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

22 1.3K 0
đề thi và đáp án hsg quốc gia vòng 2 môn hóa học năm 2008

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

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.

Box Hóa học BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH VÀO CÁC ĐỘI TUYỂN QUỐC GIA DỰ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2008 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN HĨA HỌC Ngày thi thứ hai: 30/3/2008 Câu I (2,5 điểm) Styryllacton phân lập từ thực vật có cơng thức (hình bên) Viết cơng thức cấu dạng cặp đồng phân đối quang gọi tên styryllacton theo danh R pháp IUPAC Dùng mũi tên cong rõ chế chuyển 7-đehiđrocholesterol (I) thành vitamin D3 (II) cho biết cấu dạng bền R: -CH(CH3)-(CH2)3-CH(CH3)2 Hướng dẫn chấm : 3-on 9 O HO O R (II) HO HO O Tên: 8-hiđroxi-7-phenyl-2,6-đioxabixiclo[3.3.1]nonan- O HO O O (I) Công thức cấu dạng: O O H5C O HO O O C6H5 OH H 5C HO O 9 O O O O 9 O O 8 C6H5 OH R H R H2C as HO HO to R HO HO CÊu d¹ng bỊn: S-trans R Câu II (4,5 điểm) Hợp chất A (C 10 H 18 O) phân lập từ loại tinh dầu Việt Nam A không làm màu nước brom dung dịch thuốc tím lỗng, khơng tác dụng với hiđro có xúc tác niken, lại tác dụng với axit clohiđric đậm đặc sinh -clo4-(1-clo-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan Hãy đề xuất cấu trúc A Hợp chất B (C 10 H 20 O ) có loại tinh dầu Nam Mỹ Từ B tổng hợp A cách đun nóng với axit a Viết công thức cấu tạo gọi tên B b Dùng cơng thức cấu trúc, viết phương trình phản ứng trình bày chế đầy đủ phản ứng tổng hợp A R R Diễn đàn Olympiavn R R R R R R R R 1/7 trang Box Hóa học Hợp chất B thường điều chế từ C (2,6,6-trimetylbixiclo[3.1.1] hept-2-en) có dầu thơng Dùng cơng thức cấu tạo, viết phương trình phản ứng rõ liên kết C bị đứt Trong long não có hợp chất D tên 1,7,7-trimetylbixiclo[2.2.1]heptan-2-on (hay campho) Viết sơ đồ phản ứng tổng hợp D từ C cho biết chế giai đoạn đầu Về cấu tạo hóa học, hợp chất A, B, C D có đặc điểm chung nhất? minh họa vắn tắt đặc điểm cơng thức cấu tạo chúng Hướng dẫn chấm : Xác định công tức cấu trúc A(C 10 H 18 O) A có độ chưa bão hồ 2; A khơng làm mầu dung dịch n ước brom dung dịch thuốc tím lỗng chứng tỏ A khơng có nối đôi hay nối ba; A không tác dụng với hiđro chất xúc tác niken chứng tỏ A nhóm chức cacbonyl; A tác dụng với axit clohiđric đậm đặc sinh 1-clo-4-(1-clo-1-metyletyl)-1metylxiclohexan, A có vòng no có liên kết ete Suy cơng thức cấu trúc A R R R R CH3 CH3 O O O H3C CH3 O CH3 CH3 a - H2O B (C10H20O2) A (C10H18O) Suy B điol có khung cacbon A OH + H H2O A OH B Gọi tên B: 1-hiđroxi-4-(-1-hiđroxi-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan b Dùng cơng thức cấu trúc, viết phương trình phản ứng trình bày chế đầy đủ phản ứng Cả dạng trans cis B cấu dạng ghế bền vững, cấu dạng ghế tham gia đóng vòng mà phải qua dạng thuyền bền Dạng thuyền tham gia phản ứng S N nội phân tử R R OH (+) OH OH OH OH + H O + H OH Cis-B Diễn đàn Olympiavn (+) + H A 2/7 trang Box Hóa học (+) OH OH OH OH OH O + H OH (+) Trans-B + H A Liên kết C bị đứt đường chấm chấm: OH + H H2O + OH O HO Cl O H2O HCl C D H+ Cl- (+) (+) chun vÞ Đặc điểm chung cấu tạo hoá học: phân tử gồm đơn vị isopren (hoặc isopentan) nối với Câu III (4 diểm) Sildenafil (một loại thuốc tăng lực) tổng hợp theo sơ đồ: O O NH2NH2 OEt A Me2SO4, dd NaOH NaOH, H2O O o SOCl2, DMF, toluen, 55 C, h C D o dd NH3, 20 C, h OEt B HNO3, H2SO4 o H2 (50 psi), 5% Pd/C E EtOAc, 50 C, h O ClSO3H, SOCl2 OH to phßng, 18 h CH3-N G NH , H2O o (N H 10 C, h NH K E, EtOAc to phßng, 70 h Diễn đàn Olympiavn I N L Sildenafil NH CH3 N N OEt HN N N)2CO håi l­u, h, - N O I C 50 C, h Pr O2 S N N CH3 3/7 trang Box Hóa học Hãy hồn chỉnh dãy phản ứng trên, biết rằng: * Quá trình chuyển sang G có tạo thành axit sunfonic trung gian sau chuyển thành sunfonyl clorua , * N,N -cacbonylđiimiđazol (CDI) loại tác nhân dùng để hoạt hoá axit cacboxylic cho phản ứng nucleophin nhóm cacbonyl P P Viết chế phản ứng chuyển [I] thành K Hướng dẫn chấm : O O O OEt NH2NH2 O H N EtO Me2SO4, dd NaOH HO N NaOH, H2O O O CH3 N HNO3, H2SO4 N 50oC, h CH3 N N HO O2N A Pr O CH3 N N H2N o SOCl2, DMF, toluen, 55 C, h C o dd NH3, 20 C, h EtOAc, 50 C, h H2N Pr OEt O OEt OH o 10 C, h H O2 S N G SO2Cl OEt H håi l­u, h , -N O OH CH3-N NH , H2O to phßng, 18 h N)2CO Pr E O OH ClSO3H, SOCl2 (N CH3 N N H2N H2 (50 psi), 5% Pd/C Pr C O O2N D OEt Pr B O O OEt N O N N N CH3 O NH N N NH Me O2 S N N CH3 K O2 S N I CH3 N N O H2N OEt O E, EtOAc K to phßng, 70 h N H L O2 S N N CH3 Pr N CH3 Cơ chế từ [I] sang K O O OEt C N O HN O(- ) OEt C N N OEt N O N - H+ N CH3 Diễn đàn Olympiavn O N N N N N + H+ + CO2 + HN O2 S O2 S O N N CH3 O2 S N N N CH3 4/7 trang Box Hóa học Câu IV (4 điểm) Sau x lí hỗn hợp lõi ngơ vỏ trấu có chứa pentozan (C5H8O4)n với dung dịch axit clohiđric 12% r ồi tiến hành chưng cất, nhận chất lỏngA (C5H4O2) màu vàng có mùi thơm Cho A phản ứng với KOH axit hóa nhận B (C5H4O3) C (C5H6O2) R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R a Viết phương trình phản ứng thuỷ phân pentozan tạo thành A công th ức A, B, C b Viết phương trình phản ứng B tác dụng với C có xúc tác axit O O NH H N -N c Hãy trình bàyđiều kiện nitro hố A để nhận D NH S S (C5H3NO4) (II) d Viết phương trình phản ứng D tác dụng với: (I) ; (II) (I) O Geniposit (hình bên) m ột hợp chất tách ừt dành COOCH3 dành Thuỷ phân geniposit sinh hai sản phẩm genipin D-glucozơ Genipin tham gia phản ứng tạo màu với gelatin O HOH2C (đây s để phát dấu vântay k ỹ thuật hình sự) O HO Hãy viết sơ đồ phản ứng tạo genipin phản ứng genipin O với aminoaxit để giải thích tượng HO CH2OH OH Hướng dẫn chấm : Trong lõi ngơ vỏ trấu có chứa pentozan,khi đun nóng với dung dịch HCl 12% chuyển thành pentozơ tách nước cho fufurol (C5H8O4)n HCl 12% CHO - 3H2O (CHOH)3 CH2OH O A O CHO KOH O C COOK H3O+ A(C5H4O2) CH2OH b O CHO COOK O COOH B O COOH + O CH2OH O H+ COOCH2 O O c Để nitro hoá A cần phải bảo vệ nhóm anđehit (CH CO) O R (CH3CO)2O O CHO O R R R CH(OCOCH3)2 Thực phản ứng nitro hố, sau thuỷ phân để phục hồi nhóm -CHO O CH(OCOCH3)2 HNO3 d Phản ứng D với I II Diễn đàn Olympiavn O2N O CH(OCOCH3)2 H3O+ O2N CHO O D 5/7 trang Box Hóa học O2N O CHO I O O O2N NH D O2N O H2N N O NH O O NH CHO O2N S II S O N N CH O NH CH O S S Phản ứng thuỷ phân geniposit thu genipin D-glucozơ COOCH3 COOCH3 OH O O O HO HOH2C O O HO + HOH2C OH HO OH OH CH2OH HO OH Gelatin (có da) cấu tạo từ polipeptit, lấy đại diện aminoaxit glyxin, ta có phương trình: COOCH3 + O HOH2C COOCH3 H2N-CH2-COOH N-CH2-COOH HOH2C OH OH sản phẩm có màu để phát dấu vân tay kỹ thuật hình Câu V (5 điểm) Người ta phân lập tetrapeptit (peptit A) từ prothrombin người Cấu tạo peptit A tiến hành xác định sau: a Bằng phương pháp Edman nhận trình tự aminoaxit peptit A LeuGlu-Glu-Val b Để tiếp tục xác định cấu tạo, người ta tiến hành điện di giấy pH 6,5 peptit A peptit tổng hợp B (cũng có trình tự aminoaxit Leu-Glu-Glu-Val) lại nhận qng đường di chuyển khơng giống nhau, cụ thể hình đây: 2,5 Peptit A 1,7 Peptit B đơn v ị độ dài c Khi thu ỷ phân hai peptitA B HCl 6N 110oC, c ả A B cho Leu(1), Glu(2), Val(1); thu ỷ phân kiềm peptit B cho Leu(1), Glu(2), Val(1) peptit A cho Leu(1), X(2), Val(1) Hãy giải thích kết thực nghiệm để xác định cấu tạo X gọi tên X theo danh pháp IUPAC Viết sơ đồ phản ứng oxi hóa D-glucozơ tạo thành axit anđonic axit anđaric, công thức Haworth mono γ-lacton chúng gọi tên lacton P Diễn đàn Olympiavn P 6/7 trang Box Hóa học Hướng dẫn chấm : 1.Xác định cấu trúc X - Phương pháp Edman thực pH thấp,biết trình tự Leu-Glu-Glu-Val - Điện di pH 6,5 cho thấy peptit A dịch chuyển nhanh phía cực dương(+), chứng tỏ A có điện tích âm lớn B,tính axit A lớn B - Khi thuỷ phân môi tr ường HCl 6N 110oC A B thu Leu(1), Glu(2) Val(1) Kết hợp với phương pháp Edman cho thấy trình thực môi tr ường axit mạnh,pH thấp.Ở pH thấp phân tử X bị đecacboxyl hoá,loại CO nhóm –COOH P R P R - Khi thuỷ phân kiềm peptit A tạo Leu(1),X(2) Val(1),trong mơi trường kiềm khơng có q trình decacboxyl hố nên nhận X(2) - Kêt hợp kết trhí nghiệm cho thấy X có thêm nhóm –COOH so với Glu tức loại nhóm –COO X chuyển thành Glu X HOOC CH2 CH2 CH COOH NH2 HOOC CH CH2 CH COOH NH2 COOH CO2 VËy X : Gọi tên: Axit 3-aminopropan-1,1,3-tricacboxylic Các sản phẩm oxi hố D-glucozơ lacton O COOH CHO OH OH HO OH OH Br2 CH2OH COOH HO OH HO HO O OH O OH OH CH2OH D- -gluconolacton OH COOH O O OH COOH H2O OH COOH OH O CH2OH OH O OH CH2OH axit gluconic HNO3 OH OH C OH HO OH O O O O O OH 1,4-lacton cña axit glucaric 1,4:3,6-dilactoncña axit glucaric 3,6-lacton cña axit glucaric OH HẾT Diễn đàn Olympiavn 7/7 trang Box Hóa học BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH VÀO CÁC ĐỘI TUYỂN QUỐC GIA DỰ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2008 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HÓA HỌC Ngày thi thứ nhất: 29/3/2008 Câu I (3 điểm) Cho kiện sau: kJ.mol¯1 108,68 495,80 155,00 Năng lượng thăng hoa Na ion hóa thứ Na liên kết F R R kJ.mol¯1 242,60 922,88 767,00 Năng lượng liên kết Cl mạng lưới NaF mạng lưới NaCl P R P R - Nhiệt hình thành NaF rắn : -573,60 kJ.mol Nhiệt hình thành NaCl rắn: -401,28 kJ.mol Tính lực electron F Cl ; so sánh kết thu giải thích Cho trình đây: P P + β P He - Li + β R R P P ; 13 13 N R + C + β R P ; P Be R Li + R P (1) (2) (3) a Q trình tự diễn biến? Vì sao? 6 13 - + 13 , β ) q trình tự diễn biến b So sánh t ốc độ cực đại hạt sơ cấp ( β 7 Cho: He = 6,01889 u ; Li = 6,01512 u ; N = 13,00574 u ; C = 13,00335 u ; P Be = 7,01693 u ; P P P P Li = 7,01600 u ; m e = 0,00055 u ; 1eV = 1,602.10-19J R R P P Hướng dẫn giải 1.a Áp d ụng định luật Hess vào chu trình M(r) + HTH HHT X 2(k) + 12 HLK M(k) HML Ta được: X(k) I1 MX(r) AE = ΔHHT - ΔHTH - I1 - ½ ΔHLK + ΔHML (*) Thay số vào (*), AE (F) = -332,70 kJ.mol AE (Cl) = -360 kJ.mol + AE M+(k) X-(k) + b AE (F) > AE (Cl) F có độ âm điện lớn Cl nhiều Có thể giải thích điều sau: * Phân tử F bền phân tử Cl , ΔH LK (F ) < ΔH pl (Cl ) dẫn đến AE (F) > AE (Cl) * Cũng giải thích: F Cl hai nguyên tố liền nhóm VIIA F đầu nhóm Ngun tử F có bán kính nhỏ bất thường cản trở xâm nhập electron a R R R R R - R R R R R R R - ΔH = -Δm × 932.106 × 1,602.10 19 × 6,022.1023 J.mol = -(6,01889 - 6,01512) × 932.106 × 1,602.10¯19 × 6,022.1023 J.mol¯1 = -3,39.1011 J.mol¯1 R R R R P P P P Diễn đàn Olympiavn P P P P P P P P P P P P P P 1/8 trang Box Hóa học - - ΔH = -Δm × 932.106 × 1,602.10 19 × 6,022.1023 J.mol = -(13,00574 - 13,00335 - × 0,00055) × 932.106 × 1,602.10 19 × 6,022.1023 J.mol = -1,16.1010 J.mol P R R R R P P P P P P P P P P P P P P P P P - P P - ΔH = -Δm × 932.106 × 1,602.10 19 × 6,022.1023 J.mol = -(7,01693 - 7,01600 - × Δm = -1,7.10 0,00055) × 932.106 × 1,602.10 19 × 6,022.1023 J.mol = 1,53.1010.mol ΔH 1, ΔH2 ΔG1 , ΔG > 0, ΔS > ΔG >> Q trình (3) khơng tự diễn biến R R R R P P R R R R P R R P P R R P R R P P P P P R P R R R - P R P P P R P P P P P P R RP R R - b Δm = 3,77.10 u > Δm = 1,29.10 u Vậy tốc độ cực đại electron phát sinh (1) lớn tốc độ cực đại electron phát sinh (2) R R P P R R P P Câu II (2,5 điểm) Có thể xác định cấu trúc hình học phân tử hay ion nhiều nguyên tử dựa vào việc khảo sát số cặp electron tạo liên kết σ số cặp electron chưa liên kết lớp vỏ hoá trị nguyên tử trung tâm phân tử hay ion -n có số cặp electron bao Nếu quanh nguyên tử A phân tử AX hay ion AX gồm cặp electron tạo liên kết σ cặp electron chưa liên kết 3, 4, 5, trường hợp phân tử hay ion có cấu trúc thẳng, trường hợp khơng? sao? (1) Tuỳ thuộc vào số cặp electron mà phân tử có vài hình dạng khác nhau, minh hoạ hình vẽ Trong số kết luận rút (1), trường hợp có tồn chất có hình dạng dự đốn Cho thí dụ Có thể giải thích cấu trúc hình học phân tử dựa vào thuyết liên kết hoá trị Hãy cho biết trạng thái lai hoá tương ứng với trường hợp (1) R R R R Hướng đẫn giải n=2 n=3 n=4 A X–A–X X A X n=5 X X n=6 X A A X X Các cặp electron Không th ẳng Không th ẳng Các c ặp electron tự đẩy rời xa vìcặpelectron vìcặpelectron tích lớn đến mức tối tự đẩy tự đẩy nên chỗ rộng – vị đa (1800), cấu trúc cặp liên kết trí xích đạo Các cặp liên kết thẳng cặp liên kết vị trí trục Phân tử hay ion th ẳng Cấu trúc thẳng xuất ứng với 2, hay cặp electron X Trong trường hợp c ặp electron chưa liên kết vị trí xích đạo Phân tử hay ion thẳng Khi có hay cặp electron có vài dạng phân tử: X X A A A X X X X X A X Diễn đàn Olympiavn X A X 2/8 trang Box Hóa học Trường hợp: - n = 2: BeCl R - n = 5: I , ICl , XeF R R Số cặp electron Lai hoá sp sp2 RP P R P R R sp3 P RP P sp3d (dsp3) P P P P d2sp3 P P P Câu III (3,5 điểm) Có nguyên ốt A, B C A tác dụng với B nhiệt độ cao sinh D Chất D bị thuỷ phân mạnh nước tạo khí cháy có mùi trứng thối B C tác dụng với cho khí E, khí tan nước tạo dung dịch làm quỳ tím hố đỏ Hợp chất A với C có tự nhiên thuộc loại chất cứng Hợp chất nguyên t ố A, B, Clà muối không màu, tan nước bị thuỷ phân Viết tên A, B, C phương trình ph ản ứngđã nêu Để khảo sát phụ thuộc thành phần B theo nhiệt độ, người ta tiến hành thí nghiệm sau đây: Lấy 3,2 gam đơn chất B cho vào bình kín khơng có khơng khí, dung tích lít Đun nóng bình để B hố hồn tồn Kết đo nhiệt độ áp suất bình ghi lại bảng sau: Nhiệt độ (oC) 444,6 450 500 900 1500 P Áp suất (atm) 0,73554 0,88929 1,26772 4,80930 14,53860 P Xác định thành phần định tính đơn chất B nhiệt độ giải thích Cho: R = 0,082 L.atm.K 1.mol P P P Hướng dẫn giải: Hợp chất A x B y muối Khi bị thuỷ phân cho thoát H S Hợp chất A n C m Al O Vậy A Al, B S, C O Hợp chất A o B p C q Al (SO ) Al + S Al S Al S + H O Al(OH) + H S Al + O 2 Al O S + O2 SO 3+ Al + H2O Al(OH)2+ + H O+ 3,2 Số mol nguyên tử S trơng 3,2 gam lưu huỳnh: = 0,1 mol 32 Dùng công thức n = PV tính số mol phân tử lưu huỳnh trạng thái RT nhiệt độ : R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R P P R R R R R R R R R R R R R R R R P P R R P * 444,6oC: n = 0, 0125 mol gồm phân tử S 0, 0125 × = 0,1 mol 0,1 * 450oC: n = 0,015 mol, số nguyên tử S trung bình phân tử: 0,015 ≈ 6,67 Vậy thành phần lưu huỳnh nhiệt độ gồm phân tử lưu huỳnh có từ đến nguyên tử * 500oC: n = 0,02 mol, số nguyên tử S trung bình phân tử: 0,1 = Vậy 0,02 thành phần lưu huỳnh nhiệt độ gồm phân tử lưu huỳnh có từ P P P P P P R R R R R R R R đến nguyên tử gồm phân tử S R Diễn đàn Olympiavn R 0,1 0,05 3/8 trang Box Hóa học * 900oC: n = 0,05 mol, số nguyên tử S trung bình phân tử: P P R = Vậy R thành phần lưu huỳnh nhiệt độ gồm phân tử lưu huỳnh có từ đến nguyên tử gồm phân tử S R R * 1500oC : n = 0,1 mol : Hơi lưu huỳnh gồm nguyên tử S P P R R Câu IV (3 điểm) Trong hệ có cân H + N 2 NH (*) thiết lập 400 K người ta xác định áp suất phần sau đây: P N2 = 0,376.105 Pa , p H2 = 0,125.105 Pa , p NH3 = 0,499.105 Pa R R R P P R R R R P R R P R R P P P P R P P Tính số cân Kp ΔG0 phản ứng (*) 400 K Tính lượng N NH 3, biết hệ có 500 mol H Thêm 10 mol H vào hệ đồng thời giữ cho nhiệt độ áp suất tổng cộng khơng đổi Bằng cách tính, cho biết cân (*) chuyển dịch theo chiều nào? Trong hệ cân H /N /NH 410 K áp suất tổng cộng 1.105 Pa, người ta tìm được: Kp = 3,679.10 Pa 2, n N = 500 mol , n H = 100 mol n NH3 = 175 mol 2 Nếu thêm 10 mol N2 vào hệ đồng thời giữ cho nhiệt độ áp suất khơng đổi cân chuyển dịch theo chiều nào? Cho: Áp suất tiêu chuẩn P0 = 1,013.105 Pa; R = 8,314 JK 1mol 1; atm = 1,013.105 Pa P R R R R P P R P P P P P R R P R P R P R R P R R P P P R P P P R R R P P P P P P P P Hướng dẫn giải: Kp = PNN (0,499.105)2 -2 Kp = 5 = 3,747.10¯ Pa (0,376.10 ) × (0,125.10 ) PH3 × PN P -Δn P P P - K = 3,747.10 × (1,013.105)2 = 38,45 K = Kp × P0 ΔG0 = -8,314 × 400 × ln 38,45 = -12136 J.mol¯1 = -12,136 kJ.mol ΔG0 = -RTlnK nH 500 nN= × P(N ) nN = × 0,125 = 166 mol 0,376 PH 2 nH 500 n NN3= × P(NH ) n NH3= × 0,499 = 664 mol 0,376 PH n tổng cộng = 1330 mol P tổng cộng = 1.105 Pa Sau thêm 10 mol H vào hệ, n tổng cộng = 1340 mol 510 166 PH = × 1.105 = 0,380.105 Pa ; PN = × 1.105 = 0,124.105 Pa 1340 1340 664 PNH = × 1.105 = 0,496.105 Pa 1340 ΔG = ΔG0 + RTln QΔn P0 ΔG0 = [-12136 + 8,314 × 400 ln ( 0,4963 × 1,013 )], = -144,5 J.mol¯1 0,381 0,124 Cân b ằng(*) chuyển dịch sang phải R P RP P P P P R P P P P P P R R R R P P P P P R P P R R P P R R P P R P R P P P P P P P P P P P P P P P P Sau thêm 10 mol N hệ có 785 mol khí áp suất phần khí là: 100 510 175 P H = 785 × 1.105 Pa ; PN = × 1.105 Pa ; PNH = × 1.105 Pa 785 785 2 ΔG = ΔG0 + RTln QΔn P0 ΔG = 8,314 × 410 × [-ln (36,79 × 1,0132 ) + ln ( 175 × 7852 × 1,0132)] = 19,74 J.mol¯1 100 × 510 R P P R P P P P P P P Diễn đàn Olympiavn P P P P P P P 4/8 trang Box Hóa học Cân b ằng(*) chuyển dịch sang trái P Diễn đàn Olympiavn P P P 5/8 trang Box Hóa học Câu V (4 điểm) a Dung dịch A gồm CrCl 0,010 M FeCl 0,100 M Tính pH dung dịch A b Tính pH để bắt đầu kết tủa kết tủa hoàn toàn Cr(OH) từ dung dịch CrCl 0,010 M (coi ion kết tủa hồn tồn nồng độ lại ion dung dịch nhỏ 1,0.10-6 M) Thiết lập sơ đồ pin viết phương trình ph ản ứng xảy pin c Tính Eo R R R R R P P R R R P P - - ghép cặp CrO /CrO ¯ NO /NO điều kiện tiêu chuẩn R RP P R R P P R RP P - * CrOH2+ + H+ β = 10 3,8 * FeOH+ + H+ β = 10 5,92 Cr3+ + OH¯ KS = 10 29,8 H+ + CrO2 + H2O K = 10 14 H+ + OH Kw =10 14 E0 NO -, H+/NO= 0,96 V ; 2,303 RT= 0,0592 25 OC F Để xác định số tạo phức (hay số bền) ion phức [Zn(CN) ]2 , người ta làm sau: Thêm 99,9 ml dung dịch KCN 1M vào 0,1 ml dung dịch ZnCl 0,1 M để thu 100ml dung dịch ion phức [Zn(CN) ]2 (dung dịch A) Nhúng vào A hai điện cực: điện cực kẽm tinh khiết điện cực so sánh điện cực calomen bão hồ không đổi 0,247 V (điện cực calomen trường hợp cực dương) Nối hai điện cực với điện kế, đo hiệu điện chúng giá trị 1,6883 V Hãy xác định số tạo phức ion phức [Zn(CN) ]2 Biết oxi hoá khử tiêu chuẩn cặp Zn2+/Zn -0,7628 V Cho: Cr3+ + H 2O Fe2+ + H 2O Cr(OH)3↓ Cr(OH)3↓ H2O E CrO42-/Cr(OH)3↓, OH - = -0,13 V ; P P P R P R R P R R R R R R P P R P P P P R P P P P P P P P P R P R P P RP R P P R P R R R P P R P P R P R R P R R P P R R P R P P P P R R R R P P P R P R P R P R P P P Hướng dẫn giải: - * Cr3+ + H2O CrOH2+ + H+ β 1= 10 3,8 (1) -5,92 2+ + + * Fe + H 2O FeOH + H β = 10 (2) -14 + H + OH¯ Kw =10 (3) H2O * * 3+ 2+ So sánh (1), (2), (3) ta có β × C ≈ β ×FeC >> Kw Tính pH theo Cr ĐKP h = [H+] = [CrOH2+] + [FeOH+] (4) * 3+ * 2+ Tính gần (khơng phải tính lặp).β1 × [Cr ] + β2 × [Fe ] h Từ (4): h = [CrOH2+] + [FeOH+] = a Các trình: P P P R P R R P P R R P P P R R R R P R P P P P P P R P R R P P P P R P P P P P R P P R R P R R P R P P R P P P P R P P R P 2+ P Cr (5) P R h = √*β × [Cr3+]3++ *β × [Fe2+] P P P R P P R Fe [ Fe2+] = C = 0,100M, thay vào (5) chấp nhận : [Cr3+] = C CCr3+ = 0,01M; 0,01 -2,88 * tính h = 10 + β1 h-1 + 10-3,8 + 2,88 CFe2+ 0,1 = = 8,93.10 M (chấp nhận ≈ 0,010M) Kiểm tra: [Cr3+ ] = -5,92 + 2,88 + *β2 h 1 + 10 P P P P P P P P [Fe2+] = P P = P - = 9,99.10 M (chấp nhận ≈ 0,10M) P P Vậy pHA= 2,88 R Diễn đàn Olympiavn R 6/8 trang Box Hóa học Tính xác CCr3+ × *β1 CFe2+ × *β2 Từ (4): h = [CrOH ] + [FeOH ] = * + * β1 + h β2* + h * h3 + ( *β1 + *β2) h2 + (*β1 × *β2 - C ×*β1 - C × β2 ) h - β1 × *β2 (C P P P P R R P P 2+ + P P P R R P P P P R R R P RP P R R P - P R R P - P R R R R P P R R R RP P R +C R )= - h3 + 1,597.10 × h2 - 1,705.10 × h - 2,096.10 11 = P P P P P P P - h = 10 2,90 P P P P pHA = 2,90 P R R b Điều kiện để bắt đầu kết tủa Cr(OH) là: R R ’ 3+ [OH ] = COH- = √ Ks/CCr (6), CCr nồng độ Cr3+ trước kết tủa tính theo (1): * CrOH2+ + H+ β = 10 3,8 Cr3+ + H O C’ 0,01- x x x x -3,8 -3 x = 1,18.10 C’Cr3+ = 8,82.10 , thay vào (6): = 10 0,01- – x ’ [OH ] = COH = √ 10 29,8/8,82.10 = 10 9,25 Vậy pH để bắt đầu kết tủa Cr(OH) 4,75 Để kết tủa hoàn tồn Cr(OH) thì: P ’ P P ’ 3+ P P P P P P P P P P R R P P P P P P P P P R R P P P P R RP P P P P P P P P P R R R R - -1 - P P [Cr3+] (1 + *β × h ) [A]0 nên v = k [A]α ; , Cho α giá tr ị 0, 1, tính k theo cơng thưc sau: α=0 k, = ([A]0 -[A]) t [A]0 , α=1 k = ln t [A] P R R R R R R R P P R P P P RP R R k, = [A]0 - [A] × [A]0 × [A] t Kết tính cho thấy trường hợp α = k có giá trị coi không đổi α=2 Diễn đàn Olympiavn 8/8 trang Box Hóa học Đối với dung dịch - k1 = k [B]0,1β = 3,22.10 3; 3,25.10 3; 3,36.10 3; 3,35.10 3; 3,35.10 3; 3,37.10 (L.mol 1.s 1); - , k (trung bình) = 3,31.10 L mol 1.s R R R R RP P P P R P P P P P P P P P P P P P P P P P P P Đối với dung dịch - , k = k[B] 0,2 β = 3,28.10 3; 3,30.10 3; 3,30.10 3; 3,37.10 3; 3,26.10 3; 3,33.10 3(L.mol 1.s ); - k,2 (trung bình) = 3,30.10 L.mol s - , ; kβ (trung bình) = 3,30.10 L.mol s Vậy α = kk11 ≈ k2[B] 0,1 , , β k2 = [B]0,2 = Vì [B] ≠ [B] nên β = k = k (trung bình) R R R RP P P P P P P P P P P P P P P P P P R R R R P R R R P P P R P 0,1 R P P P P P P 0,2 R R R - - - v = k [A]2 = 3,30.10 L mol s × (3,62.10 P P P P - t½ = k [A]0 = R R P P P P -2 P P - mol.L 1) P P P - v = 4,32.10¯6 mol.L s 1 1 3,30.10¯ L mol¯ s¯ × 3,62.10 ¯2 mol.L¯1 = 8371 s P P P P P P P HẾT Diễn đàn Olympiavn 9/8 trang BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHÍNH THỨC Đề thi gồm ba trang KỲ THI CHỌN HỌC SINH VÀO CÁC ĐỘI TUYỂN QUỐC GIA DỰ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2008 Mơn thi: HĨA HỌC Thờn gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi thứ hai: 30/03/2008 Câu I (2,5 điểm) Styryllacton phân lập từ thực vật có cơng thức (hình bên) Viết công thức cấu dạng cặp đồng phân đối quang gọi tên styryllacton theo danh pháp R IUPAC Dùng mũi tên cong rõ chế chuyển 7-đehiđrocholesterol (I) thành vitamin D3 (II) cho biết cấu dạng bền (I) R: -CH(CH3)-(CH2)3-CH(CH3)2 HO O HO O O R (II) HO Câu II (4,5 điểm) Hợp chất A (C10H18O) phân lập từ loại tinh dầu Việt Nam A không làm màu nước brom dung dịch thuốc tím lỗng, khơng tác dụng với hiđro có xúc tác niken, lại tác dụng với axit clohiđric đậm đặc sinh 1-clo-4-(1-clo-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan Hãy đề xuất cấu trúc A Hợp chất B (C10H20O2 ) có loại tinh dầu Nam Mỹ Từ B tổng hợp A cách đun nóng với axit a Viết cơng thức cấu tạo gọi tên B b Dùng công thức cấu trúc, viết phương trình phản ứng trình bày chế đầy đủ phản ứng tổng hợp A Hợp chất B thường điều chế từ C (2,6,6-trimetylbixiclo[3.1.1] hept-2-en) có dầu thơng Dùng cơng thức cấu tạo, viết phương trình phản ứng rõ liên kết C bị đứt Trong long não có hợp chất D tên 1,7,7-trimetylbixiclo[2.2.1]heptan-2-on (hay campho) Viết sơ đồ phản ứng tổng hợp D từ C cho biết chế giai đoạn đầu Về cấu tạo hóa học, hợp chất A, B, C D có đặc điểm chung nhất? minh họa vắn tắt đặc điểm công thức cấu tạo chúng Câu III (4 diểm) Sildenafil (một loại thuốc tăng lực) tổng hợp theo sơ đồ: O O OEt NH 2NH A Me 2SO 4, dd NaOH NaOH, H 2O O o SOCl2, DMF, toluen, 55 C, h C D o dd NH 3, 20 C, h O Et B HNO 3, H 2SO o H (50 psi), 5% Pd/C E EtOAc, 50 C, h O OH ClSO 3H, SOCl2 to phßng, 18 h CH 3- N G NH , H 2O o (N H 10 C, h NH K E , EtOAc to phßng, 70 h I N L Sildenafil NH CH3 N N O Et HN I N) 2CO håi l­u, h, - N O N C 50 C, h Pr O2 S N N CH3 Hãy hoàn chỉnh dãy phản ứng trên, biết rằng: * Quá trình chuyển sang G có tạo thành axit sunfonic trung gian sau chuyển thành sunfonyl clorua , * N,N -cacbonylđiimiđazol (CDI) loại tác nhân dùng để hoạt hoá axit cacboxylic cho phản ứng nucleophin nhóm cacbonyl Viết chế phản ứng chuyển [I] thành K Câu IV (4 điểm) Sau xử lí hỗn hợp lõi ngơ vỏ trấu có chứa pentozan (C5H8O4)n với dung dịch axit clohiđric 12% tiến hành chưng cất, nhận chất lỏng A (C5H4O2) màu vàng có mùi thơm Cho A phản ứng với KOH axit hóa nhận B (C5H4O3) C (C5H6O2) a Viết phương trình phản ứng thuỷ phân pentozan tạo thành O O NH A công thức A, B, C H2N-N NH b Viết phương trình phản ứng B tác dụng với C có S S (II) xúc tác axit (I) O c Hãy trình bày điều kiện nitro hoá A để nhận D (C5H3NO4) d Viết phương trình phản ứng D tác dụng với: (I) ; (II) 2 Geniposit (hình bên) hợp chất tách từ dành dành Thuỷ phân geniposit sinh hai sản phẩm genipin D-glucozơ Genipin tham gia phản ứng tạo màu với gelatin (đây sở để phát dấu vân tay kỹ thuật hình sự) Hãy viết sơ đồ phản ứng tạo genipin phản ứng genipin với aminoaxit để giải thích tượng COOCH3 HOH2C HO HO O O O OH CH2OH Câu V (5 điểm) Người ta phân lập tetrapeptit (peptit A) từ prothrombin người Cấu tạo peptit A tiến hành xác định sau: a Bằng phương pháp Edman nhận trình tự aminoaxit peptit A Leu-Glu-Glu-Val b Để tiếp tục xác định cấu tạo, người ta tiến hành điện di giấy pH 6,5 peptit A peptit tổng hợp B (cũng có trình tự aminoaxit Leu-Glu-Glu-Val) lại nhận quãng đường di chuyển không giống nhau, cụ thể hình đây: 2,5 Peptit A Peptit B 1,7 o đơn vị độ dài c Khi thuỷ phân hai peptit A B HCl 6N 110 C, A B cho Leu(1), Glu(2), Val(1); thuỷ phân kiềm peptit B cho Leu(1), Glu(2), Val(1) peptit A cho Leu(1), X(2), Val(1) Hãy giải thích kết thực nghiệm để xác định cấu tạo X gọi tên X theo danh pháp IUPAC Viết sơ đồ phản ứng oxi hóa D-glucozơ tạo thành axit anđonic axit anđaric, công thức Haworth mono γ-lacton chúng gọi tên lacton BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH VÀO CÁC ĐỘI TUYỂN QUỐC GIA DỰ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2008 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Đề thi gồm hai trang Mơn thi: HĨA HỌC Thờn gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi thứ hai: 29/03/2008 Câu I (3 điểm) Cho kiện sau: kJ.mol¯1 108,68 Năng lượng thăng hoa Na kJ.mol¯1 242,60 Năng lượng liên kết Cl2 ion hóa thứ Na 495,80 mạng lưới NaF 922,88 liên kết F2 155,00 mạng lưới NaCl 767,00 Nhiệt hình thành NaF rắn : -573,60 kJ.mol-1 Nhiệt hình thành NaCl rắn: -401,28 kJ.mol-1 Tính lực electron F Cl ; so sánh kết thu giải thích Cho q trình đây: 6 13 Li + β- 13 7 + ; Be Li + β+ 6C + β (1) (2) (3) a Quá trình tự diễn biến? Vì sao? b So sánh tốc độ cực đại hạt sơ cấp ( β-, β+) q trình tự diễn biến 13 13 Cho: 2He = 6,01889 u ; 3Li = 6,01512 u ; 7N = 13,00574 u ; C = 13,00335 u ; He Be = 7,01693 u ; ; 7N Li = 7,01600 u ; me = 0,00055 u ; 1eV = 1,602.10-19J Câu II (2,5 điểm) Có thể xác định cấu trúc hình học phân tử hay ion nhiều nguyên tử dựa vào việc khảo sát số cặp electron tạo liên kết σ số cặp electron chưa liên kết lớp vỏ hoá trị nguyên tử trung tâm phân tử hay ion Nếu quanh nguyên tử A phân tử AX2 hay ion AX2-n có số cặp electron bao gồm cặp electron tạo liên kết σ cặp electron chưa liên kết 3, 4, 5, trường hợp phân tử hay ion có cấu trúc thẳng, trường hợp khơng? sao? (1) Tuỳ thuộc vào số cặp electron mà phân tử có vài hình dạng khác nhau, minh hoạ hình vẽ Trong số kết luận rút (1), trường hợp có tồn chất có hình dạng dự đốn Cho thí dụ Có thể giải thích cấu trúc hình học phân tử dựa vào thuyết liên kết hoá trị Hãy cho biết trạng thái lai hoá tương ứng với trường hợp (1) Trong số phân tử ion sau AX2; AX2n- có số cặp e liên kết chưa liên kết 2, 3, 4, trường hợp có cấu tạo thẳng, trường hợp khơng ? Tại Cho ví dụ trường hợp kết luận Cho biết kiểu lai hóa có AX2; AX2n- Câu III (3,5 điểm) Có nguyên tố A, B C A tác dụng với B nhiệt độ cao sinh D Chất D bị thuỷ phân mạnh nước tạo khí cháy có mùi trứng thối B C tác dụng với cho khí E, khí tan nước tạo dung dịch làm quỳ tím hố đỏ Hợp chất A với C có tự nhiên thuộc loại chất cứng Hợp chất nguyên tố A, B, C muối không màu, tan nước bị thuỷ phân Viết tên A, B, C phương trình phản ứng nêu Để khảo sát phụ thuộc thành phần B theo nhiệt độ, người ta tiến hành thí nghiệm sau đây: Lấy 3,2 gam đơn chất B cho vào bình kín khơng có khơng khí, dung tích lít Đun nóng bình để B hố hồn tồn Kết đo nhiệt độ áp suất bình ghi lại bảng sau: Nhiệt độ (oC) 444,6 450 500 900 1500 Áp suất (atm) 0,73554 0,88929 1,26772 4,80930 14,53860 Xác định thành phần định tính đơn chất B nhiệt độ giải thích Cho: R = 0,082 L.atm.K-1.mol-1 Câu IV (3 điểm) Trong hệ có cân H2 + N2 ⇌ NH3 (*) thiết lập 400 K người ta xác định áp suất phần sau đây: p = 0,376.105 Pa , p = 0,125.105 Pa , p = 0,499.105 Pa Tính số cân Kp ΔG0 phản ứng (*) 400 K Tính lượng N2 NH3, biết hệ có 500 mol H2 Thêm 10 mol H2 vào hệ đồng thời giữ cho nhiệt độ áp suất tổng cộng khơng đổi Bằng cách tính, cho biết cân (*) chuyển dịch theo chiều nào? Trong hệ cân H2/N2/NH3 410 K áp suất tổng cộng 1.105 Pa, người ta tìm được: Kp = 3,679.10-9 Pa-2, nN2 = 500 mol , nH2 = 100 mol nNH3 = 175 mol Nếu thêm 10 mol N2 vào hệ đồng thời giữ cho nhiệt độ áp suất khơng đổi cân chuyển dịch theo chiều nào? Cho: Áp suất tiêu chuẩn P0 = 1,013.105 Pa; R = 8,314 JK-1mol-1; atm = 1,013.105 Pa Câu V (4 điểm) a Dung dịch A gồm CrCl3 0,010 M FeCl2 0,100 M Tính pH dung dịch A b Tính pH để bắt đầu kết tủa kết tủa hoàn toàn Cr(OH)3 từ dung dịch CrCl3 0,010 M (coi ion kết tủa hồn tồn nồng độ lại ion dung dịch nhỏ 1,0.10-6 M) c Tính Eo Thiết lập sơ đồ pin viết phương trình phản ứng xảy pin ghép cặp 2CrO4 /CrO2¯ NO3 /NO điều kiện tiêu chuẩn * Cho: Cr3+ + H2O CrOH2+ + H+ β1= 10-3,8 2+ + + * Fe + H2O FeOH + H β2 = 10-5,92 Cr(OH)3↓ Cr3+ + OH¯ KS = 10-29,8 + Cr(OH)3↓ H + CrO2 + H2O K = 10-14 H2O H+ + OH- Kw =10-14 E CrO42-/Cr(OH)3↓, OH=- -0,13 V ; E0 NO3-, H+/NO = 0,96 V ; 2,303 =RT 0,0592 25 OC F Để xác định số tạo phức (hay số bền) ion phức [Zn(CN)4]2-, người ta làm sau: Thêm 99,9 ml dung dịch KCN 1M vào 0,1 ml dung dịch ZnCl2 0,1 M để thu 100ml dung dịch ion phức [Zn(CN)4]2- (dung dịch A) Nhúng vào A hai điện cực: điện cực kẽm tinh khiết điện cực so sánh điện cực calomen bão hoà khơng đổi 0,247 V (điện cực calomen trường hợp cực dương) Nối hai điện cực với điện kế, đo hiệu điện chúng giá trị 1,6883 V Hãy xác định số tạo phức ion phức [Zn(CN)4]2- Biết oxi hoá - khử tiêu chuẩn cặp Zn2+/Zn -0,7628 V Câu VI (4 điểm) Cho phản ứng A + B C + D (*) diễn dung dịch 25 OC Đo nồng độ A hai dung dịch thời điểm t khác nhau, thu kết quả: Dung dịch [A]0 = 1,27.10-2 mol.L-1 ; [B]0 = 0,26 mol.L-1 t(s) -1 [A] (mol.L ) 1000 3000 10000 20000 40000 100000 0,0122 0,0113 0,0089 0,0069 0,0047 0,0024 Dung dịch [A]0 = 2,71.10-2 mol.L-1 ; [B]0 = 0,495 mol.L-1 t(s) 2.000 10000 20000 30000 50000 100000 [A] (mol.L-1) 0,0230 0,0143 0,0097 0,0074 0,0050 0,0027 Tính tốc độ phản ứng (*) [A] = 3,62.10-2 mol.L-1 [B] = 0,495 mol.L-1 Sau thời gian nồng độ A giảm nửa? ... 7/7 trang Box Hóa học BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH VÀO CÁC ĐỘI TUYỂN QUỐC GIA DỰ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 20 08 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HÓA HỌC Ngày thi thứ nhất: 29 /3 /20 08 Câu I (3... DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHÍNH THỨC Đề thi gồm ba trang KỲ THI CHỌN HỌC SINH VÀO CÁC ĐỘI TUYỂN QUỐC GIA DỰ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 20 08 Mơn thi: HĨA HỌC Thờn gian: 180 phút (không kể thời gian giao... DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH VÀO CÁC ĐỘI TUYỂN QUỐC GIA DỰ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 20 08 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Đề thi gồm hai trang Mơn thi: HĨA HỌC Thờn gian: 180 phút (không kể thời gian giao

Ngày đăng: 11/10/2018, 10:55

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan