Đề thi chọn HSG cấp tỉnh lớp 12 THPT môn Hóa học năm 2016-2017 (Vòng 2)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHÍNH THỨC (Đề thi gồm có 02 trang) KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH THPT NĂM HỌC 2016-2017 Mơn: Hóa học Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) Ngày thi thứ hai: 29/10/2016 Câu 1: (4,0 điểm) Thực yêu cầu sau: a So sánh lực bazơ chất có vịng benzen sau: m-CH3C6H4NH2, p-CH3C6H4NH2, o-CH3C6H4NH2, p-O2NC6H4NH2, p-ClC6 H4NH2 Giải thích? b So sánh lực axit chất sau: (CH3)3CCOOH; CH3CH=CHCH2COOH; CH3CH2 CH=CHCOOH; (CH3)2CHCOOH; CH2=CHCH2CH2COOH Giải thích? Hỗn hợp A gồm peptit X peptit Y (mỗi chất cấu tạo từ loại aminoaxit, tổng số nhóm –CO–NH– loại phân tử 5) với tỉ lệ số mol nX:nY=2:1 Khi thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp A thu 5,625 gam glyxin 10,86 gam tyrosin Tính giá trị m Câu 2: (4,0 điểm) Khi đun nóng 2-metylxiclohexan-1,3-đion với but-3-en-2-on dung dịch kiềm thu hợp chất hữu (sản phẩm chính) có công thức C11 H14O2 Hãy viết công thức cấu tạo sản phẩm giải thích q trình tạo sản phẩm Hợp chất X (C10H16) hấp thụ ba phân tử hiđro Ozon phân khử hóa X thu axeton, anđehit fomic 2-oxopentađial a) Viết công thức cấu tạo hợp chất X thỏa mãn tính chất b) Hiđrat hóa hồn tồn 2,72 gam chất X lấy sản phẩm cho tác dụng với I2/NaOH thu 15,76 gam kết tủa màu vàng Dùng công thức cấu tạo X viết phương trình hóa học (chỉ dùng sản phẩm chính, hiệu suất phản ứng 100%) Câu 3: (4,0 điểm) Hỗn hợp X gồm ba hidrocacbon mạch hở, có tỉ khối so với H2 21,2 Đốt cháy hoàn toàn 4,24 gam X, thu 6,72 lít khí CO2 (đktc) Khi cho 2,12 gam X vào bình kín dung tích 500 ml (có xúc tác Ni với thể tích khơng đáng kể), áp suất bình p, 0C Cho khí H2 vào bình, áp suất bình 2p, 0C Nung nóng bình, áp suất giảm dần đến giá trị thấp p 1, 00C Lúc bình chứa hai khí khơng làm màu dung dịch nước brom Biết X, hidrocacbon có phân tử khối nhỏ chiếm 20% thể tích hỗn hợp a Xác định cơng thức phân tử thành phần % thể tích chất X b Tính giá trị p, p1 Câu 4: (4,0 điểm) Hợp chất A có cơng thức phân tử C7H6O2, tan nước tan tốt dung dịch NaOH tạo thành muối B (công thức C7 H5O2Na) B tác dụng với nước brom tạo hợp chất D, phân tử D chứa 64% Br khối lượng Khử 6,1 gam hợp chất A hidro (xúc tác Pt) 200C thu 5,4 gam hợp chất thơm G a Tính hiệu suất phản ứng tạo G b Xác định công thức cấu tạo hợp chất A, B, D, G Câu 5: (4,0 điểm) Ở 25 oC tích số tan BaCrO4 1,2.10–10, Ag2CrO4 2,5.10–12 a Tính độ tan (mol/l) muối nước 25 oC b Tính độ tan (mol/l) muối dung dịch nước chứa CrO24  0,1M Thực yêu cầu sau a Hãy xét xem điều kiện chuẩn FeCl3 oxi hóa muối kali halogenua thành halogen? Cho biết F2 + 2e  2F– E0 = 2,87V Cl2 + 2e  2Cl– E0 = 1,36V Br2 + 2e  2Br– E0 = 1,07V I2 + 2e  2I– E0 = 0,53V Fe3+ + e  Fe2+ E0 = 0,77V b Chì đẩy bạc khỏi dung dịch muối theo phương trình phản ứng: Pb + 2Ag+ → Pb 2+ + 2Ag 0 Hãy tính K ∆G0 phản ứng 25 0C Biết E Ag  0,80V ; EPb  0,13V  2 / Ag / Pb HẾT - Học sinh không sử dụng tài liệu (trừ bảng Hệ thống tuần hồn ngun tố hố học) - Cán coi thi khơng phải giải thích thêm Họ tên thí sinh …………………………………… … Số báo danh ………… Phịng thi …… Cán coi thi thứ ………………………… Cán coi thi thứ hai ………………………… SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO ĐĂK NÔNG KỲ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH CẤP THPT NĂM HỌC 2016-2017 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN HỐ HỌC LỚP 12 Hướng dẫn chấm Câu 1: a So sánh lực bazơ chất có vịng benzen sau: m-CH3C6H4NH2, p-CH3C6H4NH2, o-CH3C6H4NH2, p-O2NC6H4NH2, p-ClC6 H4NH2 Giải thích? b So sánh lực axit chất sau: (CH3)3CCOOH; CH3CH=CHCH2COOH; CH3CH2 CH=CHCOOH; (CH3)2CHCOOH; CH2=CHCH2CH2COOH Giải thích? Hỗn hợp A gồm peptit X peptit Y (mỗi chất cấu tạo từ loại aminoaxit, tổng số nhóm –CO–NH– loại phân tử 5) với tỉ lệ số mol nX:nY=2:1 Khi thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp A thu 5,625 gam glyxin 10,86 gam tyrosin Tính giá trị m Hướng dẫn chấm Câu Nội dung Điểm Lực bazơ giảm dần theo dãy: o-CH3C6H4NH2 > p-CH3C6H4NH2 > m-CH3C6H4 NH2 > p-ClC6H4NH2 > 0,5 p-O2NC6H4NH2 điểm Giải thích: CH3 nhóm đẩy electron làm tăng lực bazơ, vị trí octo có ảnh 1.a hưởng mạnh nhất, vị trí para có ảnh hưởng mạnh vị trí meta (do hiệu ứng octo para); riêng nhóm NO2 có hiệu ứng –C, hút electron mạnh làm giảm mạnh lực bazơ, nhóm Cl có hiệu ứng –I +C làm giảm lực bazơ NH2, từ ta có 0,5 thứ tự điểm Lực axit giảm dần theo dãy: CH3CH=CHCH2COOH > CH3CH2CH=CHCOOH > CH2=CHCH2CH2 COOH > 0,5 (CH3)2CHCOOH > (CH3)3CCOOH điểm Giải thích: Các axit có chứa liên kết C=C làm tăng lực axit (do độ âm điện b nguyên tử Csp2 cao), axit thứ có chứa liên kết 0,5 CH3-CH2-CH=CH-C(OH)=O điểm có hiệu ứng +C nên lực axit so với axit thứ nhất, hai axit cuối có nhóm CH3 đẩy electron nên làm giảm lực axit số nhóm CH3 nhiều lực axit giảm ngly=0,075 nTyr=0,06 nX=2a nY=a TH1: Hỗn hợp gồm: 2a mol X (phân tử có t nhóm -CONH- tạo từ Gly) a mol Y (phân tử có 5-t nhóm -CONH- tạo từ Tyr) 2a*(t+1)=0,075 a*(5-t+1)=0,06 at=0,0236 a=0,0139 t=1,697 không nguyên loại TH2: Hỗn hợp gồm: 2a mol X (phân tử có t nhóm -CONH- tạo từ Tyr) a mol Y (phân tử có 5-t nhóm -CONH- tạo từ Gly) 2a*(t+1)=0,06 a*(5-t+1)=0,075 at=0,015 a=0,015 t=1 thõa mãn  Hỗn hợp gồm 0,03 mol X (gồm gốc Tyr) 0,015 mol Y (gồm gốc Gly) m=14,865 gam 1,0 điểm 1,0 điểm Câu 2: (4,0 điểm) Khi đun nóng 2-metylxiclohexan-1,3-đion với but-3-en-2-on dung dịch kiềm thu hợp chất hữu (sản phẩm chính) có cơng thức C11 H14O2 Hãy viết cơng thức cấu tạo sản phẩm giải thích q trình tạo sản phẩm Hợp chất X (C10H16) hấp thụ ba phân tử hiđro Ozon phân khử hóa X thu axeton, anđehit fomic 2-oxopentađial a) Viết công thức cấu tạo hợp chất X thỏa mãn tính chất b) Hiđrat hóa hồn tồn 2,72 gam chất X lấy sản phẩm cho tác dụng với I2/NaOH thu 15,76 gam kết tủa màu vàng Dùng công thức cấu tạo X viết phương trình hóa học (chỉ dùng sản phẩm chính, hiệu suất phản ứng 100%) Câu (1,5 đ) O (4,0 đ) H CH3 O O EtONa EtOH H3C O - O O H3C O CH2=CH-C-CH3 - CH2 -CH O O OH O CH3CH3 O 1,5 CH3 O - EtONa O CH3CH2 O O O OH2 H 3C O OH OH2 H 3C O E1 (Xác định sản phẩm cho 0,25 điểm) (2,5 đ) X (C10H16) + 3H2 → sản phẩm C10 H22 Theo sản phẩm ozon phân → X mạch hở, có nối đôi tạo mol CH2O nên có nhóm CH2=C a) Các chất X thỏa mãn: CH=CH2 CH3-C=CH-(CH2)2-C=CH2 CH3 (X1) CH-CH2 CH3-C=C-(CH2)2-CH=CH2 CH3 (X2) CH3-C=CH-C-(CH2)2-CH=CH2 CH3 CH2 0,75 (X3) (Xác định công thức cho 0,25 điểm) H 2O I / NaOH b) X   ancol   CHI3 n ancol = nX = 2,72/136 = 0,02 mol n CHI3 = 15,76/394 = 0,04 mol n CHI3 : nancol = :  ancol có nhóm CH3CH(OH)- Vậy có chất X2 thỏa mãn Các phản ứng: 0,75 0,5 OH CH=CH2 CH3-C=C-(CH2)2-CH=CH2 + HOH CH3 H2SO4 HO CH-CH3 CH3-C-CH-(CH2)2-CH-CH3 (X2) CH3 OH 0,5 OH HO CH-CH3 HO COONa CH3-C-CH-(CH2)2-CH-CH3 + 12 NaOH +8 I2 CH3 OH CH3-C-CH-(CH2)2-COONa + CH3I + 10NaI +10HOH CH3 Câu 3: (4,0 điểm) Hỗn hợp X gồm ba hidrocacbon mạch hở, có tỉ khối so với H2 21,2 Đốt cháy hoàn toàn 4,24 gam X, thu 6,72 lít khí CO2 (đktc) Khi cho 2,12 gam X vào bình kín dung tích 500 ml (có xúc tác Ni với thể tích khơng đáng kể), áp suất bình p, 0C Cho khí H2 vào bình, áp suất bình 2p, 0C Nung nóng bình, áp suất giảm dần đến giá trị thấp p 1, 00C Lúc bình chứa hai khí khơng làm màu dung dịch nước brom Biết X, hidrocacbon có phân tử khối nhỏ chiếm 20% thể tích hỗn hợp a Xác định công thức phân tử thành phần % thể tích chất X b Tính giá trị p, p1 Hướng dẫn chấm Câu a b Nội dung Điểm Khối lượng mol trung bình hỗn hợp M = 21,2x2=42,4  số mol X = 0,1 mol Số mol CO2 tạo = 0,3 mol Gọi công thức chung hidrocacbon CxHy, phản ứng cháy: CxHy + (x+y/4)O2 xCO2 + y/2 H2O Từ phản ứng cháy  x = Vì bình kín, nhiệt độ khơng đổi mà áp suất gấp đơi nên số mol khí tăng gấp đơi  số mol X = số mol H2= 0,05 mol Vì nung áp suất giảm nên có phản ứng cộng xảy sản phẩm khí ankan ankan H2 TH1: Nếu bình sau ankan H2 hidrocacbon ban đầu phải có 1,0 số nguyên tử C Vậy ba hidrocacbon C3H8, C3H6 C3H4 điểm %C3H8 = 20%; %C3H6 = %C3H4 = 40% TH2: Nếu bình sau ankan  khối lượng ankan = 2,12 + 0,05*2 = 22,2 gam Gọi ankan CnH2n+2 CmH2m+2 có số mol tương ứng x, y, ta có hệ (14n +2)x + (14m+2)y = 22,2 Vì số mol CO2 tạo đốt cháy X số mol CO2 tạo đốt cháy ankan = 0,15 mol => từ phản ứng cháy ankan ta có: nx + my = 0,15 => x+y = 0,06 Vì phản ứng hidro hóa khơng làm thay đổi số mol hidrocacbon nên số mol X = 1,0 0,05 p1 = 2,686 atm điểm Câu 4: (4,0 điểm) Hợp chất A có cơng thức phân tử C7H6O2, tan nước tan tốt dung dịch NaOH tạo thành muối B (công thức C7 H5O2Na) B tác dụng với nước brom tạo hợp chất D, phân tử D chứa 64% Br khối lượng Khử 6,1 gam hợp chất A hidro (xúc tác Pt) 200C thu 5,4 gam hợp chất thơm G a Tính hiệu suất phản ứng tạo G b Xác định công thức cấu tạo hợp chất A, B, D, G Hướng dẫn chấm Câu Nội dung Điểm Do số nguyên tử C gần số nguyên tử H khả hòa tan A nước, tác dụng với H2 tạo hợp chất thơm G  A hợp chất thơm A tác dụng với NaOH => có chứa nhóm -OH thuộc phenol nhóm COOH chứa nhóm (do tạo sản phẩm chứa nguyên tử Na) Ở điều kiện thường B tác dụng với dung dịch nước brom nên B muối phenol  nhóm cịn lại CHO Vậy công thức A HO-C6H4-CHO Phản ứng A với H2 tạo HO-C6H4-CH2OH (G) Theo lý thuyết, số gam G thu 6,1.124/122 = 6,2 gam Hiệu suất tạo G = 5,4/6,2 = 0,871 hay 87,1% Gọi sản phẩm B với nước brom HO-C6 H4-nBrn-COOH ta có 80n/(138+79n) = 0,64  n =3 Vậy công thức D HO-C6HBr3-COOH Trong A nhóm phải vị trí meta với trường hợp vịng benzen có nguyên tử H bị thay brom Từ  công thức cấu tạo A, B, D, G 1,0 điểm 1,0 điểm ONa ONa ONa OH Br Br 2,0 điểm CHO CHO CHO A B CH2OH Br D G Câu (4,0 điểm) Câu hỏi 5.1 (2 điểm) Đáp án – Hướng dẫn chấm Điểm a) Tính độ tan BaCrO4 nước Gọi độ tan BaCrO4 Sa (mol/l) Từ cân bằng: 2 BaCrO4( r )  Ba(dd)  CrO4(2 dd ) T = [Ba2+][ CrO24 ] = (Sa)2 0,25 Suy Sa = T = 1, 2.10 10  1,1.105 (mol / l ) Tính độ tan Ag2CrO4 nước Gọi độ tan Ag2CrO4 Sb (mol/l) Từ cân bằng: + 2  Ag 2CrO4( r )  2Ag (dd)  CrO4(2 dd ) , T = [Ag ] [ CrO24 ] = (2Sb) (Sb) = Sb3 Suy Sb = T 2,5.10  4 0,25 0,25 12  8, 5.10 5 (mol / l ) b) Gọi độ tan BaCrO4 Ag2CrO4 dung dịch CrO24 0,1M S a' Sb' Khi nồng độ Ba2+ dung dịch S a' (mol/l) Ag+ dung dịch Sb' (mol/l) 2+ –10 TBaCrO = [Ba ][ CrO24 ] = Sa' (0,1+ Sa' ) = 1,2.10 Vì Sa' nhỏ nên 0,1+ Sa' ≈ 0,1 Suy ra: Sa' = 1,2.10–10 : 0,1 = 1,2.10–9 (mol/l) 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 TAg 2CrO4  [Ag  ]2 [CrO42  ]  ((2Sb' ) )(0,1  Sb' )  2,5.10 12 Vì Sb' nhỏ nên 0,1+ Sb' ≈0,1 Suy Sb'  2,5.1012  2,5.106 ( mol / l ) 4.0,1 a) Phản ứng FeCl3 oxi hóa KX dạng: Fe3  2X   Fe   2X Ghép nửa phản ứng khử Fe3+ với nửa phản ứng oxi hóa X–, ta tính khử E0 phản ứng sau: Phản ứng oxi hóa F-: E0 = 0,77 – 2,87 = -2,10V Phản ứng oxi hóa Cl-: E0 = 0,77 – 1,36 = -0,59V Phản ứng oxi hóa Br-: E0 = 0,77 – 1,07 = -0,30V 5.2 Phản ứng oxi hóa I-: E0 = 0,77 – 0,53 = +0,24V (2 Chỉ I-, phản ứng có E0 > 0, nghĩa có ∆G0 < Như điều điểm) kiện chuẩn, FeCl oxi hóa KI thành iot b) Ta có nửa phản ứng: 2Ag+ + 2e → 2Ag E0 = 0,88V Pb → Pb 2+ + 2e -E0 = 0,13V 2Ag+ + Pb → 2Ag + Pb2+ E 0pin  0,93V Tính K phản ứng từ E 0pin : 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 lg K  nE 0pin 0, 059  2.0,93  31,53 0, 059 0,25 Vậy K  3, 4.1031 Tính ∆G0 phản ứng từ E pin : ∆G0 = - nF E pin = - 2.96500.0,93 = -179490 (J) = -179,5 (kJ) HẾT - 0,25 ... thi thứ ………………………… Cán coi thi thứ hai ………………………… SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO ĐĂK NÔNG KỲ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH CẤP THPT NĂM HỌC 2016-2017 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN HỐ HỌC LỚP 12 Hướng dẫn chấm Câu 1: a So... CH=CH2 CH3-C=C-(CH2)2-CH=CH2 + HOH CH3 H2SO4 HO CH-CH3 CH3-C-CH-(CH2)2-CH-CH3 (X2) CH3 OH 0,5 OH HO CH-CH3 HO COONa CH3-C-CH-(CH2)2-CH-CH3 + 12 NaOH +8 I2 CH3 OH CH3-C-CH-(CH2)2-COONa + CH3I +... - Học sinh không sử dụng tài liệu (trừ bảng Hệ thống tuần hồn ngun tố hố học) - Cán coi thi khơng phải giải thích thêm Họ tên thí sinh …………………………………… … Số báo danh ………… Phòng thi …… Cán coi thi