Dap an HSG Hoa KVDBSCL Tra Vinh

Trong cuøng ñieàu kieän veà nhieät ñoä vaø aùp suaát neân tæ leä theå tích chính laø tæ leä soá mol khí.. Nung caùc cheùn ôû nhieät ñoä cao trong khoâng khí ñeán caùc phaûn öùng xaûy ra[r]

SỞ GD & ĐT TRAØ VINH TRƯỜNG TRUNG HỌC CHUYÊN

ĐỀ VAØ ĐÁP ÁN ĐỀ NGHỊ KỲ THI HỌC SINH GIỎI ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG LẦN THỨ 15

Mơn : Hố Học Câu 1 (2 đ)

Thực nghiệm cho biết thể rắn, Fe có cấu tạo lập phương tâm khối (dạng thù hình ) Độ dài

cạnh ô mạng đơn vị là:2,864.10-8cm Khối lượng mol nguyên tử Fe 55,850g/mol khối

lượng riêng 7,895 g/cm3.

1) Tính phần trăm thể tích Fe mạng tinh thể biết nguyên tử Fe hình cầu 2) Xác định trị số số Avogađrơ

ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM

1) Tính phần trăm thể tích Fe mạng tinh thể (1đ)

Vì có cấu tạo lập phương tâm khối nên độ dài đường chéo ô mạng tinh thể a với

a = r+2r+r (1 hình cầu tâm khối lập phương tiếp xúc với hình cầu nút mạng theo đường chéo ô mạng tinh thể khối lập phương)

a 3=4r với a độ dài cạnh ô mạng tinh thể, r bán kính ngun tử Fe (dạng hình cầu)

Với a=2,864.10-8cm

 r=a 1,24.10 8cm

3 10 864 ,

3 



 

Thể tích nguyên tử Fe .3,14.(1,24.10 8)3 7,982.10 24

3

cm r

v  

 

 

Mỗi ngtử Fe nút mạng thuộc vào ô mạng đơn vị bao quanh, có 1/8 ngtử Fe thuộc ô mạng Mỗi ô mạng có nút mạng( đỉnh) nên có 8.1/8 = 1ng tử Fe.Mặt khác, tâm ô mạng có ngtử Fe nên số ngtử Fe tổng cộng ô mạng đơn vị ngtử

Thể tích ngtử Fe mạng đơn vị là: . 2 15,964.10 24

8

8 v v cm

v 

  

Thể tích ô mạng đơn vị là:

3 24

8

3 (2,864.10 ) 23,492.10 cm

a  

 

Vậy phần trăm thể tích Fe mạng tinh thể là:

% 95 , 67 10

492 , 23

10 964 , 15

24 24



 

2) Xác định trị số số Avogrô (1đ)

Thể tích mol Fe tinh thể là: 55,85 7,074

7,895  cm

Vì Fe chiếm 67,95% tinh thể nên:

Thể tích thực mol Fe là: 7,074 67,95%=4,807cm3

Số Avogrô có trị số là:

N= 4,807 24 6,022.1023

7,982.10  D

C

P a 2

a 3 A

B

1) Tính pH ddA

2) Tính thể tích dung dịch HCl 0,210M cần cho vào 100ml dung dịch A để pH dung dịch thu 9,24

Cho biết pka HCN 9,35 ; NH4+ 9,24 ĐÁP ÁN VAØ BIỂU ĐIỂM

1) Tính pH ddA (1đ)

Trong ddA có cân sau:

CN- + HOH HCN + OH- (1) K

b1=10-4,65

NH3 + HOH NH4 OH (2) Kb2=10-4,76

KOH  K+ + OH- (3)

H2O H+ + OH- (4) Kw=10-14

Với cặp axit bazơ liên hợp HCN/CN- 4,65

35 , 14 14 10 10 10 10 1        a b K

K (0,25ñ)

Với cặp axit bazơ liên hợp NH4 /NH3

 4,76

24 , 14 14 10 10 10 10 2        a b K

K (0,25đ)

Vì

1, 2

w b b

K  K K nên xem cân H2O

Ta coù     

4

NH HCN

C

OH KOH (0,25ñ)

Đặt OHxthì:

\  3

1

5.10 b . CN b NH

x K K

x x



  

  

Hay 5.10 10 4,65  10 4,76 3

 



  x  CN  NH

x

Vì có phản ứng (3) nên cân (1) (2) coi chuyển dời sang chiều nghịch, nên tính gần thì:

CN  CCN 0,12M;NH  CNH 0,15M

3

3  

  



Ta coù pt baäc 2: x2 – 5.10-3.x - 5,29.10-6=0

 x=5,9.10-3  [OH-] = 5,9.10-3  pH = 11,77 (0,25ñ) Kiểm tra lại (phần không chấm)

        4,65 3 4,76 3

4 3

3 3 10 3,8.10 5,9.10 10 2,9.10 5,9.10 CN NH HCN

HCN CN CN C

CN NH

NH NH NH C

NH                                                

Vậy cách giải gần chấp nhận 2) Tính thể tích dd HCl

Thêm HCl vào dd A, có phản ứng:

H+ + OH-  H

2O (k = kw-1 = 1014)

H+ + CN-  HCN (k = k

HCN-1=109,35)

H+ + NH

3  NH4 (k = kNH4+-1 = 109,24)

Dung dịch sau phản ứng có pH = 9,24 nên H+ tác dụng hết dd có chứa thêm HCN

và NH4+ nên dung dịch đệm (0,25đ)

Với cặp NH4 /NH3

 ta coù:  3

2

4

lg 9, 24

a

NH

pH pK

NH

  

 

 

Với 2  3  3

4

9, 24 lg 0

a

NH

pK NH NH

NH



  

     

 

 

Nghĩa có 50% NH3 trung hoà nên KOH tác dụng hết

Với cặp HCN/CN ta có:ù

   

 

   

 

1

0,11

lg 9,24

9,35 lg 9,24 10 0,776

0,776 1,776 1,776 1

56,3% 1,776

a

CN

CN CN

CN pH pK

HCN

CN CN

HCN HCN

C

CN HCN

HCN HCN

HCN C C

 

 

 



 

 

 

  

 

 

   

   

     

  

 

     

  

Nghĩa có 56,3% CN- bị trung hồ

Vậy số mol HCl = 56,3% số mol CN- + 50% soá mol NH

3+ soá mol KOH

= 56,3% 0,1.0,12+ 50%.0,1.0,15+ 0,1.5.10-3=1,476.10-2

Vậy thể tích dd HCl laø:

V= 0,0703

21 ,

10 476 ,

1





Câu 3: (2đ): NH3 điều chế từ hỗn hợp khí gồm 25% N2 75% H2 thể tích Khi phản ứng

đạt tới cân 10 atm 4000C thu 3,85% NH

3 thể tích

Tính Kp phản ứng: N2 +3H2 2NH3

ĐÁP ÁN VAØ BIỂU ĐIỂM

Trong điều kiện nhiệt độ áp suất nên tỉ lệ thể tích tỉ lệ số mol khí Vì đề cho tỉ lệ số mol, nên phải tính theo số cân phần mol Kx, từ tính Kp

Chọn mol hỗn hợp khí ban đầu

Ta có cân bằng: N2 + 3H2 2NH3

Ban đầu: 0,25mol 0,75mol

-Cân bằng: (0,25-a) (0,75-3a) 2a

3

2 2

2 2

cb NH

N H N

N H N

tacoù n (1 2a)mol

2a

x 3,85%

1 2a

0,25 2a 0,75 3a

x ;x 3x (0,5ñ)

1 2a 2a

từ x x 100% 3,85% 96,15% 4x

 

 



 

  

 

    



 xN2 24,0375% Vaø xH2 72,1125%

2

2 2

NH

x 3

N H

x (3,85%)

K 1,64.10

x x 24,0375%.(72,1125%)



   (0,5đ)

Ta có Kp K px n với  n

Kp 1,64.10 102 2 1,64.104 (0,5đ)

Năm học 2007 – 2008

Câu 4: (1đ5):Cho phản ứng aA + bB dD + eE Biết

d e

0 D E

a b A B

C C

G G RTln

C C

   Với C nồng độ thời điểm xét

1) Chứng minh rằng: c

c

G RTln K

  

Với

d e D E c a b A B

C C C C

  Kc số cân phản ứng

2) với phản ứng: H2(k)I2(k)    425 C0 2HI(k) KC 50

Hỏi hỗn hợp có thành phần sau phản ứng theo chiều nào?

2

2

2

H I HI

H I HI

H I HI

a) C 2,5mol/ ; C 4mol / ; C 10mol /

b) C 0,2mol/ ; C 0,8mol / ; C 5mol /

c) C 0,25mol / ; C 2mol / ; C 5mol /

  

  

  

  

  

  

ĐÁP ÁN VAØ BIỂU ĐIỂM

1) Theo đề bài, ta có

c

G G RTln (1)

   

Khi hệ đạt tới cân G 0  G0 RTlnC

Lúc c trở thành Kc nên G0 RTlnKC (0,25đ)

Vậy thay G0

 vào (1) ta có: c c c

c

G RTlnK RTln RTln (0,25ñ)

K



    

2) Ta thấy với phản ứng:

0

425 C

2(k) 2(k) (k) C

H I     2HI K 50 Xét tỉ soá c

c

K



: neáu c

c

K



<1  c Kc G 0 : phản ứng xảy theo chiều thuận;

neáu c

c

K



>1  c Kc G 0 : phản ứng xảy theo chiều nghịch;

neáu c

c

K



=1  c Kc G 0 : phản ứng đạt tới trạng thái cân (0,25đ)

Từ a) c

(10) 10 50 neân G 0

2,5.4

       phản ứng xảy theo chiều thuận (0,25đ)

Từ b) c

(5) 156,25 50 neân G 0

0,2.0,8

       phản ứng xảy theo chiều nghịch (0,25đ)

Từ c) c c

(5) 50 K neân G 0

0,25.2

Câu 5:(2đ) Trong chén sứ A, B, C, chén đựng muối nitrat Nung chén nhiệt độ cao khơng khí đến phản ứng xảy hồn tồn Sau làm nguội chén, người ta nhận thấy:

a )Trong chén A không dấu vết

b) Cho dd HCl vào chén B thấy có khí khơng màu c) Trong chén C lại chất rắn màu nâu

Hỏi loại muối nitrat chén? Viết phương trình phản ứng

ĐÁP ÁN VAØ BIỂU ĐIỂM

a) Trong chén A khơng cịn dấu vết chứng tỏ muối nitrat bị phân hủy hoàn toàn sản phẩm bay hết

Vậy muối nitrat là:

    

 N O H O

NO NH t

2

3

4

0

(0,25ñ)

      

 2

2

3)

(NO Hg N O O

Hg t (0,25ñ)

      

 2

2

2( ) 2

0

O O N Hg NO

Hg t (0,25ñ)

Hoặc muối nitrat amin bị đốt cháy như:

        

 3 2 2

3

0

N O H CO

O NO NH

CH t (0,25ñ)

b) Chất rắn chén B phải muối axit yếu để tác dụng với HCl: muối nitrit Vậy chén B phải chứa muối nitrat kim loại kiềm NaNO3:

   

 2 2

3 2

1

0

O NaNO

NaNO t (0,25ñ)

2 HCl NaCl HNO

NaNO   

O H NO HNO

HNO2 2

3    

c) Chén C chứa chất rắn màu nâu đỏ Fe2O3

Vậy muối nitrat Fe(NO3)3 hoặcFe(NO3)2

   

 

 2 3 2 2

3

3 2

3

) (

2Fe NO t0 FeO NO O (0,25ñ)

   

 

 2 3 2 2

2

2

) (

2Fe NO t0 FeO NO O (0,25đ)

Năm hoïc 2007 – 2008

Câu 6: (2đ): Cho từ từ 24gam hỗn hợp bột Fe, Cu vào 300ml dung dịch HNO3 2M khuấy để

phản ứng xảy hồn tồn thu chất rắn A, dung dịch B chứa muối có số mol 0,2 mol khí NO Cho A vào bình chứa 250ml dung dịch H2SO4 1,6M thấy có 0,1mol khí bay

1) Tính khối lượng Fe, Cu hỗn hợp bột (1đ)

2)Tính thể tích khí O2 (đktc) cần cho vào bình để dung dịch đổi màu hồn tồn Tính nồng

độ mol chất dung dịch biết thể tích dung dịch thay đổi khơng đáng kể (1đ) Cho Fe=56; Cu=64

ĐÁP ÁN VAØ BIỂU ĐIỂM

1) Cho Fe, Cu vào đ HNO3, có phản ứng oxi hóa:

 

  3e Fe3 Fe

 

  2e Cu2 Cu

Vì cịn chất rắn A nên kim loại cịn dư

Vì A tác dụng với H2SO4 giải phóng khí nên A chứa Fe dư

Vậy có phản ứng: Fe2Fe3  3Fe2

Cu Fe Cu

Fe 2 2

Vì Fe dư nên Fe3+, Cu2+ tác dụng hết Dung dịch sau phản ứng chứa Fe2+; Chất rắn A chứa Fe

dư Cu

Theo đề bài, dd B chứa muối có số mol nên dd B phải chứa Fe(NO3)2

4NO

NH (0,25đ)

Vì rắn A nên HNO3 tác dụng hết

mol n

mol

nHNO 0,3.2 0,6 NO 0,6

3

3     

Các phản ứng khử HNO3 là:

mol O H NO H e NO , , 2

3    

 



3 8 10 3

NO e H NH H O

x xmol

   

   

Với x số mol muối  số mol 

3

NO muoái =2x+x=3x

Soá mol 

3

NO phản ứng =0,2+x  số mol 

3

NO coù muối là:

0,6-(0,2+x) = 0,4 – x

mol n

mol x

x

x 0,1 Fe 0,1

,

0      

  (0,25ñ)

mol H FeSO SO H Fedu , , , 4

2   



Số mol H2SO4 ban đầu = 0,25.1,6= 0,4mol H2SO4 dư  Fe tác dụng hết

 nFe = 0,1+0,1= 0,2mol  nFe = 0,2.56 = 11,2g (0,25ñ)

 nCu = 24-11,2 = 12,8g (0,25ñ)  nCu= 64 0,2mol

, 12



2) Trong bình chứa có: chất rắn Cu: 0,2mol

Dd gồm H2SO4 dư: 0,4 – 0,1 = 0,3mol

FeSO4: 0,1mol

Khi cho khí O2 vào lượng vừa đủ, có phản ứng:

mol O H CuSO SO H O Cu , , , , 2 4

2  



mol

O H SO

Fe SO

H O FeSO

05 , , 05 ,

,

) (

1

2 4  2  2 4  2 4 3 2

(0,25ñ)

Số mol H2SO4 phản ứng = 0,2+0,1 = 0,3mol  H2SO4 tác dụng hết

M CCuSO 0,8

25 ,

2 ,

4  

M CFeSO 0,2

25 ,

05 ,

3 4)

(  

Số mol O2 phản ứng = 0,1 + 0,05 = 0,15mol  VO2 cần dùng

0,15.22,4 = 3,36 (0,25đ)

Năm học 2007 – 2008

Câu 7: (1đ): Chất A có cơng thức cấu tạo là:

là sản phẩm đecacboxyl hóa Histiđin (  aminoaxit)

1) Viết cơng thức cấu tạo Histiđin

2) So sánh tính bazơ nguyên tử N phân tử chất A

ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM

1) Cơng thức cấu tạo Histiđin:

Vì đecacboxyl hóa thu chất A nên Histiđin   aminoaxit có cơng thức cấu tạo là:

2) So sánh tính bazơ nguyên tử N chất A

Tính bazơ nguyên tử N tăng mật độ electron tự nguyên tử N tăng

Mật độ electron N(2) N(1) N(2) trạng thái lai hóa sp2 (có độ âm điện lớn

nguyên tử N(1) lai hóa sp3) N(2) lại liên kết với nguyên tử C lai hóa sp2 (có tính hút

electron mạnh C lai hóa sp3) (0,5đ)

N(3) khơng có tính bazơ khơng cịn cặp electron tự do, tham gia tạo hệ liên hợp p - 

trong vòng thơm (0,25đ)

Câu 8: (3đ) Chất A chứa C, H, O có 23,53% ơxi khối lượng A tác dụng với dung dịch

CH2 – CH2 - NH2

H N

N

CH2 – CH- COOH

H N

N NH2

(0,25ñ)

(1) (2)

CH2 – CH2 - NH2

H N

1) Xác định CTCT A biết A có độ sơi thấp tỉ khối A so với Oxi 4,25 2)Aspirin loại thuốc thông dụng đời sống Từ A viết phương trình phản ứng điều chế aspirin (axit axetyl salicilic)

Cho H=1 C=12 O=16

ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM

1)Xác định CTCT A (1,5đ)

Gọi CTPT A CxHyOz 100% 23,53% 16

%  

A

M z O

 MA=68z  12x+y+16z = 68z

 12x+y=52z

Cho z=1 12x+y=52 với y  2x+2

 x=4; y=4

Tỉ lệ thức tối giản x:y:z = 4:4:1 Công thức thực nghiệm là: (C4H4O)n

Từ 4,25 4,25.32 136 68 136

2

/   M    n

dA O A

 n=2; CTPT A C8H8O2 (0,25ñ)

Theo đề bài: A tạo kết tủa vàng với I2 dd NaOH

 A tham gia phản ứng iodofom nên A chứa nhóm chức

|| CH

C



Vì A tác dụng với dd NaOH nên A phải chứa phenol phân tử A cịn ngun tử O (trong nhóm –OH) tác dụng với dd NaOH (0,25đ)

CTCT A là:

Vì A có độ sơi thấp nên A có liên kết Hiđro nội phân tử:

2) Từ A, viết phương trình phản ứng điều chế aspirin (1,5đ)

Năm học 2007 – 2008 O

COCH3

OH OH

COCH3 COCH3

OH

(0,25ñ)

O

CH3 C O H

(0,25ñ)

COCH3 OH

+ NaOH

COCH3 ONa

+ H2O (0,25ñ)

COCH3 OH

+3I2 + 5NaOH

COONa ONa

+CHI3

+3NaI+4H2O (0,5ñ)

COOH OH

+ H2SO4 

COONa ONa

+ Na2SO4 (0,5ñ)

COOH OH

+ (CH3CO)2O 

COOH

O-COCH3

+ CH3COOH (0,5ñ)

COCH3 OH

+3I2 + 5NaOH

COONa ONa

+CHI3

Câu 9: (2đ) chất X bền, chứa C, H, O có 23,53% oxi khối lượng Sản phẩm hiđro hóa X (chất A) cộng nước tạo thành rượu nhị chức bậc I

4 ; 2

  

 

y x x

Biết D, E monome để điều chế loại tơ nilon Cho C=12; H=1; 0=16

ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM

1) Gọi CTPT X CxHyOz, ta có: 100% 23,53% 16

% 

X

M z O

z y x

z z y x z

z MX

52 12

68 16 12

68 53 , 23

100 16

  

     



Nếu z=1 12x+y=52 với y Tỉ lệ thức tối giản x:y:z=4:4:1 Công thức tối giản X C4H4O

Theo đề bài, CTPT X C4H4O (0,25đ)

Vì sản phẩm hiđro hóa X cộng nước tạo thành rượu nhị chức bậc I nên sản phẩm (chất A) phải ete vịng khơng có nhánh

Vậy CTCT A :

+HOHH CH2 – CH2 – CH2 – CH2

Vaäy CTCT X là:

+ 2H2   Ni t C,0

Năm học 2007 – 2008 E

E D D

H2O/H+

Ni,t0

H2 HCl

A B KCN C

O

(0,25ñ)

OH OH

O (0,25ñ)

O (Furan) (0,25ñ)

O

2) Viết phương trình phản ứng:

+2HCl CH2 – CH2 – CH2 – CH2 + H2O

CH2 – CH2 – CH2 – CH2 + 2KCN  N C  CH2 4  C N 2KCl

2 4 2 2  26 2

0

( ) 4

       

Ni t

N C CH C N H H N CH NH

 

2 2 4

( ) 4 2

H

N C CH C N H O HOOC CH COOH NH



        

(E)

(D) Cl

Cl (C) (0,25ñ)

(0,25ñ)

(0,25ñ)

(A) Cl (B) Cl (0,25đ)

Câu 10: (2đ)

Đốt cháy hồn tồn 0,57gam chất X (C, H, O) cần 0,448lít Oxi (đktc) thu CO2 H2O

theo tỉ lệ khối lượng : 8:3

2

2 HO 

CO m

m

1) Tìm CTPT X biết CTPT trùng với Công thức tối giản

2) Chất X không khử thuốc thử Tolen; thủy phân X enzym -glicozidaza thu

được sản phẩm D – mannozơ (là đồng phân cấu hình vị trí số D-glucozơ)

Xác định cơng thức cấu tạo dạng vòng Haworth gọi tên X

3) Cho X tác dụng với CH3I dung dịch bazơ, đem thủy phân dung dịch axit

Viết sơ đồ phản ứng gọi tên sản phẩm cuối

ĐÁP ÁN VAØ BIỂU ĐIỂM

1) Xác định Công thức phân tử X:

Gọi 8a khối lượng CO2 3a khối lượng H2O

mol n a m mol n g a m a a a O H O H CO CO 11 , 33 , 02 , 88 , 11 , 32 , 22 448 , 57 , 2 2                 11 , 88 , ) 11 , 12 02 , ( 57 , ) ( 11 , 02 , 2              O H C X O O H H CO C n g m m m m n n n n

Gọi Công thức phân tử X CxHyOz thì:

C H O

0,11 0,11

x : y : z n : n : n 0,02 : :

3 6

12 : 22 :11

 



Công thức tối giản C12H22O11

Theo đề Công thức phân tử C12H22O11 (0,25đ)

2) thủy phân X enzym -glicozidaza nên thu D – mannozơ dạng  (0,25đ)

Theo đề X đisaccarit khơng có tính khử nên gồm monosaccarit -D –mannozơ

liên kết với liên kết -1,1-glicozit

CTCT dạng vòng X là:

Hoặc

Năm học 2007 – 2008 OH

O HO

OH OH CH2OH

O

O

OH

OH HOH2C

Vaäy OH OH O HO OH OH CH2OH

O

O HOH2C OH

Tên gọi: 1-0-(-D-mannopiranozyl)--D-mannopiranozơ 0,25đ

3)

CH I NaOH

H O

H

2





- HEÁT -

OH OH

O HO

OH OH CH2OH

O

O HOH2C OH

OMe

OMe

(0,25ñ)

ñ

MeO

O MeO

OMe

CH2OMe O

O MeOH2C OMe

OMe

MeO OH

MeO

CH2OMe

O (0,25đ)

Tên gọi sản phẩm: 2,3,4,6-tetra-O-metyl--D-Mannopiranozơ (0,25đ) OMe

OMe

MeO

O MeO

OMe

CH2OMe O

O MeOH2C OMe