/3 8.12 D  3,516g