Đang tải... (xem toàn văn)
Hãy nêu phương pháp hoá học để xác nhận các chất có mặt trong kết tủa A và dung dịch Bnêu rõ để nhận biết Viết phương trình ion của các phản ứng xảy ra.. Cho biết có hiện tượng gì xảy ra[r]
(1)bộ giáo dục và đào tạo k× thi chän häc sinh giái quèc gia líp 12 thpt n¨m häc 2000-2001 hướng dẫn chấm đề thi chính thức ho¸ häc v« c¬ (B¶ng A) C©u I (4 ®iÓm): Phương pháp sunfat có thể điều chế chất nào: HF , HCl , HBr , HI ? Nếu có chất không điều chế phương pháp này, hãy giải thích sao? Viết các phương trình phản ứng và ghi rõ điều kiện (nếu có) để minh hoạ Trong d·y oxiaxit cña clo, axit hipoclor¬ lµ quan träng nhÊt axit hipoclor¬ cã c¸c tÝnh chÊt: a) TÝnh axit rÊt yÕu, yÕu h¬n axit cacbonic; b) Cã tÝnh oxi ho¸ m·nh liÖt; c) Rất dễ bị phân tích có ánh sáng mặt trời, đun nóng Hãy viết các phương trình phản ứng để minh hoạ các tính chất đó Cã c¸c dung dÞch (bÞ mÊt nh·n) : a) BaCl2 ; b) NH4Cl ; c) K2S ; d) Al2(SO4)3 ; e) MgSO4 ; g) KCl ; h) ZnCl2 §îc dïng thªm dung dÞch phenolphtalein (kho¶ng pH chuyÓn mµu tõ - 10) hoÆc metyl da cam (kho¶ng pH chuyÓn mµu tõ 3,1 - 4,4) Hãy nhận biết dung dịch trên, viết các phương trình ion (nếu có) để giải thÝch Tìm cách loại tạp chất khí có khí khác và viết các phương trình ph¶n øng x¶y ra: a) CO cã CO2 ; b) H2S cã HCl ; c) HCl cã H2S ; d) HCl cã SO2 ; e) SO3 cã SO2 C¸ch gi¶i Phương pháp sunfat là cho muối halogenua kim loại tác dụng với axit sunfuric đặc, nóng để điều chế hiđrohalogenua dựa vào tính dễ bay hiđrohalogenua Phương pháp này áp dụng để điều chế HF , HCl, không điều chế HBr và HI vì axit H2SO4 lµ chÊt oxi ho¸ m¹nh cßn HBr vµ HI dung dÞch lµ nh÷ng chÊt khö mạnh, đó áp dụng phương pháp sunfat không thu HBr và HI mà thu Br2, I2 Các phương trình phản ứng: CaF2 + H2SO4 ®, nãng = HF + CaSO4 NaCl + H2SO4 ®, nãng = HCl + NaHSO4 NaCl + H2SO4 ®, nãng = HCl + Na2SO4 NaBr + H2SO4 ®, nãng = NaHSO4 + HBr HBr + H2SO4 ®, nãng = SO2 + H2O + Br2 NaI + H2SO4 ®, nãng = NaHSO4 + HI HI + H2SO4 ®, nãng = H2S + H2O + I2 Axit hipoclor¬ : - TÝnh axit rÊt yÕu, yÕu h¬n axit cacbonic NaClO + CO2 + H2O = NaHCO3 + HClO TÝnh oxi ho¸ m·nh liÖt, ®a chÊt ph¶n øng cã sè oxi ho¸ cao nhÊt HClO + PbS-2 = HCl + 6 PbSO4 DeThi.edu.vn (2) - DÔ bÞ ph©n tÝch : as HClO = HCl + O Dïng phenolphtalein nhËn K2S ; HClO to = HCl + HClO3 S-2 + H2O HS - + OH pH > 10 dung dịch phenolphtalein có màu đỏ Dïng K2S lµm thuèc thö Cho K2S vµo c¸c dung dÞch cßn l¹i: to - Víi NH4Cl : S-2 + NH4+ = NH3 + HSNhận NH3 nhờ mùi khai, hoá đỏ giấy lọc tẩm phenolphtalein ( vì NH3 có pH > ) - Víi Al2(SO4)3 : Cho kÕt tña keo tr¾ng Al(OH)3 Al3+ + S-2 + H2O - Víi MgSO4 : Cho kÕt tña tr¾ng Mg(OH)2 = Al(OH)3 + HS- Mg2+ + S2- + H2O = Mg(OH)2 + HS- Víi ZnCl2 : Cho kÕt tña tr¾ng ZnS Zn2+ + S2= ZnS Dùng NH4Cl để nhận MgSO4: kết tủa Mg(OH)2 tan NH4Cl ; c¸c kÕt tña Al(OH)3 vµ ZnS kh«ng tan to Mg(OH)2 + NH4+ = Mg2+ + NH3 + Dïng MgSO4 nhËn BaCl2: Ba2+ + SO42= BaSO4 tr¾ng Dïng BaCl2 nhËn Al2(SO4)3 : Cßn l¹i lµ KCl Ba2+ + SO42= BaSO4 tr¾ng (HoÆc dïng metyl da cam lµm thuèc thö: NhËn Al2(SO4)3 Al2(SO4)3 Al3+ + SO42- H2O Al3+ + H2O AlOH2+ + H+ Dung dÞch cã ph¶n øng rÊt axit ( pH < ) lµm cho metyl da cam cã mµu da cam đỏ hồng Các dung dịch còn lại có pH > 4,4 nên metyl da cam có màu vàng Dùng Al2(SO4)3 lµm thuèc thö: - Víi BaCl2 cho kÕt tña tr¾ng tinh thÓ Ba2+ + SO42- = BaSO4 tr¾ng - Víi K2S cho kÕt tña keo tr¾ng Al(OH)3 Al3+ + S-2 + Dïng K2S lµm thuèc thö: - Víi NH4Cl : S-2 H2O = Al(OH)3 + HS- NH3 + HS- to + NH4+ = DeThi.edu.vn (3) Nhận NH3 nhờ mùi khai, hoá đỏ giấy lọc tẩm phenolphtalein - Víi MgSO4 : Cho kÕt tña tr¾ng Mg(OH)2 Mg2+ + S2- + H2O = Mg(OH)2 + HS- Víi ZnCl2 : Cho kÕt tña tr¾ng ZnS Zn2+ + S2= ZnS - Víi KCl kh«ng cã dÊu hiÖu g× §Ó ph©n biÖt MgSO4 víi ZnCl2 , cho NH4Cl vµo kÕt tña Mg(OH)2 vµ ZnS th× chØ cã kÕt tña Mg(OH)2 tan NH4Cl ®un nãng to Mg(OH)2 + NH4+ = Mg2+ + NH3 + H2O cßn ZnS kh«ng tan to a) CO + CuO = CO2 + Cu b) H2S + CuCl2 = CuS + HCl c) HCl + NaHS = NaCl + H2S d) HCl + NaHSO3 = NaCl + SO2 + H2O e) SO3 + H2SO4 = H2S2O7 (oleum) C©u II (3,5 ®iÓm): Hãy dùng kí hiệu ô lượng tử biểu diễn các trường hợp số lượng electron mét obitan nguyªn tö Mỗi phân tử XY3 có tổng các hạt proton, nơtron, electron 196; đó, sè h¹t mang ®iÖn nhiÒu h¬n sè h¹t kh«ng mang ®iÖn lµ 60, sè h¹t mang ®iÖn cña X Ýt h¬n sè h¹t mang ®iÖn cña Y lµ 76 a) Hãy xác định kí hiệu hoá học X,Y và XY3 b) ViÕt cÊu h×nh electron cña nguyªn tö X,Y c) Dựa vào phản ứng oxi hoá - khử và phản ứng trao đổi, hãy viết phương trình phản ứng (ghi rõ điều kiện, có) các trường hợp xảy tạo thành XY3 C¸ch gi¶i Có ba trường hợp: hoÆc Obitan nguyªn tö trèng cã e cã e a) Kí hiệu số đơn vị điện tích hạt nhân X là Zx , Y là Zy ; số nơtron (hạt không mang điện) X là Nx , Y là Ny Với XY3 , ta có các phương trình: Tæng sè ba lo¹i h¹t: Zx + Zy + Nx + Ny = 196 (1) Zx + Zy Nx Ny = 60 (2) Zy Zx = 76 (3) Céng (1) víi (2) vµ nh©n (3) víi 2, ta cã: Zx + 12 Zy = 256 (a) 12 Zy 4Zx = 152 (b) Zy = 17 ; Zx = 13 VËy X lµ nh«m, Y lµ clo XY3 lµ AlCl3 b) CÊu h×nh electron: Al : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 ; Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Các phương trình phản ứng tạo thành AlCl3: 2Al + Cl2 to = AlCl3 DeThi.edu.vn (4) to 2Al + CuCl2 = AlCl3 + Cu Al2O3 + HCl = AlCl3 + H2O Al(OH)3 + HCl = AlCl3 + H2O Al2S3 + HCl = AlCl3 + H2S NaAlO2 + HCl = AlCl3 + NaCl + H2O Al2(SO4)3 + BaCl = AlCl3 + BaSO4 C©u III (5 ®iÓm): Hoàn thành phương trình phản ứng a) , b) sau đây Cho biết các cặp oxi hoá khử liên quan đến phản ứng và so sánh các giá trị Eo chúng a) Zn[Hg(SCN)4] + IO3- + ClICl + SO42- + HCN + Zn2+ + Hg2+ b) Cu(NH3)m2+ + CN- + OHCu(CN)2+ CNO+ H2O Dung dịch X có chất tan là muối M(NO3)2 Người ta dùng 200ml dung dịch K3PO4 vừa đủ phản ứng với 200ml dung dịch X, thu kết tủa M3(PO4)2 và dung dịch Y Khối lượng kết tủa đó (đã sấy khô) khác khối lượng M(NO3)2 ban đầu là 6,825 gam §iÖn ph©n 400 ml dung dÞch X b»ng dßng ®iÖn I = ampe tíi thÊy khèi lượng catốt không tăng thêm thì dừng, dung dịch Z Giả thiết điện phân có hiÖu suÊt 100% a) Hãy tìm nồng độ ion dung dịch X, dung dịch Y, dung dịch Z Cho biết các gần đúng phải chấp nhận tính nồng độ dung dịch Y, dung dịch Z b) Tính thời gian (theo giây) đã điện phân c) TÝnh thÓ tÝch khÝ thu ®îc ë 27,3oC , 1atm sù ®iÖn ph©n C¸ch gi¶i: a) Zn[Hg(SCN)4] + 16 H2O Zn2+ + Hg2+ + HCN + SO42- + 24 H+ + 24 e IO3- + Cl- + H+ + e ICl + H2O Zn[Hg(SCN)4] + IO3- + Cl- + H+ Zn2+ + Hg2+ + HCN + SO42- + + ICl + H2O Eo IO3-/ ICl > Eo SO42-, HCN / Zn[Hg(SCN)4] b) Cu(CN)2- Cu(NH3)m2+ + CN - + e CN - + OH- CNO- Cu(NH3)m2+ + CN- + OHH2O Eo Cu(NH3)m2+/ Cu(CN)2- a) Phương trình phản ứng: M(NO3)2 + K3PO4 Dung dÞch Y: dung dÞch KNO3 + + m NH3 H2O + 2e Cu(CN)2- + 2m NH3 + CNO- + > Eo CNO- / CN M3(PO4)2 + KNO3 KNO3 K+ + NO3- (1) (2) DeThi.edu.vn (5) Theo (1), 6mol NO3- phản ứng tạo 2mol PO43- làm thay đổi khối lượng 372 190 = 182 (g) 3x mol NO3 phản ứng tạo x/3mol PO4 làm thay đổi khối lượng 6,825 (g) x 3x 6,825 0,1125(mol) 182 Cddx 0,115x1000 0,2625(mol / l) 200 Theo (1), nK+ = nNO3- = nKNO3 = nM (NO3)2 = 0,1125 = 0,225 (mol) Coi Vdd Y Vdd X + Vdd K3PO4 400 (ml) 0,225 1000 VËy C K+ = C NO3- = = 0,5625 (mol/l) 400 Dung dịch Y có nồng độ: C K+ = C NO3- = 0,5625 (mol/l) Các gần đúng đã chấp nhận tính nồng độ dung dịch Y: - Bỏ qua thay đổi thể tích tính (3) và có mặt M3(PO4)2 - Bá qua sù tan M3(PO4)2 M2+ + PO42- (4) - Bỏ qua phân li H2O H+ + OH Xét điện phân, sơ đồ điện phân: K M(NO3)2 A H2O M2+ + e = M H2O - e = 1/2 O2 + Phương trình điện phân: M(NO3)2 + H2O M + 1/2 O2 + HNO3 Dung dÞch Z cã chÊt tan HNO3 Coi Vdd Z Vdd X 400 (ml) Theo (5) n HNO3 = n M(NO3)2 = VËy C H+ = C NO3- = n HNO3 1000 400 (3) H+ (5) (6) 0,5625 400 1000 = 1,125 (mol/l) nH+ = nNO3- = C dd x = 1,125) (hoÆc theo(6) vµ (5) Các gần đúng đã chấp nhận tính nồng độ dung dịch Z: - Coi Vdd Z Vdd X, bỏ qua thay đổi thể tích điện phân gây - Bá qua sù ph©n li H O H+ + OH - v× Z lµ dd HNO CM+ CNO3- Nồng độ ion dd X: = 0,5625 M ; = 1,125 M dd Y: CK+ = CNO3- = 0,5625 M dd Z: CH+ = CNO3- = 1,125 M b) Tính thời gian đã điện phân: m n 96500n Thay sè vµo (7) lµ m AIt = M(NO3)2 = 0,5625t m0,4 = 0,025 (mol) A96500n A I n=2 ; I=2 VËy t = 0,225 96500 = 21.712,5 (gi©y) (7 ) DeThi.edu.vn (6) c) TÝnh thÓ tÝch khÝ thu ®îc ë 27,3oC , 1atm sù ®iÖn ph©n dung dÞch Y, Z Theo5 : nO2 Vo2 = 0,225 n M ( NO ) 0,1125(mol) 2 22,4 0,1125 300,3 n 273 = 2,772 (lÝt) C©u IV (4 ®iÓm): Sunfuryl ®iclorua SO2Cl2 lµ ho¸ chÊt phæ biÕn ph¶n øng clo ho¸ T¹i 350oC, atm ph¶n øng SO2 (khÝ) SO2Cl2 (khÝ) + Cl2 (khÝ) (1) Cã Kp = 50 a) Hãy cho biết đơn vị trị số đó và giải thích: số cân Kp này phải có đơn vị b) Tính phần trăm theo thể tích SO2Cl2(khí) còn lại (1) đạt tới cân điều kiện đã cho c) Ban đầu dùng 150 mol SO2Cl2(khí), tính số mol Cl2(khí) thu (1) đạt tíi c©n b»ng Các khí coi là khí lý tưởng a) Tính độ điện li dung dịch CH3NH2 0,010M b) Độ điện li thay đổi - Pha lo·ng dung dÞch 50 lÇn - Khi cã mÆt NaOH 0,0010M - Khi cã mÆt CH3COOH 0,0010M - Khi cã mÆt HCOONa 1,00M BiÕt: CH3NH2 + H+ CH3NH3 ; K = 1010,64 CH COO- + CH COOH H+ ; K = 10-4,76 3 C¸ch gi¶i: a) Gọi số mol SO2Cl2 ban đầu là 1, độ phân li là , ta có: SO2 (khÝ) SO2Cl2 (khÝ) (1) Ban ®Çu Ph©n li C©n b»ng (1 ) + Cl2 (khÝ) 0 pSO2 (atm) pCl2(atm) Kp = = 50 atm pSO2Cl2(atm) b) Vì các khí là khí lí tưởng nên pi = P xi ni mµ xi = nj ë ®©y : nSO2 = nCl2 = ; nSO2Cl2 = (1 ) ; cßn nj = (2) (3) (4) (5) b) Tæ hîp (5) vµ (4) , (3) vµ (2) ta cã: Kp P 2 1 Kp P Kp 50 50 0,9806 Sè mol SO2Cl2 cßn lµ (1 ) 0,0194 (mol) 0,0194 Do đó SO2Cl2 còn lại chiếm 100% 0,98% 1,9804 DeThi.edu.vn (7) Đây là % theo số mol, là % theo thể tích Vậy (1) đạt tới cân SO2Cl2 cßn l¹i chiÕm 0,98%vÒ sè mol hay thÓ tÝch cña hÖ SO2 (khÝ) + Cl2 (khÝ) (HoÆc SO2Cl2 (khÝ) Kp = 50 (1) atm - (P + p) p p p2 50 p 100p 100 2p p = - 0,9902 = 0,0196 (atm) pSO2Cl2 = P nSO2Cl2 nSO2Cl2 = 0,0196 : = 0,0098 hay 0,98% % theo số mol là % theo thể tích Vậy (1) đạt tới cân SO2Cl2 còn l¹i chiÕm 0,98%vÒ sè mol hay thÓ tÝch cña hÖ.) c) Ban đầu dùng 150 mol (khí), tính số mol Cl2(khí) thu (1) đạt tới cân bằng: Theo (1) ta cã: nSO2 = nCl2 = nSO2Cl2 98,06 = 150 0,9806 nCl2 = 147,09 mol a) Tính độ điện li dung dịch CH3NH2 0,010M: CH3NH3+ + CH3NH2 + H2O OH10-14 c c Kb = = 10-3,36 SO2Cl2 c-x x 10-10,64 x x2 x2 Kb 10 3,36 x 1,88.10 3 cx 0,010 x 1,88.10 3 10 10 18,8% b) Độ điện li thay đổi - Pha lo·ng dung dÞch 50 lÇn: C CH NH 10 2 2.10 50 x2 10 x -Khi cã mÆt NaOH 0,0010M: c NaOH CH3NH2 + H2O 0,01 0,01 - x Na+ CH3NH3+ + = x x (10 3 x ) 10 3,36 x 1,49 10 3 0,01 x 10 3,36 x 1,49.10 1,49 10 4 10 74,5% 4 10 + OHOH10-3,36 10-3 10-3 + x 1,49 10 3 10 2 (1) 10 14,9% gi¶m v× OH- cña NaOH lµm chuyÓn dÞch c©n b»ng (1) sang tr¸i - Khi cã mÆt CH3COOH 0,0010M: CH COO- + CH COOH H+ ; K = 10-4,76 CH3NH2 + H+ a + CH3NH3 ; Ka-1 = 1010,64 CH3NH + + CH3COO- ; K = K K -1 = 105,88 CH3COOH + CH3NH2 a a K rÊt lín, ph¶n øng x¶y hoµn toµn CCH3NH3+ = CCH3COOH = 1,0 10-3 ; CCH3NH2 = 10-3 DeThi.edu.vn (8) CH3NH2 + H2O CH3NH3+ OH- + Kb= 10- ; c 9.10-3 9.10-3 - x x (10 1.10-3 10-3 + x 3 x) 3 x 9.10 x 10 3,36 x 1,39.10 3 CH3NH3+ = (1,39 + 1).10-3 = 2,39 10-3 tăng vì CH3NH2 tương tác với CH3COOH - Khi cã mÆt HCOONa 1,00M: HCOONa HCOO- + H2O HCOO- HCOOH 2,39 10 3 10 10 23,9% Na+ + OH- + K,b (1) 10 14 10 3,75 10 10, 25 Ka HCOOH > Ka CH3COOH ( = 10-4,76 ) nên K,b < 10-14 / 10-4,76 = 10-9,24 << Kb(103,36) Vậy cân (2) không ảnh hưởng gì đến cân (1) CH3NH2 + H2O CH3NH3+ + OH- Kb= 10-3,36 và đó độ điện li CH3NH2 không thay đổi có mặt HCOONa C©u V(3,5 ®iÓm): : Ph¶n øng S2O82- + I2 SO42- + I2 (1) ®îc kh¶o s¸t b»ng thùc nghiÖm nh sau: Trén dung dÞch KI víi dung dÞch hå tinh bét, dung dịch S2O32- ; sau đó thêm dung dịch S2O82- vào dung dịch trên Các dung dịch có nồng độ ban đầu thích hợp Viết các phương trình phản ứng xảy ra; dung dịch từ không màu chuyÓn sang mµu xanh lam? Người ta thu số liệu sau đây: Thêi gian thÝ nghiÖm(theo gi©y) Nồng độ I- (theo mol l -1) 20 50 80 1,000 0,752 0,400 0,010 Dùng số liệu đó, hãy tính tốc độ trung bình phản ứng (1) C¸ch gi¶i: Các phương trình phản ứng xảy ra: S2O82- + 2I2 SO42I2 gi¶i phãng bÞ S2O32- khö + I2 (1) S2O32- + I2 S4O62+ I(2) Khi hÕt S2O32- th× mét Ýt I2 gi¶i phãng tõ (1) t¸c dông víi dung dÞch hå tinh bét lµm cho dung dÞch xuÊt hiÖn mµu xanh lam DeThi.edu.vn (9) CI2 Ta cã v = t t1 : 20 (2) Thay sè vµo (2): C1 : 0,348 v1 : 6,2.10-3 t2 : 50 C2 : 0,600 v2 : 6,0.10-3 t3 : 80 C3 : 0,990 v3 : 6,188.10-3 v (6,2 6,0 6,188) 10 3 v 6,129.10-3 (mol.l-1.s-1) bộgiáo dục và đào tạo k× thi chän häc sinh giái quèc gia líp 12 thpt n¨m häc 2000-2001 hướng dẫn chấm đề thi chính thức ho¸ häc h÷u c¬ B¶ng A C©u I (5 ®iÓm): XuÊt ph¸t tõ brombenzen chøa 14 C ë vÞ trÝ vµ c¸c ho¸ chÊt v« c¬ cÇn thiÕt kh«ng chøa 14 C, h·y ®iÒu chÕ c¸c hîp chÊt th¬m chøa 14 C ë vÞ trÝ : a) Anilin ; b) Iotbenzen ; c) Axit benzoic Hoàn thành sơ đồ các phản ứng sau và gọi tên các sản phẩm từ A đến F : Na2Cr2O4 Cl2 (1 mol) Benzen (1 mol) FeCl3 C H2O A B tO , p HNO3 (1 mol) E 2H D Fe, HCl F Khi oxi ho¸ etylenglicol b»ng HNO3 th× t¹o thµnh mét hçn hîp chÊt H·y viết công thức cấu tạo phân tử chất đó và xếp theo trật tự giảm dần nhiệt độ s«i cña chóng (cã gi¶i thÝch) C¸ch gi¶i: Br MgBr COOMgBr COOH 14 14 14 Mg CO2 ete 14 NH2 14 KI I COOH 14 0-5oC 14 H3O+ 14 NaOH/CaO NO2 NaNO2 HCl 14 NO2 14 CuCN N2(+)Cl(-) HNO3/ H2SO4 14 H3O+ CN COOH DeThi.edu.vn (10) a) Br MgBr 14 + Mg ete khan MgBr 14 + COOMgBr H3O+ (2) MgBr+ + COOH + H2O (3) COOH + 14 H2SO4 HNO3 + H2O (4) NO2 COONa COOH 14 14 + Na2CO3 NO2 COONa + H2O + CO2 (5) NO2 14 + CaO NaOH r¾n NO2 14 + + Fe + HCl NO2 + (6) + FeCl2 + H2O NH3Cl 14 14 Na2CO3 NO2 14 14 NaOH + NO2 NaCl + H2O NaCl + (7) (8) NH2 14 14 + NaNO2 + HCl NH2 + N N Cl 14 H2O 14 + KI N N Cl + N2 + KCl + CN N2 + CuCl I 14 14 + CuCN N N Cl 14 c) CO2 COOH 14 b) 14 (1) ; 14 + COOMgBr 14 14 + H2O CN + H+ + NH4+ COOH 10 DeThi.edu.vn (11) Cl Cl2 (1 mol) O OH H2O Na2Cr2O4 2H O OH tO , p FeCl3 OH + NO2 Cl to, p + H2O OH HNO3 + OH O NO2 NH3Cl HCl (1) HCl (2) A: Clobenzen + B: Phenol O O OH OH Fe, HCl Cl FeCl3 Cl2 OH OH 2H (3) ; (4) O C: p-Benzoquinon O OH D: Hi®roquinon OH OH + + HNO3 OH CH2OH CH2OH (E) Fe NO2 O CH2OH (A) H2O OH HCl OHC - CHO (C) §>B>D>A>C (6) F: p-Aminophenol NH3Cl (B) HOCH2- COOH CHO O + (5) E: p-Nitrophenol NO2 OH NO2 + + H2O COOH O CHO (D) COOH O COOH (§) (Gi¶i thÝch b»ng hiÖu øng electron vµ liªn kÕt hi®ro) 11 DeThi.edu.vn (12) C©u II (4 ®iÓm): Xinconi®in (X) cã c«ng thøc cÊu t¹o : N CH=CH2 C9HOH Đó là đồng phân lập thể C9 xinconin (Y) N Hãy ghi dấu vào nguyên tử cacbon bất đối và khoanh vòng tròn nguyên tö nit¬ cã tÝnh baz¬ m¹nh nhÊt ph©n tö X Cho từ từ dung dịch HBr vào X nhiệt độ phòng đun nóng nhẹ, sinh các s¶n phÈm chÝnh lµ A (C19H23BrON2) , B (C19H24Br2ON2) , C (C19H25Br3ON2) , vµ D (C19H24Br4N2) Chế hoá D với dung dịch KOH rượu 90o thu E (C19H20N2) H·y viÕt c«ng thøc cÊu t¹o cña A , B , C , D , E Ghi dÊu vµo mçi nguyªn tö cacbon bất đối phân tử D và E Cho C6H5COCl vào X và Y thu sản phẩm có công thức C26H26N2O2 (đặt là F và G) F và G có đồng (cùng là chất) hay không? Chúng có nhiệt độ nãng ch¶y gièng hay kh¸c nhau? t¹i sao? C¸ch gi¶i: N CHOH N: N CHOH Br(-)(+)NH (A) CH=CH2 H N(+) Br(-) CHBr-CH3 CHOH Br(-) (+)NH N (C) CH= (E) CH=CH2 H N(+)Br(-) CHOH Br(-)(+)NH (B) H N(+) Br(-) CHBr (D) CH-CH3 CHBr-CH3 Br(-) (+)NH N C6H5COO-9CH N CH=CH2 (F) CH=CH2 N F và G là đồng phân cấu hình C9 (tương tự X và Y) vì phản ứng với C6H5COCl không làm đứt liên kết C9-O vì F và G không đồng nhất, chúng là đồng phân đối quang nhau, nên tnc giống 12 DeThi.edu.vn (13) C©u III (4 ®iÓm): 1.Cã mét hçn hîp protit gåm pepsin (pHI = 1,1), hemoglobin (pHI = 6,8) vµ prolamin (pHI = 12,0) Khi tiÕn hµnh ®iÖn di dung dÞch protit nªu trªn ë pH = 7,0 th× thu ®îc vÕt chÊt (xem h×nh): XuÊt ph¸t Cùc A B Cùc C Cho biết vết chất đặc trưng cho protit nào ? Giải thích Khi thuû ph©n hoµn toµn mol tripeptit X thu ®îc mol axit glutamic ( HOOC(CH2)2CH(NH2)COOH ), mol alanin ( CH3CH(NH2)COOH ) vµ mol NH3 X kh«ng ph¶n øng víi 2,4-®initroflobenzen vµ X chØ cã mét nhãm cacboxyl tù Thuû ph©n X nhê enzim cacboxipepti®aza thu ®îc alanin vµ mét ®ipeptit Y ViÕt c«ng thøc cÊu t¹o cña X , Y vµ gäi tªn chóng C¸ch gi¶i: VÕt A: Pepsin, v× Pepsin lµ protit cã tÝnh axit m¹nh (pHI = 1,1) nªn tån t¹i ë d¹ng anion, đó chuyển cực dương Vết B: Hemoglobin (pHI = 6,8), dạng ion lưỡng cực Vết C: prolamin (pHI = 12,0), vì là protit có tính bazơ mạnh nên dạng cation, đó chuyÓn vÒ cùc ©m Tripeptit X cã cÊu t¹o theo trËt tù Glu-Glu-Ala V× theo d÷ kiÖn ®Çu bµi aminoaxit đuôi (đuôi C) là Ala, nhóm -NH2 aminoaxit đầu (đầu N) đã tạo thành lactam với nhóm -COOH đơn vị Glu thứ nhất, nhóm -COOH đơn vị thứ Glu hai dạng chøc amit -CONH2 (do thuû ph©nt¹o NH3) VËy: O O X: NH - CH - C - NH - CH - C - NH - CH - COOH ; O=C (CH2)2-CONH2 CH3 CH2 - CH2 -Glutamolactam--ylglutaminylalanin O Y: NH - CH - C - NH - CH - COOH O=C (CH2)2-CONH2 CH2 - CH2 -Glutamolactam--ylglutamin C©u IV (4,5 ®iÓm): Melexitoz¬ (C18H32O16) lµ ®êng kh«ng khö, cã mËt ong Khi thuû ph©n hoµn toµn mol melexitoz¬ b»ng axit sÏ nhËn ®îc mol D-glucoz¬ vµ mol Dfructoz¬ Khi thuû ph©n kh«ng hoµn toµn sÏ nhËn ®îc D-glucoz¬ vµ ®isaccarit turanoz¬ Khi thuû ph©n nhê enzim mantaza sÏ t¹o thµnh D-glucoz¬ vµ D-fructoz¬, cßn thuû ph©n nhê enzim kh¸c sÏ nhËn ®îc saccaroz¬ Metyl ho¸ mol melexitoz¬ råi thuû ph©n sÏ nhËn ®îc mol 1,4,6-tri-O-metylD-fructoz¬ vµ mol 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-glucoz¬ H·y viÕt c«ng thøc cÊu tróc cña melexitoz¬ ViÕt c«ng thøc cÊu tróc vµ gäi tªn hÖ thèng cña turanoz¬ 13 DeThi.edu.vn (14) H·y chØ r»ng, viÖc kh«ng h×nh thµnh foman®ehit s¶n phÈm oxi ho¸ HIO4 chứng tỏ có cấu trúc furanozơ piranozơ mắt xích fructozơ và piranozơ heptanozơ (vòng cạnh) mắt xích glucozơ Cần bao nhiêu mol HIO4 để phân huỷ hai mắt xích glucozơ có cấu trúc heptanoz¬ vµ sÏ nhËn ®îc bao nhiªu mol axit fomic? C¸ch gi¶i: Tõ c¸c d÷ kiÖn ®Çu bµi suy melexitoz¬: - Kh«ng cßn -OH semiaxetan - Là trisaccarit cấu thành từ dơn vị D-glucozơ và đơn vị D-fructozơ, đó đơn vị D-glucozơ liên kết với D-fructozơ tạo thành đisaccarit turanozơ, đơn vÞ D-glucoz¬ thø hai còng liªn kÕt víi D-fructoz¬ t¹o thµnh ®isaccarit saccaroz¬ - Thuû ph©n mol s¶n phÈm metyl ho¸ melexitoz¬ thu ®îc: 1 mol CH3OCH2 H 6CH vµ mol H HO3 OH 3OCH2 CH2OCH3 H H OH H OCH3 Từ đó suy đơn vị D-fructozơ dạng furanorit, đơn vị D-glucozơ dạng piranorit; đơn vị D-glucozơ tạo liên kết glicorit với C2 và C3 D-fructo furanozit 1CH OH CÊu tróc: H26COH HO O O HO H HO HO CH3O OH H2COH O O H 6CH 2OH H HO H H26COH HO 6C HO HO H HO OH H O H HO 6CH OH H O 3-O-(-D-glucopiranozyl)-D-fructofuranoz¬ (Turanoz¬) H2OH H H2COH H21COH O H Melexitoz¬ (C18H32O16) HO hoÆc: H O H HO O H OH O H O H OH 14 DeThi.edu.vn (15) HO OH H H 1CH H26COH HO O 2OH 6CH OH H Melexitoz¬ (C18H32O16) O H HO H HO O H HO H OH 6CH OH H (Turanoz¬) CH2OH 3-O-(-D-glucopiranozyl)-D-fructofuranoz¬ M¾t xÝch glucoz¬ M¾t xÝch fructoz¬ CH2OH O - CH CH2OH O-C O-C O - CH O - CH O-CH CHOH O CHOH CHOH O CHOH CHOH O CHOH CHOH CHOH CHOH CH CHOH CH CH2 CH2OH CH2 CH2OH O Piranoz¬ Furanoz¬ Heptanoz¬ Piranoz¬ kh«ng cã HCHO kh«ng cã HCHO kh«ng cã HCHO kh«ng cã HCHO Tõ fructoz¬ Tõ glucoz¬ V V (do kh«ng cã nhãm 1,2-®itol kiÓu -CHOH-CH2OH) O - CH O - CH CHOH O=CH CHOH + HIO4 O + HCOOH O CHOH + HIO3 CHOH O=CH + H2O CH2 CH2 C©u V (2,5 ®iÓm): Clorofom tiÕp xóc víi kh«ng khÝ ngoµi ¸nh s¸ng sÏ bÞ oxi hãa thµnh photgen độc Để ngừa độc người ta bảo quản clorofom cách cho thêm lượng nhỏ ancol etylic để chuyển photgen thành chất không độc Viết phương trình phản ứng oxi hóa clorofom oxi không khí thành photgen, ph¶n øng cña photgen víi ancol etylic vµ gäi tªn s¶n phÈm Đun nóng vài giọt clorofom với lượng dư dung dịch NaOH, sau đó nhỏ thêm vài giọt dung dịch KMnO4 thấy hỗn hợp xuất màu xanh Viết các phương trình ph¶n øng vµ gi¶i thÝch sù xuÊt hiÖn mµu xanh 15 DeThi.edu.vn (16) Khi tiÕn hµnh ®iÒu chÕ axit lactic tõ an®ehit axetic vµ axit xianhi®ric, ngoµi s¶n phÈm mong muèn ta cßn thu ®îc hîp chÊt X (C6H8O4) ViÕt c«ng thøc cÊu t¹o cña X và các phương trình phản ứng xảy C¸ch gi¶i: as CHCl3 + O2 COCl2 + HCl COCl2 + C2H5OH O=C(OC2H5)2 + HCl §ietyl cacbonat o t CHCl3 + NaOH HCOONa + NaCl + HOH HCOONa + KMnO4 + NaOH Na2CO3 + K2MnO4 + Na2MnO4 + HOH 2Anion MnO4 cho mµu xanh Axit lactic là -hiđroxiaxit, điều kiện tiến hành phản ứng D đã chuyển thành lactit X: OH CH3CH=O + HCN CH3CH CN o OH t OH + CH3CH + HOH + H CH3CH + NH4+ CN COOH + o OH H ,t COO CH3CH CH3CH CHCH3 + HOH COOH OOC lactit X C©u IV (4,5 ®iÓm): (thay c©u IVb¶ng A, dïng cho b¶ng B) Viết phương trình phản ứng điều chế D-fructozơ từ D-glucozơ, biết D-glucozazon t¸c dông víi benzan®ehit t¹o thµnh ozon cña D-glucoz¬ (HOCH2(CHOH)3COCHO) Chitin (t¸ch tõ vá t«m, cua ) ®îc coi nh lµ dÉn xuÊt cña xenluloz¬, đó các nhóm hiđroxyl các nguyên tử C2 thay các nhóm axetylamino ( -NH-CO-CH3 ) a) ViÕt c«ng thøc cÊu t¹o mét ®o¹n m¹ch cña ph©n tö chitin b) Gäi tªn mét m¾t xÝch cña chitin c) Viết phương trình phản ứng xảy đun nóng chitin với dung dịch HCl đặc (dư), đun nóng chitin với dung dịch NaOH đặc (dư) C¸ch gi¶i: CH=O + C6H5NHNH2 CH2OH CH=N-NHC6H5 CH=N-NHC6H5 C=N-NHC6H5 + C6H5NHNH2 + NH3 (CH3OH) CH2OH D-Glucozazon H+ CH=O 16 DeThi.edu.vn (17) C=N-NHC6H5 (CH3OH) CH2OH CH=O CH=O (CH3OH) CH2OH + + H2O CH=O (CH3OH) CH2OH + CH2OH C=O H CH2OH C6H5NHNH2 (nhãm -CH=O dÔ bÞ khö h¬n nhãm C=O ) D-Fructoz¬ C©u III (5 ®iÓm): (thay c©u III b¶ng A, dïng cho b¶ng B) Cho hỗn hợp đẳng phân tử gồm axit benzoic và axit p-metoxibenzoic tác dụng với hỗn hợp HNO3 đặc và H2SO4 đặc ViÕt c«ng thøc cÊu t¹o hai s¶n phÈm mononitro chÝnh vµ cho biÕt chÊt nµo t¹o thµnh víi sè mol nhiÒu h¬n? H·y so s¸nh tÝnh axit cña c¸c chÊt gåm hai axit ®Çu vµ hai s¶n phÈm, gi¶i thÝch Cã c¸c hîp chÊt sau: H3NCH2COO (A) , H2NCH2CONH2 (B) , H2N-CO-NH2 (C) , CH3CHOHCOOH (D) Cho biÕt tõng hîp chÊt trªn thuéc lo¹i hợp chất có chức hữu nào? Viết phương trình phản ứng hợp chất trên với: a) Dung dÞch HCl (d, nãng) ; b) Dung dÞch NaOH (d, nãng) C¸ch gi¶i: HNO3 COOH + CH3O COOH COOH + CH3O H2SO4 ® (A) (B) O2N (C) COOH O2N (D) - Sè mol D nhiÒu h¬n sè mol C , v× B cã nhãm CH3O- ®Èy electron lµm nh©n th¬m giµu electron h¬n - TÝnh axit gi¶m dÇn theo chiÒu : C > D > A > B (gi¶i thÝch b»ng hiÖ øng electron cña c¸c nhãm thÕ) A lµ aminoaxit cã nhãm chøc cacboxyl vµ nhãm chøc amino B lµ dÉn xuÊt cña aminoaxit cã nhãm chøc amit vµ nhãm chøc amino C lµ dÉn xuÊt cña axit cacbonic cã nhãm chøc amit (®iamit) D lµ - hi®roxiaxit cã nhãm chøc cacboxyl vµ nhãm chøc hi®roxyl to a) H3NCH2COO + to H2NCH2CONH2 + H2N-CO-NH2 CH3CHCOOH H3NCH2COOHCl HCl HCl + H2O to + HCl + H2O + HCl H+ Cl H3NCH2COOH + NH4Cl CH3CHCOOH NH4Cl + + CO2 H2O 17 DeThi.edu.vn (18) OH b) H3NCH2COO + to NaOH H2NCH2CONH2 + H2N-CO-NH2 CH3CHCOOH OH + + NaOH NaOH NaOH giáo dục và đào tạo to to Cl H2NCH2COONa + H2O H2NCH2COONa + NH3 Na2CO3 + NH3 CH3CHCOOH + H2O Cl k× thi chän häc sinh giái quèc gia líp 12 thpt n¨m häc 2000-2001 đề thi chính thức M«n : ho¸ häc B¶ng B Thời gian : 180 phút ( không kể thời gian giao đề ) Ngµy thi : 13 / / 2001 C©u I (5 ®iÓm): XuÊt ph¸t tõ brombenzen chøa 14 C ë vÞ trÝ vµ c¸c ho¸ chÊt v« c¬ cÇn thiÕt kh«ng chøa 14 C, h·y ®iÒu chÕ c¸c hîp chÊt th¬m chøa 14 C ë vÞ trÝ : a) Anilin ; b) Iotbenzen ; c) Axit benzoic Hoàn thành sơ đồ các phản ứng sau và gọi tên các sản phẩm từ A đến F : Na2Cr2O4 Cl2 (1 mol) Benzen (1 mol) FeCl3 H2O A tO ,p B HNO3 (1 mol) C 2H D Fe, HCl E F Khi oxi ho¸ etylenglicol b»ng HNO3 th× t¹o thµnh mét hçn hîp chÊt H·y viết công thức cấu tạo phân tử chất đó và xếp theo trật tự giảm dần nhiệt độ s«i cña chóng (cã gi¶i thÝch) C©u II (3,5 ®iÓm): Xinconi®in (X) cã c«ng thøc cÊu t¹o : N C9HOH CH=CH2 Đó là đồng phân lập thể C9 xinconin (Y) N Hãy ghi dấu vào nguyên tử cacbon bất đối và khoanh vòng tròn nguyên tö nit¬ cã tÝnh baz¬ m¹nh nhÊt ph©n tö X Cho từ từ dung dịch HBr vào X nhiệt độ phòng đun nóng nhẹ, sinh các s¶n phÈm chÝnh lµ A (C19H23BrON2) , B (C19H24Br2ON2) , C (C19H25Br3ON2) , vµ D (C19H24Br4N2) Chế hoá D với dung dịch KOH rượu 90o thu E (C19H20N2) 18 DeThi.edu.vn (19) H·y viÕt c«ng thøc cÊu t¹o cña A , B , C , D , E Ghi dÊu vµo mçi nguyªn tö cacbon bất đối phân tử D và E C©u III (5 ®iÓm): Cho hỗn hợp đẳng phân tử gồm axit benzoic và axit p-metoxibenzoic tác dụng với hỗn hợp HNO3 đặc và H2SO4 đặc ViÕt c«ng thøc cÊu t¹o hai s¶n phÈm mononitro chÝnh vµ cho biÕt chÊt nµo t¹o thµnh víi sè mol nhiÒu h¬n? H·y so s¸nh tÝnh axit cña c¸c chÊt gåm hai axit ®Çu vµ hai s¶n phÈm, gi¶i thÝch Cã c¸c hîp chÊt sau: H3NCH2COO (A) , H2NCH2CONH2(B) , H2N-CO-NH2 (C) , CH3CHOHCOOH (D) Cho biÕt tõng hîp chÊt trªn thuéc lo¹i hîp chất có chức hữu nào? Viết phương trình phản ứng hợp chất trên với : a) Dung dÞch HCl (d, nãng) ; b) Dung dÞch NaOH (d, nãng) C©u IV (4,5 ®iÓm): Viết phương trình phản ứng điều chế D-fructozơ từ D-glucozơ, biết D-glucozazon t¸c dông víi benzan®ehit t¹o thµnh ozon cña D-glucoz¬ (HOCH2(CHOH)3COCHO) Chitin (t¸ch tõ vá t«m, cua ) ®îc coi nh lµ dÉn xuÊt cña xenluloz¬, đó các nhóm hiđroxyl các nguyên tử C2 thay các nhóm axetylamino ( -NH-CO-CH3 ) c) ViÕt c«ng thøc cÊu t¹o mét ®o¹n m¹ch cña ph©n tö chitin d) Gäi tªn mét m¾t xÝch cña chitin c) Viết phương trình phản ứng xảy đun nóng chitin với dung dịch HCl đặc (dư), đun nóng chitin với dung dịch NaOH đặc (dư) C©u V (2 ®iÓm): Clorofom tiÕp xóc víi kh«ng khÝ ngoµi ¸nh s¸ng sÏ bÞ oxi hãa thµnh photgen độc Để ngừa độc người ta bảo quản clorofom cách cho thêm lượng nhỏ ancol etylic để chuyển photgen thành chất không độc Viết phương trình phản ứng oxi hóa clorofom oxi không khí thành photgen, ph¶n øng cña photgen víi ancol etylic vµ gäi tªn s¶n phÈm Đun nóng vài giọt clorofom với lượng dư dung dịch NaOH, sau đó nhỏ thêm vài giọt dung dịch KMnO4 thấy hỗn hợp xuất màu xanh Viết các phương trình ph¶n øng vµ gi¶i thÝch sù xuÊt hiÖn mµu xanh 19 DeThi.edu.vn (20) giáo dục và đào tạo k× thi chän häc sinh giái quèc gia líp 12 thpt n¨m häc 2000-2001 đề thi dự bị M«n : ho¸ häc B¶ng A Thời gian : 180 phút ( không kể thời gian giao đề ) Ngày thi thứ : ( theo định và thông báo Bộ) C©u I : Viết các phương trình hoá học từ Na2Cr2O7 , C (than đá), Al (bột nhôm) và các điều kiện cần thiết để thu Cr CrO2Cl2 (cromyl clorua) là hoá chất quan trọng Hãy viết các phương tr×nh ho¸ häc t¹o CrO2Cl2 tõ: a) CrO3 t¸c dông víi axit HCl b) Cho K2Cr2O7 tác dụng với KCl tronh H2SO4 đặc, nóng Thêm chất thích hợp và hoàn thành phương trình hoá học sau: a) KNO2 + KNO3 + ? K2CrO4 + NO b) NaNO2 + ? + NaI I2 + NaHSO4 + NO + H2O c) HNO3 + P2O5 ? + N2O5 C©u II : VËn dông lÝ thuyÕt Bronstet vÒ axit – baz¬ h·y gi¶i thÝch tÝnh axit – baz¬ dung dịch nước các chât sau: a) BaCl2 ; b) K2S ; c) NH4HS ; d) NaHSO3 H·y tr×nh bµy thÝ nghiÖm minh ho¹ tÝnh chÊt axit – baz¬ mçi dung dÞch : a) NH4HSO4 ; b) Na2CO3 (m« t¶ c¸ch thÝ nghiÖm vµ gi¶i thÝch) Cho NaOH (d) vµo hçn hîp X gåm cã Zn2+ ; Pb2+ ; Fe3+ ; Cu2+ ; Mg2+ ; NO3- sÏ ®îc kÕt tña A vµ dung dÞch B Hãy nêu phương pháp hoá học để xác nhận các chất có mặt kết tủa A và dung dịch B(nêu rõ để nhận biết) Viết phương trình ion các phản ứng xảy C©u III : Thªm dÇn dung dÞch NaOH vµo dung dÞch chøa H+ 0,100M ; Fe3+ 1,0.10-3M và Mg2+ 0,100M dư Cho biết có tượng gì xảy ra? 20 DeThi.edu.vn (21)