đề thi và đáp án hsg quốc gia 2009 vòng 2 môn hóa học

Dưới đây là đề thi chọn đội tuyển hóa học toàn quốc 2009 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.

Trang 1

Hoá học hữu cơ

1 Tài liệu được biên soạn bởi các thành viên box Hóa học Olympiavn, yêu cầu khi sao lưu tài liệu hãy giữ nguyên biểu tượng của diễn đàn Những ý kiến đóng góp xin gửi đến hòm

thư hoahoc.olympiavn@gmail.com Xin chân thành cảm ơn!

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH VÀO CÁC ĐỘI TUYỂN QUỐC GIA DỰ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2009

2.a (0,5 điểm) Nilon-6,6 là poliamit do phản ứng của cả 2 nhóm –COOH của axit ađipic

phản ứng với cả 2 nhóm –NH 2 của hexametylenđiamin Các liên kết –CONH- được hình thành do tách loại H 2 O Ban đầu phản ứng cho muối nilon, sau đó đun nóng

HOOC(CH2)4COOH + H2N(CH2)6NH2 - OOC(CH2)4COO-H3N+(CH2)6NH3+

to -CO-(CH

2 )4-CO-NH-(CH2)6-NH-CO-(NH2)4-CO-NH-(CH2)6-NH

Poli(hexametylen ađipamit) Một đoạn mạch của polime: -NH-(CH 2 ) 6 -NH-CO-(CH 2 ) 4 -CO-

b (0,5 điểm) Nilon-6 cũng là poliamit nhưng được hình thành từ monome ε-caprolactam Đó

là amit vòng của axit ε-aminocaproic Khi đun nóng vòng lactam được mở ra cho muối aminoaxit sau đó hình thành liên kết amit với phân tử khác khi tách loại nước

Trang 2

-NH-(CH2)5-CO-NH-(CH2)5-CO-NH-(CH2)5

-CO-ε -caprolactam Poli(amit cña axit 6-aminohexanoic)

Một đoạn mạch của polime: -NH-(CH 2 ) 5 -CO-

c (0,5 điểm) Đacron là polieste do phản ứng chuyển đổi este giữa dimetyl terephtalat với etylen glicol

d (0,5 điểm) Gliptan cũng là polieste, nhưng glyxerin sẽ tạo thành nhựa mắt lưới dẻo cứng

Ở giai đoạn đầu tiên sẽ hình thành polime thẳng với nhóm OH bậc một

+ OH-CH2CH(OH)CH2OH

-H2O

C C

O -CH 2 CH(OH)CH2-O C C

O -CH 2 CH(OH)CH 2

-O-Một đoạn mạch của polime:

Nhóm OH tự do bậc 2 sẽ liên kết chéo với nhiều phân tử anhiđrit phtalic khác

Trang 3

e (0,5 điểm) Poliuretan được hình thành từ etylen glicol với điisoxianat

HO-CH2CH2-OH + O=C=N N=C=O

CH3C

O H

C

H O

Một đoạn mạch của polime:

Câu II (4 điểm) 1.a: 1,0 điểm; b: 1,0 điểm; 2: 1,5 điểm; 3: 0,5 điểm

2 -CO2

3 H+/EtOH

CO OEt COO Et

Na Xilen

O OH

NaBH4

HO OH

Trang 4

Trong quá trình b O- của ion ArOCH 2 COO- không liên hợp với nhân thơm nên cacbanion bền hơn làm cho phản ứng đồng phân hoá dễ dàng hơn Do đó việc thực hiện theo quá trình

b thuận lợi hơn, ở nhiệt độ thấp hơn và cho hiệu suất cao hơn

CH=CH-CH3

O CH2C ON HN=CH Ph OCH3

A 4

A 1: Axit isoeugenoxiaxetic

Trang 5

Câu III (4 điểm: 3,0; 1,0)

1 (a 1,0 điểm; b 2,0 điểm)

O

OEt C

CH2OEt H

Cl

CCl 3

tBuONa (C6H6)

Trang 6

2 (1,0 điểm)

O

EtO

COOOH Cl

O EtO

O LDA

OLi EtO

1.Mg, ete

Ph Ph

Ph

O

2 (a: 0,5 điểm; b: 1,0 điểm; c: 1,0 điểm; d: 1,0 điểm)

a Lập luận tìm công thức cấu tạo của xitral

Trang 7

O COCH3 NaOH

thuû ph©n Vitamin A

Câu V (3,5 điểm: 2,5; 1,0)

1 a (1,0 điểm) Cấu trúc của A là

Nó thuộc dẫy L, loại β-glicozit

b (1,0 điểm) Sau khi phản ứng với HIO 4 , một nhóm anđehit bị hiđrat hoá thành gem điol, chất này tạo vòng với nhóm anđehit thứ hai, tiếp theo là phản ứng metyl hoá

Trang 8

O OMe

CH3OH HO O

c (0,5 điểm) Dưới tác dụng của nhiệt, B mở vòng, bị đehiđrat hoá trở lại anđehit và do đó bị khử

2 (1,0 điểm) A là: 6-metyl-2-p-tolylhept-4-en-3-on

Có 8 dạng cấu trúc không gian tương đối bền, chúng khác nhau về các yếu tố: cấu hình R/S,

cấu hình E/Z và cấu dạng S-cis/S-trans

Trang 9

Hoá học vô cơ

1 Tài liệu được biên soạn bởi các thành viên box Hóa học Olympiavn, yêu cầu khi

sao lưu tài liệu hãy giữ nguyên biểu tượng của diễn đàn Những ý kiến đóng góp xin gửi đến hòm thư hoahoc.olympiavn@gmail.com Xin chân thành cảm ơn!

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH VÀO CÁC ĐỘI TUYỂN QUỐC GIA DỰ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2009

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC

Môn: HOÁ HỌC

Ngày thi thứ nhất: 18/4/2009

Câu I (3 điểm): 1 1 điểm; 2 0,75 điểm; 3 1,25 điểm

1 Khi xảy ra phân rã β, nguyên tử khối không thay đổi Khi xảy ra 1 phân rã α, nguyên

tử khối thay đổi 4u Như thế, số khối của các đồng vị con cháu phải khác số khối của đồng vị mẹ 4nu, với n là số nguyên Chỉ 234

U thoả mãn điều kiện này với n = 1 Trong 2 đồng vị 234

U, 235U, chỉ 234U là đồng vị “con, cháu” của 238U Sự chuyển hoá từ 238U thành 234U được biểu diễn bằng các phản ứng hạt nhân sau:

U

92

238 → Th 23490 + α ; Th 23490 → Pa 23491 + β ; Pa 23491 → U 23492 + β

2 Trong nước thải chứa ion SO42- Khi đưa Ba2+ vào dung dịch sẽ xảy ra phản ứng:

SO42-(aq) + Ba2+(aq) → BaSO4(r) Kết tủa lượng lớn của BaSO4 sẽ kéo theo sự kết tủa của RaSO4 Nếu không có kết tủa của BaSO4, thì RaSO4 không kết tủa được, vì nồng độ Ra2+ quá nhỏ, chưa đạt đến tích

1000 lượng ban đầu là:

t ≥ 10 × 1600 = 16000 năm

Câu II (3 điểm): 1 1,5 điểm; 2 1,5 điểm

1 a Ca(r) + 2H2O(l) → Ca2+(aq) + 2OH-(aq) + H2(k)

b Pb2+(aq) + 2CH3COO-(aq) + 2H+(aq) + SO42-(aq) → PbSO4(r) + 2CH3COOH(aq)

c MnO2(r) + 4H+(aq) + 2Cl-(aq) → Mn2+(aq) + 2H2O(l) + Cl2(k)

d NaCN(r) + H2O(l) → Na+(aq) + HCN(aq) + 2OH-(aq)

e 3Ag(r) + 4H+(aq) + NO3-(aq) → 3Ag+(aq) + NO(k) + 2H2O(l)

f [Al(H2O)]3+(aq) + 6OH-(aq) → [Al(OH)6]3-(aq) + 6H2O(l)

Trang 10

c

H2O2 + 2KI + H2SO4 → I2 + K2SO4 + 2H2O (1) 2O- + 2e- → 2O2-

2I- - 2e- → I2

3H2O2 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 → 3O2 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O (2) 2Cr+6 + 6e- → 2Cr+3

2O- - 2e- → O20 | x 3

Câu III (3 điểm): 1 1 điểm; 2 2 điểm

1 So sánh và giải thích: Trong dung dịch nước CoCl2 và Co(CH3COO)2 được phân li hoàn toàn thành các ion Một lượng rất ít CH3COO- tác dụng với nước tạo ra

CH3COOH, nhưng khi đó các ion OH- lại được tạo ra Vì những lí do đó mà độ dẫn điện của các dung dịch này là cao

Trong dung dịch nước, H2S điện li yếu:

H2S(aq) + H2O(l) HS-(aq) + H3O+(aq)

HS-(aq) + H2O(l) S2-(aq) + H3O+(aq)

H2S tồn tại chủ yếu ở dạng phân tử vì vậy độ dẫn điện của dung dịch này là thấp

2

Dung dịch (1):

a Co2+(aq) + S2-(aq) → CoS(r)

b Màu thay đổi: hồng nhạt Co2+(aq) thành đen CoS(r)

c Sự kết tủa của 1 ion Co2+ dẫn tới sự hình thành 2 ion H3O+ và như vậy độ dẫn điện là cao

Dung dịch (2):

a Các phản ứng xảy rả ở Dung dịch (2) giống như ở Dung dịch (1)

b Màu thay đổi: hồng nhạt Co2+(aq) thành đen CoS(r)

c Sự kết tủa của 1 ion Co2+ dẫn tới sự hình thành 2 ion H3O+, nhưng ion H3O+ lại tác dụng với ion CH3COO- để tạo thành các phân tử không mang điện

CH3COO-(aq) + H3O+(aq) → CH3COOH(aq) + H2O(l)

và như vậy độ dẫn điện là thấp

Câu IV (2 điểm): 1 1 điểm; 2 1 điểm

1 a Vì EAg0 + /Ag > EI0-/AgI, pin điện có sơ đồ:

(-) Ag, AgI(r) | Ag + (aq),I - (aq) | Ag(r) (+)

Phản ứng ở cực âm: Ag(r) + I-(aq) AgI(r) + e

Phản ứng ở cực dương: Ag+(aq) + e Ag(r)

Trang 11

Phản ứng xảy ra trong pin: Ag+(aq) + I- AgI(r) (1)

TAgI= aAg+ (aq).aI- (aq)=KI

Trong đó T là tích số tan, a là hoạt độ, K là hằng số cân bằng của phản ứng (1)

EAuo 3+ /Au +> EFeo 3+ /Fe 2+ nên pin điện có sơ đồ:

(-) Pt | Fe 3+ (aq) 1M, Fe 2+ (aq) 1M || Au 3+ (aq) 1M, Au + (aq) 1M | Pt (+)

Phản ứng ở cực âm: Fe2+(aq) – e Fe3+(aq)

Phản ứng ở cực dương Au3+(aq) + 2e Au+(aq)

Phản ứng trong pin: Au3+(aq) + 2Fe2+(aq) Au+(aq) + 2Fe3+(aq)

Epino = EAuo 3+ /Au+- EFeo3+ /Fe2+ = 0,49 V

ΔGpưo = -RTlnK = -2FEpino = 0,49 V → K = 102×0,490,059 = 3,98.10 16

Câu V (3 điểm): 1 0,5 điểm; 2 1 điểm; 3 1,5 điểm

1 Các nồng độ của NO và O2 tăng với thời gian ( các đường A và B) Vì nồng độ NO tạo ra gấp đôi nồng độ O2 cho nên đường B biểu thị sự phụ thuộc nồng độ của O2 với thời gian

dt =k.c2([Fe(CN)6]3-).c2(I-).c-1([Fe(CN)6]4-.c0(I2) Thí nghiệm 1:

1.10-3 mol.L-1.h-1 = K 1 mol2.L-2.1 mol2.L-2.(1 mol.L-1)-1

K = 1.10-3 mol-2.L2.h-1

Trang 12

dc(Idt = k2) 2 × c([Fe(CN)6]3-) × c(I2-) (b)

Thay (a) vào (b) ta được:

Kết quả này không phù hợp với kết quả thực nghiệm

Câu VI (3 điểm): 1 0,75 điểm; 2 0,75 điểm; 3 0,5 điểm; 4 1 điểm

1 CN- + H2O HCN + OH- ; K = c(HCN).c OHc CN- - ; K = Kw/Ka = 10-4,69

Co = c(HCN) + c(CN-) và c(HCN) ≈ c(OH-) = 10-3,3 mol/L

10-4,69 = (10-3,3)2

Co - (10-3,3)2→ Co = 0,0128 mol/L

Trang 13

3 c(Ag+) tăng nếu c(CN

-) giảm và c(CN-) giảm nếu c(OH-) giảm Vậy phải thêm axit HClO4

4 Đặt v và n chỉ các nồng độ trước và sau khi tăng nồng độ của ion Ag+

c(Ag+)n

c(Ag+)v = 10 và c([Ag(CN)4]3-) = c(Ag+) × β1 × c(CN-)4

c([Ag(CN)4]3-)v + c(Ag+)v = c([Ag(CN)4]3-)n + c(Ag+)n →

c(Ag+)v × β1×c(CN-)v4 + c(Ag+)v = c(Ag+)n × β1 × c(CN-)n4 + c(Ag+)n

Trang 14

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Π

RT vào c là một đường thẳng

Phương trình Van Hop về áp suất thẩm thấu có dạng: П = RTC (C: nồng độ mol/L) (1)

C =c(g/L)M (2) M là khối lượng mol

Từ (1) và (2) suy ra: П = 0, c = 0 Về lý thuyết, đồ thị đi qua điểm (0,0)

Trang 15

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC

MÔN HÓA HỌC

Ngày thi thứ hai: 19/4/2009

Câu I (4 điểm): 1 1,5 điểm; 2: 2,5 điểm

1 Khi hiđro hóa naphtalen thu được đecalin (C10H18), oxi hóa đecalin thì được hỗn hợp các đecalon (C10H16O)

a Viết các đồng phân lập thể của 1-đecalon

b Trong dung dịch bazơ, 1-đecalon phản ứng với benzanđehit cho A, phản ứng với metylvinylxeton cho B (C14H20O) Hãy viết công thức cấu tạo của A và B

2 Có 5 polime sau:

a Nilon-6,6 được hình thành từ axit ađipic và hexametylenđiamin

b Nilon-6 được hình thành từ ε-caprolactam

c Đacron được hình thành từ đimetyl terephtalat và etylen glicol

d Gliptan được hình thành từ glixerin và anhiđrit phtalic

e Poliuretan được hình thành từ điisoxianat (thí dụ toluenđiisoxianat) và etylen glicol

Hãy cho biết các polime trên thuộc loại nào? Viết phương trình phản ứng tạo thành sản phẩm, chỉ ra công thức một đoạn mạch của polime và gọi tên theo danh pháp IUPAC các polime a, b, c

Câu II (4 điểm): 1.a:1,0 điểm; b:1,0 điểm; 2 1,5 điểm; 3 0,5 điểm

1.a Hoàn thành dãy phản ứng sau:

OH

HO

CH3COOH ZnCl2 khan A Me2 SO4 (1:1)

Na2CO3 - axeton B PhCHOPiperidin C to D O E (C16H12O4)

b Viết sơ đồ điều chế 4,4-đimetylxiclopentan-1,2-điol từ axeton và đietyl malonat

2 Hợp chất A1 là dẫn xuất của eugenol có khả năng kích thích sinh trưởng thực vật Từ

eugenol có thể tổng hợp A1 theo hai cách sau:

Trang 16

phẩm A 4 là do A 3 phản ứng với benzanđehit khi có mặt piperiđin Hãy viết sơ đồ phản

ứng, công thức cấu tạo của A 2 , A 3 , A 4 và gọi tên A 1

Câu III (4 điểm): 1 3,0 điểm; 2 1,0 điểm

1 Để tổng hợp axit permetrinic (E), là một sản phẩm lí thú trong hóa học về thuốc trừ sâu

hại trong nông nghiệp, người ta thực hiện các phản ứng theo sơ đồ sau:

2-Metylbut-3-en-2-ol H+ 3-Metylbut-2-en-1-ol CH3C(OEt)3 A(C9H16O2)

(-EtOH)a

Viết công thức cấu tạo của A và trình bày cơ chế của hai giai đoạn phản ứng

HOOC

E

tBuONa (C6H6)

t o

3,3

b

Viết công thức cấu tạo của B, C, D và trình bày cơ chế phản ứng B → C và C → D

Câu IV (4,5 điểm): 1 1,0 điểm; 2 3,5 điểm

1 Viết sơ đồ điều chế 2,3,4,5-tetraphenylxiclopenta-2,4-đienon từ

benzanđehit, etyl fomiat và các chất vô cơ cần thiết

2 Xitral (C10H16O) là một monotecpen-anđehit có trong tinh dầu chanh Oxi hóa xitral bằng KMnO4 thu được axit oxalic, axeton và axit levulinic (hay axit 4-oxopentanoic) Từ xitral người ta điều chế β-iononđể điều chế vitamin A

a Xác định cấu tạo và viết tên hệ thống của xitral

b Viết sơ đồ các phản ứng chuyển hóa xitral thành β-ionon

2 Hãy điều chế axit trans-crysanthemic (hình bên)

từ B (trong sơ đồ b ở trên) và các hóa chất tuỳ chọn

HO O

O

OCOCH3

Trang 17

a Viết công thức cấu trúc của A (có biểu diễn cấu hình của từng nguyên tử cacbon bất đối) A thuộc dãy nào (D hay L) và dạng α-glicozit hay β-glicozit?

b Viết công thức cấu tạo của B và C biết rằng B không chứa nhóm cacbonyl Giải thích

sự tạo thành B

c Vì sao B không chứa nhóm cacbonyl mà vẫn bị khử bởi hiđro?

2 Hợp chất A có công thức: Hãy gọi tên A và cho biết A có bao nhiêu dạng cấu trúc

không gian tương đối bền, các dạng đó khác nhau về các yếu tố lập thể nào? Hãy viết công thức cấu trúc của hai dạng tiêu biểu, có ghi đầy đủ các ký hiệu lập thể thích hợp

O

CH3O

CH3I/Ag2O

Trang 18

ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn: HÓA HỌC

Ngày thi thứ nhất: 18/4/2008

Câu I (3 điểm): 1 1 điểm; 2 0,75 điểm; 3 1,25 điểm

1 238U là đồng vị đầu tiên trong họ phóng xạ urani–rađi, các đồng vị của các nguyên tố khác thuộc họ này đều là sản phẩm của chuỗi phân rã phóng xạ bắt đầu từ 238U Khi phân tích quặng urani người ta tìm thấy 3 đồng vị của urani là 238U, 235U và 234U đều có tính phóng xạ

Hai đồng vị 235U và 234U có thuộc họ phóng xạ urani–rađi không? Tại sao? Viết phương trình biểu diễn các biến đổi hạt nhân để giải thích

Điện tích hạt nhân Z của thori (Th), protactini (Pa) và urani (U) lần lượt là 90, 91, 92 Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên có tính phóng xạ  và 

2 Ở nước ta, urani có thể thu được khi thuỷ luyện quặng Nông Sơn ở Quảng Nam bằng

axit sunfuric Sau khi kết tủa urani bằng kiềm, nước thải của dung dịch thuỷ luyện quặng urani có chứa đồng vị phóng xạ 226Ra với nồng độ rất nhỏ, nhưng vẫn có thể ảnh hưởng đến môi trường Vì thế, người ta phải xử lí bằng cách cho vào nước thải này một lượng BaCl2 gần đủ cho phản ứng với lượng ion sunfat còn trong nước thải

Hãy tìm một cách giải thích phương án xử lí nước thải nói trên và viết các phương trình phản ứng cần thiết

3 Sản phẩm của xử lí nước thải chứa 226Ra có thể được kết khối trong xi măng (phương pháp xi măng hoá), bảo quản trong các thùng kim loại, rồi đem chôn giữ trong các kho thải phóng xạ

Cần giữ an toàn trong bao lâu để lượng Ra của khối chất thải này chỉ còn lại 1

1000 lượng ban đầu? Thời gian bán huỷ của 226Ra là 1600 năm

Câu II (3 điểm): 1 1,5 điểm; 2 1,5 điểm

1 Viết các phương trình ion của các phản ứng xảy ra trong dung dịch nước (ghi rõ trạng

thái mỗi chất (aq) hoặc (r), (k), (l)) khi tiến hành các thí nghiệm dưới đây:

a Cho một mẩu canxi vào nước

b Rót axit H2SO4 (loãng) vào dung dịch Pb(CH3COO)2 (loãng)

c Rót axit HCl (đặc) vào MnO2

d Cho NaCN vào nước

e Cho mẩu Ag vào dung dịch HNO3 (loãng)

f Cho dung dịch NaOH (dư) vào dung dịch Al(NO3)3

2 Khi sự sống bắt đầu trên Trái Đất thì thành phần khí quyển gồm: khí А, metan,

amoniac và các khí khác, trong lúc đơn chất B hầu như không có Do các quá trình hóa học diễn ra trong cơ thể sống nên lượng khí A giảm trong khi đó B tăng Ngày nay, B có mặt nhiều ở khí quyển nhờ sự quang hóa (nA + nH2O nB + (CH2O)n) Lúc đầu, B tích tụ trong khí quyển, ion Fe2+ có mặt trong nước biển bị oxi hóa thành Fe3+ Tầng khí

Định dạng
Số trang	21
Dung lượng	696,44 KB