đáp án đề thi olympic hóa học sinh viên toàn quốc 2016 bảng A

Dưới đây là đề thi oympic hóa học sinh viên toàn quốc 2016 mới nhất các bạn nhé. Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu thì liên hệ anh nha. Các bạn có thể sử dụng tài liệu này như một cách để rèn luyện kiến thức.

Trang 1

HỘI HÓA HỌC VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

ĐÁP ÁN

OLYMPIC HOÁ HỌC SINH VIÊN CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC VÀ

CAO ĐẲNG TOÀN QUỐC LẦN THỨ IX (4/2016)

Họ và tên thí sinh:

Ngày tháng năm sinh:

Số báo danh:

Đơn vị:

Số phách:

Đáp án bài thi lý thuyết bảng A

1

Trang 2

Đáp án bài lý thuyết của thí sinh

Bảng: A

KẾT QUẢ CHẤM BÀI THI LÝ THUYẾT

Tổng điểm bằng số

Tổng điểm bằng chữ

Điểm

Hà Nội, ngày 18 tháng 04 năm 2016

CHẤM THI BẢNG A

Hướng dẫn thí sinh khi làm bài thi

1 Thí sinh phải viết họ, tên, ngày tháng năm sinh và số báo danh vào tờ bìa của bài thi (Vì đây là phách của bài thi)

2 Các trang bên trong của bài thi không được viết bất cứ thông tin cá nhân nào, mà chỉ làm bài bằng bút xanh hoặc đen, không được dùng bút đỏ Tất cả các kết quả trả lời mỗi câu hỏi phải được viết trong khung quy định của bài thi Làm khác quy định sẽ không được chấm điểm

3 Bài thi gồm 08 câu, 18 trang Khi làm bài xong thí sinh phải nộp toàn bộ bài thi và ký xác nhận trước khi ra về

4 Thí sinh có 180 phút để làm bài thi

5 Thí sinh không được sử dụng tài liệu tham khảo, chỉ được sử dụng máy tính không có thẻ nhớ

Đáp án bài thi Lý Thuyết - Bảng A

2

Trang 3

Các hằng số và công thức cần thiết

Số Avogadro: NA = 6.0221×10 23 mol –1 Phương trình khí lý

Hằng số khí: R = 8.314 JK –1 mol –1

0.08205 atmLK –1 mol –1 Năng lượng của photon: hc

E





Hằng số Faraday: F = 96485 Cmol–1 Năng lượng tự do

Hằng số Planck: h = 6.6261×10–34 Js

H = E + nRT

Vận tốc ánh sáng : c = 3.000×108 ms –1 Phương trình Faraday: Q = it

Không độ C: 273.15 K Phương trình Arrhenius: k = A

1 N = 1 kg.m -1 s -2 -2

1 eV = 1.602×10-19 J Kw = = 1.0×10 -14

1 atm = 760 torr = 1.01325×10 5 Pa 1m = 10 9 m = 10 10 Å

1 ppm là một phần triệu 1ppb là một phần tỷ

BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

1

H

4.003 3

Li

6.941

4

Be

9.012

5 B 10.81

6 C 12.01

7 N 14.01

8 O 16.00

9 F 19.00

10 Ne 20.18 11

Na

22.99

12

Mg

13 Al 26.98

14 Si 28.09

15 P 30.97

16 S 32.07

17 Cl 35.45

18 Ar 39.95 19

K

39.10

20

Ca

40.08

21 Sc 44.96

22 Ti 47.87

23 V 50.94

24 Cr 52.00

25 Mn 54.94

26 Fe 55.85

27 Co 58.93

28 Ni 58.69

29 Cu 63.55

30 Zn 65.38

31 Ga 69.72

32 Ge 72.64

33 As 74.92

34 Se 78.96

35 Br 79.90

36 Kr 83.80 37

Rb

85.47

38

Sr

87.62

39 Y 88.91

40 Zr 91.22

41 Nb 92.91

42 Mo 95.96

43 Tc [98]

44 Ru 101.07

45 Rh 102.91

46 Pd 106.42

47 Ag 107.87

48 Cd 112.41

49 In 114.82

50 Sn 118.71

51 Sb 121.76

52 Te 127.60

53 I 126.90

54 Xe 131.29 55

Cs

132.91

56

Ba

137.33

57 La 138.91

72 Hf 178.49

73 Ta 180.95

74 W 183.84

75 Re 186.21

76 Os 190.23

77 Ir 192.22

78 Pt 195.08

79 Au 196.97

80 Hg 200.59

81 Tl 204.38

82 Pb 207.2

83 Bi 208.98

84 Po (209)

85 At (210)

86 Rn (222) 87

Fr

(223)

88

Ra

226.0

89 Ac (227)

104 Rf (261)

105 Ha (262) 58

Ce 140.12

59 Pr 140.91

60 Nd 144.24

61 Pm (145)

62 Sm 150.36

63 Eu 151.96

64 Gd 157.25

65 Tb 158.93

66 Dy 162.50

67 Ho 164.93

68 Er 167.26

69 Tm 168.93

70 Yb 173.05

71 Lu 174.97 90

Th 232.04

91 Pa 231.04

92 U 238.03

93 Np 237.05

94 Pu (244)

95 Am (243)

96 Cm (247)

97 Bk (247)

98 Cf (251)

99 Es (254)

100 Fm (257)

101 Md (256)

102 No (254)

103 Lr (257)

3

Trang 4

Câu I (2,5 điểm)

Cán bộ 1 Cán bộ 2

kết, từ tính của chúng

- Cấu hình electron của CO và CN- giống nhau, đều có 10 e hóa trị:

(Slk)2 (S*)2 (πxlk = πylk)4(Zlk)2(πx = πy)0(Z*)0

- Độ bội liên kết đều bằng 3

- CO và CN- đều nghịch tử, S =O

b) Dựa vào thuyết liên kết hóa trị (VB), hãy cho biết dạng hình học và từ tính của các phức chất [Ni(CO)4] và [Ni(CN)4]2-

Ở trạng thái tự do Nio:

Theo VB trong phức chất [Ni(CO)4] do phối tử CO có π* trống  phối tử tạo trường mạnh  đảy các e của Nio ghép đôi với nhau tạo ra các AO 4S,4p trống  tạo lai hóa Sp3  phức tứ diện

Tạo lk π cho (M cho cho (M (M cho (M  cho (M L) cho (M cho (M cho (M cho (M CO cho (M cho (M cho (M cho (M CO cho (M cho (M CO cho (M cho (M CO

Ni sẽ tham gia tạo liên kết π cho (M cho cho (M (M cho (M  cho (M L) cho (M Phức nghịch tử S =O cho (M cho (M cho (M cho (M

4

Trang 5

Trong phức [Ni(CN)4]2- Niken ở trạng thái Ni2+ có cấu hình 3d8.

Ở trạng thái tự do Ni2+:

Theo VB trong phức chất [Ni(CN)4]2- do phối tử CN- có π* trống  phối tử tạo trường mạnh  đảy các e của Ni2+ ghép đôi với nhau tạo ra các AO trống 3d,4S,4p  tạo lai hóa dSp2  phức vuông phẳng

Tạo lk π cho (M cho cho (M (M cho (M  L) cho (M cho (M cho (M cho (M

CN- cho (M cho (M cho (M cho (M cho (M CN- cho (M cho (M cho (M cho (M CN- cho (M cho (M cho (M CN

-4 obital lai hóa dsp2 của Ni2+ mỗi obital nhận một cặp e của bốn phối tử CN- Ngoài ra các obital d của Ni2+ tham gia tạo liên kết cho (M π cho (M cho cho (M (Ni cho (M π* cho (M trống của CN-) Phức nghịch tử S

=O

và O3

nguyên tử oxi tạo 2 liên kết  Góc liên kết 180o phân tử CO2 có dạng thẳng

Ngoài ra hai obital 2px, 2py của C (mỗi obital có 1e) sẽ xen phủ với 2 obital 2py của 2

*Phân tử NO2 và O3

Các nguyên tử trung tâm Ni và O đều ở trạng thái lại hóa sp2 (S+2p  3sp2)

-Hai obital lai hóa sp2 (mỗi obital có 1e) sẽ xen phủ với 2 obital p của 2 nguyên tử oxi  tạo ra 2 liên kết .

Còn 1 obital lai hóa sp2 thứ 3 chứa một electron không liên kết (ở NO2) hoặc 2e không liên kết (ở

O3)

-Ngoài ra còn có sự tạo thành liên kết π cho (M không định chỗ do sự xen phủ của các obital py (chứa 1 e) với 2 obital py của 2 nguyên tử oxi

-Phân tử NO2 và O3 có dạng góc, góc liên kết OXO ≤ 120o (X = N hoặc O) do sự đảy của các cặp e không liên kết với các cặp e liên kết > sự đảy giữa các cặp e liên kết

5

Trang 6

O   O

O

O   O

Câu II (3,0 điểm)

Người ta tiến hành khai thác vàng bằng phương pháp xyanua như sau: đầu tiên quặng vàng được nghiền vụn, rồi trộn với dung dịch NaCN trong môi trường kiềm và liên tục sục

Cho biết: E0(Au+/Au) =1,70V; E0(O2/H2O) =1,23V; E0(OCl-/Cl-) =1,49V;

E0(CNO-/CN-) = -0,14V; pKHCN = 9,2; Hằng số phân ly tổng cộng của phức chất [Au (CN)2]- bằng 7,04 10-40

a) Hãy viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình trên

4Au + 8CN- +O2 + 2H2O = 4[Au(CN)2]- + 4OH- (1) 2[Au(CN)2]- + Zn = [Zn(CN)4]2- + 2Au (2)

b) Tính E0(Au(CN)2-/Au) và E0(O2 kk/OH-) (coi áp suất của oxi trong không khí bằng 0,2 atm)

sao?

* Tính E0(Au(CN)2-/Au) từ E0(Au+/Au)

Au+ + 1e = Au

EAu+/Au = Eo

Au+/Au + 0.059lg[Au+] = 1,70 + 0.059lg[Au+] EAu(CN)2-/Au = 1,70 + 0.059lg[Au+]do phức phân li ra



CN

CN Au

K ply

ở điều kiện chuẩn, nồng độ các chất đều bằng 1M ta có:

6

Trang 7

E0(Au(CN)2-/Au = 1,70 + 0,059lgKply = 1,70 + 0,059lg7,04.10-40 = -0,61 v.

* Tính E0(O2 kk/OH-) từ E0(O2/H2O)

1/2O2 + 2e + 2H+ = H2O

2

059 , 0

2



H

4

059 , 0

+ 0,059lg[H+]

= 1,21 + 0,059lg[OH k H2O]

E0(O2 kk/OH-) = 1,21 + 0,059lg10-14 = 0,38 v

Ở đây E0(O2 kk/OH-) = 0,38v > E0(Au(CN)2-/Au = -0,61v

 xu hướng phản ứng xảy ra:

O2 + Au + CN- + H2O  Au(CN-) + OH

KHCN = [H[HCN][CN]]  [[HCN CN ]] = [ ] 

] [

H

K HCN

lg [[HCN CN ]] = lgKHCN – lg[H+] = pH - pKHCN Vùng tồn tại ưu tiên của CN-:

[CN-] > [HCN]  lg[[HCN CN ]] = pH -9,2 > 0  pH> 9,2 vậy pHmin =9,2 hay pH ≥ 9,2

CN- + OCl- = CNO- + Cl

CN- + ClO- = CNO- + Cl -lgKcb = 0n,059E o = 2(1,049,0590,14)

= 55,25

Kcb = 1055,25 rất lớn  phản ứng xảy ra gần như hoàn toàn theo chiều thuận, ClO- oxy hóa hoàn toàn

CN- thành CNO-

7

Trang 8

*Tính [CN-] còn lại sau xử lý:

CN- + ClO- = CNO- + Cl

t = 0 10-3 10-3 0 0

tcb = 0 x x 10-3 -x 10-3 -x

lgKcb = [[  ][][ ]]



ClO CN

Cl CNO

= ( 10 )2 2 3

x



 (10x3x)

= K cb = 1027,62  x =[CN-] 10-30,62 rất nhỏ

Câu III (3,0 điểm)

Amoniac được tổng hợp theo phản ứng sau:

N2(k) + 3H2(k) = 2NH3(k)

xuất phát từ hỗn hợp N2 và H2 có tỷ lệ N2 : H2 = 1: 3 theo số mol

N2(k) + 3H2(k) ⇌ 2NH3(k)

t=0 a b 0

tcb a- α b - 3α 2α n = a + b -2α Gọi x1; x2; x3 là phần mol của N2, H2,NH3 tại cân bằng:

x1 = a n

 ; x2 =

b 3 n

 

 ; x3 =

2 n



 ;

Vì P là áp suất chung của hệ tại cân bằng P = const nên;

2

2 3

3

1 2

x KP

x x  = const (ở T, P không đổi)

Lấy vi phân hai vế và giản ước ta có:

2 3 1 2

0

Phần mol của NH3 đạt cực đại khi dx3 =0, tức là:

2 1 2

0

Mặt khác x1 + x2 + x3 = 1 → dx1 + dx2 + dx3 = 0

Khi dx3 = 0; dx1 + dx2 = 0 → dx1 = - dx2

8

Trang 9

1 2

x  x → x2 = 3x1

Hay: b - 3α = 3(a - α) → b = 3a

Giải thích?

Cho biết:

N2 H2 NH3

Ho

298 (kJ/mol) - - - 46,19

So

298 (J/mol.K) 191,49 130,59 192,51

= 2(-46,19) = -92,38 kJ/mol < 0

- Phản ứng theo chiều thuận phát nhiệt → Vì vậy muốn cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận (tạo nhiều NH3) thì cần thực hiện phản ứng ở nhiệt độ thấp.

- Theo phương trình phản ứng thì chiều thuận là chiều tạo thành NH3 có số mol khí nhỏ hơn → làm giảm áp suất của hệ Do đó muốn cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận (tạo NH3) thì cần phải thực hiện ở áp suất cao.

c) Ở 4500C, nếu xuất phát từ hỗn hợp có tỷ lệ N2 : H2 = 1:3 theo số mol, thì cần thực hiện

    2.192,51 - 191,49 - 3.130,59 = -198,24J.K-1

= - 92380 + 198,24.T

0

723

G

 - 92380 + 198,24.723

lgKP =

-0 G 2,303.RT



= - 92380 198, 24.723

2,303.8,31.723

= -3,68

Kp = 10-3,68

Kp =

2 3

3 2

1 2

x x P với x1 = 1

4 2

 

  ; x2 = 3(1 )

4 2

 

  ; x3 = 2

4 2



 

Kp =

4 2

  = 0,5807.104

2

1 P

P = 0,5807.103,68 4

10 = 5284 atm

Câu IV (2,5 điểm)

9

Trang 10

a b Tổng điểm

Cỏn bộ 1 Cỏn bộ 2

Hằng số bền của ion Fe (SCN)2+ Kb1 = 2.102

Fe3+ + SCN- = Fe(SCN)2+

t=0 2.10-3 10-2 0

tcb 2.10-3 –x 10-2–x x

(2.10   x)(10   x) = 2.102  x = 1,27.10-3M > 10-5M  dung dịch cú màu đỏ

b) Hòa tan tinh thể NaF vào dung dịch trên (thể tích dung dịch không đổi) sẽ tạo thành

mới biến mất?

CSCN- = [Fe (SCN)2+] + [SCN-]  [SCN-] = CSCN- -[Fe (SCN)2+] =10-2 -10-5 = 10-2M

Vậy [Fe3+] cũn lại trong dung dịch được tớnh từ Kb1 của phức [Fe (SCN)2+]

[Fe(SCN) ] [Fe ][SCN ]



1

2





SCN K SCN Fe

b ≤ 2 5 2

10 10 2

10



= 5.10-6M

Lỳc này Fe3+ trong dung dịch nằm ở 3 dạng [FeF2+], [Fe(SCN)2+] và [Fe3+]:

CFe3+ = [FeF2+] + [Fe(SCN)2+] + [Fe3+]

[FeF2+] = CFe3+ - [Fe(SCN)2+] – [Fe3+]

[FeF2+] ≥ 2.10-3 – 10-5 -5.10-6 = 1,985.10-3M

Tớnh [F-] trong dung dịch từ Kb2 của phức [FeF2+]

Kb2 = [ [ 3 ][ ]]

2





F Fe

FeF

2





F K

FeF

b

3

10 5 10 6 , 1

10 985 , 1



= 2,481.10-3M Nồng độ F- ban đầu tối thiểu cần cú:

CF- = [FeF2+] + [F-] = 1,985.10-3 + 2,481.10-3 = 4,466.10-3M

Cõu V: (2,0 đ)

Đỏp ỏn bài thi Lý Thuyết - Bảng A

10

Trang 11

a) Viết công thức chiếu Fisơ các đồng phân quang học của hợp chất sec-butyl lactat.

Viết đúng mỗi công thức được 1/4đ

C2H5

O

H3C H

CH3

C2H5

O

CH3

C2H5

O

CH3

C2H5

O

H3C H

CH3

b) Từ benzen và các hóa chất vô cơ cần thiết khác, viết sơ đồ điều chế 2,4,5-trinitroanilin

Nếu ra đúng sản phẩm và có quy trình hợp lý được 1đ.

Nếu đúng sơ đồ sau thì mỗi chất được 1/4đ

HNO3

H2SO4

NO2

NO2 (NH4)2S

NH2

NO2

CH3COCl

NHCOCH3

NO2

1) HNO3 2) H3O +

NH2

NO2

O2N

Câu VI: (2,0 đ)

Tổng điểm (2,0 đ) Cán bộ 1

Cán bộ 2

Từ xiclohexanon và etyl acrylat làm thế nào điều chế được đietyl 9-hidroxidecalin-1,3-đicacboxylat Ở đây có sử dụng những loại phản ứng nào?

Đáp án: 2đ (hai chất đầu mỗi chất 1/4đ, hai chất sau mỗi chất 2/4đ, tên phản ứng mỗi tên 1/4đ)

11

Trang 12

CH2=CHCOOEt

O

COOEt EtOOC

O

COOEt EtOOC

HO

Câu VII: (3,5 đ)

(3,5 đ)

a (2,0 đ) b (1,0 đ) c (0,5 đ) a (2,0 đ) b (1,0 đ) c (0,5 đ) Cán bộ 1

Cán bộ 2

với etyl magie iodua, sau khi trung hòa môi trường phản ứng thì thu được hai chất B và C,

và C, chất nào là sản phẩm chính?

Đáp án: 2đ

A là một ete vòng (Xác định 02 công thức của A1 và A2: 2/4đ.).

H3C

A2 chỉ cho một sản phẩm, vậy A là A1.

Viết được công thức B, C mỗi công thức 1/4đ Xác định B là chính 1/4đ

H3C

O

C2H5MgI

CH3 CH-CH2-CH2-CH3 OH

CH3 CH-CH2-OH

CH2CH3

B, chính

C, phu.

Gọi tên: 3/4đ: A: 1,2-epoxy propan; B: pentan-2-ol; C: 2-metylbutan-1-ol.

12

Trang 13

b) Oxi hóa chất chính nhận được ở trên bằng CrO3 thì được D, cho D phản ứng với brom trong môi trường kiềm và sau khi trung hòa thì được E Viết công thức cấu tạo của D và E

Đáp án: 1đ (mỗi sản phẩm 2/4đ)

OH

1 Br 2 , NaOH

O

c) Viết sơ đồ phản ứng điều chế E từ propilen và các hóa chất vô cơ cần thiết khác

Đáp án: 2/4đ

HBr

Br 1 HCN

O peoxit

Câu VIII: (1,5 đ)

Tổng điểm (1,5 đ) Cán bộ 1

Cán bộ 2

Ibuprofen là thuốc chống viêm, giảm đau, nó được tổng hợp bằng hai sơ đồ phản ứng sau:

Sơ đồ 1:

(CH 3 CO) 2 O AlCl3

O COOC2H5

ClCH2COOC2H5

C2H5ONa

H3O +

CHO

CH NOH

C N COOH

2H2O

H2NOH COCH3

Sơ đồ 2:

(CH3CO)2O HF

O

H2/Ni

CO, Pd

Hãy đánh giá hai quy trình sản xuất trên theo tiêu chí của các nguyên tắc hóa học xanh

do Paul Anastas và Jonh Warner đề xuất

13

Trang 14

Đáp án:

Sơ đồ 1:

- Nguyên liệu ban đầu 1-phenyl-2-metylpropan có thể được tách ra từ dầu mỏ

hoặc điều chế từ benzene là nguồn nguyên liệu có khả năng cạn kiệt Benzen là

chất gây ung thư

- Tiết kiệm nguyên tử 40%; thấp số nguyên tử không tham gia vào quá trình

phản ứng lên tới gần 60% đồng đồng nghĩa với sự lãng phí nguyên liệu, lượng

chất thải ra môi trường lớn, ảnh hưởng đến môi trường sống

0,25

- Quy trình có sử dụng hóa chất độc hại (AlCl3)

- Quy trình tạo nhiều chất thải độc hại: HCl, CH3COOH, Al thải, NH3 0,25

- Xúc tác không tái sử dụng được (AlCl3, H3O+)

- Quy trình vẫn có nhiều giai đoạn tạo dẫn xuất (5 dẫn xuất), do đó làm giảm

hiệu suất chung của phản ứng Mặt khác trong số các dẫn xuất, hợp chất xianua

có khả năng gây độc

0,25

Sơ đồ 2:

- Nguyên liệu ban đầu 1-phenyl-2-metylpropan có thể được tách ra từ dầu mỏ

hoặc điều chế từ benzene là nguồn nguyên liệu có khả năng cạn kiệt Benzen là

chất gây ung thư

- Tiết kiệm nguyên tử: 77%; tương đối cao Chất thải CH3COOH có thể thu hồi,

do đó tiết kiệm nguyên tử có thể đạt 100%, lượng chất thải hầu như không có

0,25

- Sử dụng tác nhân phản ứng là CO, là khí thải trong các nhà máy nên có thể

làm giảm lượng CO thải ra khí quyển, giúp giảm bớt vấn đề ô nhiễm môi

trường

- Xúc tác HF có thể thu hồi, các xúc rắn có khả năng tái sử dụng (Ni, Pd)

0,25

- Quy trình chỉ còn tạo hai dẫn xuất trung gian, do đó hiệu suất tổng của phản

ứng tăng lên

- Kết luận: quy trình 2 xanh hơn so với qui trình 1

0,25

-HẾT -Đáp án bài thi Lý Thuyết - Bảng A

14

Định dạng
Số trang	14
Dung lượng	1,11 MB