Tính phần trăm thể tích của các chất trong hỗn hợp X và hỗn hợp Y... Cho Y tác dụng hoàn toàn với dung dịch NaOH thì thấy phải dùng 4 gam NaOH, phản ứng cho ra một ancol đơn chức và 2 [r]
(1)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÒNG TỈNH LỚP 12 THPT KIÊN GIANG NĂM HỌC 2012 – 2013
- - ĐÁP ÁN ĐỀ CHÍNH THỨC – VỊNG 2- Mơn HĨA HỮU CƠ
CÂU I NỘI DUNG 4 ĐIỂM
1 3đ
1. Đốt cháy hoàn toàn a gam hợp chất hữu M cần 9,6 gam oxi Sản phẩm cháy gồm CO2 và H2O Cho sản phẩm hấp thụ hết vào bình đựng
dung dịch Ba(OH)2 thấy có 19,7 gam kết tủa xuất khối lượng dd
giảm 5,5 gam Lọc bỏ kết tủa, đun nóng ddịch lại thu thêm 9,85 gam kết tủa
a Xác định giá trị a, CT phân tử, viết đồng phân cấu tạo gọi tên M b Từ đồng phân X điều chế cao su buna axit benzoic Xác định CTCT X ?Viết sơ đồ điều chế cao su buna axit benzoic từ X (với xúc tác chất vô coi có đủ).
HD:
a Gọi CT: CxHyOz ;
3
BaCO
n = 19,7
197 = 0,1 mol Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O 0,1mol 0,1mol
Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2 0,1 mol 0,05 mol Ba(HCO3)2 t0
⎯⎯→ BaCO3↓ + CO2 + H2O 0,05mol 0,05mol
⇒
2
CO
n
∑ = 0,1 + 0,1 = 0,2 (mol)
∆m = mkết tủa - (mCO2+mH O2 ) ⇒mH O2 = mkết tủa - mCO2 - ∆m
⇒
2
H O
m = 19,7 – (44.0,2) – 5,5 = 5,4g ⇒
2
H O
n = 5,
18 = 0,3 mol Ta thấy :
2
CO
n < nH O2 ⇒ Hợp chất M no ⇒ nM = nH O2 - nCO2 = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol
⇒Số nguyên tử C = CO2
M
n n =
0,
0,1 = ; số nguyên tử H = H O2
M
n n =
2 0,3 0,1 =
nO(M) = 2nCO2 + nH O2 - 2nO2 = 2.0,2 + 0,3 – 2.0,3 = 0,1 mol
⇒ Số nguyên tử O (z) = nO M( ) = 0,1 =
0,75đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
(2)2 1đ
Vậy CTPT M là: C2H6O ⇒ a = 0,1 46 = 4,6g
* Các đồng phân M: CH3 – CH2 – OH Ancol etilic CH3 – O – CH3 Đimetyl ete
b CTCT CH3 – CH2 – OH
C2H5OH
0
450 , H O
MgO
−
⎯⎯⎯⎯→CH2 = CH – CH = CH2⎯⎯⎯→t xt P0, , (-CH2–CH=CH–CH2-)n
Cao su buna
C2H5OH⎯⎯⎯⎯⎯lên men giam→CH3COOH⎯⎯⎯→+NaOH CH3COONa
0
, NaOH t CaO
+
⎯⎯⎯⎯→ CH4
CH3Cl
+Cl2
0
1500 ln C l
⎯⎯⎯→C2H2
0
600 ,C C
⎯⎯⎯⎯→C6H6
3
CH Cl AlCl
+
⎯⎯⎯→C6H5-CH3 ⎯⎯→[ ]O C6H5COOH
2. Cho chất sau: (2S,3S)-butan-2,3-điol; (2R,3R)-butan-2,3-điol; (2S,3R)-butan-2,3-điol
a Viết công thức cấu tạo hợp chất (theo công thức chiếu Fisơ) b Trong chất trên, chất khơng có tính quang hoạt
HD: a
CH3
H OH
OH H
CH3
CH3
OH H
H OH
CH3
(2S,3S)-butan-2,3-điol (2R,3R)-butan-2,3-điol
CH3
H OH
H OH
CH3 (2S,3R)-butan-2,3-điol
b Chất khơng có tính quang hoạt là: (2S,3R)-butan-2,3-điol Vì có mặt phẳng đối xứng
0,25đ
0,375đ
0,375đ
0,25x3= 0,75đ
(3)CÂU II NỘI DUNG 3 ĐIỂM 1 1,5 đ
2 1,5 đ
1 a Cho anilin phenylamoni clorua, rõ chất chất rắn, chất là chất lỏng, chất tan, chất tan nước? Giải thích?
b Nếu có lọ hợp chất có ghi cơng thức đã mờ được dự đốn phenylamoni clorua Nêu phương pháp hoá học xác định xem cơng thức đó đúng khơng?
HD:
a * C6H5 – NH2 chất lỏng tan hợp chất cộng hóa trị, có gốc phenyl hút electron làm giảm khả tạo liên kết hidro với H2O
* C6H5NH3Cl chất rắn tan H2O hợp chất ion họ muối amoni
b Các phương pháp hoá học xác định
- Lấy mẫu thử cho tác dụng với dung dịch AgNO3 thấy có kết tủa trắng xuất chứng tỏ có ion Cl
C6H5NH3Cl + AgNO3 → C6H5NH3NO3 + AgCl↓
- Lấy mẫu thử khác cho tác dụng với dung dịch NaOH, lắc nhẹ cho phản ứng hoàn toàn, C6H5NH3Cl có chất lỏng không tan tách Chiết lấy chất lỏng không tan cho tác dụng với dung dịch Br2 thấy có kết tủa trắng xuất
C6H5NH3Cl + NaOH → C6H5NH2 + NaCl + H2O C6H5NH2 + 3Br2 → C6H2Br3–NH2↓ + 3HBr
2 Nêu cách tách riêng chất khỏi hỗn hợp chứa đồng thời chất sau: Toluen, C6H5OH, C2H5OH, CH3COOH.
HD:
* Cho dung dịch NaOH vào hỗn hợp, phân lớp, chiết lấy toluen PU: C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O * Chưng cất hỗn hợp lại thu C2H5OH
* Sục CO2 đến dư vào hỗn hợp lại Tách lớp, thu lấy C6H5OH PU: C6H5ONa + CO2 + H2O → C6H5OH + NaHCO3
* Cho dung dịch H2SO4 vào hỗn hợp lại, tiến hành chưng cất (CO2) tách trước, sau thu CH3COOH ; Chất rắn cịn lại NaHSO4
CH3COONa + H2SO4 → CH3COOH + NaHSO4
0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ
0,25 đ
Nêu tượng
mỗi chất
0,25x4= 1đ
Viết ptrình
(4)CÂU
III NỘI DUNG ĐI3 ỂM
1 1,5 đ
2 1,5 đ
1 Cho sơ đồ sau: C6H6
3
Cl FeCl
+
⎯⎯⎯→A Mg
ete khan
+
⎯⎯⎯→B CH CH CH O3
ete khan
=
⎯⎯⎯⎯⎯→C H O2
H+
⎯⎯⎯→D ⎯⎯→[ ]O E
a Xác định chất A, B, C, D, E hoàn thành sơ đồ phản ứng(có ghi điều kiện). b Gọi tên chất A, B, D, E
HD: 1
+ Cl2
FeCl3
(A)
+Mg
ete khan C6H5MgCl
(B)
CH3CH2CH=O
ete khan C6H5-CH -CH2 CH3
OMgCl
H2O, H+
C6H5-CH -CH2 -CH3
OH
[O] C6H5-C -CH2 -CH3
O
(C)
(D) (E)
Cl
A: Clobenzen
B: Magie phenyl clorua D: 1-phenylpropan-1-ol E: Etyl phenyl xeton
2 Từ axetilen chất vô cần thiết khác coi có đủ Viết sơ đồ phản ứng điều chế : axit axetilenđicacboxylic (axit butinđioic), ghi rõ điều kiện phản ứng HD:
CH CH + H2O
HgSO4, 800C CH3CHO
+H2
Ni, t0 CH3CH2OH
+ HBr
CH3CH2Br
+Mg ete khan
CH3CH2MgBr
CH CH
≡
BrMgC CMgBr 1/CO2
2/H2O
HOOC-C≡ C-COOH
Sơ đồ có đk
1pt=0,25 0,25x5= 1,25đ
0,25đ
Sơ đồ có đk
1pt=0,25 0,25x6=
(5)CÂU IV
NỘI DUNG 3 ĐIỂM
1 1,25 đ
Một hỗn hợp X gồm H2 hiđrocacbon A, B chứa bình có sẵn bột
Ni Thể tích bình 8,96 lít, P1=2 atm (0oC) Đun nóng bình thời gian
đưa 0oC áp suất bình lúc P2=1,5atm hỗn hợp khí Y
Dẫn ½ hỗn hợp khí Y qua nước brom nước brom phai màu phần, thu hiđrocacbon A khỏi bình Br2 Đốt cháy hồn tồn A
thu CO2 H2O theo tỉ lệ khối lượng 88 : 45
Đốt cháy hoàn toàn ½ hỗn hợp Y thu 30,8 gam CO2 10,8 gam
H2O Giả thiết thể tích bình khơng đổi, thể tích bột Ni khơng đáng kể
quá trình nung xảy phản ứng hợp H2
Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo A, B
Tính phần trăm thể tích chất hỗn hợp X hỗn hợp Y 3 Tính tỉ khối hỗn hợp X, Y H2
HD:
1 * nhhX = 22, 42 8,96
.273 273
= 0,8 mol ; nhhY = 1,5 8,96 22,
.273 273
= 0,6 mol
* Độ giảm số mol hỗn hợp số mol H2pứ :
2
H
n = 0,8 – 0,6 = 0,2 mol
2
CO
n = 88
44 = < nH O2 =
45
18 = 2,5 ⇒ A Ankan * CnH2n+2 +
2
n+ O
2 → nCO2 + (n + 1) H2O ⇒ 44
18( 1)
n n+ =
88
45 ⇒ n = * Vậy CTPT A : C4H10 ;
CTCT A : CH -CH2-CH2-CH3
H3C HC CH3
CH3
Hỗn hợp Y :
*
2
CO
n = 30,8
44 = 0,7 mol ; nH O2 =
10,8
18 = 0,6 mol
* Khối lượng ½ Y: mY = mC + mH = 12 0,7 + 1,2 0,6 = 9,6g * MY = 9,6
0,3 = 32 ; mà: MB < MY = 32 < MA * ⇒ B : C2H2 hay C2H4
0,25 đ
0,5 đ
Tìm CT B
(6)2 1,25 đ
3 0,5 đ
+ Nếu B C2H4 sản phẩm gồm chất C4H10 C2H6 ( trái với giả thuyết) : loại + Vậy B C2H2 CTCT: CH ≡ CH
2 Hỗn hợp X gồm : C4H10 , C2H2 , H2
Gọi a ,b số mol C4H10 C2H2 X
2 hỗn hợp X
2 hỗn hợp Y có số nguyên tử C * C4H10 + 13/2 O2 → 4CO2 + H2O
a/2 2a * C2H2 + 5/2 O2 → CO2 + H2O b/2 b
* ta có : 0,7
0,8 0, 0,6
a b a b
+ = ⎧
⎨ + = − = ⎩
* ⇒
0,1 0,5
a b
= ⎧ ⎨ = ⎩
* Vậy hỗn hợp X: C4H10 (0,1mol) , C2H2 (0,5mol) , H2(0,2 mol)
4 10
%VC H = 0,1
0,8 100 = 12,5 % ;
2
%VC H = 0,5
0,8.100 = 62,5 % ;
2
%VH =0,
0,8.100=25 %
* Hỗn hợp Y: C2H2 + H2 → C2H4
0,2 ← 0,2 → 0,2
* Y : C4H10 (0,1mol) , C2H2 dư (0,3 mol) , C2H4(0,2mol)
4 10
%VC H = 0,1
0,6 100 = 16,67% ; *
2
%VC H = 0,
0,6.100 = 33,33%
2 u
%VC H d = 0,3
0,6 100 = 50 %
3. MX = 0,1.58 0,5.26 0, 2.2
0,8
+ +
= 24 ⇒
2
/ X H
d = 24
2 = 12 MY = 0,1.58 0,3.26 0, 2.28
0,6
+ +
= 32 ⇒
2
/ Y H
d = 32
2 = 16
0,125 4= 0,5đ
0,125 3= 0,375đ
0,125 3= 0,375đ
(7)CÂU V NỘI DUNG 4 ĐIỂM 1 3,5 đ Một hỗn hợp Y gồm chất hữu A, B không tác dụng với dung dịch Br2
đều tác dụng với dung dịch NaOH Tỉ khối Y He 17,8
Cho Y tác dụng hồn tồn với dung dịch NaOH thấy phải dùng gam NaOH, phản ứng cho ancol đơn chức muối axit hữu đơn chức Nếu cho toàn lượng ancol thu tác dụng với Na lấy dư, có 672 ml khí (ở đktc)
Xác định công thức phân tử công thức cấu tạo A, B
Gọi tên chất A, B xác định chất có khả tham gia phản ứng tráng bạc
HD:
* A, B không tác dụng với Br2 ⇒A ,B hợp chất no Y tác dụng với NaOH cho ancol muối ⇒ Y axit hay este * MY = 17,8 = 71,2 ; nH2= 0,672
22, = 0,03mol
* TH1: A,B este, có cơng thức : R1COOR R2COOR R1COOR + NaOH → R1COONa + ROH (1)
R2COOR + NaOH → R2COONa + ROH (2) ROH + Na → RONa +
2H2 (3) 0,06mol ← 0,03 mol
Theo PT (1) , (2) : nancol = nNaOH =
40 = 0,1 mol ≠ 0,06 (loại)
*TH2: A axit, B este , công thức : R1COOH , R2COOR R1COOH + NaOH → R1COONa + H2O (4)
R2COOH + NaOH → R2COONa + ROH (5) 0,06 0,06 ← 0,06 ROH + Na → RONa +
2H2 (6) 0,06 mol ← 0,03 mol
Vì A ,B hợp chất axit este no, đơn chức nên viết lại : CnH2nO2 , CmH2mO2
=0,04 (14 32) 0,06(14 32) 0,1
n+ + m+ = 71,2
⇒ 56n + 84m = 392 hay 2n + 3m = 14
n
m 10 2
0,5đ
0,25đ
0,25 đ
(8)2 0,5 đ
* Với n = 1, m =
A : CH2O2 CTCT : HCOOH : axit fomic
B : C4H8O2 CTCT : HCOOCH2CH2CH3 : Propyl fomat ;
HCOO CH CH3
CH3
iso-propyl fomat CH3COOCH2CH3 : Etyl axetat
CH3CH2COOCH3 : Metyl propionat * Với n = 4, m =
A : C4H8O2 CTCT : CH3CH2CH2COOH : Axit butiric (hay: axit butanoic)
CH3 C
H CH3
COOH
: Axit iso-butiric (hay: axit metylpropanoic)
B : C2H4O2 CTCT: HCOOCH3 : Metyl fomat
b Các chất có tham gia pứng tráng gương : HCOOH , HCOOCH2CH2CH3;
HCOO C
H CH3
CH3
; HCOOCH3
0,25 đ
0,25 đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
(9)CÂU VI NỘI DUNG 3 ĐIỂM
1 1đ
2 1đ
3 1đ
Một hợp chất hữu A chứa C, H, O, N với mC : mH : mO : mN = 9:2,25:8:3,5
Tỉ khối A metan xấp xỉ 5,69 1 Xác định công thức phân tử A
2 Lấy 9,1g A cho tác dụng với 300ml dung dịch NaOH 1M đun nóng, có khí B mùi khai bay tích 2,24 lít (đktc) dung dịch E Đốt cháy hết B thu 4,4g CO2 Xác định công thức cấu tạo B A
3 Cơ cạn dung dịch E, tính khối lượng chất rắn thu Cho thêm chất xúc tác vào đem nung chất rắn thu được, tính thể tích khí bay (ở đktc) HD:
1.* Gọi CT hợp chất A: CxHyOzNt MA = 5,69 16 = 91 * x : y :z : t =
12:
2, 25 3,5
: : 0,75 : 2, 25 : 0,5 : 0, 25 3: : :1
1 16 14 = =
* CT ĐG: (C3H9O2N)n : 91n = 91 ⇒ ⇒n =1 * CTPT A : C3H9O2N
* nA= 9,1 0,1
91 = mol ; nNaOH=0,3 mol * nB= 2, 24 0,1
22, 4= mol; nCO2=
4,
44 =0,1 mol * B có mùi khai NH3 hay amin
nB=
2
CO
n ⇒ B có nguyên tử C ⇒B là: CH3-NH2
* ⇒ Công thức cấu tạo A : CH3COONH3CH3
3 * CH3COONH3CH3 + NaOH ⎯⎯→t0 CH3COONa + CH3NH2 + H2O 0,1mol → 0,1 0,1
* mrắn = mCH COONa3 + mNaOH dư = 0,1.82 + 0,2 40 = 16,2g * CH3COONa + NaOH ⎯⎯⎯→t CaO0, CH4 + Na2CO3 0,1mol → 0,1 mol * ⇒
4
CH
V = 0,1.22,4= 2,24 lít
0,25 4= 1đ
0,25 4= 1đ