đề thi và đáp án hsg quốc gia vòng 2 môn hóa học năm 2008

Dưới đây là đề thi chọn đội tuyển hóa học toàn quốc 2008 tham dự ICHO 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.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH VÀO CÁC ĐỘI TUYỂN

QUỐC GIA DỰ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2008

Ngày thi thứ hai: 30/3/2008

2

5 6 7 8 HO

O

O O

O

1

2

3 4

5 6

1

2 3 4

7 8

hiđro có xúc tác niken, nhưng lại tác dụng với axit clohiđric đậm đặc sinh ra 1

a Viết công thức cấu tạo và gọi tên B

của phản ứng tổng hợp A

O

O O

3 4 5 6 7

8 9

O

OO

3 4 5 6 7

đối quang và gọi tên styryllacton theo danh

pháp IUPAC

2 Dùng mũi tên cong chỉ rõ cơ chế chuyển

Diễn đàn Olympiavn 2/7 trang

3 H ợp chất B thường được điều chế từ C (2,6,6-trimetylbixiclo[3.1.1] hept-2-en)

4 Trong cây long não có h ợp chất D tên là 1,7,7-trimetylbixiclo[2.2.1]heptan-2-on

(hay là campho)

Hướng dẫn chấm :

1 Xác định công tức cấu trúc của A(CR

10 RHR

18 RO)

A có độ chưa bão hoà là 2;

A không làm mất mầu dung dịch n ước brom và dung dịch thuốc tím loãng

A không tác d ụng với hiđro trên chất xúc tác niken chứng tỏ trong A không

A tác dụng với axit clohiđric đậm đặc sinh ra

B

Gọi tên B: 1-hiđroxi-4-(-1-hiđroxi-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan

3 Liên kết của C bị đứt ở các đường chấm chấm:

H+

2 H2O

OH

OH +

N

S

HN N

Pr

N

N Et

O2

CH3

K I

NH

N

E, EtOAc

t o phßng, 70 h L

Diễn đàn Olympiavn 4/7 trang

1 Hãy hoàn chỉnh dãy phản ứng trên, biết rằng:

, P

2 Vi ết cơ chế phản ứng chuyển [I] thành K

N N

N N

Pr

O2N

EtO O

N N

CH3HO

O N N

Pr

HO O

N N

håi l­u, 2 h ,

-N)2CO (N

CH3 OEt

-SO2Cl

OH O

G

OEt

S

OH O

O2 N N CH3 OEt

S

O O

N

N N

N

H2N

NN

N HN

OEt

S

O C

O2

N CH3N

N N O

N N

O

+ H+

+ CO2 +

N HN

(-)

Hướng dẫn chấm :

chuyển thành pentozơ rồi tách nước cho fufurol

OH

HO HO HOH2C

2 Geniposit (hình bên) là một hợp chất được tách ra từ quả dành

(đây là cơ s ở để phát hiện dấu vân tay trong k ỹ thuật hình sự)

với một aminoaxit để giải thích hiện tượng trên

Diễn đàn Olympiavn 6/7 trang

CHOO

ONH

O

H2N

CHO

ONHO

II S

NHS

OCHO

2 Phản ứng thuỷ phân geniposit thu được genipin và D-glucozơ

O HOH2C

O

COOCH3

O HOH2C

O

COOCH3

O

CH2OH OH

HO

HO

H

HO HO

O +

Leu-Glu-Glu-Val

b Để tiếp tục xác định cấu tạo, người ta tiến hành điện di trên giấy ở pH 6,5 peptit

A và m ột peptit tổng hợp B (cũng có trình tự aminoaxit là Leu-Glu-Glu-Val) thì lại

peptit A cho Leu(1), X(2), Val(1)

X theo danh pháp IUPAC

2 Vi ết sơ đồ phản ứng oxi hóa D-glucozơ tạo thành axit anđonic và axit

anđaric, công thức Haworth các mono và đi γ-lacton của chúng và gọi tên các

2,5

1,7

H ướng dẫn chấm :

1.Xác định cấu trúc của X

o P

Leu(1), Glu(2) và Val(1) Kết hợp với phương pháp Edman ở trên cho thấy các quá

X

NH2

CH2HOOC

NH2COOH

COOH

X :

VËy

2 Các sản phẩm oxi hoá D-glucozơ và các lacton của nó

OH

OH

OH

HO HO

O O

OH

CH 2 OH

OH

O O

axit gluconic D- -gluconolacton

1,4-lacton cña axit glucaric

O

O OH OH

COOH OH O

O OH OH

3,6-lacton cña axit glucaric

1,4:3,6-dilacton cña axit glucaric

COOH OH O

O HO OH O

Diễn đàn Olympiavn 1/8 trang

QUỐC GIA DỰ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2008

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HÓA HỌC

Câu I (3 điểm)

1 Cho các dữ kiện sau:

1

2 Cho các quá trình dưới đây:

RLi + βP

P

RC + βP

+ P

P

+ P

Cho: He = 6,01889 u ; Li = 6,01512 u ; N = 13,00574 u ; C = 13,00335 u ;

-19 P

12

đầu nhóm Nguyên tử F có bán kính nhỏ bất thường và cản trở sự xâm nhập của electron

-19 P

23 P

-1

6 P

19 P

23 P

1 P

11 P

6

2

6 3

13 7

13 6

13 7

6

2

6 3

13 6

7 4

7 3

6 P

-19 P

23 P

-1 P

= -(13,00574 - 13,00335 - 2

6 P

-19P

23 P

-1 P

10 P

P

6 P

-19P

23 P

-1P

10 P

-5 P

u

Câu II (2,5 điểm)

vào việc khảo sát số cặp electron tạo liên kết σ và số cặp electron chưa liên kết ở lớp

2 Rcó số cặp electron bao gồm các cặp electron tạo liên kết σ và các cặp electron chưa liên kết là 2 hoặc 3, 4, 5,

4 Có thể giải thích cấu trúc hình học của phân tử dựa vào thuyết liên kết hoá trị Hãy

2 Khi có 5 hay 6 cặp electron thì có thể có một vài dạng phân tử:

A

A X X

X

AX

X A

X

X X

X

X A

X X

-n

Diễn đàn Olympiavn 3/8 trang

3 Trường hợp: n = 2: BeClR 2 R n = 5: IR 3 RP

- P

- P

3 P

2 P

3

Câu III (3,5 điểm)

1 Có 3 nguyên tố A, B và C A tác dụng với B ở nhiệt độ cao sinh ra D Chất D bị

đỏ Hợp chất của A với C có trong tự nhiên và thuộc loại chất cứng nhất Hợp chất của 3

Viết tên của A, B, C và phương trình các ph ản ứng đã nêu ở trên

o P

1 đến 8 nguyên tử

o

P

thành phần hơi lưu huỳnh ở nhiệt độ này có thể gồm các phân tử lưu huỳnh có từ 1

5 R

0,1 0,02

0,1 0,05

* 900P

o

P

*P ) P

được thiết lập ở 400 K

5 P

5 P

5 P

Pa

1 Tính hằng số cân bằng Kp và ΔGP

0 P

( P

*P ) P

( P

*P ) P

-9 P

-2P

, n = 500 mol , n = 100 mol và n = 175 mol

Cho: Áp suất tiêu chuẩn PR 0 R = 1,013.10P

5 P

-1P

-1P

5 P

-2P

5 P

2 P

1 P

5 P

5 P

5 P

Pa

5 P

5 P

chuyển dịch sang phải

4 Sau khi thêm 10 mol NR 2 R trong hệ có 785 mol khí và áp suất phần mỗi khí là:

5 P

5 P

5 P

2 P

2 P

1 P

Câu V (4 điểm)

1 a Dung dịch A gồm CrClR 3 R0,010 M và FeClR 2 R 0,100 M Tính pH của dung dịch A

-6 P

M)

o

P

4 RP

2 P

3 RP

P

P

RHP

+ P

-

-14P

O P

C

2 P

làm như sau:

2 P

điện cực đó với một điện thế kế, đo hiệu điện thế giữa chúng được giá trị 1,6883 V

2 P

+ * P

+ P

-14P

* P

* P

] =

* P

2 P

* P

* P

* P

* P

* P

* P

2 P

-6 P

-11P

= 0

-2,90P

’ P

-3 P

-3P

-3P

-9,25

-1 P

-6

* P

1 R× P PhP

-1 P

-] = vào (7) ta được:

3 P

* P

-1 P

3 P

P

-6

1,585.10P

12 P

3 P

8 P

2 P

-6P

≤ 0

h ≤ 6,308.10P

-8P

x R)P

P

P RKwP

-1P

14 P

0 P

P

P

1M (Pt) NO, pNO = 1atm (+)

Phản ứng xảy ra trong pin:

+ P

- P

4 R]P

2 P

-] = C = = 10P

-4 P

M

P

-4 P

-1

P P;P P

-1

P P;P P

-1 P

-1P

β P

α P

1 t

1 t

Zn2+

0,0592

2

0,0592

2

-3P

-3P

-3P

-3 P

-1P

-1P

);

-3P

-1P

-3P

-3P

-3P

-3P

-3P

-1P

1

-1 P

-1

-3P

-1 P

-1P

2 P

-3P

-1 P

-1P

-2P

-1P

ĐỀ THI CHÍNH THỨC

Đề thi gồm ba trang Môn thi: HÓA HỌC Thờn gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)

Ngày thi thứ hai: 30/03/2008

Câu I (2,5 điểm)

1 Styryllacton được phân lập từ thực vật có công thức (hình bên)

Câu II (4,5 điểm)

1 Hợp chất A (C10H18O) được phân lập từ một loại tinh dầu ở Việt Nam A không làm mất màu

nước brom và dung dịch thuốc tím loãng, cũng không tác dụng với hiđro có xúc tác niken, nhưng lại tác dụng với axit clohiđric đậm đặc sinh ra 1-clo-4-(1-clo-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan Hãy

đề xuất cấu trúc của A

2 Hợp chất B (C10H20O2 ) có trong một loại tinh dầu ở Nam Mỹ Từ B có thể tổng hợp được A

bằng cách đun nóng với axit

a Viết công thức cấu tạo và gọi tên B

b Dùng công thức cấu trúc, viết phương trình phản ứng và trình bày cơ chế đầy đủ của phản ứng

tổng hợp A

3 Hợp chất B thường được điều chế từ C (2,6,6-trimetylbixiclo[3.1.1] hept-2-en) có trong dầu

thông Dùng công thức cấu tạo, viết phương trình phản ứng và chỉ rõ các liên kết của C bị đứt ra

4 Trong cây long não có hợp chất D tên là 1,7,7-trimetylbixiclo[2.2.1]heptan-2-on (hay là

campho)

Viết sơ đồ các phản ứng tổng hợp D từ C và cho biết cơ chế của giai đoạn đầu

5 Về cấu tạo hóa học, các hợp chất A, B, C và D ở trên có đặc điểm gì chung nhất? minh họa vắn

tắt đặc điểm đó trên các công thức cấu tạo của chúng

Câu III (4 diểm)

Sildenafil (một loại thuốc tăng lực) được tổng hợp theo sơ đồ:

O

OO

3 4 5 6 7

8 9

Viết công thức cấu dạng các cặp đồng phân đối

quang và gọi tên styryllacton theo danh pháp

IUPAC

2 Dùng mũi tên cong chỉ rõ cơ chế chuyển

và cho biết cấu dạng bền của nó

O O

N

S

HN N

Pr

N

N Et

O2

CH3

K I

NH N

E, EtOAc

t o phßng, 70 h L

1 Hãy hoàn chỉnh dãy phản ứng trên, biết rằng:

* Quá trình chuyển sang G có tạo thành axit sunfonic trung gian sau đó mới chuyển thành

sunfonyl clorua

phản ứng thế nucleophin của nhóm cacbonyl

2 Viết cơ chế phản ứng chuyển [I] thành K

Câu IV (4 điểm)

1 Sau khi xử lí hỗn hợp lõi ngô hoặc vỏ trấu có chứa pentozan (C5H8O4)n với dung dịch axit clohiđric 12%

Câu V (5 điểm)

1 Người ta phân lập được một tetrapeptit (peptit A) từ prothrombin người Cấu tạo của peptit A

được tiến hành xác định như sau:

a Bằng phương pháp Edman thì nhận được trình tự aminoaxit của peptit A là Leu-Glu-Glu-Val

b Để tiếp tục xác định cấu tạo, người ta tiến hành điện di trên giấy ở pH 6,5 peptit A và một peptit tổng hợp B (cũng có trình tự aminoaxit là Leu-Glu-Glu-Val) thì lại nhận được quãng đường di

chuyển không giống nhau, cụ thể như hình dưới đây:

Peptit A

Peptit B

0 1 2 3 đơn vị độ dài

Val(1)

Hãy giải thích các kết quả thực nghiệm để xác định cấu tạo của X và gọi tên X theo danh

pháp IUPAC

2 Viết sơ đồ phản ứng oxi hóa D-glucozơ tạo thành axit anđonic và axit anđaric, công thức

Haworth các mono và đi γ-lacton của chúng và gọi tên các lacton ấy

D-glucozơ Genipin tham gia phản ứng tạo màu với gelatin (đây là

cơ sở để phát hiện dấu vân tay trong kỹ thuật hình sự)

Hãy viết sơ đồ phản ứng tạo genipin và phản ứng của genipin với

một aminoaxit để giải thích hiện tượng trên

O O O

OH

HO HO

ĐỀ THI CHÍNH THỨC

Đề thi gồm hai trang Môn thi: HÓA HỌC Thờn gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)

Ngày thi thứ hai: 29/03/2008

Câu I (3 điểm)

1 Cho các dữ kiện sau:

ion hóa thứ nhất của Na 495,80 mạng lưới NaF 922,88

Nhiệt hình thành của NaF rắn : -573,60 kJ.mol-1

Nhiệt hình thành của NaCl rắn: -401,28 kJ.mol-1

Tính ái lực electron của F và Cl ; so sánh các kết quả thu được và giải thích

2 Cho các quá trình dưới đây:

He Li + β- ; N C + β+ ; Be Li + β+

(1) (2) (3)

a Quá trình nào có thể tự diễn biến? Vì sao?

b So sánh tốc độ cực đại của hạt sơ cấp ( β-, β+) ở các quá trình có thể tự diễn biến được

liên kết σ và các cặp electron chưa liên kết là 2 hoặc 3, 4, 5, 6 thì ở trường hợp nào phân tử hay ion có cấu trúc thẳng, trường hợp nào không? vì sao? (1)

2 Tuỳ thuộc vào số cặp electron mà phân tử có thể có một vài hình dạng khác nhau, hãy minh hoạ bằng

hình vẽ

3 Trong số các kết luận rút ra ở (1), trường hợp nào có tồn tại các chất có hình dạng đúng như dự đoán Cho

thí dụ

4 Có thể giải thích cấu trúc hình học của phân tử dựa vào thuyết liên kết hoá trị Hãy cho biết trạng thái lai

hoá tương ứng với mỗi trường hợp ở (1)

1 Trong số các phân tử hoặc ion sau AX2; AX2n- có số cặp e liên kết và chưa liên kết là 2, 3, 4, 5 hoặc 6 thì trường hợp nào có cấu tạo thẳng, trường hợp nào không ? Tại sao

2 Cho ví dụ về các trường hợp kết luận ở 1 Cho biết các kiểu lai hóa có thể có của AX2; AX2n-

-n

7

4

7 3

6

2

6 3

13 7

13 6

13 7

6

2

6 3

13 6

7 4

7 3

nước tạo dung dịch làm quỳ tím hoá đỏ Hợp chất của A với C có trong tự nhiên và thuộc loại chất cứng nhất Hợp chất của 3 nguyên tố A, B, C là một muối không màu, tan trong nước và bị thuỷ phân

Viết tên của A, B, C và phương trình các phản ứng đã nêu ở trên

2 Để khảo sát sự phụ thuộc thành phần hơi của B theo nhiệt độ, người ta tiến hành thí nghiệm sau đây:

Lấy 3,2 gam đơn chất B cho vào một bình kín không có không khí, dung tích 1 lít Đun nóng bình để

B hoá hơi hoàn toàn Kết quả đo nhiệt độ và áp suất bình được ghi lại trong bảng sau:

Nhiệt độ (oC) Áp suất (atm)

Xác định thành phần định tính hơi đơn chất B tại các nhiệt độ trên và giải thích

Cho: R = 0,082 L.atm.K-1.mol-1

hãy cho biết cân bằng (*) chuyển dịch theo chiều nào?

4 Trong một hệ cân bằng H2/N2/NH3 ở 410 K và áp suất tổng cộng 1.105 Pa, người ta tìm được: Kp = 3,679.10-9 Pa-2, nN2 = 500 mol , nH2 = 100 mol và nNH3 = 175 mol Nếu thêm 10 mol N2 vào hệ này đồng thời giữ cho nhiệt độ và áp suất không đổi thì cân bằng chuyển dịch theo chiều nào?

Cho: Áp suất tiêu chuẩn P0 = 1,013.105 Pa; R = 8,314 JK-1mol-1; 1 atm = 1,013.105 Pa

Câu V (4 điểm)

1 a Dung dịch A gồm CrCl3 0,010 M và FeCl2 0,100 M Tính pH của dung dịch A

b Tính pH để bắt đầu kết tủa và kết tủa hoàn toàn Cr(OH)3 từ dung dịch CrCl3 0,010 M (coi một ion được kết tủa hoàn toàn nếu nồng độ còn lại của ion đó trong dung dịch nhỏ hơn hoặc bằng 1,0.10-6 M)

c Tính Eo Thiết lập sơ đồ pin và viết phương trình phản ứng xảy ra trong pin được ghép bởi cặp CrO42-/CrO2¯và NO3-/NO ở điều kiện tiêu chuẩn

Cho: Cr3+ + H2O CrOH2+ + H+ *β1= 10-3,8

Fe2+ + H2O FeOH+ + H+ *β2 = 10-5,92Cr(OH)3↓ Cr3+

+ 3 OH¯ KS = 10-29,8 Cr(OH)3↓ H+

ion phức [Zn(CN)4] (dung dịch A) Nhúng vào A hai điện cực: điện cực kẽm tinh khiết và điện cực so sánh

là điện cực calomen bão hoà có thế không đổi là 0,247 V (điện cực calomen trong trường hợp này là cực dương) Nối hai điện cực đó với một điện thế kế, đo hiệu điện thế giữa chúng được giá trị 1,6883 V

Hãy xác định hằng số tạo phức của ion phức [Zn(CN)4]2- Biết thế oxi hoá - khử tiêu chuẩn của cặp Zn2+/Zn bằng -0,7628 V

Câu VI (4 điểm)

Cho phản ứng A + B C + D (*) diễn ra trong dung dịch ở 25 OC

Đo nồng độ A trong hai dung dịch ở các thời điểm t khác nhau, thu được kết quả:

1 Tính tốc độ của phản ứng (*) khi [A] = 3,62.10-2 mol.L-1 và[B] = 0,495 mol.L-1