Đang tải... (xem toàn văn)
(b) Viết các đồng phân hình học và quang học ứng với cấu tạo đó (sử dụng công thức Fisher) và xác định cấu hình mỗi đồng phân (Z/E và R/S).. (b) Viết cấu tạo các sản phẩm chính hình thàn[r]
(1)TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC
[Tài liệu tổng hợp từ đề thi HSG] [copyright©2010http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl] YDS
(2)PHẦN 1: CÁC ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
(Nguồn: Thầy Đặng Công Anh Tuấn – GV Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn – Đà Nẵng)
ĐỀ SỐ 1
SỞGIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀTHI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ
NĂM HỌC 2007 - 2008 MÔN: HĨA HỌC LỚP 1O
Thời gian: 150 phút (khơng kểthời gian giao đề)
Câu I (4 điểm)
X Y nguyên tố nhóm A, tạo hợp chất với hiđro có dạng RH (R kí hiệu nguyên tốX Y) Gọi A B hiđroxit ứng với hóa trịcao X Y Trong B, Y chiếm 35,323% khối lượng Trung hịa hồn tồn 50 gam dung dịch A 16,8% cần 150 mL dung dịch B 1M
1. Xác định nguyên tốX Y
2. B’ anion tương ứng phân tửB (a) Hãy cho biết (có cơng thức minh họa) dạng hình học B B’ (b) So sánh (có giải thích) độdài liên kết Y-O phân tử B B’
3 Biết X có cấu trúc tinh thểlập phương tâm khối mật độsắp xếp tương đối định nghĩa tỉ lệgiữa thểtích chiếm hình cầu tế bào sởvà thểtích tế bào sở Hãy tính mật độsắp xếp tương đối tinh thểcủa X
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 Hợp chất với hiđro có dạng RH nên Y có thểthuộc nhóm IA VIIA Trường hợp : Nếu Y thuộc nhóm IA B có dạng YOH
Ta có : Y 9,284
677 , 64
323 , 35 17
Y
(loại khơng có nghiệm thích hợp)
Trường hợp : Y thuộc nhóm VIIA B có dạng HYO4
Ta có : Y 35,5
677 , 64
323 , 35 65
Y
, Y nguyên tốclo (Cl)
B (HClO4) axit, nên A bazơ dạng XOH
gam , gam 50 100
8 , 16
mA
XOH + HClO4XClO4+ H2O
n n 0,15L 1mol/L 0,15mol
HClO
A
mol 15 ,
gam , mol / gam 17
MX
(3)(a) Dạng hình học :
Axit pecloric
(dạng tứdiện)
Ion peclorat
(dạng tứdiện đều)
(b) Bậc liên kết lớn độdài liên kết nhỏ, :
3 Gọi a độdài cạnh ô mạng sởvà R bán kính nguyên tử, ta có 3a4R
Sốngun tửcó mạng sởbằng : 8
Vậy 68%
a R f
3
v
Câu II (4 điểm)
1 Cho biết số oxi hóa nguyên tử lưu huỳnh (S) phân tử axit thiosunfuric (H2S2O3)
nguyên tửcacbon phân tửaxit axetic (CH3COOH)
2. Thêm lượng dư dung dịch KI (có pha hồtinh bột) vào 5,00 mL dung dịch K2Cr2O7 có nồngđộ a M
H2SO4, dung dịch thu có màu xanh Thêm tiếp dung dịch Na2S2O30,10 M vào màu xanh
biến thìđã dùng 15,00 mL dung dịch Viết phương trình phảnứng tính a Biết sản phẩm oxi hóa S2O32-là S4O62-
3 Hịa tan hồn tồn 9,06 gam một mẫu hợp kim Al-Mg (giảthiết khơng có tạp chất khác) dung dịch H2SO4đặc, thu 12,22 L khí SO2(đo ở136,5oC; 1,1 atm) 0,64 gam chất rắn màu vàng Xác định phần
(4)ĐÁPÁN ĐIỂM 1 Sốoxi hóa nguyên tửS C :
1.0 đ
2. Phương trình phảnứng :
6KI + K2Cr2O7+ 7H2SO43I2+ Cr2(SO4)3+ 4K2SO4+ 7H2O (1)
2Na2S2O3+ I22NaI + Na2S4O6 (2)
0,5 đ
Từ(1) (2) ta có : 0,015L 0,1mol/L 2,5.10 mol
1 n
6
nK CrO NaSO
3 2 2
0,05M
L 10 mol 10 , a 0,5 đ
3 Gọi x, y sốmol kim loại Mg Al
) mol ( , , 273 273 , 22 22 , 12 , n SO
; Chất rắn S, 0,02(mol)
32 64 , nS
0 02 12 , y 4 , , y 3 y x 2 x S e S S e S e Al Al e Mg Mg 1,5 đ
Ta có :
22 , y ; 13 , x 92 , y x 06 , y 27 x 24
100% 34,44%
gam 06 , mol / gam 24 mol 13 , m
% Mg %mAl 65,56%
0,5 đ
Câu III(4 điểm)
1. Nguyên tửcủa nguyên tốX có tổng sốhạt loại 60, sốhạt mang điện hạt nhân sốhạt khơng mang điện; Ngun tửcủa ngun tốY có 11 electron p ; nguyên tửnguyên tốZ có lớp electron electron độc thân
a) Dựa cấu hình electron, cho biết vịtrí ngun tốtrên bảng hệthống tuần hồn
b)So sánh (có giải thích) bán kính nguyên tửvà ion X, X2+và Y-
(5)3 Sục Cl2vào dung dịch KOH lỗng thuđược dung dịch A, hịa tan I2vào dung dịch KOH lỗng thuđược dung
dịch B (tiến hànhởnhiệt độphịng)
a) Viết phương trình hóa học xảy cho nhận xét
b) Nêu tượng viết phương trình hóa học xảy cho dung dịch hỗn hợp HCl FeCl2,
dung dịch Br2, H2O2vào dung dịch A (khơng có Cl2dư)
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1. a) Xác định vịtrí dựa vào cấu hình electron:
X X X X X
2Z N 60 ; Z N Z 20, X canxi (Ca), cấu hình electron của20Ca:[Ar] 4s2
Y có 11 electron p nên cấu hình Y 1s22s22p63s23p5hay [Ne] 3s23p5Y Cl Theo giảthiết Z crom, cấu hình electron của24Cr: [Ar] 3d54s1
STT Chu kỳnguyên tố Nhóm nguyên tố
Ca 20 IIA
Cl 17 VIIA
Cr 24 VIB
Trật tự tăng dần bán kính nguyên tử: RCa2 RCl RCa
b) Bán kính nguyên tửtỉlệvới thuận với sốlớp electron tỉlệnghịch với số đơn vị điện tích hạt nhân ngun tử Bán kính ion Ca2+nhỏ Cl-do có số lớp electron (n = 3), điện tích hạt nhân Ca2+(Z = 20) lớn Cl-(Z = 17) Bán kính nguyên tửCa lớn có sốlớp electron lớn (n = 4)
2,0 đ
2. Điều chếHCl từdung dịch H2SO4đậm đặc NaCl rắn, hình 5.5 trang 128 SGK Hóa học 10
nâng cao
0,75 đ
3. a)Ởnhiệt độ thường:
2KOH + Cl2KCl + KClO + H2O
6KOH + 3I25KI + KIO3+ 3H2O
Giải thích: Trong môi trường kiềm tồn cân bằng: 3XO-⇌X-+ XO3
Ion ClO-phân hủy chậmởnhiệt độ thường phân hủy nhanh đun nóng, ion IO-phân hủyởtất cảcác nhiệt độ
b) Các phương trình hóa học:
Ion ClO-có tính oxi hóa mạnh, thểhiện phương trình hóa học:
- Khi cho dung dịch FeCl2và HCl vào dung dịch A: có khí vàng lục dung dịch từ
(6)không màu chuyển sang màu vàng nâu:
2 FeCl2+ KClO + 2HCl2 FeCl3+ Cl2 + H2O
- Khi cho dung dịch Br2vào dung dịch A : dung dịch brom màu :
Br2+ 5KClO + H2O2HBrO3+ 5KCl
- Khi cho H2O2vào dung dịch A: có khí khơng màu, khơng mùi ra:
H2O2+ KClOH2O + O2+ KCl Câu IV(4 điểm)
1 Cho biết: lượng liên kết liên kết H-H, O-O, O=O, H-O 436, 142, 499, 460 ( kJ/mol) Hãy viết phương trình nhiệt hóa học phảnứng khí hiđro khí oxi tạo hiđropeoxit
2 Cho phảnứng: 2SO2(k) + O2(k) 2SO3(k) H = - 198 kJ
a) Để tăng hiệu suất trình tổng hợp SO3, người ta có thểsửdụng biện pháp liên quan đến áp suất, nhiệt độ
và chất xúc tác? Giải thích?
b) Cho 10,51 mol khí SO2và 37,17 mol khơng khí (20% vềthểtích O2cịn lại N2) có xúc tác V2O5 Thực
hiện phảnứngở4270C, atm phảnứng đạt hiệu suất 98% Tính sốcân KC, KPcủa phảnứngở
4270C
3 A oxit sắt Lấy lượng A chia làm phần Phần I tác dụng vừa đủvới a mol H2SO4
trong dung dịch H2SO4loãng Phần II tác dụng vừa đủvới b mol H2SO4trong dung dịch H2SO4đặc nóng tạo
SO2(sản phẩm khửduy nhất) Biết b = 1,25a, xác định công thức oxit sắt ban đầu
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1. Hpư= EH-H+ EO=O- 2EO-H - EO-O Hpư= 436 + 499 -2.460–142 = -127 (kJ)
H2(k) + O2(k) H2O2(k) H = - 127 kJ
1,0 đ
- Giảm nhiệt độcủa hệphảnứng, khoảng 5000C thích hợp vì: giảm thấp tốc độphảnứng chậm
- Thổi liên tục SO2và khơng khí nénởáp suất cao vào lị phảnứng phản ứng xảy
theo chiều thuận làm giảm áp suất hệ
- Dùng V2O5làm xúc tác đểphảnứng mau chóng đạt trạng thái cân
0,75 đ
2 nO2 bđ= 7,434 (mol), nN2 bđ= 29,736 (mol)
2SO2 (k) + O2 2SO3(k) H = - 198 kJ
Ban đầu: 10,51 (mol) 7,434 (mol) Lúc phảnứng: 10,3 (mol) 5,15 (mol) 10,3 (mol) Lúc CB: 0,21 (mol) 2,284 (mol) 10,3 (mol)
∑sốmol hỗn hợpởTTCB = 0,21 + 2,284 + 10,3 + 29,736 = 42,53 (mol) Pi= xi.P = xi.1 = xi
(7)2
P
2
(Pso ) K =
(Pso ) Po
- n
C P
K =K (RT)
(R = 0,082, T = 427 + 273 = 7000K,n = -1)
2
4
P
(10,3) 42,53
K = >> 4,48.10
(0,21) 2,284
K =4,48.10 (0,082.700)C -(-1) 257.10
3 Gọi FexOylà công thức A
( 1) 2FexOy + 2yH2SO4 xFe2(SO4)2y/x + 2y H2O
n ny
(2) 2FexOy + (6x-2y) H2SO4 xFe2(SO4)3+ (3x-2y) SO2+ ( 6x-2y) H2O
n n (3x-y)
Theo giảthiết : n(3x-y) = 1,25 ny x 2, 25
y A Fe3O4
1,0 đ
Câu V ( điểm)
1. Từdung dịch H2SO498% ( D= 1,84 g.mL -1
) dung dịch HCl M, trình bày phương pháp pha chế để 200 mL dung dịch hỗn hợp H2SO41M HCl 1M
2. Đốt cháy hoàn toàn a gam S cho sản phẩm sục qua 200 mL dung dịch NaOH b M thu dung dịch X Chia X làm hai phần Phần cho tác dụng với dung dịch CaCl2dư thấy xuất c gam kết tủa
Phần tác dụng với dung dịch nước vôi dư thấy xuất d gam kết tủa Biết d >c Tìm biểu thức quan hệ a b
3. Cho dung dịch riêng biệt nhãn sau: Na2SO4, AlCl3, FeSO4, NaHSO4, FeCl3 Một học sinh cho
dùng dung dịch Na2S có thểphân biệt dung dịch ngayởlần thử Kết luận học sinh
có khơng ? Vì sao?
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1.
* Phần tính tốn :
Sốmol H2SO4cần lấy = sốmol HCl cần lấy =
200
0, (mol) 1000
Khối lượng dung dịch H2SO4cần lấy : mdd=
0, 98 100
20 (gam) 98
Thểtích dung dịch H2SO4 cần lấy = 20 : 1,84 = 10,87 (mL)
Thểtích dung dịch HCl cần lấy = 0,2 : = 0,04 (L) = 40 mL
(8)Cân 20 gam dung dịch H2SO4hoặc đong 10,87 mL dung dịch H2SO4, sau cho từtừ vào
bình chứa nước khuấy Đợi dung dịch H2SO4thật nguội, đong 40 mL dung dịch HCl 5M
thêm vào bình, sauđó thêm nước vào vạch 200 mL
2.Phương trình : (1) S + O2SO2
(2) SO2+ NaOH NaHSO3
(3) SO2+ NaOHNa2SO3+ H2O
Phần I tác dụng với dung dịch CaCl2sinh kết tủa, chứng tỏdung dịch X có chứa Na2SO3, phần
II tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 sinh nhiều kết tủa chứng tỏ dung dịch X có muối
NaHSO3
(4) Na2SO3+ CaCl2CaSO3+ 2NaCl
(5) NaHSO3+ Ca(OH)2CaSO3+ Na2SO3+ 2H2O
ns= a/32 (mol) , nNaOH= 0,2 b ( mol)
Theo (2),(3), đểSO2tác dụng với dung dịch NaOH sinh loại muối :
2
NaOH NaOH SO S
n n
1
n n
<0, 2b 6, 4b
a a
32
<
Vậy : a b a
6, 4 3,
1,5 đ
3 Kết luận học sinh đúng, cho dung dịch Na2S vào mẫu thử
dung dịch thì:
- Mẫu thửkhơng có tượng chứa dung dịch Na2SO4
- Mẫu thửxuất kết tủa trắng keo có tượng sủi bọt khí chứa AlCl3: 2AlCl3+
Na2S + 3H2O6NaCl + 2Al(OH)3+ 3H2S
- Mẫu thửcó ttượng sủi bọt khí chứa dung dịch NaHSO4
2 NaHSO4+ Na2S2Na2SO4+ H2S
Mẫu thửxuất kết tủa đen chứa FeCl2: Na2S + FeCl2FeS + 2NaCl - Mẫu thửxuất kết tủa đen vàng có chứa FeCl3
2FeCl3+ 3Na2S6NaCl + S + 2FeS
(9)ĐỀ SỐ
SỞGIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10
NĂM HỌC 2008-2009
MƠN THI: HĨA HỌC
Thời gian làm : 150 phút (không kểthời gian giao đề)
ĐỀCHÍNH THỨC
(Đềnày gồm có hai trang)
Câu I:( 2,0 điểm)
1. (a)X,Y hai nguyên tốnhóm A Nguyên tửX có tổng sốelectron s 7, Y nguyên tốp, có sốelectron lớn 15, có lớp electron có electron p độc thânởtrạng thái Xác định X, Y gọi tên (b) So sánh bán kính ion A+, B2-và giải thích (c) Viết sơ đồhình thành liên kết oxit bậc cao X Viết công thức cấu tạo cho biết dạng hình học oxit bậc cao hiđroxit tương ứng Y
2. (a)Xác định x, y hồn thành phươngtrình hạt nhân 23892U 20682Pb x He24 y e01
(b) Một mẫu đá chứa 35 mg 23892Uvà mg 20682Pb Tính thời gian tồn mẫu đá đó, biết chu kì bán hủy
238
92U 4,51.10
năm
3. M kim loại có khối lượng nguyên tửlà 1,0550817.10-22gam Trong tự nhiên M có hai đồng vị nơtron Tỉlệ% sốnguyên tửcủa đồng vịnhẹ tự nhiên 73% Xác định sốkhối hai đồng vị tính % vềkhối lượng đồng vịnhẹtrong oxit MO (Cho: 1u = 1,6605.10-24gam, O = 16, giá trịnguyên tử khối đồng vịbằng sốkhối.)
Câu II:( 2,0 điểm)
1. a) Xác định sốoxi hoá P, S, Pb chất sau : POCl3; Na2S2O3; Pb3O4 2. Hoàn thành cân phảnứng sau theo phương phápcân electron:
a) Fe3O4 + HIFeI2 + I2 + ?
b) CrI3+ KOH + Cl2K2CrO4+ KIO4+ ? + ?
3. Hòa tan 1,0 gam quặng sắt chứa Fe2O3và tạp chất trơ dung dịch HCl dư, loại tạp chất, thu dung
dịch A Dung dịch A phảnứng vừa đủ với lượng dung dịch KI thu dung dịch B chất rắn C Chất rắn C tác dụng vừa đủvới 25 ml dung dịch Na2S2O30,2 M Tính % khối lượng Fe2O3 quặng sắt nói
Cho phảnứng xảy hồn tồn
Câu III:( 2,0 điểm)
1. a) Viết phương trình hóa học thực chuyển hóa sau, ghi rõđiều kiện phảnứng
1
3 2
(10)b) (SCN)2là halogen giả Biết tính oxi hóa Br2> (SCN)2> I2 Viết phương trình hóa học minh họa kết
quảso sánh
2. Tại có sựkhác biệt vềgóc liên kết Cl2O (1110) OF2(1050) ?
3. Để tách brom có 1m3 nước biển dạng NaBr, người ta cho lượng dung dịch H2SO4 vào
lượng nước biển; tiếp đến sục khí clo vào dung dịch thu được; sau dùng khơng khí lơi brom vào dung dịch Na2CO3tới bão hoà brom Cuối cho H2SO4vào dung dịch bão hồ brom, thu
brom hố lỏng, 28,05 ml Br2có khối lượng riêng 3,12 g/mlở200C Viết phương trình hố học chủyếu
xảy q trìnhđó cho biết vai trị H2SO4 Tính % khối lượng brom nước biển biết khối
lượng riêng nước biển 1,25 g/ml
Câu IV:( 2,0 điểm)
1. Cho hỗn hợp Fe FeS tác dụng với dung dịch H2SO4đậm đặc nóng thu dung dịch X làm màu dung
dịch K2Cr2O7trong H2SO4lỗng Viết phương trình hóa học q trình thí nghiệm
2. A hợp chất lưu huỳnh, tan tốt nước tạo dung dịch X chứa chất tan Hòa tan 25,8 gam A vào nước thu 200 ml dung dịch X ( D = 1,15 g/ml) Chia dung dịch X làm hai phần Phần trung hòa vừa đủvới 100 ml dung dịch NaOH 10% (D = 1,2 g/ml) Phần tác dụng với dung dịch BaCl2dư thu
kết tủa trắng không tan axit Xác định công thức phân tửvà viết công thức cấu tạo A
Câu V:(2,0 điểm)
1. Hằng sốcân KCở250C phảnứng Cl2(k) ⇌2Cl (k) 1,4.10-18 Tính nồng độClở250C lúc cân
bằng biết nồng độcủa Cl2lúc cân 0,896 M Từ cho biếtở250C, clo tồn chủyếuởdạng phân tử
hay nguyên tử?
2. Cho biết cân 2FeCl2 (aq) + Cl2 (aq) ⇌ FeCl3 (aq)sẽchuyển dời theo chiều sục lượng khí H2S
thích hợp vào dung dịch? ChoE 0,77V,E 1,36V Cl
2 Cl Fe
Fe
2
3
3. Phảnứng chuyển hoá loại kháng sinh thể ngườiởnhiệt độ370C có sốtốc độbằng 4,2.10-5 (s-1) Việc điều trị loại kháng sinh có kết quảnếu hàm lượng kháng sinh luôn lớn 2,00 mg 1,00 kg trọng lượng thể Một bệnh nhân nặng 58 kg uống lần viên thuốc chứa 300 mg kháng sinh
a) Hỏi bậc phảnứng chuyển hoá?
b) Khoảng thời gian lần uống thuốc kếtiếp bao lâu?
c) Khi bệnh nhân sốt đến 38,50C khoảng cách lần uống thuốc thay đổi thếnào? Biết lượng hoạt hoá phảnứng bằng93,322 kJ.mol1
-HẾT
-Chú ý: Họcsinh sửdụng Hệthống tuần hồn ngun tốhóa học máy tính cá nhân đơn giản theo quy
(11)ĐỀ SỐ 3
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2004 - 2005
MƠN: HĨA HỌC LỚP 11
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
CÂU I (3 điểm)
1 Hãy so sánh giải thích khác độ phân cực phân tử, nhiệt độ sơi độ mạnh tính bazơ NH3và NF3
2 N2O4phân li 20,0% thành NO2ở 27oC 1,00 atm Hãy xác định (a) giá trị Kp; (b) độ phân li N2O4tại 27oC 0,10 atm; (c) độ phân li 69g N2O4trong bình 20 L 27oC
3 Tính pH dung dịch thu thổi hết 224 mL khí CO2vào 200 mL dung dịch NaOH 0,05M, biết axit cacbonic có pKa1 6,35, pKa2 10,33
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 Cấu tạo:
N H H H N F F F
- NH3phân cực NF3do NH3lưỡng cực liên kết lưỡng cực electron tự chiều, NF3lưỡng cực liên kết lưỡng cực electron tự ngược chiều
- Nhiệt độ sôi NH3cao NH3tạo liên kết H liên phân tử
- NH3là bazơ cịn NF3thì khơng, NF3các nguyên tử F hút electron làm giảm mật độ electron nguyên tử N
2 Xét phản ứng phân li:
N2O4 2NO2
n
n 2n
n-n 2n
Phần mol: 1 , P P P P K 2 O N NO O N NO P 2 2
(a) 0,17
) , ( ) , ( P K 2 2
P
(b) 0,10 0,17 0,546 (54,6%) 2
(c) 0,75mol 92
69 n
(12)) ( 9225 , 20 300 082 , ) ( 75 , P 2O
N
1,845
20 300 082 , 75 , P NO 17 , ) ( 9225 , ) 845 , ( K P
0,1927 (19,27%)
3 0,01mol, n 0,2 0,05 0,01
4 , 22 224 ,
nCO NaOH
2
Vì số mol CO2và NaOH nên hệ chứa NaHCO3 Có thể tính pH hệ lưỡng tính cơng thức:
6,35 10,33 8,3 ) pK pK (
pH 1 2
1,50 (0,503)
0,75 (0,25+0,5)
CÂU II (3 điểm)
2 Viết phương trình phản ứng xảy cho NH4Cl tác dụng với CuO với ZnO Cho biết ứng dụng thực tế NH4Cl tương ứng với phản ứng
3 Hòa tan 10,00 g hỗn hợp gồm Cu2S CuS 200,0 mL dung dịch MnO4-0,7500 M môi trường axit Sau đun sơi để đuổi hết khí SO2sinh ra, lượng MnO4-còn dư dung dịch phản ứng vừa hết với 175,0 mL dung dịch Fe2+1,000 M.
(a) Viết phương trình phản ứng xảy (dạng phương trình ion thu gọn) (b) Tính phần trăm khối lượng CuS hỗn hợp ban đầu
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 Trong thực tế, NH4Cl dùng để đánh bề mặt kim loại trước hàn: 4CuO + 2NH4ClN2+ 3Cu + CuCl2+ 4H2O
ZnO + 2NH4ClZnCl2+ 2NH3+ H2O
2 (a) Phương trình phản ứng:
5Cu2S + 8MnO4-+ 44H+10Cu2++ 5SO2+ 8Mn2++ 22H2O (1) 5CuS + 6MnO4-+ 28H+5Cu2++ 5SO2+ 6Mn2++ 14H2O (2) 5Fe2++ MnO
4-+ 8H+5Fe3++ Mn2++ 4H2O (3) (b) Xác định %
(1) 0,175 0,035mol
5 n n
4(3) Fe
MnO
1,50 (0,503)
(13) nMnO (1,2) 0,2 0,75 0,035 0,115mol
Đặt số mol Cu2S CuS x y, ta có:
0625 , y
025 , x 115 , y x
10 y 96 x 160
100% 60%
10 96 0625 , m
% CuS
0,75
CÂU III(4 điểm)
1 Chỉ dùng chất thị phenolphtalein, phân biệt dung dịch NaHSO4, Na2CO3, AlCl3, Fe(NO3)3, NaCl, Ca(NO3)2 Các phản ứng minh họa viết dạng ion thu gọn
2 Hòa tan hết 2,2 g hỗn hợp kim loại A gồm sắt nhôm 150 mL dung dịch HNO32M thu dung dịch B 448 mL (đktc) khí C gồm N2O N2có tỉ khối so với khơng khí 1,2414 Thêm 13,6 g NaOH nguyên chất vào dung dịch B thu kết tủa D, lọc kết tủa D thu dung dịch nước lọc E
(a) Tính phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp A ban đầu
(b) Nung kết tủa D đến khối lượng khơng đổi thu gam chất rắn khan? (c) Tính thể tích dung dịch HCl 0,5M cần thêm vào dung dịch E để thu 2,34 g kết tủa
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 Trích mẫu thử cho lần thí nghiệm:
Cho phenolphtalein vào mẫu thử Mẫu thử có màu hồng dung dịch Na2CO3, mẫu thử cịn lại khơng màu
CO32-+ H2OHCO3-+ OH
- Dùng Na2CO3làm thuốc thử vào mẫu thử lại Mẫu thử có sủi bọt khí khơng màu NaHSO4
CO32-+ 2H+H2O + CO2↑
Mẫu thử tạo kết tủa trắng keo sủi bọt khí khơng màu AlCl3 2Al3++ 3CO
32-+ 3H2O2Al(OH)3↓+ 3CO2↑
Mẫu thử tạo kết tủa đỏ nâu sủi bọt khí khơng màu Fe(NO3)3 2Fe3++ 3CO
32-+ 3H2O2Fe(OH)3↓+ 3CO2↑ Mẫu thử tạo kết tủa trắng Ca(NO3)2
Ca2++ CO
32-CaCO3↓ Mẫu thử không tạo tượng NaCl
2 (a) Đặt số mol N2O N2lần lượt a b, ta có:
(14) 01 , b a 36 29 2414 , 02 , b 28 a 44 02 , , 22 448 , b a
Đặt số mol Fe Al x y
Chất khử Chất oxi hóa
Fe - 3eFe3+ 10H++ 2NO
3-+ 8eN2O + 5H2O
3x x 0,10 0,08
Al - 3eAl3+ 12H++ 2NO
3-+ 10eN2+ 6H2O
3y y 0,12 0,10
Vì n (pu) 0,22mol n (bd) 0,3mol H
H nên axit dư, phản ứng không tạo Fe 2+. Ta có: 04 , y 02 , x 18 , y x , y 27 x 56
Vậy 100% 50,9%
2 , 56 02 , m
% Fe %mAl 49,1%
(b) Thêm NaOH vào dung dịch B [H+(0,15.2-0,22 = 0,08 mol), Fe3+(x = 0,02 mol), Al3+(y = 0,04 mol) NO3-]
H++ OH-H
2O (1) Fe3++ 3OH-Fe(OH)
3 (2) Al3++ 3OH-Al(OH)
3 (3) Al(OH)3+ OH-AlO2-+ 2H2O (4)
mol 34 , 40 , 13 n mol , n n n
nOH(1,2,3,4) H Fe3 Al3 OH(bd) sau (1), (2), (3), (4) dư OH-, kết tủa D Fe(OH)
3(0,02mol) 2Fe(OH)3Fe2O3+ 3H2O,mrắn= mFe2O3 0,011601,6g (c) Thêm HCl vào dung dịch E [Na+, OH-(0,04 mol), AlO
2-(0,04 mol) NO3-] OH-+ H+H
2O (5) AlO2-+ H++ H2OAl(OH)3 (6) Al(OH)3+ 3H+Al3++ 3H2O (7)
1,00
(15)mol 03 , 78
34 , n
3 ) OH (
Al
Trường hợp 1: Xảy (5), (6) AlO2-dư
mol 07 , 03 , 04 , n
n n
3 ) OH ( Al OH
H , 0,5 0,14L 07
,
V
Trường hợp 2: Xảy (5), (6), (7) mol 01 , 03 , 04 , nAl(OH)(7)
3
mol 11 , 03 , 04 , 04 , n
3 n
n
nH OH AlO Al(OH) (7)
2
0,22L
5 ,
11 ,
V
1,00 (0,502)
CÂU IV(3 điểm)
1 Tính hiệu ứng nhiệt phản ứng hidro hóa etilen tạo etan, biết nhiệt cháy C2H6và C2H4lần lượt -368,4 kcal/mol -337,2 kcal/mol [sản phẩm cháy CO2(k) H2O (l)], nhiệt hình thành H2O (l) -68,32 kcal/mol
2 (a) Viết cơng thức cấu tạo gọi tên anken cacbon đồng thời có đồng phân hình học đồng phân quang học (b) Viết đồng phân hình học quang học ứng với cấu tạo (sử dụng cơng thức Fisher) xác định cấu hình đồng phân (Z/E R/S) (b) Viết cấu tạo sản phẩm hình thành cho anken tác dụng với dung dịch nước brom có lượng nhỏ muối natri clorua
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 (1) C2H6(k) + 7/2O2(k)2CO2(k) + 3H2O (l) H368,4kcal (2) C2H4(k) + 3O2(k)2CO2(k) + 2H2O (l) H337,2kcal (3) H2(k) + 1/2O2(k)H2O (l) H68,32kcal Lấy (2) - (1) + (3) ta được:
C2H4(k) + H2(k)C2H6(k) H(337,2)(368,4)(68,32)37,1kcal
2 (a) Cấu tạo:
CH3 CH CH C
H
CH3
C2H5 (4-metylhex-2-en)
(b) Cấu hình:
1,00
(16)C C
CH3 H
C2H5 C H H
CH3
C C
H CH3
C2H5
C C
CH3 H
C2H5 C CH3 H
H
C C
H CH3
C2H5 H
H C CH3
H CH3 C H
(E)(R) (E)(S)
(Z)(R) (Z)(S)
(c) Cấu tạo sản phẩm:
CH3 CH CH CH CH3
C2H5
CH3 CH CH CH CH3
C2H5 Br Br
CH3 CH CH CH CH3
C2H5 OH Br
CH3 CH CH CH CH3
C2H5 Cl Br
1,00 (0,254)
0,75 (0,253)
CÂU V (3 điểm)
1. Hidrocacbon A có khối lượng phân tử 80 Ozon phân A tạo andehit fomic andehit oxalic C
H O
H H C
O C O
H andehit fomic andehit oxalic a. Xác định cấu tạo gọi tên A
b. Dùng chế giải thích sản phẩm hình thành cộng Br2vào A theo tỉ lệ mol 1:1, gọi tên sản phẩm
2. Hợp chất A có cơng thức phân tử C9H8 A làm màu Br2trong CCl4; hidro hóa A điều kiện êm dịu tạo C9H10,còn điều kiện nhiệt độ áp suất cao tạo C9H16; oxi hóa mãnh liệt A sinh axit phtalic [1,2-C6H4(COOH)2] Lập luận xác định cấu tạo A
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 (a) Công thức tổng quát cho A CxHy Ta có
8 y
6 x x y
80 y x 12
, công thức phân tử C6H8 (3)
(17)CH2 CH CH CH CH CH2
H2C O O HC HC O O HC HC O O CH2
A (hexa-1,3,5-trien) (b) Cơ chế sản phẩm:
CH2 CH CH CH CH CH2 Br2 CH2 CH CH CH CH CH2
CH2 CH CH CH CH CH2 Br
Br
CH2 CH CH CH CH CH2 Br
CH2 CH CH CH CH CH2
CH2 CH CH CH CH CH2 Br
Br
CH2 CH CH CH CH CH2 Br
Br
Br
Br (X) 5,6-dibromhexa-1,3-dien; (Y) 3,6-dibromhexa-1,4-dien;
(X)
(Y)
(Z)
(Z) 1,6-dibromhexa-2,4-dien A (C9H8) có độ bất bão hịa 6
A làm màu Br2và cộng êm dịu phân tử H2cho thấy A có liên kết đôi
A cộng tối đa phân tử H2và oxi hóa tạo axit phtalic cho thấy A có vịng benzen ngồi cịn vịng cạnh
Công thức A:
0,50 (0,252)
1,50 (0,503)
0,50
CÂU VI(4 điểm)
Chia 3,584 L (đktc) hỗn hợp gồm ankan (A), anken (B) ankin (C) thành phần Phần cho qua dung dịch AgNO3dư NH3thấy thể tích hỗn hợp giảm 12,5% thu 1,47g kết tủa Phần cho qua dung dịch brom dư thấy khối lượng bình brom tăng 2,22g có 13,6g brom tham gia phản ứng Đốt cháy hoàn toàn khí khỏi bình brom hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2dư thu 2,955g kết tủa
1 Xác định công thức cấu tạo A, B C
2 Từ A viết dãy chuyển hóa (ghi rõ điều kiện phản ứng) điều chế 1,1-dibrompropan 2,2-dibrompropan Viết phương trình phản ứng xảy cho C tác dụng với dung dịch KMnO4trong (i) mơi trường trung tính
(18)ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 Trong phần, ta có: 0,08mol , 22 584 ,
nA,B,C Dung dịch AgNO3/NH3chỉ hấp thụ ankin, đặt công thức ankin RC≡CH (giả sử C2H2)
RC≡CH + AgNO3+ NH3RC≡CAg + NH4NO3 (1) mol 01 , 08 , 100 , 12 n
n ankin (R + 132)0,01 = 1,47 R = 15 (CH3-), công thức ankin CH3C≡CH
Dung dịch brom hấp thụ anken (CnH2n) ankin
CnH2n+ Br2CnH2nBr2 (2) C3H4+ 2Br2C3H4Br4 (3)
g 82 , 40 01 , 22 , m n nH
C , 0,01 0,065mol 160
6 , 13 nBr(2)
2
Từ 065 , 82 , n 14
n = 2, công thức anken CH2=CH2
Khí khỏi bình brom ankan (CmH2m+2), nCnH2n2 0,080,010,0650,005mol CmH2m+2+ O2
2 n
nCO2+ (n+1)H2O (4) CO2+ Ba(OH)2BaCO3+ H2O (5)
015 , 197 955 , n n BaCO
CO Từ (4): n
015 , n 005 ,
1
, công thức ankan CH3CH2CH3
2 Điều chế:
C3H8 C3H7Cl CH3CH=CH2 CH3CHBr-CH2Br
CH3 C CH
CH3CH2CHBr2 CH3CBr2CH3
Cl2,as KOH/ROH
KOH/ROH
Br2 HBr HBr peoxit
3 Phản ứng C:
+ 2KMnO4
CH3 C CH CH3 C C
O O
+ 2MnO2+ KOH OK
5CH3C≡CH + 8KMnO4+ 12H2SO45CH3COOH + 5CO2
+ 8MnSO4+ 4K2SO4+ 12H2O
0,75
0,75
0,50
1,00 (0,502)
(19)ĐỀSỐ4
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2005 - 2006
MƠN: HĨA HỌC LỚP 11
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
CÂU I (4 điểm)
1 Nêu tượng xảy viết phương trình phản ứng minh họa trường hợp sau:
(a) Hòa tan từ từ dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, sau thêm HCl vào dung dịch thu đến dư
(b) Thêm dung dịch K2CO3vào dung dịch Fe(NO3)3
2 A dung dịch Na2CO30,1M; B dung dịch hỗn hợp Na2CO30,1M KHCO30,1M C dung dịch KHCO3 0,1M
(a) Tính tích khí CO2(đktc) cho từ từ giọt đến hết 50 mL dung dịch HCl 0,1M vào 100 mL dung dịch A cho hết 100 mL dung dịch B vào 200 mL dung dịch HCl 0,1M
(b) Xác định số mol chất có dung dịch thu thêm 100 mL dung dịch Ba(OH)20,1M vào 150 mL dung dịch C
(c) Tính pH dung dịch A C, biết axit cacbonic có pK1= 6,35 pK2= 10,33
(d) Đề nghị phương pháp nhận biết anion có dung dịch B
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 (a) Thêm dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3thấy xuất kết tủa trắng keo, sau tan lại: Al3++ 3OH-Al(OH)
3
Al(OH)3+ OH-Al(OH)4
-Thêm HCl vào dung dịch thu lại thấy xuất kết tủa trắng keo, sau tan lại:
Al(OH)4-+ H+Al(OH)3+ H2O Al(OH)3+ 3H+Al3++ 3H2O
0,50
(b) Thêm dung dịch K2CO3vào dung dịch Fe(NO3)3thấy xuất kết tủa đỏ nâu sủi bọt khí khơng màu: 2Fe3++ 3CO
32-+ 3H2O2Fe(OH)3+ 3CO2
0,25
2 (a) Cho từ từ giọt đến hết 50 mL dung dịch HCl 0,1M vào 100 mL dung dịch Na2CO30,1M CO32- + H+HCO3
-0,01 0,005
0,005 0,005
(20)Do CO32-dư nên khơng có giai đoạn tạo CO2, VCO2 0
Cho hết 100 mL dung dịch Na2CO30,1M KHCO30,1M vào 200 mL dung dịch HCl 0,1M: CO32-+ 2H+H2O + CO2 (1)
HCO3-+ H+H2O + CO2 (2) Vì 2nCO nHCO nH
3
3 nên H
+phản ứng hết.
Giả sử (1) xảy trước ta có n 0,01mol
1 n
H
CO2
Giả sử (2) xảy trước từ (1) (2) ta có n 0,015mol
CO
Thực tế (1) (2) đồng thời xảy nên:
L 336 , , 22 015 , V
4 , 22 01 , L 224 ,
2
CO
1,00
(b) Thêm 100 mL dung dịch Ba(OH)20,1M vào 150 mL dung dịch KHCO30,1M HCO3- + OH- CO32-+ H2O
0,015 0,02
0,015 0,015
0 0,005 0,015
Ba2+ + CO
32- BaCO3
0,01 0,015
0,01 0,01
0 0,005
Dung dịch 0,005 mol KOH 0,005 mol K2CO3
0,50
(c) Dung dịch A có cân bằng:
CO32-+ H2O⇌HCO3-+ OH- Kb1= 10-3,67 HCO3-+ H2O⇌H2O + CO2+ OH-Kb2= 10-7,65
H2O⇌H++ OH- KN= 10-14
Vì Kb1>> Kb2>> KNnên cân (1) chủ yếu:
(21)pH = 14 -2
(pKb1+ pC) = 14 -2
(3,67 + 1) = 11,67 Dung dịch C dung dịch lưỡng tính nên:
pH =
(pK1+ pK2) =
(6,35 + 10,33) = 8,34
(d) Trích mẫu thử, thêm BaCl2dư vào mẫu thử thấy xuất kết tủa trắng (tan axit), mẫu thử có CO32-
Ba2++ CO
32-BaCO3
Lọc tách kết tủa, thêm HCl vào dung dịch nước lọc thấy sủi bọt khí khơng màu (làm đục nước vơi trong), dung dịch có HCO3
-HCO3-+ H+H2O + CO2
0,50
CÂU II (4 điểm)
1 (a) Amoniac có tính oxi hóa hay tính khử? Viết phương trình phản ứng minh họa (b) Trong dung môi amoniac
lỏng, hợp chất KNH2, NH4Cl, Al(NH2)3có tính axit, bazơ hay lưỡng tính ? Viết phương trình phản ứng minh họa
2 Hòa tan 4,8 gam kim loại M dung dịch HNO3đặc nóng dư, hay hịa tan 2,4 gam muối sunfua kim loại dung dịch HNO3đặc nóng, sinh khí NO2duy tích điều kiện
(a) Viết phương trình phản ứng dạng phương trình ion
(b) Xác định kim loại M, công thức phân tử muối sunfua
(c) Hấp thụ khí sinh hai phản ứng vào 300 mL dung dịch NaOH 1M, thêm vào phenolphtalein Hỏi dung dịch thu có màu gì? Tại sao?
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 (a) NH3vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử : Tính oxi hóa: K + NH3 (l)KNH2+ 1/2H2 Tính khử: 2NH3+ 3CuO3Cu + N2+ 3H2O
0,75
(b) KNH2là bazơ, NH4Cl axit Al(NH2)3có tính lưỡng tính Phản ứng trung hịa: KNH2+ NH4ClKCl + 2NH3
Phản ứng chất lưỡng tính với axit: Al(NH2)3+ 3NH4ClAlCl3+ 6NH3 Phản ứng chất lưỡng tính với bazơ: Al(NH2)3+ KNH2K[Al(NH2)4]
075
2 (a) Phương trình phản ứng: M + 2mH++ mNO
(22)(1)
M2Sn+ 4(m+n)H++ (2m+6n)NO3-2Mm++ nSO42-+ (2m+6n)NO2
+ 2(m+n)H2O (2)
1,00
(b) Vì số mol NO2ở hai trường hợp nên ta có: )
n m ( n 32 M
4 , m
M ,
4
3 , , m , n
m n
mn 64 M
, nghiệm thích hợp n = 1, m = M = 64
Vậy M Cu công thức muối Cu2S
0,75
(c) 0,075mol
64 , nCu
Cu + 4HNO3Cu(NO3)2+ 2NO2+ 2H2O
nNO 2 0,075 0,3mol nNaOH đã xảy vừa đủ phản ứng:
2NO2+ 2NaOHNaNO3+ NaNO2+ H2O
Dung dịch thu có màu hồng NO2-tạo mơi trường bazơ: NO2-+ H2O⇌HNO2+ OH
-0,75
CÂU III(4 điểm)
1 (a) Tính tỉ lệ sản phẩm monoclo hóa (tại nhiệt độ phịng) monobrom hóa (tại 127oC) isobutan Biết tỉ lệ khả phản ứng tương đối nguyên tử H cacbon bậc nhất, bậc hai bậc ba phản ứng clo hóa 1,0 : 3,8 : 5,0 phản ứng brom hóa : 82 : 1600
(b) Dựa vào kết tính câu (a), cho nhận xét yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng sản phẩm phản ứng halogen hóa ankan
2 Dùng chế phản ứng giải thích xử lý 2,7-đimetylocta-2,6-dien với axit photphoric thu 1,1-đimetyl-2-isopropenylxiclopentan
3 Hiđro hóa hiđrocacbon A (C8H12) hoạt động quang học thu hiđrocacbon B (C8H18) không hoạt động quang học A không tác dụng với Ag(NH3)2+và tác dụng với H2trong có mặt Pd/PbCO3tạo hợp chất khơng hoạt động quang học C (C8H14)
4 Lập luận xác định cấu tạo (có lưu ý cấu hình) gọi tên A, B, C
(23)ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 (a) Tỉ lệ sản phẩm:
CH3 CH CH3
+ Cl2
- HCl
CH3 CH CH2 Cl
CH3 C CH3 Cl
1-clo-2-metylpropan
2-clo-2-metylpropan CH3
CH3
CH3
(9x1,0)
(9x1,0) + (1x5,0)= 64,3%
(1x5,0)
(9x1,0) + (1x5,0)= 35,7%
CH3 CH CH3
+ Br2
- HCl
CH3 CH CH2 Br
CH3 C CH3 Br
1-brom-2-metylpropan
2-brom-2-metylpropan CH3
CH3
CH3
(9x1,0)
(9x1,0) + (1x1600) = 0,56%
(1x1600)
(9x1,0) + (1x1600)= 99,44%
0,50
0,50
(b) Hàm lượng sản phẩm halogen hóa phụ thuộc ba yếu tố:
Khả tham gia phản ứng ankan: Phản ứng halogen hóa ưu tiên hidro nguyên tử cacbon bậc cao
Khả phản ứng halogen: Brom tham gia phản ứng yếu so với clo, có khả chọn lọc vị trí cao so với clo
Số nguyên tử hidro cacbon bậc: Khi số hidro nguyên tử cacbon nhiều hàm lượng sản phẩm lớn
0,75
2 Cơ chế:
H+
-H+
0,75
3 (a) A có độ bất bão hịa
12
2
, B có
2 18
2
C có
2
14
2
(24) Vì A cộng phân tử hidro để tạo B nên A có liên kết bội vòng ba cạnh
A cộng phân tử H2tạo C A không tác dụng với Ag(NH3)2+nên A có liên kết ba dạng -CC-R
A phải chứa liên kết đơi dạngcis-(Z) vị trí đối xứng với liên kết ba, A cộng phân tử H2 (xúc tác Pd làm cho phản ứng chạy theo kiểucis-) tạo C không hoạt động quang học
0,50 Cấu tạo A, B, C là:
CH3 C C
H H
H C CH3
C
* C CH
3 2Z-4-metylhept-2-en-5-in
(A)
CH3CH2CH2CH(CH3)CH2CH2CH3 4-metylheptan (B)
CH3 C C H H
H C CH3
C C CH3 2Z,5Z-4-metylhepta-2,5-dien (C)
H H
0,75
(b) Phương trình phản ứng:
5CH3CH=CHCH(CH3)CC-CH3+14KMnO4+21H2SO4
10CH3COOH +5CH3CH(COOH)2+14MnSO4+7K2SO4+16H2O
0,25
CÂU IV(4 điểm)
1 Limonen(C10H16) tecpen có vỏ cam, chanh bưởi Oxi hóa limonen kalipemanganat tạo chất A
CH3 C O
CH2 CH2 CH
CH2COOH
C O
H3C
(A)
(a) Dùng kiện qui tắc isopren xác định cấu trúc limonen (b) Viết công thức sản phẩm hình thành hidrat hóa limonen
2 Để điều chế nitrobenzen phịng thí nghiệm tính hiệu suất phản ứng, người ta tiến hành bước sau:
Cho 19,5 ml axit nitric vào bình cầu đáy trịn cỡ 200 mL làm lạnh bình lắc, sau thêm từ từ 15 mL H2SO4đậm đặc, đồng thời lắc làm lạnh đến nhiệt độ phòng Lắp ống sinh hàn hồi lưu (nước hay khơng khí), cho tiếp 13,5 mL benzen qua ống sinh hàn với tốc độ chậm giữ nhiệt độ không 500C, đồng thời lắc liên tục (a)
(25)(a) Viết phương trình hố học phương trình thể chế phản ứng Cho biết cần phải lắc bình liên tục giữ nhiệt độ phản ứng 500C? Nếu không dùng H
2SO4đậm đặc, phản ứng có xảy khơng?
(b) Vì cần phải rửa nitrobenzen nước, sau dung dịch Na2CO3? (c) A chất nào?
(d) Tính hiệu suất phản ứng khối lượng riêng benzen 0,8g/mL
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 (a) Cấu tạo:
O + O=C=O O
O OH
limonen
0,75 (b) Các sản phẩm hidrat hóa:
OH
OH OH
OH
0,75
4 (a) Phản ứng:
C6H6+ HONO2 H 2SO4 C6H5NO2+ H2O (1) Cơ chế phản ứng:
HO - NO2+ H2SO4 H - O - NO2 + HSO4 H
(+) (-)
H - O - NO2 + H2SO4 H
(+)
H3O(+)+ HSO4(-) + NO2 (+)
(26)+ NO2(+)
H NO2
+
NO2
+ H(+)
chËm nhanh
Hỗn hợp phản ứng hệ dị thể nên cần phải lắc hay khuấy mạnh liên tục để tạo thành nhũ tương, bảo đảm tiếp xúc tốt tác nhân
Phải giữ 500C nhiệt độ cao tăng lượng sản phẩm đinitrobenzen.
Nếu không dùng H2SO4, phản ứng xảy có hình thành NO2+theo phương trình sau:
HO-NO2+ HNO3⇄H2O+-NO2+ NO3 -H2O+-NO2+ HNO3⇄H3O++ NO3-+ NO2+(1)
Tuy nhiên H2SO4phản ứng xảy chậm hiệu suất tạo NO2+sinh (1) thấp Khi có mặt H2SO4đậm đặc, cân chuyển dời phía thuận nên phản ứng xảy nhanh
0,75
(c) Cần phải rửa nước để loại axit, sau rửa dung dịch Na2CO3để loại hết axit dư dễ kiểm tra kết phản ứng axit Na2CO3sinh khí
0,25
(b) A chất hút nước dạng rắn, nên A CaCl2, khan 0,25 (d) Hiệu suất phản ứng:
gam 512 , 123
78 15 mC H (1)
6
6
88%
mL / g , mL , 13
g 512 ,
H
0,50
CÂU VI
A hidrocacbon không làm màu dung dịch brom Đốt cháy hoàn toàn 0,02 mol A hấp thu sản phẩm cháy vào dung dịch chứa 0,15 mol Ca(OH)2thu kết tủa khối lượng bình tăng lên 11,32 gam Cho dung dịch Ba(OH)2dư vào dung dịch thu kết tủa lại tăng lên, tổng khối lượng kết tuả hai lần 24,85 gam A khơng với dung dịch KMnO4/H2SO4nóng, cịn monoclo hóa điều kiện chiếu sáng tạo sản phẩm
1 Xác định công thức cấu tạo gọi tên A
2 Người ta điều chế A từ phản ứng benzen anken tương ứng axit sunfuric Dùng chế phản ứng để giải thích phản ứng
3 Mononitro hóa A cách cho phản ứng với axit nitric (có mặt axit sunfuric đặc) sản phẩm thu gì? Tại sao?
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 Dung dịch Ca(OH)2hấp thụ hết sản phẩm cháy A chứa CO2và H2O
(27)2CO2+ Ca(OH)2Ca(HCO3)2 (2)
Ca(HCO3)2+ Ba(OH)2CaCO3+ BaCO3+ 2H2O (3) 0,50
Đặt số mol CO2tham gia phản ứng (1) (2) x y, ta có:
mol , y x 85 , 24 y 197 y x 100 15 , y x
, n x y 0,2mol
CO
Từ 0,14mol
18 44 , 32 , 11 n g 32 , 11 m m
m H O CO H O
2 2 0,50
Đặt công thức tổng quát A CxHy: CxHy+ (x+y/4)O2xCO2+ y/2H2O
Ta có x 10, y 14
14 , y , x 02 ,
1
Công thức phân tử A C10H14 4
0,50
Vì A khơng làm màu dung dịch brom (cấu trúc thơm), không tác dụng với dung dịch KMnO4/H2SO4 (chỉ có nhóm thế) monoclo hóa (ánh sáng) tạo sản phẩm (nhóm có cấu trúc đối xứng cao) nên cấu tạo A là:
C CH3 CH3 CH3 (t-butylbenzen) 1,00
2 Cơ chế:
(CH3)2C=CH2+ H2SO4(CH3)2C+-CH3+ HSO4
-+
C(CH3)3 H
+ H(+)
chËm nhanh
+ (CH3)3C+
C(CH3)3
1,00
3 Nhóm ankyl nói chung định hướng vào vị tríortho-vàpara- Tuy nhiên, nhómt-butyl
có kích thước lớn gây án ngữ khơng gian nên sản phẩm sản phẩmpara-: C
CH3
CH3 CH3 O2N
(28)ĐỀ SỐ
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
ĐỀ CHÍNH THỨC Đề có hai (2) trang
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2006 - 2007
MƠN: HĨA HỌC LỚP 11
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
CÂU I (4 điểm)
1 Tính pH dung dịch thu trộn lẫn 50,0 mL dung dịch NH4Cl 0,200 M với 75,0 mL dung dịch NaOH 0,100 M Biết Kb(NH3) = 1,8.10-5
2 Phèn muối sunfat kép cation hóa trị (như K+hay NH4+) cation hóa trị ba (như Al3+, Fe3+ hay Cr3+) Phèn sắt amoni có cơng thức (NH
4)aFe(SO4)b.nH2O Hịa tan 1,00 gam mẫu phèn sắt vào 100 cm3 H2O, chia dung dịch thu thành hai phần Thêm dung dịch NaOH dư vào phần đun sơi dung dịch Lượng NH3thốt phản ứng vừa đủ với 10,37 cm3dung dịch HCl 0,100 M Dùng kẽm kim loại khử hết Fe3+ở phần hai thành Fe2+ Để oxi hóa ion Fe2+thành ion Fe3+trở lại, cần 20,74 cm3dung dịch KMnO
4 0,0100 M môi trường axit
(a) Viết phương trình phản ứng dạng ion thu gọn xác định giá trị a, b, n (b) Tại phèn tan nước tạo môi trường axit ?
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 0,08M
L 125 , L mol 200 , L 050 , C o Cl NH4
; 0,06M
L 125 , L mol 100 , L 075 , C o NaOH
NH4Cl + NaOHNaCl + NH3+ H2O 0,08 0,06
0,06 0,06 0,06 0,02 0,06 Xét cân :
NH3+ H2O⇄NH4++ OH -0,06 0,02
x x x 0,06–x 0,02+x x
5
4
b 1,8.10
x 06 , x ) x 02 , ( ] NH [ ] OH ][ NH [ K
, gần 5,4.10 M
02 , 06 , 10 ,
x 5 5
pH14[lg(5,4.105)]9,73
(29)1,00 (a) Đặt số mol phèn sắt (NH4)aFe(SO4)b.nH2O phần x mol
Phương trình phản ứng phần : NH4++ OH-NH3+ H2O
ax
0 ax
Fe3++ 3OH-Fe(OH)
NH3+ H+NH4+ ax ax
Phương trình phản ứng phần hai : Zn + 2Fe3+Zn2++ 2Fe2+
x
0 x 5Fe2++ MnO
4-+ 8H+5Fe3++ Mn2++ 4H2O x x/5
10,25
Ta có : ax0,01037L0,100mol.L11,037.103mol mol 10 037 , L mol 010 , L 02074 ,
x 1 3
a =
Công thức phèn viết lại NH4+Fe3+(SO42-)b.nH2O
b =
Từ M = 18 + 56 + 96.2 + 18n =
mol 10 037 ,
gam ,
3 n = 12
Công thức phèn sắt – amoni NH4Fe(SO4)2.12H2O
(b) Phèn tan nước tạo môi trường axit ion NH4+, Al3+, Fe3+và Cr3+đều ion axit (các ion K+có tính trung tính, cịn SO
42-có tính bazơ yếu) NH4++ H2O⇄NH3+ H3O+
M3++ H
(30)CÂU II (4 điểm)
1 Viết phương trình phản ứng xảy cho đơn chất As Bi tác dụng với dung dịch HNO3(giả thiết sản phẩm khử khí NO)
2 So sánh (có giải thích) tính tan nước, tính bazơ tính khử hai hợp chất với hidro amoniac (NH3) photphin (PH3)
3 Một giai đoạn quan trọng trình tổng hợp axit nitric oxi hóa NH3trong khơng khí, có mặt Pt xúc tác
(a) Xác định nhiệt phản ứng phản ứng này, biết nhiệt hình thành chất NH3(k), NO (k) H2O (k) – 46 kJ/mol; + 90 kJ/mol - 242 kJ/mol
(b) Trong công nghiệp, người ta sử dụng nhiệt độ áp suất để trình tối ưu ? Tại ?
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 Phương trình phản ứng :
3As + 5HNO3+ 2H2O3H3AsO4+ 5NO Bi + 4HNO3Bi(NO3)3+ NO + 2H2O
1,00
2 Tính tan :
NH3tan tốt PH3trong nước, phân tử phân cực có khả tạo liên kết hidro với nước
H N H
H
H O H
H N H H
Tính bazơ :
NH3có tính bazơ mạnh PH3, liên kết N-H phân cực mạnh liên kết P-H, làm cho nguyên tử N phân tử NH3giàu electron hơn, dễ dàng nhận proton (một nguyên nhân giải thích cho điều ion NH4+bền PH4+)
Tính khử :
PH3có tính khử mạnh nhiều so với NH3, nguyên tử P phi kim có độ âm điện nhỏ phân tử PH3kém bền NH3
3 (a) 4NH3(k) + 5O2(k)4NO (k) + 6H2O (k)
3
2O NH
H
NO H H
H H
kJ 908 ) kJ 46 ( [ )] kJ 242 ( [ ) kJ 90 (
H
(31)CÂU III(4 điểm)
1 Dùng hình vẽ, mơ tả thí nghiệm tiến hành phịng thí nghiệm để xác định có mặt nguyên tố C H có glucozơ
2 Hoàn thành phản ứng Xác định sản phẩm phản ứng dùng chế giải thích hình thành sản phẩm
(a) CH3-CH=CH2(propilen) + HCl
(b) CH3-CH2-CH(OH)-CH3(ancols-butylic) HSO,180C o
(c) C6H5CH3+ HNO3 o 2SO ,t H
3 Dùng sơ đồ xen phủ obitan nguyên tử để mô tả phân tử CH3-CH=C=CH-CH3 (phân tử A) CH3 -CH=C=C=CH-CH3(phân tử B) Cho biết A, B có đồng phân hình học hay khơng ? Tại ?
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 Thí nghiệm xác định có mặt nguyên tố C H có glucozơ :
1,5
2 Phản ứng chế phản ứng: (a) Phản ứng :
CH3 CH CH2 + HCl
CH
CH3 CH3
Cl CH2
CH3 CH2 Cl
(s¶n phÈm chÝnh)
Cơ chế (cộng AE) :
CH3 CH CH2 H
+
CH3 CH CH3
CH3 CH2 CH2
Cl
-CH
CH3 CH3
Cl
(X)
(Y)
Sản phẩm hình thành theo hướng tạo cacbocation trung gian bền vững Dễ thấy cacbocation (X) bền (Y) (do điện tích giải tỏa nhiều hơn, với 6Hα), nên sản phẩm isopropyl clorua
(32)(b) Phản ứng :
CH3 CH2
H2SO4
(s¶n phÈm chÝnh)
CH CH3
OH
CH3 CH CH CH3+ H2O
CH2 CH CH2 CH3+ H2O Cơ chế (tách E1) :
CH3 CH2 CH CH3
OH
CH3 CH CH CH3
CH2 CH CH2 CH3
H+
CH3 CH2 CH CH3 +
OH2 -H2O
(X)
(Y)
Sản phẩm hình thành theo hướng tạo sản phẩm bền Ở đây, (X) bền
(Y) có số nguyên tử Hαtham gia liên hợp, làm bền hóa liên kết π nhiều hơn. 0,50
(c) Phản ứng :
+ HONO2
H2SO4
+ H2O CH3
CH3
NO2
+ H2O CH3
NO2
Cơ chế (thế SE2Ar) : HONO2+ H2SO4HSO4-+ H2O ++NO2
+NO
+NO
-H+ CH3 CH3
CH3 CH3
-H+
CH3 CH3 H
NO2
H NO2
NO2
NO2
Phản ứng dịnh hướng vào vị trímeta-, mật độ electron vị trí phân tử toluen giàu vị trí ortho-, para- Đồng thời phản ứng vào vị trí tạo giải tỏa điện tích tốt phức π
0,50
3 Mơ hình phân tử :
H
CH3
(33)Trong truờng hợp này, nhóm khơng đồng phẳng, nên phân tử khơng xuất hiện tượng đồng phân hình học
H CH3
H CH3
Trong trường hợp này, nhóm đồng phẳng, nên phân tử xuất hiện tượng đồng phân hình học
1,00
CÂU IV(4 điểm)
1 Thổi 672 mL (đktc) hỗn hợp khí A gồm ankan, anken ankin (đều có số nguyên tử cacbon phân tử nhau) qua dung dịch AgNO3/NH3, thấy có 3,4 AgNO3đã tham gia phản ứng Cũng lượng hỗn hợp khí A làm màu vừa hết 200 mL dung dịch Br20,15 M
(a) Xác định thành phần định tính định lượng chất A (b) Đề nghị phương pháp tách riêng chất khỏi hỗn hợp A
2 Oxi hóa m gam hợp chất hữu A CuO cho sản phẩm sinh gồm CO2và H2O qua bình đựng Mg(ClO4)2và bình đựng lít Ca(OH)20,0 M thu gam kết tủa Khối lượng bình tăng 1,08 gam khối lượng CuO giảm 3,2 gam, MA< 100 Oxi hóa mãnh liệt A, thu hai hợp chất hữu CH3COOH CH3COCOOH
(a) Xác định công thức cấu tạo gọi tên A
(b) Viết dạng đồng phân hình học tương ứng A
(c) Khi cho A tác dụng với Br2theo tỉ lệ mol 1:1, tạo sản phẩm ? Giải thích
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 (a) Nếu ankin có dạng RCCH :
RCCH + AgNO3+ NH3RCCAg + NH4NO3
0,02mol
mol / gam 170
gam , ) ankin (
n n n(ankin) 0,04mol
2
Br
Điều trái giả thiết, số mol Br2chỉ bằng0,2L0,15mol/L0,03mol Vậy ankin phải C2H2và ankan C2H6, anken C2H4
Từ phản ứng :
C2H2+ 2AgNO3+ 2NH3C2Ag2+ 2NH4NO3
n(C2H2) = 1/2n(AgNO3) = 0,01 mol Từ phản ứng :
C2H2+ 2Br2C2H2Br4 C2H4+ Br2C2H4Br2
n(C2H4) = 0,01 mol
(34) n(C2H6) = 0,01mol0,01mol
mol / L , 22
L 672 ,
0,01 mol
(b) Thổi hỗn hợp qua binh chứa dung dịch AgNO3/NH3dư Lọc tách kết tủa, hòa tan kết tủa dung dịch HCl dư thu khí C2H2
C2H2+ 2AgNO3+ 2NH3C2Ag2+ 2NH4NO3 C2Ag2+ 2HClC2H2+ 2AgCl
Khí khỏi bình chứa dung dịch AgNO3/NH3, thổi tiếp qua dung dịch nước brom dư Chiết lấy sản phẩm đun nóng với bột Zn (trong CH3COOH) thu C2H4:
C2H4+ Br2C2H4Br2 C2H4Br2+ ZnC2H4+ ZnBr2
Khí khỏi bình chứa dung dịch brom khí C2H6
1,00
2 (a) n(H2O) = 0,06 moln(H) = 0,12 mol Từ phản ứng :
CO2+ Ca(OH)2CaCO3+ H2O 2CO2+ Ca(OH)2Ca(HCO3)2 với n 0,045mol
2 ) OH (
Ca nCaCO3 0,02mol n(CO2) 0,02 mol 0,07 mol n(O) tham gia phản ứng 0,2mol
mol / gam 16
gam ,
3
Vậy số mol O A :
n(O) = 0,02mol2 + 0,06 mol – 0,2 mol < (loại)
n(O) = 0,07mol2 + 0,06 mol – 0,2 mol = mol
A hidrocacbon có cơng thức đơn giản C7H12
Vì MA< 100, nên cơng thức phân tử A C7H12(2) Cấu tạo A phù hợp với giả thiết là:
CH
CH3 C
CH3
CH CH CH3 (3-metylhexa-2,4-dien)
1,00
0,50
(35)CH3 C C
CH3 C C
CH3 H H H
H3C C C
CH3 C C
H CH3 H
H
H C C
CH3 C C
CH3 H H CH3
H C C
CH3 C C
H CH3 H
CH3
cis-cis cis-trans trans-cis trans-trans
0,50
(c) Tác dụng với brom theo tỉ lệ mol 1:1 tạo sản phẩm :
CH
CH3 C
CH3
CH CH CH3 + Br2 - Br
-CH
CH3 C
CH3 H
C CHBr CH3 H
C
CH3 C
CH3
CH CHBr H
C
CH3 C
CH3
CH CH CH3 CH3
Br
+ Br
-CH3CH=C(CH3)-CHBr-CHBr-CH3 CH3-CHBr-C(CH3)=CH-CHBr-CH3 CH3-CHBr-CBr(CH3)-CH=CH-CH3
0,50
CÂU V( điểm)
1 Trình bày phương pháp phân biệt cặp chất (mỗi trường hợp dùng thuốc thử đơn giản, có viết phản ứng minh họa) :
(a) m-bromtoluen benzylbromua (b) phenylaxetilen styren
2 Từ benzen chất vô cơ, xúc tác cần thiết khác có đủ, viết phương trình phản ứng hóa học điều chế : (a) meta-clonitrobenzen
(b) ortho-clonitrobenzen (c) axitmeta-brombenzoic (d) axitortho-brombenzoic
3 Hidrocacbon X có phân tử khối 128, khơng làm nhạt màu dung dịch Br2 X tác dụng với H2(xúc tác Ni, t) tạo sản phẩm Y Z Oxi hóa mãnh liệt Y tạo sản phẩm axito-phtalic,o-C6H4(COOH)2
(a) Xác định cấu tạo gọi tên X, Y, Z
(b) Viết phản ứng tạo sản phẩm chính, cho X tác dụng với dung dịch HNO3đặc (H2SO4đặc xúc tác) Br2(xúc tác bột sắt) Biết phản ứng, tỉ lệ mol chất tham gia phản ứng 1:1
ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 Phân biệt chất :
(36)(b) Dùng dung dịch AgNO3/NH3, phenylaxetilen cho kết tủa vàng xám : C6H5CCH + AgNO3+ NH3 C6H5CCAg + NH4NO3
1,00
2 Điều chế :
NO2
+ HONO2 H2SO4
+ Cl2 Fe
NO2
Cl (a)
Cl
+ HONO2
H2SO4 + Cl2
Fe
Cl
(b) +H2SO4
SO3H
Cl
SO3H
t
Cl
NO2
NO2
CH3
+ CH3Cl
AlCl3
+ Br2
Fe
COOH
(c) + KMnO4
COOH
Br CH3
+ Br2
Fe +CH3Cl
AlCl3
CH3
(d) +H2SO4
SO3H
CH3
SO3H
t
CH3
Br
Br
+ KMnO4
COOH Br
0,25
0,50
0,25
0,50
3 (a) X (CxHy), có 12x + y = 128 (y 2x + 2) có hai nghiệm thích hợp C10H8và C9H20 Tuy nhiên, X tác dụng với hidro, nên cơng thức C10H8(7)
Vì X khơng làm nhạt màu nước brom nên cấu tạo thích hợp X naphtalen phù hợp với giả thiết Y tetralin Z decalin :
(37)(b) Phản ứng :
+ HONO2 H2SO4 + H2O NO2
+ Br2 Fe + HBr
Fe
(38)ĐỀ SỐ 6
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2004 - 2005
MƠN: HĨA HỌC LỚP 12 - BẢNG A
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu I (3 điểm)
1. Tỉ lệ triti so với tổng số nguyên tử hidro mẫu nước sông 8.10-18 Triti phân hủy phóng xạ với chu kì bán hủy 12,3 năm Có nguyên tử triti 10gam mẫu nước sông sau 40 năm
2. (a) Gọi tên viết đồng phân cho hợp chất phức [Pt(NH3)4Cl2]2+và [Co(en)2Cl2].H2O
(b) Giải thích hình thành liên kết [CoF6]3-(chất thuận từ) [Co(CN)6]3-(chất nghịch từ) theo thuyết liên kết hóa trị VB
3. Viết phương trình phản ứng minh họa trình điều chế chất sau từ đơn chất halogen tương ứng: (a) HClO4, (b) I2O5, (c) Cl2O, (d) OF2, (e) BrO3
Đáp Án Điểm
1. Số nguyên tử 31T 10g mẫu = 6,02.1023 8.10 18 18
10
= 5,35.106nguyên tử
Từ kt
n n ln
o
2 / t
693 , k
số nguyên tử 31T lại sau 40 năm: 40
3 , 12
693 ,
e 10 35 , n
= 5,8.105nguyên tử
T
1
2. (a) Tên gọi đồng phân:
[Pt(NH3)4Cl2]2+: ion diclorotatraaminplatin (IV)
[Co(en)2Cl2].H2O: diclorobis(etilendiamin)coban(II) monohidrat
H3N
H3N NH3 NH3 Cl
Cl
H3N
H3N Cl
NH3 Cl
NH3
trans-
(39)Cl
Cl
Cl Cl
trans-
cis-en en
en en
cis-en en
(b) Phức [CoF6]3-thuận từ cho thấy ion F-phối trí vào obitan lai hóa ngồi sp3d2cịn trống Co(III):
F- F- F- F- F- F
-lai hãa sp3d2
Phức [Co(CN)6]3-nghịch từ cho thấy ion CN-phối trí vào obitan lai hóa d2sp3 cịn trống Co(III):
CN- CN-CN- CN -CN- CN
-lai hãa d2sp3
3. (a) 3Cl2+ 6NaOH t 5NaCl + NaClO3+ 3H2O 4NaClO3 t NaCl + 3NaClO4
NaClO4+ H2SO4NaHSO4+ HClO4(chưng cất) (b) 3I2+ 6OH-5I-+ ClO3-+ 3H2O
IO3-+ H+HIO3 2HIO3 t I2O5+ H2O (c) 2Cl2+ HgOCl2O + HgCl2 (d) 2F2+ 2OH-2F-+ OF2+ H2O (e) Br2+ 2O3 0C
o
2BrO3
Câu II (4 điểm)
1. Tính khối lượng amoniclorua thể tích dung dịch natri hidroxit 3,0M cần thêm vào 200mL nước sau pha lỗng đến 500mL để điều chế dung dịch đệm có pH = 9,5 với nồng độ muối 0,1M Biết pKb(NH3) = 4,76
(40)nhau cầu muối Nối điện cực với qua Vol kế Giả thiết H2SO4điện li hoàn toàn thể tích dung dịch cốc Cho Eo 0,771V
Fe /
Fe3 2 E 1,51V
o Mn / H , nO
M 4 2
(a) Tính điện cực trước phản ứng xảy Viết sơ đồ pin tính hiệu pin (b) Tính số cân điện cực cân
3. Cho 1L dung dịch HClO40,003M chứa 2,0.10-4mol ion Mn2+và Cu2+ Bão hòa dung dịch H2S, giả thiết nồng độ H2S 0,1M không phụ thuộc có mặt chất khác
(a) Hãy cho biết tách riêng hai ion Mn2+và Cu2+khơng? Biết H
2S có pK1= pK2= 14 TMnS= 2,5.10-10 TCuS= 8,5.10-36
(b) Kết luận có thay đổi khơng thay HClO4bằng dung dịch đệm có [H+] = 10-9M?
Đáp Án Điểm
1. Từ ] NH [ ] NH [ lg pK pH
a
] NH [ ] NH [ lg ) 76 , 14 ( ,
1,8
] NH [ ] NH [
Trong dung dịch cuối: NH4 0,1M nênNH31,80,1M0,18M n (0,1mol.L 1) (0,5L) 0,05mol
NH4
mol 09 , ) L , ( ) L mol 18 , (
nNH
3
Từ phản ứng NH4++ OH-NH3+ H2O ta thấy số mol NaOH cần dùng số mol NH3và tổng lượng muối amoni cần ban đầu 0,05mol + 0,09mol = 0,14mol
0,03L
) L mol , ( ) mol 09 , ( V
ddNaOH , mNH4Cl (0,14mol)(53,5g/mol)7,49g
2. (a) 0,671V
15 , 003 , lg 059 , 771 , ] Fe [ ] Fe [ lg 059 , E E 2 o Fe / Fe
Fe
V 52 , 005 , ) )( 02 , ( lg 059 , 51 , ] Mn [ ] H [ ] MnO [ lg 059 , E E 8 o Mn / nO M Mn
Sơ đồ pin:
PtFe2+(0,150M), Fe3+(0,003M)MnO
4-(0,02M), Mn2+(0,005M), H+(1M)Pt Hiệu pin:
Epin= EMn- EFe= 1,52V - 0,671V = 0,85V
(b) Hằng số cân bằng:
63 , 62 059 , ) 771 , 51 , ( 059 , E n 10 10 10
K
(41)Vì số cân lớn nên phản ứng sau coi hoàn toàn: 5Fe2+ + MnO
4-+ 8H+5Fe3++ Mn2++ 4H2O
0,15 0,02 0,003
0,1 0,02 0,1 0,05 0,103 Tại cân bằng:
V 79 , 05 ,
103 , lg 059 , 771 , ] Fe [
] Fe [ lg 059 , E
E
E 2
3 o
Fe / Fe Fe
Mn
3. (a) Coi đóng góp H+của H2S khơng đáng kể ta có [H+] = 0,003M
Từ 21
2
2
10 K K ] S H [
] S [ ] H
[
[S2-] =
0,003 1,1.10 M
1 ,
10 17
2
21
[Cu2+][S2-] = (2.10-4)(1,1.10-17) = 2,2.10-21> T
CuS= 8,5.10-36
Cu2+kết tủa dạng CuS
[Mn2+][S2-] = (2.10-4)(1,1.10-17) = 2,2.10-21< T
MnS= 2,5.10-10
Mn2+không kết tủa dạng muối sunfua.
Nồng độ S2-thay đổi không đáng kể Cu2+kết tủa hết, nên Mn2+vẫn chưa kết tủa. Vậy tách riêng hai ion
(b) [S2-] =
M
10 ,
10 2
9
21
[Mn2+][S2-] = (2.10-4)(10-4) = 2.10-8> T
MnS= 2,5.10-10
(42)Câu III (3 điểm)
1. Tính G nhận xét chiều tự xảy cho phản ứng: H2O (l)H+(aq) + OH-(aq) 25oC điều kiện sau:
(a) [H+] = 10-3M [OH-] = 10-4M (b) [H+] = 10-12M [OH-] = 2.10-8M
2. Hằng số cân (KC) phản ứng hóa hợp:
A(k) + B (k)AB (k) 1,8 103L.mol–1tại 25oC 3,45.103L.mol–1tại 40oC.
(a) Giả sử H không phụ thuộc nhiệt độ, tính Hovà So
(b) Hãy tính số cân KPvà KXtại 298K áp suất toàn phần atm
3. (a) Thiết lập biểu thức xác định chu kì bán hủy phản ứng chiều bậc hai dạng Asản phẩm
(b) Tính chu kì phản ứng bậc hai: buta-1,3-dien (k)xiclobuten (k) Biết nồng độ ban đầu butadien 0,272M; 500K số vận tốc phản ứng 0,0143M-1s-1.
Đáp Án Điểm
1. Tại cân ta có: [H+] = [OH-] = 10-7M K N= 10-14
1 14
N o mol J 10 ) 10 ln( ) K 298 )( mol K J 314 , ( K ln RT
G
(a) GGoRTln([H][OH])
1 4 1
4J.mol (8,314J.K .mol )(298K)ln(10 10 ) 4.10 J.mol 10
G
Vì G0 nên phản ứng khơng tự xảy theo chiều thuận
(b) 1 12
mol J 10 , ) 10 10 ln( ) K 298 )( mol K J 314 , ( mol J 10
G
Vì G0 nên phản ứng tự xảy theo chiều thuận
2. (a) Từ
o T T R H K K ln 313 298 314 , H 10 , 10 45 , ln o 3
Ho= 33,77 kJ/mol
(43) 1 2 o o mol K J , 175 T K ln RT H
S
(b) Tại 298K:
1
1 C
P 0,726atm
298 314 , 10 , ) RT ( K
K
726 , P K Kx P
3. (a) k[A]2=
t A
kt A A o
khi t =
t thì: A
A
0 0 / A k A A k t
(b) 257s
) M 272 , )( s M 0143 , ( A k
t 1 1
o
1
Câu IV (3 điểm)
1. Hoàn thành dãy chuyển hóa đây:
axetilen + CH3MgBrG + CH4 G + CO2H
H
I (C3H2O2) I H2O, H2SO4,HgSO4J (C
3H4O3)
J + KMnO4sản phẩm chứa chất hữu K
2. So sánh (có giải thích) độ mạnh tính axit K với (a) axit oxalic (b) axit sucxinic
Đáp Án Điểm
1. Hồn thành dãy chuyển hóa
CHCH + CH3MgBrCHCMgBr + CH4 CHCMgBr + CO2CHCCO2MgBr
H CHCCOOH CHCCOOH H2O, H2SO4,HgSO4 HOCCH
2COOH HOCCH2COOH KMnO4 HOOCCH2COOH
(44)giảm làm độ phân cực liên kết O-H giảm độ bền bazơ liên hợp K2(axit oxalic) > K2 (axit malonic) ion oxalat đặc biệt bền nhờ cộng hưởng
(b) K1(axit malonic) > K1(axit sucxinic) mạch cacbon tăng, hiệu ứng (-I) nhóm cacboxyl giảm làm độ phân cực liên kết O-H giảm độ bền bazơ liên hợp giảm K2(axit malonic) < K2 (axit sucxinic) ion sucxinat bền ion malonat nhờ mạch cacbon lớn hơn, tương tác nhóm COO-nhỏ hơn.
C
O O
C OH HO
C
O O
C O -HO
C
O O
C O
O
2-HOOC(CH2)nCOOHHOOC(CH2)nCOO--OOC(CH2)nCOO
-Câu V (3 điểm)
Citral, C10H16O, tecpen đóng vai trị cấu tử cho dầu cỏ chanh Nó phản ứng với hidroxylamin sinh hợp chất có cơng thức C10H7ON, với thuốc thử Tollens cho kết tủa bạc hợp chất có cơng thức C10H16O2 Oxi hóa mãnh liệt citral sinh axeton, axit oxalic axit levulinic (CH3COCH2CH2COOH)
1. Đề nghị cấu tạo cho citral phù hợp với liệu phù hợp với quy tắc isopren
2. Trong thực tế citral gồm hai đồng phân citral a citral b Oxi hóa êm dịu geraniol sinh citral a (geranial), cịn từ nerol sinh citral b (neral) Trong axit sunfuric, geraniol nerol chuyển hóa thành -tecpineol khả chuyển hóa geraniol chậm nhiều so với nerol Xác định cấu trúc phù hợp gọi tên theo IUPAC cho hai đồng phân Viết chế phản ứng tạo thành-tecpineol từ nerol
3. Khi chocitralphản ứng vớiolivetoltrong axit loãng thu hỗn hợp sản phẩm chứa (I) Cho biết chế hình thành (I) gọi tên giai đoạn chế
OH
HO C5H11-n
Olivetol
OH
C5H11-n 1
-3,4-trans-tetrahidrocannabinol (I) O
OH -tecpineol
Đáp Án Điểm
1. CitralC10H16O có độ bất bão hòa 3; Phản ứng với hidroxylamin thuốc thử Tollens cho thấy andehit; Oxi hóa tạo ba phân mảnh cho thấy phân tử có hai liên kết đôi Xếp phân mảnh theo quy tắc isopren ta có cấu tạo củacitral:
CH3 C CH3
OH O C
OH
CH2 CH2 C OH CH3
O C
OH
C OH
OH
CH3 C CH3
CH CH2 CH2 C CH3
(45)2. Citral a b đồng phân hình học liên kết đơi C2: Nerol phản ứng dễ dàng hơn, nerol
neral đồng phâncis-(Z) geraneol geranial đồng phântrans-(E)
C C
H CH3
CH3 CH2 CH2
C C
H
CH3 CHO
C C
H CH3
CH3 CH2 CH2
C C
CHO
CH3 H
Citral a
(E)-2,7-dimetylocta-2,6-dienal (Z)-2,7-dimetylocta-2,6-dienalCitral b Cơ chế phản ứng (AE):
OH
CH2OH CH2OH2+ CH2
+ H+
- H2O
+ H2O - H+
3. Cơ chế tạo (I)
HO
HO
C5H11-n CHO H
+
CHOH olivetol C OH H
H+ (3)
HO
HO
C5H11-n C
H
-H2O
HO
HO
C5H11-n
HO
OH
C5H11-n -H
+
(6)
HO
O
C5H11-n
(5)
(4) (2)
(1)
(1) Proton hóa andehit, (2) Thế SEAr, (3) Proton hóa tách nước tạo ion dạn alylic, (4) Cộng AE cacbocation vào liên kết đôi, (5) Cộng tạo ete proton hóa, (6) Tách proton tạo (I)
Câu VI (4 điểm)
1. Người ta xác định cấu tạo chất kháng sinhgramicidin S(chất A) q trình sau:
Phân tích sản phẩm thủy phân cho thấy tỉ lệ đẳng phân tử aminoaxit Leu H3N+CH(i-Bu)COO-(M = 131), Orn H3N+(CH2)3CH(NH2)COO-(M = 132), Phe PhCH2CH(+NH3)COO-(M = 165), Val H3N+CH(i-Pr)COO-(M = 117), Pro (M = 115) Khối lượng phân tử A khoảng 1300
N
H H
(46) Thử nghiệm xác định aminoaxit C-cuối mạch cho kết âm; thử ngiệm xác định aminoaxit N-đầu mạch DNFB thấy sinh DNP-NHCH2CH2CH2CH(+NH3)COO-
Thủy phân khơng hồn tồn gramicidin S tạo thành dipeptit tripeptit sau: Leu-Phe, Phe-Pro, Phe-Pro-Val, Val-Orn-Leu, Orn-Leu, Val-Orn, Pro-Val-Orn
Cho biết trật tự cấu tạo phân tử gramicidin S
2. Q trình oxi hóa metyl glycosit Q HIO4tạo sản phẩm giống sản phẩm oxi hóa metyl α-glycosit D-andohexoz Tuy nhiên, q trình oxi hóa Q tiêu tốn mol HIO4và không tạo axit fomic Metyl hóa Q, thủy phân, sau oxi hóa mãnh liệt thu axit dicacboxilic di-O-metylete axit (-)-tartaric Lập luận viết cấu hình đầy đủ cho Q (dạng cơng thức chiếu)
Đáp Án Điểm
1. Từ Mn(131132165115117)1300n =
Theo giả thiếtgramicidin Skhơng có C-cuối mạch Sản phẩm DNP-NHCH2CH2CH2CH(+NH3)COO -cho thấy DNFB phản ứng với -NH2, nghĩa làgramicidin Scũng khơng có N-đầu mạch Vậy
gramicidin Scó cấu trúc vịng
Từ kết thủy phân khơng hồn tồn: Leu Phe Phe Pro
Phe Pro Val
Val Orn Leu
Orn Leu Val Orn
Pro Val Orn
ta có trật tự: Leu-Phe-Pro-Val-Orn-Leu, trật tự cấu tạo củagramicidin S là: Val Orn Leu Phe
Pro Val Orn Leu Phe
Pro
2. Cấu hình đầy đủ:
OMe HO
OH CH2OH
O
OMe MeO
OMe CH2OH
O
CHO MeO
OMe CH2OH OH
COOH MeO
OMe COOH OMe
CHO CHO CH2OH
O
(47)ĐỀ SỐ 7
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
ĐÁP ÁN KÌ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2004 - 2005
MƠN: HĨA HỌC LỚP 12 - BẢNG B
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu VII (3 điểm)
4. Nguyên tử nguyên tố X có 10 electron thuộc phân lớp p Thêm đơn chất X hoạt động phóng xạ vào dung dịch chứa 2
3
XO thu ion A hoạt động phóng xạ Thêm dung dịch chứa Ba2+thì thu kết tủa B Lọc tách kết tủa B, sấy khơ xử lí với dung dịch axit clohidric thu chất rắn có hoạt động phóng xạ, chất khí khơng hoạt động phóng xạ nước
(a) Viết phương trình ion thu gọn minh họa (kí hiệu X*cho nguyên tử X hoạt động phóng xạ)
(b) Viết cơng thức cấu tạo cho ion A cho biết cấu tạo, dạng hình học hợp khí với H, oxit bậc cao nhất,
hidroxit bậc cao X
5. Sản xuất ure từ nguyên liệu đầu NH3và CO2qua hai cơng đoạn sau:
(a) 2NH3(k) + CO2(k)H2NCOONH4(r) + 159,1kJ (tổng hợp amoni cacbamat) (b) H2NCOONH4(r)H2NCONH2(r) + H2O (l) - 258kJ (dehidrat hóa tạo ure) Cho biết biện pháp áp dụng để làm tăng hiệu suất trình
Đáp Án Điểm
1. (a) Cấu hình electron X: 1s22s22p63s23p4Z = 16, X lưu huỳnh (S) S*+ 2
3
SO S*SO23 (S2O32) Ba2++ 2
3 *
SO
S BaS*SO3
3 *
SO
BaS + 2H+SO2+ S*+ Ba2++ H2O (b) Cấu tạo A:
O S S
OO
2-*
Vì SO2khơng có hoạt tính phóng xạ nên S*chỉ tham gia liên kết S-S, mà không tham gia liên kết S-O
(48)HO HO
S H
S H
S O
O O
OO
dạ ng chữ V ng tam giá c phẳng ng tứ diện
2. (a) Dùng dư NH3hoặc CO2(thực tế dùng dư NH3), tăng áp suất hạ nhiệt độ (b) Đun nóng (khơng q cao khơng gây phân hủy ure) chưng cất nước
Câu VIII (4 điểm)
4. Mỗi hỗn hợp gồm hai chất sau tồn hay khơng ? Nếu có tồn cho biết điều kiện, khơng tồn giải thích rõ ngun nhân: (a) H2và O2, (b) SO2và NO2, (c) Na2O2và H2O, (d) dd FeCl2và Br2, (e) dd FeCl3và KI
5. X hợp chất hoá học tạo hợp kim gồm Fe C có 6,67% C khối lượng Hồ tan X HNO3đặc nóng thu dung dịch A hỗn hợp khí B Cho A, B tác dụng với NaOH dư A tạo kết tủa A1, B tạo hỗn hợp B1có muối Nung A1và B1ở nhiệt độ cao A1tạo oxit A2, B1tạo hỗn hợp B2gồm hai muối Cho B2tác dụng với H2SO4 lỗng thu khí B3 axit B4 Chất B4làm màu dung dịch KMnO4 (trong môi trường axit) Viết phương trình phản ứng (các phản ứng dung dịch viết dạng ion thu gọn) 6. Tính thể tích amoniac đậm đặc (14,8M) khối lượng amoni clorua cần dùng để pha chế 100mL dung dịch
đệm có pH = 10, nồng độ muối 0,2M Biết pKb(NH3) = 4,76
Đáp Án Điểm
1. (a) Tồn điều kiện thường, phản ứng đun nóng : H2+
O2 o
t H
2O
(b) Không : SO2+ NO2SO3+ NO
(c) Không: Na2O2+ H2O2NaOH +
O2 (d) Không : 6FeCl2+ 3Br24FeCl3+ 2FeBr3 (e) Không : FeCl3+ KI2FeCl2+ 2KCl + I2
2. Với FexCy, ta có y x 67 ,
33 , 93 y 12
x 56
, công thức Fe3C Fe3C + 22H++ 13NO3-3Fe3++ CO2+ 13NO2+ 11H2O Fe3++ 3OH-Fe(OH)
(49)CO2+ 2OH-CO32-+ H2O 2NO2+ 2OH-NO2-+ NO3-+ H2O 2Fe(OH)3 t Fe2O3+ 3H2O NaNO3 t NaNO2+ 1/2O2 CO32-+ 2H+CO2+ H2O NO2-+ H+HNO2
5HNO2+ 2MnO4-+ H+5NO3-+ 2Mn2++ 3H2O A: Fe(NO3)3 B: CO2, NO2
A1: Fe(OH)3 B1: Na2CO3, NaNO3, NaNO2 A2: Fe2O3 B2: Na2CO3, NaNO2
B3: CO2 B4: HNO2
3. mNHCl (0,1L) (0,2mol.L 1) (53,5g.mol 1) 1,07g
4
4 b
NH NH lg ) pK 14 (
pH , 10 = (14 - 4,76) +
1
L mol ,
NH
lg
[NH3] = 1,15 (mol.L-1), nNH3 (1,15mol.L 1)(0,1L)0,115mol
7,8.10 L
L mol , 14
mol 115 ,
V
1 ddNH3
Câu IX (3 điểm)
Cho 2,16gam hỗn hợp gồm Al Mg tan hết dung dịch axit HNO3lỗng, đun nóng nhẹ tạo dung dịch A 448mL (đo 354,9K 988mmHg) hỗn hợp khí B khơ gồm khí khơng màu, khơng đổi màu khơng khí Tỷ khối B so với oxi 0,716 lần tỷ khối CO2so với nitơ Làm khan A cách cẩn thận thu chất rắn D, nung D đến khối lượng không đổi thu 3,84 gam chất rắn E Viết phương trình phản ứng, tính lượng chất D % lượng kim loại hỗn hợp ban đầu
Đáp Án Điểm
i Phương trình phản ứng: Khí B theo giả thiết chứa N2 N2O. 5Mg + 12H++ 2NO
3 5Mg 2++ N
(50)4Mg + 10H++ 2NO
3 4Mg 2++ N
2O+ 5H2O 10Al + 36H++ 6NO
3
10Al3++ 3N
2+ 18H2O 8Al + 30H++ 6NO
3
8Al3++ 3N
2O+ 15H2O 4Al(NO3)32Al2O3+ 12NO2+ 3O2 2Mg(NO2)2 2MgO + 4NO2+ O2
Với KL mol TB khí = 36 tổng số mol khí = 0,02 ta tính được: Số mol N2 = 0,01 mol số mol N2O = 0,01mol
Al – 3e Al3
2N5
+ 10 e N2. x 3x 0,1 0,01 Mg – 2e Mg2
2N5
+ e N2O y 2y 0,08 0,01
Bảo tồn electron ta có: 3x + 2y = 0,18 27x + 24y = 2,16x =
Từ nảy sinh tình có vấn đề? Theo định luật bảo toàn khối lượng: 3,84 gam chất E chắn Al2O3 MgO Từ lượng kim loại lượng oxit tính số mol Al = 0,04 số mol Mg = 0,045 Lặp lại tính tốn :
Al – 3e Al3
2N5
+ 10 e N2 0,04 0,12 0,1 0,01 Mg – 2e Mg2
2N5
+ e N2O 0,045 0,09 0,08 0,01
ta thấy : tổng số mol e nhường (0,21) > tổng số mol e thu (0,18)chứng tỏ phần N5
= 0,21 – 0,18 = 0,03 mol tham gia phản ứng khác, khơng giải phóng khí
Đó phản ứng: 4Mg + 10H++ NO
3
4Mg2++ NH
4
+ 3H2O 8Al + 30H++ 3NO
3
8Al3++ 3NH
4
+ 9H2O 2NH4NO3N2+ O2+ 4H2O
(51)gam Hỗn hợp ban đầu có 50% khối lượng kim loại
Câu X(3 điểm)
3. Cho dung dịch : glucozơ, axit fomic, axit axetic, andehit axetic, etylenglicol rượu etylic Phân biệt dung
dịch phương pháp hoá học viết sơ đồ phản ứng chuyển hố glucozơ thành chất cịn lại
4. Trong dãy chuyển hóa điều chế axit picric từ benzen đây, dãy hợp lí dãy khơng hợp lí Giải
thích rõ hợp lí khơng hợp lí (a) benzen (1)
phenyl clorua (2)
phenol (3)
axit picric
(b) benzen (1) phenyl clorua (2) 1-clo-2,4-dinitrobenzen (3) 2,4-dinitrophenol (4) axit picric
Đáp Án Điểm
1. Tóm tắt cách giải:
glucozơ axit fomic axit axetic and axetic etylenglicol rượu etylic
q tím - (B) đỏ (A) đỏ (A) - (B) - (B) - (B)
(A) AgNO3 NH3
kết tủa trắng bạc
-(B) Cu(OH)2
trong OH-, t dd xanh
đỏ gạch
đỏ gạch dd xanh
-C6H12O6 men C2H5OH CuO ,t CH3CHO 2,Mn
O CH
3COOH C2H5OH H2SO4,t CH2=CH2 KMnO4CH2(OH)CH2(OH)
CH3COOHNaOH,CaO,tCH4 o 600 400 , NO
HCHO 2 2,Mn O
HCOOH
2. (a) benzen (1) phenyl clorua (2) phenol (3) axit picric
(52)(b) benzen (1)
phenyl clorua (2)
1-clo-2,4-dinitrobenzen (3)
2,4-dinitrophenol
(4)
axit picric
Dãy hợp lí Giai đoạn (2) Cl- -NO2đều nhóm phản hoạt hóa nên dinitro Giai đoạn (4), hai nhóm -NO2làm bền hóa phenol, tránh q trình oxi hóa xảy nitro hóa
Câu XI (4 điểm)
4. Hidrocacbon mạch thẳng A có mC:mH 36:7 Xác định cơng thức cấu tạo A hồn thành dãy chuyển hố:
AA2A3Phenol H2,Ni A4CuOA5
H , KMnO4
A6 tơ nilon 6,6
5. Tiến hành thí nghiệm sau: Cho 1mL CHCl3đã rửa ion halogenua vào ống nghiệm có sẵn 3mL dung dịch NaOH 10% ống nghiệm, lắc đun sôi hỗn hợp cách cẩn thận Làm lạnh hỗn hợp phản ứng, gạn lấy phần dung dịch phía chia làm ba phần:
Phần 1: Cho thêm vài giọt dung dịch HNO3, sau thêm tiếp vài giọt dung dịch AgNO31% Phần 2: Cho 1mL dung dịch AgNO3/NH3vào phần đun nóng nhẹ
Phần 3: Cho vài giọt dung dịch KMnO41% vào phần
Nêu tượng xảy thí nghiệm phần dung dịch trên, giải thích, viết phương trình phản ứng minh họa
6. Viết chế phản ứng dehidrat hóa 3,3-dimetylbutan-2-ol xiclobutylmetanol H2SO4đặc
Đáp Án Điểm
(a) 3:7
1 : 12 36 n :
(53)Công thức nguyên: (C3H7)n
Ta có điều kiện: 7n 6n + 7n số chẵn n = 2, công thức phân tử A C6H14 Công thức cấu tạo: CH3(CH2)4CH3(n-hexan) Dãy chuyển hóa:
Cl OH OH
O
n-C6H14 Al2O3/Cr2O3 Cl2, as 425H2Oo
H2, Ni
CuO, t KMnO4, H+
HOOC(CH2)4COOH
H2N(CH2)6NH2
T¬ nilon-6,6
(b) CHCl3 + NaOH
t HCOONa + NaCl + H 2O Ở phần xuất kết tủa trắng :
NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3
Ở phần xuất kết tủa Ag ( phản ứng tráng gương) : HCOONa + [Ag(NH3)2]OH
0
t
NaHCO3 + 2Ag + 4NH3+ H2O
Ở phần , dung dịch màu tím hồng KMnO4chuyển sang màu xanh do: HCOONa + KMnO4+ NaOH Na2CO3 + K2MnO4+ Na2MnO4+ H2O
(c) Cơ chế:
CH3 C CH3 CH3
CH OH
CH3 CH3 C
CH3 CH3
CH OH2
CH3 CH3 C
CH3 CH3
CH CH3
CH3 C CH3
CH CH3 CH3
H+
- H2O
-H+ CH3 C
CH3
(54)CH2OH H CH2OH2
+
- H2O - H+
Câu XII (3 điểm)
Hỗn hợp Y gồm hai chất hữu A B chức hoá học Nếu đun nóng 15,7 gam hỗn hợp Y với NaOH dư thu muối axit hữu đơn chức 7,6 gam hỗn hợp hai rượu no đơn chức bậc dãy đồng đẳng Nếu đốt 15,7 gam hỗn hợp Y cần dùng vừa hết 21,84 lít O2và thu 17,92 lít CO2(các thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn) Xácđịnh công thức cấu tạo A B
Đáp Án Điểm
Este đơn chức có dạng chung CxHyO2 mol
975 , n
2
O ; nCO2 0,8mol
0,65mol
18
44 , 32 975 , , 15 nHO
2
0,15mol
2
2 975 , , 65 ,
nY
5,33
15 ,
8 ,
C (5 < 5,33 < 6)
66 , 15 ,
65 ,
H (8 < 8,66 < 10) Công thức phân tử este C5H8O2và C6H10O2
66 , 50 15 ,
6 , MROH
Hai rượu C2H5OH (M = 46) vàn-C3H7OH (M = 60)
(55)ĐỀ SỐ 8
SỞ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
KÌ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2005 - 2006
HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HỌC LỚP 12 - BẢNG A
Câu 1 (3,0 điểm)
1 Dựa vào phương pháp gần Slater, tính lượng ion hóa I1cho He (Z = 2)
2 Dựa mơ hình VSEPR, giải thích dạng hình học phân tử NH3, ClF3và XeF4
3 Hoạt tính phóng xạ đồng vị 21084Po giảm 6,85 % sau 14 ngày Xác định số tốc độ
trình phân rã, chu kỳ bán hủy thời gian bị phân rã 90 %
ĐÁP ÁN ĐIỂM
Câu 1 (3,0 điểm)
1 He có cấu hình 1s2, 78,6eV
3 , , 13 n
Z , 13 E
2
2 *
2 * *
He
He+có cấu hình 1s1, 54,4eV
2 , 13 n
Z , 13 E
2
2 *
He
Q trình ion hóa He - eHe+;
I E* E*He ( 54,4eV) ( 78,6eV) 24,2eV He
1
0,75
2 Cấu tạo phân tử NH3cho thấy quanh N có khơng gian khu trú, có
cặp electron tự (AB3E) nên phân tử NH3có dạng tháp đáy tam giác với góc liên
kết nhỏ 109o28'(cặp electron tự đòi hỏi khoảng không gian khu trú lớn
hơn):
N H
H H
H N
HH
0,50
Phân tử ClF3có năm khoảng khơng gian khu trú, có hai cặp electron tự
(AB3E2) nên có dạng chữ T (các electron tự chiếm vị trí xích đạo):
(56)Cl F
F F
F Cl F
F
Phân tử XeF4có sáu khoảng khơng gia khu trú, có hai cặp electron tự
(AB4E2) nên có dạng vng phẳng (các cặp electron tự phân bố xa nhất): Xe
F F F F
F Xe
F F
F
0,50
3 Từ
100 6,85 0,00507
100 ln
14 k kt m m ln
t
0
ngày-1
137 00507 ,
693 , k
2 ln
t1/2
ngày
Thời gian để 21084Po bị phân rã 90% là:
100 90 454
100 ln 00507 ,
1
t
ngày
0,75
Câu 2 (3,0 điểm)
1 Trộn 15,00 mL dung dịch CH3COONa 0,030 M với 30,00 mL dung dịch HCOONa 0,15 M Tính pH
dung dịch thu Biết pKa(CH3COOH) = 4,76 pKa(HCOOH) = 3,75
2 Tính nồng độ ban đầu HSO4-(Ka= 10-2), biết giá trị sức điện động pin:
PtI-0,1 M; I3-0,02 MMnO4-0,05 M, Mn2+0,01 M, HSO4-C MPt
ở 25oC đo 0,824 V Cho Eo 1,51V Mn
/
MnO4 2 E 0,5355V o
I /
I3
3 Tính nồng độ ion H+đủ để làm giảm nồng độ Ag(NH
3)2+0,10 M xuống 1,0.10-8M Biết pKb(NH3) =
4,76 số bền β[Ag(NH3)2+] = 7,24
ĐÁP ÁN ĐIỂM
Câu 2 (3,0 điểm)
1 0,010M
45 15 03 ,
C
-3COO
CH
; 0,100M
45 30 15 ,
CHCOO-
Các cân bằng:
(57)CH3COO-+ H2O⇌CH3COOH + OH- Kb= 10-9,24 (2)
HCOO-+ H2O⇌HCOOH + OH- Kb’= 10-10,25 (3)
Do 11,25
HCOO ' b 24 , 11 O CO CH
b C 10 K C 10
K
-3
khơng thể tính gần
đúng theo cân
Điều kiện proton: h = [H+] = [OH-] - [CH
3COOH] - [HCOOH]
] O HCO [ ) K ( ] O CO CH [ K K h -1 ' a -3 a w (4)
Chấp nhận [CH3COO-]o= 0,010; [HCOO-]o= 0,10 thay vào (4) để tính h1: 75 , 76 , 14
1 2,96.10
10 10 10 10 10
h
Từ giá trị h1tính lại [CH3COO-]1và [HCOO-]1theo biểu thức: o -3 76 , 76 ,
-3 0,010 [CH COO ]
10 96 , 10 10 010 , ] O CO CH [ o -9 75 , 75 , -] O HCO [ 10 , 10 96 , 10 10 10 , ] O HCO [
Kết lập lại
Vậy h = 2,96.10-9= 10-8,53pH = 8,5
1,00
2 Ở điện cực phải: MnO4-+ 8H++ 5e⇌Mn2++ 4H2O
(58)01 , ] H [ 05 , lg 059 , 51 , ] Mn [ ] H ][ MnO [ lg 059 , E E 8 o Mn / MnO p V 574 , ) , ( 02 , lg 059 , 5355 , ] I [ ] I [ lg 059 , E E 3 o I / I t
3
E
Δ = Ephải- Etrái0,824 = 1,51 + 059 ,
lg(5[H+]8) – 0,574 Suy h = [H+] = 0,053 M
Mặt khác từ cân bằng:
H2SO4-⇌H++ SO42- Ka= 10-2
[] C – h h h
Suy h C
K h K h C h a a
Thay giá trị h = 0,053 Ka= 1,0.10-2, tính C 0,334M
HSO
1,00
3 Do [Ag(NH3)2+] = 1,0.10-8M << 0,10 M, suy phức bị phân hủy hồn tồn Hơn
mơi trường axit, nên bỏ qua q trình tạo phức hidroxo Ag+ Phản ứng phân hủy phức:
Ag(NH3)2++ 2H+⇌Ag++ 2NH4+ K = 10-7,24.(109,24)2= 1011,24
Co 0,1 C
Co - C – 0,2 0,1 0,2
Vì mơi trường axit 9,24
NH 10
K
nhỏ nên phân li NH4+có thể bỏ qua
Xét cân bằng: Ag++ 2NH
4+⇌Ag(NH3)2++ 2H+ K-1= 10-11,24
C 0,1 0,2 C – 0,2 [] 0,1-10-80,2 - 2.10-8 10-8 C-0,2 + 2.10-8
(59)M 2015 , C 10 ) , ( , 10 ) , C
( 11,24
2
Câu 3 (4,0 điểm)
1 Cho 100 gam N2ở nhiệt độ 0oC áp suất atm Tính nhiệt Q, công W, biến thiên nội ΔU
biến thiên entanpi ΔH biến đổi sau tiến hành thuận nghịch nhiệt động: (a) nung
nóng đẳng tích tới áp suất 1,5 atm; (b) giãn đẳng áp tới thể tích gấp đơi thể tích ban đầu Chấp nhận N2là khí lí tưởng nhiệt dung đẳng áp khơng đổi q trình thí nghiệm 29,1
J.K-1.mol-1
2 Hãy xác định bậc phản ứng:
(CH3)3CBr (aq) + H2O (l)(CH3)3COH (aq) + H++ Br
-từ kiện thực nghiệm sau 298K:
t, (s) 15000 35000 55000 95000 145000
[(CH3)3CBr], (mol.L-1) 0,0380 0,0308 0,0233 0,0176 0,0100 0,00502
3 Cân bằng: N2(k) + 3H2(k)2NH3(k)
sẽ chuyển dịch chiều (a) thêm Ar vào hỗn hợp cân giữ cho thể tích khơng đổi; (b) thêm Ar vào hỗn hợp cân giữ cho áp suất không đổi?
ĐÁP ÁN ĐIỂM
Câu 3 (4,0 điểm)
1. (a) Nung nóng đẳng tích tới áp suất 1,5 atm
Vì V = const nên W =
1 p 1 p 1
V
V nC T T nC R T T n C R T T
Q U
Δ
273,15 273,15 10138,74J
1 , 314 , , 29 28 100 T T P P R C
n 1 1
1
p
273,15 273,15 14194,05J
1 , 1 , 29 28 100 T T P P C n T T C n H
Δ 1 1
1 p
2
p
(60)(b) Giãn đẳng áp tới thể tích gấp đôi
1
1 p p
p T T
V V C n T T C n H Δ Q
2.273,15 273,15 28388,09J
, 29 28
100
8,314.273,15 8110,60J
28 100 T T V V nR T T nR V Δ P
W 1 1
1
2
J , 20278 8110 28388 W Q U Δ 0,75
2. Phương trình động học phản ứng:
kH O (CH ) CBr
dt CBr ) CH ( d
v 3 2 3 3
Do nồng độ chất tan nhỏ, nên coi [H2O] const, phương trình
trở thành:
k(CH ) CBr
dt CBr ) CH ( d
v 3
3
3 với k = k’[H
2O]α’= const
0,75
Thế kiện thực nghiệm vào biểu thức k phản ứng đơn giản bậc 0, 1, ta kết sau đây:
α = α = α =
t A A
k o
1 o A A ln t
k
1 o 1 o A A A A t k
4,80.10-7 1,4.10-5 4,10.10-4
4,20.10-7 1,4.10-5 4,70.10-4
3,70.10-7 1,4.10-5 5,50.10-4
2,95.10-7 1,4.10-5 7,80.10-4 2,27.10-7 1,4.10-5 1,19.10-4
Vậy phản ứng có bậc (CH3)3CBr
(61)3. (a) Ta có:
2
n
3 H N
2 NH
H N
2 NH P
RT V K RT
V n n
n P
P P K
2
3
2
3
Vì V, KPvà T = const nên const n
n n K
3 H N
2 NH n
2
3
Như có tăng áp suất
của hệ khơng có chuyển dịch cân
(b)
2
n P
RT V K
K
Với T, P Kp= const, thêm Ar làm V tăng nên Knphải giảm Sự thêm
agon làm cân chuyển dịch theo chiều nghịch (chiều làm phân li NH3)
Chú thích:
Trong trường hợp này, ta khơng thể dựa vào ngun lí Le Chatelier để dự đốn chiều diễn biến phản ứng
0,50
0,50
Câu 4 (3,0 điểm)
1. Streptimidonlà loại kháng sinh có cơng thức sau:
H
NH
H
CHH33C H
OH H O
O
O H
(a) Mô tả trung tâm lập thể streptimidon kí hiệu E, Z R, S
(b) Streptimidon có đồng phân lập thể, có đồng phân enanvà bao nhiêuđồng phân dia?
2. So sánh giải thích:
(62)ĐÁP ÁN ĐIỂM
Câu 4 (3,0 điểm)
1 (a) Streptimidon có ba trung tâm lập thể:
H
NH
H
CHH33C H
OH H O
O
O H
E
S
R
* *
0,75
(b) Streptimidon có 23= đồng phân lập thể, streptimidon đối quang tạo cặp đồng phân enan, cịn sáu đồng phân lập thể lại đồng phân dia
streptimidon 0,75
2 (a) Trật tự tăng dần nhiệt độ sôi:
O N
H
không phân cực có phân cực tạo kiên kết H liên
phân tử 0,75
(b) Trật tự tăng dần độ mạnh tính bazơ:
N NH N
H
N lai hóa sp2 N lai hóa sp3 N lai hóa sp3và cấu trúc vịng gây án ngữ
không gian với N
0,75
Câu 5 (3,0 điểm)
1. (-)-Nicotin, ankaloit có thuốc lá, tổng hợp theo cách sau:
axit nicotinic (3-pyridincacboxilic) + SO2Cl2, tonicotinyl clorua (C6H4ONCl)
nicotinyl clorua + C2H5OCH2CH2CH2CdClG (C11H15O2N), xeton
G + NH3, H2, xúc tácH (C11H18ON2)
H + HBr + nhiệt độ caoI (C9H12N2) + etyl bromua
(63)Xác định cấu trúc ()-nicotin hoàn thành phản ứng
2. Chất lơi bạn tình lồi bướm đêm tổng hợp cách Hãy cho biết
cấu trúc tên gọi hợp chất Hồn thành phương trình phản ứng 1-heptin + LiNH2S (C7H11Li)
S + 1-clo-3-brompropanT (C10H17Cl)
T + Mg, sau đón-C10H21CHO, sau H+U (C21H40O)
U + H2, xúc tác LindlarV (C21H42O)
V + CrO3chất lơi bạn tình (C21H40O)
ĐÁP ÁN ĐIỂM
Câu 5 (3,0 điểm)
1 Cấu trúc phản ứng:
SOCl2 EtO(CH2)3CdCl
N
COOH
N
COCl
N C O
C H2
CH2 CH2 EtO
G
Amin bËc
NH3, H2
Ni
HBr
I H
N CH
C H2
CH2 CH2 EtO NH2
N CH
C H2
CH2 CH2 Br NH2
N
*
N H H
(+)-Nicotin Alkyl hãa
CH3I, OH
-N
*
N H3C
H
1,50
2 n-C5H11CCHLiNH 2 n-C
5H11CCLi (S)
BrCH2CH2CH2Cl n-C
5H11CCCH2CH2CH2Cl (T)
Mg n-C
(64)
nC10H21CHO, H n-C
5H11CC(CH2)3CH(OH)C10H21-n (CH2)3
C H C n-C5H11 H
CH OH
C10H21-n
H2
Lindlar
(CH2)3 C
H C n-C5H11 H
C O
C10H21-n
CrO3
(Z)-6-henicosen-11-on
1,50
Câu 6 (4,0 điểm)
1. (+)-Raffinozơ, đường không khử tìm thấy đường củ cải, có cơng thức C18H32O16
Thủy phân môi trường axit tạo D-fructozơ, D-galactozơ D-glucozơ Thủy phân tác dụng enzim -galactosidaza tạo D-galactozơ saccarozơ Thủy phân tác dụng invertaza (một enzim phân cắt saccarozơ) tạo thành D-fructozơ disaccaritmelibiozơ Metyl hóa raffinozơ, sau thủy phân tạo 1,3,4,6-tetra-O-metyl-D-fructozơ, 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-galactozơ 2,3,4-tri-O-metyl-D-glucozơ Cho biết cấu trúc raffinozơ melibiozơ
2. Một giải pháp bảo vệ nhóm amin hiệu tiến hành phản ứng axyl hóa anhydrit phtalic để
hình thành phtalimit có nhóm ngun tử N Nhóm bảo vệ sau gỡ bỏ dễ dàng hidrazin mà không ảnh hưởng đến cầu nối peptit Áp dụng giải pháp viết sơ đồ tổng hợp Gli-Ala Ala-Gli
ĐÁP ÁN ĐIỂM
Câu 6 (3,0 điểm)
Melibioz¬
Raffinoz¬
O HO
OH
O HO CH2OH
OH
O OH
O HO CH2
CH2OH HOH2C O
H HO
HO
Galactoz¬
Saccaroz¬
Fructoz¬ Glucoz¬
(65)Melibioz¬
6-O-(-D-Galactopyranosyl)-D-glucopyranoz¬
(-anomer) O
OH
OH
O HO CH2OH
OH
O OH
HO CH2
HO 0,50
N2H4
Gly-Ala
+
Phtalhydrazua
Kali phtalimit
+
H3NCH2C NHCHCOO -CH3
O NH
NH
O O
NCH2C O
O
NHCHCOO -O
CH3
NCH2COCl O
O
Ala SOCl2
NCH2COOH O
O
H+ H2O
NCH2COOEt O
O
BrCH2COOEt
NK O
O
Đ ối vớ i Ala-Gly: bắt đầu vớ i BrCHCOOEt,và sau dù ng+H3NCH2COO -CH3
1,00
http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl]