DE THI KIEM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QG

DE THI KIEM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QG DE THI KIEM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QG DE THI KIEM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QG DE THI KIEM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QG DE THI KIEM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QG DE THI KIEM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QG DE THI KIEM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QG DE THI KIEM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QG DE THI KIEM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QG DE THI KIEM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QG DE THI KIEM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QG DE THI KIEM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QG DE THI KIEM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QG DE THI KIEM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QG

ĐỀ KIỂM TRA ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA

MÔN: HÓA HỌC Thời gian làm bài 180 phút

2 Tính thời gian cần để nồng độ N2O5 giảm từ 0,150M xuống còn 0,050M

3 Tốc độ đầu của phản ứng khi nồng độ N2O5 bằng 0,150M là 2,37.10-3 mol.l-1.phút-1 tại

400C Xác định năng lượng hoạt hoá của phản ứng

4 Cho biết cơ chế của phản ứng phân huỷ N2O5 theo sơ đồ sau:

Dựa vào số liệu cho suy ra x = 1 hay v = k.[N 2 O 5 ]

Tính k của các thí nghiệm suy ra k trung bình k = 2,28.10 -3 (phút -1 )



T = 481 phút

3 (0,5 điểm)

Tốc độ đầu của phản ứng khi nồng độ N2O5 bằng 0,150M là 2,37.10-3, mol.l-1.phút-1 tại

400C Năng lượng hoạt hoá của phản ứng

'

[ ]

k k

NO

k k  k



1 2 '

[ ]

k k NO

dt = - k1.[N2O5] - k3.[NO].[N2O5] + '

1

k 3 2

Dung dịch A gồm Na2S và CH3COONa có pHA = 12,50

1 Thêm một lượng Na3PO4 vào dung dịch A sao cho độ điện li của ion S2- giảm 20% (coithể tích dung dịch không đổi) Tính nồng độ của Na3PO4 trong dung dịch A

2 Chuẩn độ 20,00 ml dung dịch A bằng dung dịch HCl 0,10 M:

a Khi chỉ thị metyl da cam đổi màu (pH = 4,00) thì dùng hết 19,40 ml dung dịch HCl.Tính nồng độ CH3COONa trong dung dịch A

b Nếu chỉ dùng hết 17,68 ml HCl thì hệ thu được có pH là bao nhiêu?

3 Để lâu dung dịch A trong không khí, một phần Na2S bị oxi hóa thành S Tính hằng sốcân bằng của phản ứng xảy ra

4 Hãy tìm một thuốc thử để nhận biết được 3 dung dịch riêng biệt: H3PO4, Na3PO4,NaH2PO4 Giải thích các hiện tượng xảy ra

Cho: pK a1(H S) 2 7,02; pKa2(H S)2 12,9; pKa1(H PO )3 4 2,15;

3-PO + H2O �

2-4 HPO + OH- 10-1,68 (5)

4 HPO + H2O � -

Khi đó

2-, 2 S

Vì môi trường bazơ nên C S 2-= [S2-] + [HS-] + [H2S] � [S2-] + [HS-]

 [S2-] = 0,0442 – 0,0253 = 0,0189 (M)

Từ (1)  [OH-] =

1,1

10 0,0189 0,0253

4 HPO ] = [OH-] - [HS-] = 0,0593 – 0,0253 = 0,0340 (M)

4





 ? 1 [HS-] ? [S2-];

4,00 2

[H S] 10 [HS ] 10

3

[CH COOH] 10 [CH COO ] 10

nHCl = 0,1.17,68 = 1,768 (mmol); n S 2-= 20 0,0442 = 0,884 (mmol) = 0,5 nHCl

Vậy phản ứng xảy ra: S2- + 2H+  H2S

C0 0,88437,68 1, 76837,68

CH COO

C = 5,308.10-3 (M),thay vào (12), tính được h1 = 2,704.10-6 = 10-5,57 (M)

a) Thiết lập một sơ đồ pin để xác định tích số tan của AgI Viết các phương trình phản ứng

xảy ra trên mỗi điện cực, trong pin và tính độ tan (s) tại 25oC của AgI trong nước

b) Lập pin điện trong đó xảy ra sự oxi hoá ion Fe2+ thành ion Fe3+ và ion Au3+ bị khử thànhion Au+ Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên mỗi điện cực, trong pin và tính sứcđiện động chuẩn của pin và hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin này

Hướng dẫn giải a) Để xác định tích số tan KS của AgI, cần thiết lập sơ đồ pin có các điện cực Ag làm việc thuận nghịch với Ag+ Điện cực Ag nhúng trong dung dịch nào có [Ag+] lớn hơn sẽ

đóng vai trò catot Vậy sơ đồ pin như sau:

(-) Ag │ I - (aq), AgI(r) ║ Ag + (aq) │ Ag(r) (+)

Hoặc: (-) Ag, AgI(r) │ I - (aq) ║ Ag + (aq) │ Ag(r) (+)

Phản ứng ở cực âm: Ag(r) + I−(aq) � AgI(r) + e K 1

1 Phản ứng ở cực dương: Ag+(aq) + e � Ag(r) K2

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

Trong đó KS-1= K11.K2 = ( Ag /Ag0+ - AgI/Ag,I0 - ) / 0,059

10E E ≈ 1,0.1016 � KS = 1,0.10−16

- Gọi S là độ tan của AgI trong nước nguyên chất, ta có:

AgI↓ � Ag+ + I- KS = 10-16

S S

Vì quá trình tạo phức hiđroxo của Ag+ không đáng kể, I- là anion của axit mạnh HI, nên

S = KS=1,0.10-8 M

b) Theo qui ước: quá trình oxi hóa Fe2+ xảy ra trên anot, quá trình khử Au3+ xảy ra trên catot,

do đó điện cực Pt nhúng trong dung dịch Fe3+, Fe2+ là anot, điện cực Pt nhúng trong dung dịch Au3+, Au+ là catot:

(-) Pt │ Fe 3+ (aq), Fe 2+ (aq) ║ Au 3+ (aq), Au + (aq) │ Pt (+)

Phản ứng ở cực âm: 2x Fe2+(aq) �� � Fe3+(aq) + e K 1

1  Phản ứng ở cực dương: Au3+(aq) + 2e �� � Au+(aq) K2

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

Bài 4 (2 điểm): Bài tập tính toán vô cơ tổng hợp.

1 Cho 6,000 g mẫu chất chứa Fe3O4, Fe2O3 và các tạp chất trơ Hòa tan mẫu vào lượng dưdung dịch KI trong môi trường axit (khử tất cả sắt thành Fe2+) tạo ra dung dịch A Phaloãng dung dịch A đến thể tích 50 mL Lượng I2 có trong 10 mL dung dịch A phản ứngvừa đủ với 5,500 mL dung dịch Na2S2O3 1,00M (sinh ra S4O62-) Lấy 25 mL mẫu dung

dịch A khác, chiết tách I2, lượng Fe2+ trong dung dịch còn lại phản ứng vừa đủ với 3,20

mL dung dịch MnO4- 1,000M trong H2SO4

a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra (dạng phương trình ion thu gọn)

b) Tính phần trăm khối lượng Fe3O4 và Fe2O3 trong mẫu ban đầu

0045 , 0 x 01375 , 0 5 00275 , 0 y

x

032 , 0 2 016 , 0 y 2 x

% 4 , 17

% 100 000

, 6

232 0045 , 0 m

% 7 , 24

% 100 000

, 6

160 00925 , 0 m

%

3

2 O

2 Crom là một trong những nguyên tố phổ biến nhất trong vỏ trái đất và được khai thác

dưới dạng khoáng chất cromit: FeCr2O4 (dicrom sắt tetra oxit) Để sản xuất crom tinhkhiết, cần tách Fe từ khoáng theo 2 quá trình nung và lọc:

4FeCr2O4(r) + 8Na2CO3(r) + 7O2(kh) → 8Na2CrO4(r) + 2Fe2O3(r) + 8CO2(k)

2Na2CrO4(r) + H2SO4(dd) → Na2Cr2O7(r) + Na2SO4(dd) + H2O(l)

Đicromat được chuyển về Cr2O3 bằng quá trình khử bởi cacbon, sau đó khử thành

→ mMn (trong 100,0 ml dung dịch) = 54,9 1,2.10-4 2 � 0,013 (g)

% Cr trong thép là: 2,39

.1005,00 �48%; % Mn trong thép là:

0,013.1005,00 �0,26%

3 Cho 14,4g hỗn hợp Fe, Mg, Cu (số mol mỗi kim loại bằng nhau) tác dụng hết với dung

dịch HNO3 (dư) thu được dung dịch X và 2,688 lít (đktc) hỗn hợp gồm 4 khí N2, NO,

N2O, NO2 trong đó 2 khí N2 và NO2 có số mol bằng nhau Cô cạn cẩn thận dung dịch X thìđược 58,8g muối khan Tìm số mol HNO3 đã phản ứng

Hướng dẫn giải

Vì hỗn hợp 4 khí trên NO2,NO, N2O, N2 trong đó số mol N2 bằng số mol NO2 ta coi 2 khínày là một khí N3O2 � NO.N2O cho nên hỗn hợp bốn khí được coi là hỗn hợp 2 khí NO

và N2O với số mol lần lượt là a và b

Như vậy, ta có sơ đồ:

Fe, Mg, Cu ���� HNO3 Fe3+, Mg2+, Cu2+, NH4+ + NO, N2O + H2O

Tổng số mol HNO3 đã dùng là : 4a + 10b + 0,125 = 0,893 (mol)

Bài 5 (2 điểm): Sơ đồ biến hóa, Cơ chế phản ứng, Đồng phân lập thể, Danh pháp.

1 Trình bày cơ chế tóm tắt của các phản ứng sau đây ?

c)

CH3OH

CH3

CH3

CH3

2 Hoàn thành các phản ứng sau dưới dạng công thức lập thể và cho biết khả năng quang

hoạt của mỗi sản phẩm

CH3H

OH H

CH3

H HO

H HO

CH3

OH H

Br H

CH3

H Br

H Br

c) Hidroxyl hóa

CH2OH H HO

H HO

CH2OH

H HO

CH2OH

CH CH2

KMnO4

CH2OH OH H

H HO

CH2OH vµ

meso kh«ng quang ho¹t quang ho¹t

d) Hidro hóa

C2H5

CH3H

CH3H

C2H5

CH3H

C2H5

C CH2

H2, Ni, t

C2H5H

CH3

CH3H

C2H5vµ

C2H5

meso kh«ng quang ho¹t quang ho¹t

Bài 6 (2 điểm): Tổng hợp các chất hữu cơ, so sánh nhiệt độ sôi, Nhiệt độ nóng chảy, Tính Axit- Bazơ.

1 So sánh nhiệt độ sôi của các chất trong dãy chất sau:

N

N

S

N N H

N N H

c Hãy đề nghị phương pháp tổng hợp tert-butyl propyl ete tốt hơn

4 Bắt đầu bằng đồng phân (R)-1-deuterio-1-butanol và các hóa chất tự chọn khác, trình

bày phương pháp điều chế các đồng phân sau đây, sử dụng công thức không gian hoặccông thức chiếu Fischer?

N H

N N H

CH2NHCH3H

HO

* (R) C

CH2OH

HOOC H

NH2

* (S)

CH3CH2CH2Br + (CH3)3C-ONa  (CH3)3C-O-CH2CH2CH3 + NaBr

4 Bắt đầu bằng đồng phân (R) – 1 – deuterio- 1- butanol, điều chế:

CH3CH2CH2 S

O O

D H

CH3CH2CH2

O O

pyridine

SN2

Br

SN2

Hoặc công thức chiếu Fisher của một trong hai phương pháp trên

Bài 7 (2 điểm): Nhận biết, Tách chất, Xác định công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ.

1 Cho các dữ kiện theo sơ đồ sau:

Hãy viết công thức cấu tạo của A, B, C, D, E và F

2 Từ benzen người ta tổng hợp chất H theo sơ đồ dưới Hãy hoàn thành sơ đồ phản ứng.

0 3

Hướng dẫn giải

1

B: HO-CH2-CH2-CO-CH3

C: HO-CH2-CH2-CO-CH2- CH2-OH

D: HOOC-CH2-CO-CH2- COOH

Br F CH(CH3)2

MgBr

F CH(CH3)2

F

+Me2CHBr AlCl3

HNO2HBF 4

- B tác dụng với NH3 được C nên C là C6H5CONH2

- Xử lí C với Br2 trong môi trường kiềm được D nên D là Anilin C6H5NH2.

- Từ B có thể nhận được E bằng cách cho phản ứng với benzen xúc tác AlCl3 nên E là:

C6H5COC6H5.

- E chuyển thành F khi xử lí với hyđroxylamin nên F là: (C6H5)2C=N-OH

- Trong môi trường axit F chuyển thành G, nên G là: C6H5CONHC6H5

Bài 8 (2 điểm): Bài tập tính toán hữu cơ tổng hợp.

1 Chia 44,8 gam hỗn hợp X gồm axit axetic, glixerol và etyl axetat làm ba phần (tỉ lệ số

mol của các chất trong mỗi phần là như nhau)

- Phần 1 tác dụng hết với Na thu được 1,344 lít (đktc) khí H2

- Phần 2 tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch NaOH 0,4M khi đun nóng

- Phần 3 (có khối lượng bằng khối lượng phần 2) tác dụng với NaHCO3 dư thì có2,688 lít (đktc) khí bay ra

Tính khối lượng mỗi chất có trong hỗn hợp X, biết rằng hiệu suất các phản ứng đều là 100%

2 Hỗn hợp X gồm 2 anđehit đơn chức Cho 13,48g X tác dụng hoàn toàn với AgNO3 dưtrong dung dịch NH3 thì thu được 133,04g kết tủa Mặt khác cho 13,48g X tác dụng hếtvới H2 (Ni, t0) thu được hỗn hợp Y Cho Y tác dụng với Na dư thu được 3,472 lít H2 (đktc).Hãy xác định công thức cấu tạo và % khối lượng của mỗi anđêhit trong hỗn hợp X

Hướng dẫn giải

1 Phần 1 : CH3COOH (a mol), C3H5(OH)3 (b mol) và CH3COOC2H5 (c mol)

Phần 2 : CH3COOH (xa mol), C3H5(OH)3 (xb mol) và CH3COOC2H5 (xc mol)

Phần 3 : CH3COOH (xa mol), C3H5(OH)3 (xb mol) và CH3COOC2H5 (xc mol)

mhh = 60.(a + 2xa) + 92.(b+2xb) + 88.(c+2xc) = 44,8 (gam)

Số mol NaOH phản ứng là : xa + xc = 0,2 (mol) (III)

- Cho phần 3 tác dụng với NaHCO3 dư:

CH COOH NaHCO CH COONa CO H O

Mol : xa xa

Số mol khí CO2 thu được là : xa = 0,12 (mol) (IV)

Từ (II), (III) và (IV) ta có:

0,12

ax = 0,12 a=

x 0,04x - 0,04

Giải phương trình bậc 2 => �� �x x2 33/ 46 < 1 (Th�a m�(Lo�n (*))i)

Thay x = 2 vào (II), (III) và (IV) ta được kết quả:

Khối lượng của các chất có trong hỗn hợp X là:

m CH COOH 3 = 60.(a + 2xa) = 18 gam

m C H (OH) 3 5 3= 92.(b+2xb) = 9,2 gam

m CH COOC H 3 2 5= 88.(c+2xc) = 17,6 gam

2 Vì X là hỗn hợp hai anđêhit đơn chức nên Y là hỗn hợp hai ancol đơn chức � nX = nY

Do Y là hai ancol đơn chức nên số mol H2 thoát ra khi cho Y tác dụng với Na dư luôn

* Nếu t = 0 => không có kết tủa (CAg�C)tR-COONH4 =>4a + 2b = 133,04

Bài 9 (2 điểm): Cân bằng hóa học.

Hai xi lanh A, B được đậy chặt bằng piston Xi lanh A chứa hỗn hợp khí CO2 và H2

theo tỉ lệ mol 1 : 1; xi lanh B chứa khí C3H8 Nung nóng cả hai xi lanh đến 5270C xảy racác phản ứng sau :

b) Tính nồng độ cân bằng của các chất trong xi lanh A.

c) Dùng piston để giảm thể tích của mỗi xi lanh còn một nửa thể tích ban đầu, trong khigiữ nguyên nhiệt độ Tính áp suất toàn phần tại thời điểm cân bằng trong mỗi xi lanh

C

C

B B

b) Nếu PA = PB thì CA = CB Tại cân bằng [CO2] = [H2] = x

[CO] = [H2O] = (0,104-2x)/2 = 0,052-x; (0,052-x)2 / x2 = 0,25 -> x = 3,47.10-2 mol/l [CO2] = [H2] = 3,47 10-2 mol/l ; [CO] = [H2O] = 1,73.10-2 mol/l

-C'B = 2CB - y = 0,2022 mol/l P'B = C'BRT = 1345 KPa = 13,264 atm

Bài 10 (2 điểm): Phức chất.

1 Sử dụng thuyết liên kết hóa trị (VB) để giải thích dạng hình học, từ tính của các phức

chất sau:[Ni(CN)4]2-, [NiCl4]2-, [Ni(CO)4] Cho C (Z=6), N (Z=7), O (Z=8), Ni (Z=28), Cl(Z=17)

2 Hòa tan 2,00 gam muối CrCl3.6H20 vào nước, sau đó thêm lượng dư dung dịch AgNO3

và lọc nhanh kết tủa AgCl cân được 2,1525 gam Cho biết muối crom nói trên tồn tại dướidạng phức chất

a) Hãy xác định công thức của phức chất đó

b) Hãy xác định cấu trúc (trạng thái lai hóa, dạng hình học) và nêu từ tính của phức chất

3d 4s 4p

dsp2[Ni(CN)4]2-

Phức [NiCl4]2- : Cl- là phối tử cho   tạo trường yếu  không dồn ép electron d được

 tạo phức tứ diện với lai hóa sp3 Spin thấp (S = 1 ) Thuận từ

CO CO CO CO