Đề thi năng khiếu môn Hóa học 11 năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT chuyên Nguyễn Trãi (Lần 1) là tài liệu luyện thi năng khiếu hiệu quả dành cho các bạn học sinh lớp 11. Đây cũng là tài liệu tham khảo môn Hóa học hữu ích giúp các bạn học sinh hệ thống lại kiến thức, nhằm học tập tốt hơn, đạt điểm cao trong bài thi quan trọng khác. Mời quý thầy cô và các bạn tham khảo đề thi.
TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN TRÃI Tổ Hóa học ĐỀ THI NĂNG KHIẾU LỚP 11 Mơn: Hóa học Thời gian làm bài: 180 phút Ngày thi: tháng 10 năm 2020 Câu ( 2,0 điểm) 1.Dung dịch A gồm CH3COOH 0,010 M NH4Cl 0,200 M Tính pH dung dịch A 2.Dung dịch X chứa đồng thời hai muối MgCl2 0,004M FeCl3 0,001M Cho KOH vào dung dịch X Kết tủa tạo trước? Tìm pH thích hợp để tách ion Mg2+ Fe3+ khỏi dung dịch? Biết nồng độ ion dung dịch nhỏ 10-6M coi hết 3.Cho dung dịch Fe2+ 0,010M giữ pH cố định nhờ hệ đệm Cho H2S lội chậm qua dung dịch đến bão hịa.Tính pH nhỏ dung dịch cần có để bắt đầu xuất kết tủa FeS Cho: Ka(CH3COOH) = 1,0.10-4,76; Ka(NH4+) = 10-9,4; Ks,Mg(OH)2 = 10-11; Ks,Fe(OH)3 = 10-39;lgKs(FeS) = -17,2; H2S có pKa1 = 7,02 pKa2 = 12,09; tổng nồng độ H2S dung dịch bão hòa 0,10M (tức tổng nồng độ H2S, HS-, S2-) Câu ( 2,0 điểm) 1.Hoàn thành cân phản ứng hóa học sau theo phương pháp ion – electron: a)CH3COOH + Co2+ + NO2- → Co(NO2)63- + NO + CH3COO- + b) CrI3 + Cl2 + OH- → CrO42- + IO4- + Cl- + 2.Cho giản đồ Latimer americium (Am) 298,15K (pH= 0) sau 1.60 0.82 2.62 2.30 1.95 AmO22 AmO2 Am4 Am3 Am 2 Am Sản phẩm tạo thành hòa tan kim loại Am vào dung dịch HCl1M 298K? Giải thích? 3.Xét pin điện hố gồm hai cốc thuỷ tinh nối với cầu muối Mỗi cốc thuỷ tinh gồm điện cực Platin nhúng vào dung dịch chứa ion nồng độ tiêu chuẩn Pt | Tl3+, Tl+ || MnO4-, Mn2+, H + | Pt a) Viết bán phản ứng phản ứng tổng xảy pin hoạt động xác định số cân K phản ứng b) Tính điện lượng tiêu thụ để làm biến đổi 5,0mg ion Tl+ theo phản ứng ý a Cho:ở 250C RT o ln = 0,0592lg; ETlo 3 /Tl = 1,252V; EMnO = 1,507V; MTl = 204,4 , H / Mn F Câu ( 2,0 điểm) Khi hòa tan InCl (r) (KLNT In = 114,8) vào dung dịch HCl, ion In + (aq) phân huỷ thành In (r) ion In3+ (aq) Động học trình phân hủy bậc với chu kỳ bán hủy 667 giây Hòa tan 2,38 gam InCl (r) vào dung dịch HCl để tạo dung dịch tích 5,00.10 mL Tính nồng độ ion In+ cịn lại khối lượng In (r) hình thành sau 1,25 Phản ứng phân hủy nhiệt metan xảy theo chế sau: k1 CH3 + H CH4 k2 C2H6 + H CH4 + CH3 k3 CH4 + H CH3 + H2 k4 CH4 + M H + CH3 + M Áp dụng nguyên lí nồng độ ổn định tiểu phân trung gian tìm biểu thức d C2 H phụ thuộc vào nồng độ CH4 dt A C Xét phản ứng song song: B Năng lượng hoạt hóa Ea1 = 45,3kJ.mol-1; Ea2 = 69,8kJ.mol-1 Biết rằng, 320K k1 = k2 Hãy xác định nhiệt độ k1/k2 = 2,00 Câu ( 2,0 điểm) So sánh (kèm giải thích) momen lưỡng cực cis trans CH3– CH=CH– Cl So sánh (kèm giải thích) lực axit axit xiclohexancacboxylic axit 2,2-đietyl butanoic So sánh (kèm giải thích) nhiệt độ nóng chảy hợp chất (2), (3) (4): k k S (2) COOH COOH COOH N (3) (4) Cho ancol p-CH3C6H4CH2OH (5), p-CH3OC6H4CH2OH (6), p-CNC6H4CH2OH (7) pClC6H4CH2OH (8) So sánh (kèm giải thích) khả phản ứng SN ancol với HBr Câu ( 2,0 điểm) Chất A có cơng thức phân tử C7H12 Khi thực phản ứng ozon phân A tạo HCHO xiclohexanon.Thực q trình chuyển hố A liên tiếp sau: 1, HBr ; 2, Mg/ ete; 3, CO sau với H3O+ ta thu hợp chất B (C8H14O2) Nếu cho A tác dụng với HBr/ peoxit cho sản phẩm tác dụng với KCN sau xử lý dung dịch axit loãng ta thu chất C ( C8H14O2) C tạo cách cho sản phẩm A với HBr/ peoxit tác dụng với Mg/ete, CO2 xử lý dung dịch axit Xác định cấu trúc chất trung gian A, B, C Người ta tiến hành phản ứng sau để xác định công thức cấu tạo hợp chất thơm A (C9H10O): - Oxy hóa mạnh chất A với KMnO4 đậm đặc thu hai axit C7H6O2 C2H4O2 - Cho A phản ứng với metyl magie bromua thuỷ phân thu ancol bậc ba (B) có nguyên tử cacbon bất đối a Viết công thức cấu tạo gọi tên A b Hãy cho biết góc quay mặt phẳng ánh sáng phân cực ancol B hay khác 0, sao? c Cho A tác dụng với metyl iodua dư môi trường bazơ mạnh người ta cô lập C (C11H14O) Hãy cho biết tên chế phản ứng Viết công thức cấu tạo gọi tên C Hết - ĐÁP ÁNĐỀ THI NĂNG KHIẾU LỚP 11 Mơn: Hóa học Thời gian làm bài: 180 phút Ngày thi: tháng 10 năm 2020 Câu Ý Hướng dẫn chấm + I NH4Cl NH4 + Cl (2,0đ) Trong dung dịch có cân sau: ƒ HAc Ac+ H+ Ka = 10-4,76 ƒ NH4+ NH3 + H+ Ka' = 10-9,24 ƒ H2O H+ + OH- Kw=10-14 Vì K1C1>> K2C2, KW; bỏ qua phân li nước NH4+, tính theo: ƒ HAc Ac+ H+ Ka = 10 - 4,76 C 0,01 [ ] 0,01 - x x x x Ta có: K1 104,76 (0,01 x) x= [H+] = 4,083.10-4 MpH = 3,39 Mg2++2OH- ƒ Mg(OH)2↓ Fe3++ 3OH- ƒ Fe(OH)3 ↓ Để Mg(OH)2 xuất thì: [OH-] ≥ Điểm 0,5 1011 5.105 M 3 4.10 39 Để Fe(OH)3 xuất thì: [OH-] ≥ 10 1012 M 103 Vậy Fe(OH)3 tạo thành trước Để khơng tạo ↓ Mg(OH)2 thì: 1011 5.105 M → [H+] > 2.10-10M pH < 9,70 3 4.10 Để Fe(OH)3 kết tủa hồn tồn [Fe3+] ≤ 10-6M nên 1039 [OH-] ≥ 6 1011 M → [H+] ≤ 10-3M → pH ≥ 3,00 10 Vậy để Fe(OH)3 tách khỏi dung dịch 3,00 ≤ pH < 9,70 Điều kiện để FeS bắt đầu xuất kết tủa là: CFe [S2-] ≥ Ks (FeS) [S2-] ≥ 10-17,2/10-2 = 10-15,2M 0,5 [OH-] < 0,5 2 Trong dung dịch bão hịa H2S thì: Từ để có kết tủa thì: h ≤ 3,51.10-3M pH ≥ 2,45 0,5 II (2,0đ) a) COOH + Co2+ + NO2- → Co(NO2)63- + NO + CH3COO- + 1 Co 2 NO2 Co( NO2 )36 e 1 NO2 2CH 3COOH e NO 2CH 3COO H 2O Co 2 NO2 2CH 3COOH Co( NO2 )36 NO 2CH 3COO H 2O b) CrI3 + Cl2 + OH- → CrO42- + IO4- + Cl- + CrI 32OH CrO42 3IO4 16 H 2O 27e 27 Cl2 2e 2Cl 0,25 0,25 2CrI 64OH 27Cl2 2CrO42 IO4 54Cl 32 H 2O Phản ứng xảy cho Am vào dung dịch HCl 1M Am + nH+ → Amn+ + n H2 o o Ta có: ∆Gopứ = -nF∆Eo = - nF( E2oH / H - E Am ) = nF E Am n n / Am / Am 0,5 Nếu phản ứng tạo Am2+: ∆rGo= 2.F.(-1,95) = -3,90F 3+ o Nếu phản ứng tạo Am : ∆rG = [(-1,95 2) – 2,30]F = -6,20F Nếu phản ứng tạo Am4+: ∆rG = [(-1,95 2) – 2,30 + 2,62]F = -3,58F Như phản ứng tạo sản phẩm Am3+ có ∆rGo âm nhất, nên cho kim loại Am vào dung dịch HCl điều kiện thu sản phẩm Am3+ (hay AmCl3) o Ta có: ETlo 3 /Tl < EMnO nên , H / Mn Tại anot (-) : Tl → Tl3+ + 2e Tại catot (+): MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O Phản ứng xảy pin: 2MnO4- + 16H+ + 5Tl+ → 2Mn2+ + 8H2O + 5Tl3+ o o o Ta có: = E( ) – E( ) = 1,507 – 1,252 = 0,255V E pin + nE opin 10.0,255 0,0592 10 Vậy: K = 10 = 1,19.1043 Điện lượng vận chuyển để làm biến đổi 5,0 mg Tl+ là: 5,0.103 Q = It = ne.F = .96485 = 4,72C 204, 0,0592 III (2,0đ) 0,5 0,5 Từ 0,5 Từ phương trình 3In+ 2In + In3+ nIn 0, 0105 mol Vậy khối lượng In(r) hình thành mIn 0, 0105.114,8 1, 21g 0,5 Tốc độ hình thành tiểu phân áp dụng nguyên lý nồng độ dừng H CH3 ta có: d C2 H k2 CH CH dt d H k1 CH k2 CH CH k3 CH H k4 H CH M 0(1) dt d CH k1 CH k2 CH CH k3 CH H k4 H CH M 0(2) dt Cộng hai phương trình 1, ta có: k1 CH k4 H CH M (*) 0,25 k2 CH CH k3 CH H hay k2 CH k3 H H k2 CH k3 Thay biểu thức vào (*) ta có k1 CH k4 Do đó: d C2 H dt k2 CH k3 CH M suy CH k2 CH CH k1k3 CH k2 k4 M 3 k1k2 k3 k k k CH 2 k CH 2 với k k4 M k M 0,25 Ta có: Ea1 k1 A1.e RT A1 Ea 2RT Ea1 A1 2947 e e T (*) E a2 k2 A A2 A2 e RT IV (2,0đ) Ở 320K k1 = k2 Từ suy A1/A2 = 10-4 Do A số không phụ thuộc vào nhiệt độ nên tỉ lệ A1/A2 không đổi Thay vào biểu thức (*) Với trường hợp k1/k2 vào biểu thức (*) tính T = 298K 0,5 1 Momen cis < trans CH3–CH=CH–Cl Cis : μA = 1,57 D trans: μB = 1,69 D 0,5 2 Tính axit: Axit xiclohexancacboxylic > axit 2,2-đietyl butanoic do: 0,5 C2H5 COOH COOH C2H5 C2H5 +I +I C2H5 COO- COO- C2H5 C2H5 Bị solvat hóa tốt Bị solvat hóa hiệu ứng không gian Yếu tố xét nhiệt độ nóng chảy phân tử khối liên kết-H (liên phân tử) Phân tử khối (2) > (4) Chất (3) có nhiều liên kết-H có thêm N Thứ tự tăng dần nhiệt độ nóng chảy chất: COOH COOH < V (2,0đ) COOH < S (A) (C) 0,5 N (B) Phản ứng ancol với HBr xảy theo chế SN qua giai đoạn tạo benzylic cacbocation trung gian Các nhóm làm bền carbocation làm khả khả ưng cao Nhóm – OCH3 đẩy electron (+C): tốt nhất; nhóm CH3 có (+I) nên làm bền nhóm –OCH3 (+C) > (+I) Nhóm –CN (-C) hút electron mạnh nhóm –Cl (-I > +C) nên khả phản ứng giảm Thứ tự tăng dần khả phản ứng với HBr là: p-CNC6H4CH2OH