Đang tải... (xem toàn văn)
Hợp chất X có công thức phân tử C 5 H 11 O 2 N không tan trong nước và axit loãng nhưng tan trong dung dịch kiềm.. Hòa tan X có tính quang hoạt vào dung dịch NaOH, sau đó axit hóa thì tạ[r]
(1)SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI ĐẮK LẮK DỰ THI QUỐC GIA NĂM HỌC 2009-2010
MƠN HỐ HỌC LỚP 12 – THPT
Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
(Đề có trang) Câu (2,0 điểm)
1 Sự oxi hóa I- S
2O82- xúc tác Fe2+ Fe3+ theo phản ứng: 2I- + S2O82- 2SO42- + I2 Giải thích chế phản ứng
2 Số hạng biểu thị trạng thái nguyên tử X 4S
Xác định nguyên tử X, biết X thuộc chu kì
Câu (2,0 điểm)
1 Tính bước sóng (A) nhỏ nằm vùng phổ thuộc dãy Lyman phổ phát xạ nguyên tử hiđro Cho số Ritbe RH = 1,1.105 cm-1
2 Áp dụng phương pháp gần Slater, tính lượng nguyên tử Clo Câu (2,5 điểm)
Phản ứng nhiệt phân HI 3930C xảy theo phương trình: 2HI t n
k k
I2 + H2
Lúc đầu có mol HI thể tích 22,4 lít Người ta đo số mol HI bị nhiệt phân x thời điểm t sau:
t (phút) 60 120 240 ∞
x (mol/22,4 lít) 0,0272 0,0552 0,0975 0,2058
a) Tính số cân phản ứng
b) Chứng minh phản ứng thuận nghịch bậc 2-2 ta có: 2(1 5 )(1 3 ) x x
dx V dt
kt
, V thể tích của
hệ
c) Tính kt, kn Câu (2,0 điểm)
Hợp chất X có cơng thức phân tử C5H11O2N khơng tan nước axit loãng tan dung dịch kiềm
Hịa tan X có tính quang hoạt vào dung dịch NaOH, sau axit hóa tạo X dạng biến thể raxemic Khử X quang hoạt H2/Ni Y có cơng thức C5H13N quang hoạt Cho Y tác dụng với HNO2/HCl hỗn hợp ancol Z quang hoạt lượng nhỏ ancol t-amylic
Xác định công thức cấu tạo A, B, C Giải thích chế phản ứng Câu (3,0 điểm)
CH2-C C-CH2
B C H2/Pd PdCO3 Na/NH3
KMnO4 HCOOH/HOH
KMnO4 B2
B1 C1 C2
OH OH
HCOOH/HOH loãng loãng o
1 Cho sơ đồ sau:
(2)2 Từ chất vô hữu (khơng q cacbon), viết phương trình hóa học điều chế:
O O
Câu (1,5 điểm)
X đisaccarit không khử AgNO3/NH3 Khi thủy phân X tạo sản phẩm Y (D-anđozơ, có cơng thức vòng dạng ) Y khác D-ribozơ cấu hình nguyên tử C2 Biết:
CH3OH CH3I HOH HCl
Y Z
H+ OH- V
Xác định công thức Y, Z, V X dạng vòng phẳng Câu (1,5 điểm)
Cho 0,736 gam hỗn hợp gồm ankan (tỉ lệ mol 1:1) với 3,36 lít O2 (dư, đktc) vào ống úp ngược chậu nước Sau bật tia lửa điện để đốt cháy, đưa nhiệt độ ống 250C ta nhận thấy:
- Mực nước ống cao mực nước chậu 68 mm - Thể tích phần ống chứa khí 2,8 lít
Xác định công thức phân tử ankan Biết áp suất khí 758,7 mmHg, áp suất gây nước ống 250C 23,7 mmHg, khối lượng riêng Hg 13,6 g/cm3.
Câu (2,0 điểm)
1 Tách chất sau khỏi hỗn hợp: C6H5CH=O (A), C6H5N(CH3)2 (B), C6H5Cl (C), CH3-C6H4-OH (D), C6H5COOH (E)
2 Sắp xếp (có giải thích) chiều tăng dần nhiệt độ sơi chất sau:
N S
N
N N
H H
N N
Câu (1,5 điểm)
Hòa tan 115,3 gam hỗn hợp X gồm MgCO3 RCO3 500 ml dung dịch H2SO4 loãng dung dịch A, chất rắn B 4,48 lít CO2 (đktc) Cơ cạn dung dịch A thu 12 gam muối khan Mặt khác đem nung chất rắn B đến khối lượng khơng đổi thu 11,2 lít CO2 (đktc) chất rắn B1
a) Tính khối lượng B B1
b) Xác định R, biết hỗn hợp X số mol RCO3 gấp 2,5 lần số mol MgCO3 Câu 10 (2,0 điểm)
Cho biết:
0 /
Cu Cu
E = 0,16 V;
/
Cu Cu
E = 0,52 V; TCuCl= 10 -7
Một dung dịch chứa CuSO4 0,1 M, NaCl 0,2 M bột Cu dư
a) Hãy chứng minh xảy phản ứng: Cu (r) + Cu2+ + 2Cl - 2CuCl (r)
b) Tính số cân phản ứng tính nồng độ mol ion trạng thái cân Cho: C=12; H=1; O=16; Cl=35,5; S=32; Na=23; Ba=137; Ca=40; Ag=108; K=39; Fe=56; Mg=24
(Học sinh không sử dụng bảng tuần hồn ngun tố hóa học)
-HẾT -a) b)
(3)ĐÁP ÁN Câu (2,0 điểm)
1 Sự oxi hóa I- S
2O82- xúc tác Fe2+ Fe3+ theo phản ứng: 2I- + S2O82- 2SO42- + I2 Giải thích chế phản ứng
2 Số hạng biểu thị trạng thái nguyên tử X 4S
Xác định nguyên tử X, biết X thuộc chu kì
NỘI DUNG ĐIỂM
Trường hợp Fe2+
S2O82- + 2Fe2+ 2SO42- + 2Fe3+ 2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I
2 2I- + S
2O82- 2SO42- + I2 Trường hợp Fe3+
2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I S2O82- + 2Fe2+ 2SO42- + 2Fe3+ 2I- + S
2O82- 2SO42- + I2 S = x
2
, x số electron độc thân Ta có: 2S + = S =
2
x
2
=
x = nguyên tử X có e độc thân Vì số hạng S nên L = ml =
Nguyên tử X có e độc thân, ml = 0, X thuộc chu kì cấu hình e: 4p3 X As
0,5
0,5
1,0
Câu (2,0 điểm)
1 Tính bước sóng (A) nhỏ nằm vùng phổ thuộc dãy Lyman phổ phát xạ nguyên tử hiđro Cho số Ritbe RH = 1,1.105 cm-1
(4)NỘI DUNG ĐIỂM Bước sóng tính theo cơng thức: 2
1 (
c t H
n n
R
)
Dãy Lyman có nc nt = =
2
2
1
1 1
c H
c c H
n R
n n R
c
n tăng giảm Do để có giá trị nhỏ nc phải có giá trị lớn nhất: nc= ∞
=
H
R
= 1,1.105
1
= 0,909.10-5 cm = 909 A 1s2(2s22p6)(3s23p5)
Điện tích hạt nhân hiêu dụng: Z*
1s = 17 -1.0,3 = 16,7 Số lượng tử hiệu dụng: n* = 1
1s = -13,6 * 2 *
) (
) (
n Z
= -13,6
) , 16
(
= - 3792,904 eV Z*
2s,2p = 17 – (2.0,85 + 7.0,35) = 12,85 n* = 2
2s,2p = -13,6 * 2 *
) (
) (
n Z
= -13,6 2 2
) 85 , 12 (
= - 561,417 eV Z*
3s,3p = 17 – (2.1,0 + 8.0,85 + 6.0,35) = 6,1 n* = 3
3s,3p = -13,6 * 2 *
) (
) (
n Z
= -13,6 2
) , (
= - 56,228 eV
E = 21s + 82s,2p + 73s,3p = 2.( - 3792,904) + 8.(- 561,417) + 7.(- 56,228) = -12470,740 eV
1,0
0,5
0,5 Câu (2,5 điểm)
Phản ứng nhiệt phân HI 3930C xảy theo phương trình: HI t n
k k
I2 + H2
Lúc đầu có mol HI thể tích 22,4 lít Người ta đo số mol HI bị nhiệt phân x thời điểm t sau:
t (phút) 60 120 240 ∞
x (mol/22,4 lít) 0,0272 0,0552 0,0975 0,2058
a) Tính số cân phản ứng
b) Chứng minh phản ứng thuận nghịch bậc 2-2 ta có: 2(1 5 )(1 3 ) x x
dx V dt
kt
, V thể tích của
hệ
c) Tính kt, kn
(5)NỘI DUNG ĐIỂM a) 2HI H2 + I2
t = mol t - x x/2 x/2 CB x = x∞
2 2 HI I H CB P P P
K =
2 ) ( x x
=
2 ) ( x x Thay x∞ = 0,2058, ta KCB = 0,0173 b) Theo phương trình tốc độ:
dt V x d( /2)
= kt[HI]2 - kn[H2][I2]
dt dx V
1
= kt
2 2 V x k V x
n (*)
Tại cân bằng: dt
V x d( /2)
= 2
2 (1 ) 2
1 x
k x k
V t n =
Thay x = x∞ = 0,2058
, ta được: 1 2 n t k k
kn = 64kt
Thay vào (*) ta được:
dt dx V = 2 2 2 64 ) ( x V k x V
kt t
dt dx V
1
= 2 2 x 16x
V kt
= 2
V kt
.15
3
x x
dt dx
2
= 15
15 ) )( (
x x
V kt
kt.dt 2(1 5Vx.)(dx1 3x)
(**)
c) Thay V = 22,4 lít vào pt (**) lấy tích phân ta được:
) )( ( , 11 x x dx t kt x x t kt ln ,
Thay giá trị x, t ta có k1,t; k2,t; k3,t
3 , , , , t t t TB t k k k
k = 5,34.10-3M-1ph-1
kn,TB = 341,76.10-3 M-1ph-1
0,5
1,0
(6)Câu (2,0 điểm)
Hợp chất X có cơng thức phân tử C5H11O2N khơng tan nước axit loãng tan dung dịch kiềm
Hịa tan X có tính quang hoạt vào dung dịch NaOH, sau axit hóa tạo X dạng biến thể raxemic Khử X quang hoạt H2/Ni Y có cơng thức C5H13N quang hoạt Cho Y tác dụng với HNO2/HCl hỗn hợp ancol Z quang hoạt lượng nhỏ ancol t-amylic
Xác định công thức cấu tạo A, B, C Giải thích chế phản ứng
NỘI DUNG ĐIỂM
X tan kiềm nên X có tính axit X khơng tan axit lỗng X (C5H11O2N) bị khử thành Y (C5H13N) nên X hợp chất nitro
X có tính quang hoạt (có C bất đối) nên X là:
O2N-CH2-C*H-CH2-CH3 (I) O2N-C*H-CH(CH3)2 (II) O2N-C*H-CH2CH2CH3 (III) CH3 CH3 CH3
Xét trinh: H
(-) R – C – N
2 OH H O
R – C – N R – C N H
R – C = N
R’ R’ R’ R’ Dạng axi Hợp chất axi có Csp2tự chuyển hóa dạng nitro nguyên tử H chuyển Csp2từ phía
của mặt phẳng lk đôi tạo biến thể raxemic R – C = N → R – CH – N R’ R’ Biến thể raxemic
Vậy để tạo biến thể raxemic –NO2 phải lk trực tiếp với nguyên tử C* Y amin chuyển hóa thành hỗn hợp ancol nên X (II)
(CH3)2CH-C*H-NO2 CH3
NaOH (CH3)2CH-C N O O CH3
(-) Na (+) +
(CH3)2CH-C N O O CH3
(-)
H+ H2/Ni
- HOH (D,L)
(CH3)2CH-C*H-NH2 CH3 (CH3)2CH-C*H-NO2
CH3
HNO2
(Ancol t - amylic) (CH3)2CH-C*H-OH
CH3 (Z)
CH3CH2-C-CH3 CH3 OH (CH3)2CH-C*H-NH2
CH3
Sự tạo thành hỗn hợp anlcol theo chế:
1,0
1,0 + H2O
O
O O
O
(-) OH
O O
O
OH
O
(7)HNO2/HCl (CH3)2CH-C*H-NH2
CH3 - HOH
(CH3)2CH-C*H-N CH3
N
- N2, -Cl Cl(-) (-) (+)
CH3-C-CH-CH3 CH3 H
(+)
H
HOH H+
- (CH3)2CH-C*H-OHCH (Z) CH3-C-CH-CH3
CH3
(+)
CH3-C-CH2-CH3 CH3
(+) HOH
H+
- CH3CH2-C-CH3(Ancol t - amylic) CH3
OH Ch.vi
Câu (3,0 điểm)
CH2-C C-CH2
B C H2/Pd PdCO3 Na/NH3
KMnO4 HCOOH/HOH
KMnO4 B2
B1 C1 C2
OH OH
HCOOH/HOH lỗng lỗng
Viết cơng thức cấu trúc sản phẩm
2 Từ chất vô hữu (không cacbon), viết phương trình hóa học điều chế:
O O
NỘI DUNG ĐIỂM
KMnO4+HOH H
H OH
OH CH2OH
CH2OH Pd/PdCO3
HO-CH2 C=C CH
2OH
H H
CH2-C C-CH2
OH OH +H-H
HOH H HCOOH
H OH
OH CH2OH
CH2OH HO-CH2 C=C CH
2OH
H H
H-C O O-OH
H H OH OH
CH2OH
CH2OH
+ + + +
H Na/NH3
HO-CH2 C=C
CH2OH H
H
KMnO4 H H OH
OH CH2OH
CH2OH
H H OH OH
CH2OH
CH2OH C1 C1 CH2-C C-CH2
OH OH HOH
+ +
0,5
0,5
0,5 Cho sơ đồ sau:
a) b)
1
meso-Eritritol (B1)
(8)HO-CH2 C=C
CH2OH H
H H-C
O O-OH
H
H OH
OH CH2OH
CH2OH C2 HOH
+ +
2 a)
OH H2/Ni OH OCH2OHCH2OH O
O
[O]
b)
CH3Cl
AlCl3 CH3
Cl2
CH2Cl Mg CH2MgCl
as ete
CH2 - CH2 O
HOH/H CH2CH2CH2OH
BrH
Mg CH2CH2CH2MgBr
2 + ete
1 CH3COCH3
CH2CH2CH2 - C - OH CH3 CH3
H2SO4 HOH
1
0,5
1,0
Câu (1,5 điểm)
X đisaccarit không khử AgNO3/NH3 Khi thủy phân X tạo sản phẩm Y (D-anđozơ, có cơng thức vịng dạng ) Y khác D-ribozơ cấu hình nguyên tử C2 Biết:
CH3OH CH3I HOH HCl
Y Z
H+ OH- V
Xác định công thức Y, Z, V X dạng vòng phẳng
NỘI DUNG ĐIỂM
(9)CH3 CH3O CH3O
H H H H CH3 HOH H (V) CH3
I/OH-CH3OH/HCl
HOH/xt CH=O
H CH3O
CH3 CH3 H
H
CH2OH
OH CH3O
CH3O CH3O H H H H CH3 H H H H HO HO OH O OH H H H H OH HO HO (Y) O O H H H H HO HO OH O H H H OH O O H HO OH O O O O + (Z) O (X) 4 5 O 4 5 0,5 0,5 0,5
Câu (1,5 điểm)
Cho 0,736 gam hỗn hợp gồm ankan (tỉ lệ mol 1:1) với 3,36 lít O2 (dư, đktc) vào ống úp ngược chậu nước Sau bật tia lửa điện để đốt cháy, đưa nhiệt độ ống 250C ta nhận thấy:
- Mực nước ống cao mực nước chậu 68 mm - Thể tích phần ống chứa khí 2,8 lít
Xác định công thức phân tử ankan Biết áp suất khí 758,7 mmHg, áp suất gây nước ống 250C 23,7 mmHg, khối lượng riêng Hg 13,6 g/cm3.
NỘI DUNG ĐIỂM
Gọi công thức chung ankan CnH2n2
Số mol O2 =3,36/22,4 = 0,15 mol Số mol ankan =
2 14 736 ,
n mol
2 2n nH
C +
2 ) ( n
O2 nCO2 + (n+1)H2O 14 736 ,
n
) ( n
14 736 ,
n n.14
736 , n nO
2 dư + nCO2 = (0,15 -2
)
( n .
2 14 736 ,
n ) + n.14
736 ,
n mol
Áp suất khí (CO2 + O2 dư) = 758,7 – 23,7 - 13,6 68
= 730 mmHg
0,5
(10)NỘI DUNG ĐIỂM Số mol O2 dư + số mol CO2 =
RT PV
= 760.(730273.2,825.273).22,4
= 0,11
(0,15 -2
) ( n
2 14
736 ,
n ) + n.14
736 ,
n = 0,11
n = 1,5
Một ankan CH4 CnH2n+2
n =
2 n
= 1,5 n = (C2H6)
0,5
Câu (2,0 điểm)
1 Tách chất sau khỏi hỗn hợp: C6H5CH=O (A), C6H5N(CH3)2 (B), C6H5Cl (C), CH3-C6H4-OH (D), C6H5COOH (E)
2 Sắp xếp (có giải thích) chiều tăng dần nhiệt độ sơi chất sau:
N S
N
N N
H H
N N
NỘI DUNG ĐIỂM
1 (A, B, C, D, E) HCl/ete
Lớp Lớp ete (trên) C6H5NHMe2Cl OH
OH-/ete
(B) tan ete Lớp kiềm (dưới) Lớp ete (trên) Cho ete bay CO2 NaHSO3 (B)
Lớp ete Lớp nước Lớp nước Lớp ete Ete bay C6H5COONa C6H5CHOHSO3Na ete bay
HCl (ch.cất) HCl/ete (C)
(D) (E) Lớp ete Lớp nước ete bay
(A)
1,0
(11)2
N S N
M = 79 (I) M = 85 (II)
Hai chất khơng có liên kết hiđro nên có nhiệt độ sơi thấp M (I) < M (II) nên chất (I) có nhiệt độ sơi thấp chất (II)
Hai chất sau có liên kết hiđro nên có nhiệt độ sơi cao
N N
H H
N N
(III) (IV)
Chất (III) hình thành liên kết hiđro liên phân tử nên có nhiệt độ sơi cao chất (IV) hình thành liên kết hiđro dạng đime:
N N
H
N N
H
H N
N H
N N
Vậy: (I) < (II) < (IV) < (III)
0,5
0,5
Câu (1,5 điểm)
Hòa tan 115,3 gam hỗn hợp X gồm MgCO3 RCO3 500 ml dung dịch H2SO4 loãng dung dịch A, chất rắn B 4,48 lít CO2 (đktc) Cơ cạn dung dịch A thu 12 gam muối khan Mặt khác đem nung chất rắn B đến khối lượng khơng đổi thu 11,2 lít CO2 (đktc) chất rắn B1
a) Tính khối lượng B B1
b) Xác định R, biết hỗn hợp X số mol RCO3 gấp 2,5 lần số mol MgCO3
NỘI DUNG ĐIỂM
a) MgCO3 + H2SO4 MgSO4 + CO2 + H2O (1) 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol RCO3 + H2SO4 RSO4 + CO2 + H2O (2) 0,1 mol 0,1mol 0,1 mol
Từ (1) và(2) thấy số mol SO4tạo thành muối = số mol CO2 =4,48/22,4 = 0,2 mol mSO4 = 96.0,2 = 19,2 gam > 12 Vậy dd A chứa muối MgSO4 (số mol MgSO4 = 12/120 = 0,1 mol), cịn RSO4 khơng tan
Rắn B (MgCO3 dư, RCO3 dư RSO4) MgCO3 MgO + CO2 (3) x mol x x RCO3 RO + CO2 (4) y mol y y
mB = 115,3 – m(MgCO
3, RCO3)pư + mRSO4
= 115,3 – 84.0,1 – (R + 60).0,1 + (R + 96).0,1 = 110,5 gam
(12)Rắn B1 (MgO, RO, RSO4) mB
1 = mB – mCO2 = 110,5 – 44.11,2/22,4 = 88,5 gam b) Số mol MgCO3 bđ = x + 0,1 mol
Số mol RCO3 = y + 0,1 mol (y + 0,1) = 2,5(x + 0,1) 2y -5x = 0,3
y + x = 11,2/22,4 = 0,5 x = 0,1; y = 0,4
mB = 84.0,1 + (R + 60).0,4 + (R + 96).0,1 = 110,5 R = 137 Vậy R Ba
0,5
0,5
Câu 10 (2,0 điểm) Cho biết:
0 /
Cu Cu
E = 0,16 V;
/
Cu Cu
E = 0,52 V; TCuCl= 10 -7
Một dung dịch chứa CuSO4 0,1 M, NaCl 0,2 M bột Cu dư
a) Hãy chứng minh xảy phản ứng: Cu (r) + Cu2+ + 2Cl - 2CuCl (r)
b) Tính số cân phản ứng tính nồng độ mol ion trạng thái cân
NỘI DUNG ĐIỂM
a) Khi cân bằng: ECu2/Cu =
/
Cu Cu
E
0,16 + 0,059lg
Cu Cu
= 0,52 + 0,059lg[Cu+]
= 0,16 + 0,118pT – 0,52 = 0,059lg 2
Cu Cl
= 0,059lgKC KC = 108
Vì KC lớn nên phản ứng xảy hoàn toàn b) Ở trạng thái cân bằng: [Cu2+] = ½[Cl-] KC =
1
Cu
= 108 [Cu2+] = 1,36.10 -3 M [Cl-] = 2,72.10 -3 M
1,0
1,0