DE THI HSG LOP 12 VONG 2 20132014

Cấu tạo của phân tử NH3 cho thấy quanh N có 4 không gian khu trú, trong đó có 1 cặp electron tự do AB3E nên phân tử NH3 có dạng tháp đáy tam giác với góc liên kết nhỏ hơn 109o28' cặp ele[r]

UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 NĂM HỌC 2013-2014 MƠN THI: HỐ HỌC (VỊNG ) (Thời gian làm 180 phút không kể thời gian giao đề) ĐỀ CHÍNH THỨC Câu (3,0 điểm) Dựa vào phương pháp gần Slater, tính lượng ion hóa I1 cho He (Z = 2) Dựa mơ hình VSEPR, giải thích dạng hình học phân tử NH3, ClF3 XeF4 Hoạt tính phóng xạ đồng vị 210 giảm 6,85 % sau 14 ngày Xác định số tốc độ 84 Po trình phân rã, chu kỳ bán hủy thời gian bị phân rã 90 % Câu (3,0 điểm) 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 Tính nồng độ ban đầu HSO4- (Ka = 10-2), biết giá trị sức điện động pin: PtI- 0,1 M; I3- 0,02 MMnO4- 0,05 M, Mn2+ 0,01 M, HSO4- C MPt 25oC đo 0,824 V Cho MnO−4 /Mn2 +¿o =1 ,51 V E¿ EoI / I =0 ,5355 V − − Tính nồng độ ion H+ đủ để làm giảm nồng độ Ag(NH 3)2+ 0,10 M xuống 1,0.10-8 M Biết pKb (NH3) = 4,76 số bền β [Ag(NH3)2+] = 7,24 Câu (4,0 điểm) Cho 100 gam N2 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 N2 khí lí tưởng nhiệt dung đẳng áp khơng đổi q trình thí nghiệm 29,1 J.K-1.mol-1 Hãy xác định bậc phản ứng: (CH3)3CBr (aq) + H2O (l)  (CH3)3COH (aq) + H+ + Brtừ 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 Cân bằng: N2 (k) + 3H2 (k)  2NH3 (k) chuyển dịch chiều khi: (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 Câu (3,0 điểm) Streptimidon loại kháng sinh có cơng thức sau: O O NH H OH H H H3C H CH3 H O (a) Mô tả trung tâm lập thể streptimidon kí hiệu E, Z R, S (b) Streptimidon có đồng phân lập thể, có đồng phân enan đồng phân dia? So sánh giải thích: (a) Nhiệt độ sôi chất xyclopentan, tetrahidrofuran pirolidin (b) Độ mạnh tính bazơ dimetylamin, piperidin piridin Câu (3,0 điểm) (-)-Nicotin, ankaloit có thuốc lá, tổng hợp theo cách sau: axit nicotinic (3-pyridincacboxilic) + SO2Cl2, to  nicotinyl clorua (C6H4ONCl) nicotinyl clorua + C2H5OCH2CH2CH2CdCl  G (C11H15O2N), xeton G + NH3, H2, xúc tác  H (C11H18ON2) H + HBr + nhiệt độ cao  I (C9H12N2) + etyl bromua I + CH3I, NaOH  ( ± )-nicotin (C10H14N2) Xác định cấu trúc ( ± )-nicotin hoàn thành phản ứng Chất lôi bạn tình lồi bướm đêm tổng hợp cách Hãy cho biết cấu trúc tên gọi hợp chất Hoàn thành phương trình phản ứng 1-heptin + LiNH2  S (C7H11Li) S + 1-clo-3-brompropan  T (C10H17Cl) T + Mg, sau n-C10H21CHO, sau H+  U (C21H40O) U + H2, xúc tác Lindlar  V (C21H42O) V + CrO3  chất lơi bạn tình (C21H40O) Câu (4,0 điểm) .(+)-Raffinozơ, đường khơng khử tìm thấy đường củ cải, có cơng thức C 18H32O16 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 disaccarit melibiozơ 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-triO-metyl-D-glucozơ Cho biết cấu trúc raffinozơ melibiozơ Một giải pháp bảo vệ nhóm amin hiệu tiến hành phản ứng axyl hóa anhydrit phtalic để hình thành phtalimit có nhóm nguyên 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 Gly-Ala Ala-Gly Hết ( Giám thị coi thi khơng giải thích thêm) Họ tên thí sinh: Số báo danh: UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 NĂM HỌC 2013-2014 MƠN THI: HỐ HỌC (VỊNG ) (Thời gian làm 180 phút không kể thời gian giao đề) HƯỚNG DẪN CHẤM Câu (3,0 điểm) Dựa vào phương pháp gần Slater, tính lượng ion hóa I1 cho He (Z = 2) Dựa mơ hình VSEPR, giải thích dạng hình học phân tử NH3, ClF3 XeF4 Hoạt tính phóng xạ đồng vị 210 giảm 6,85 % sau 14 ngày Xác định số tốc độ 84 Po trình phân rã, chu kỳ bán hủy thời gian bị phân rã 90 % ĐÁP ÁN ĐIỂM Câu (3,0 điểm) He có cấu hình 1s2, ( E❑ He =2 − 13 , ( 2− 0,3 ) 13 ,6 Z =2 − =−78 , eV n ) [ ] ❑ 13 , ×22 ¿ 13 , Z + =− =−54 , eV He có cấu hình 1s , He − n2 E¿ 0,75 Q trình ion hóa He - e  He+; ❑ ¿ ❑ He E =(−54 , eV)−(− 78 ,6 eV)=24 , 2eV He  I 1=E¿ Cấu tạo phân tử NH3 cho thấy quanh N có khơng gian khu trú, có cặp electron tự (AB3E) nên phân tử NH3 có dạng tháp đáy tam giác với góc liên kết nhỏ 109o28' (cặp electron tự đòi hỏi khoảng không gian khu trú lớn hơn): H N H H 0,50 N H H H Phân tử ClF3 có 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): F Cl F F F F 0,50 Cl F Phân tử XeF4 có 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): F F Xe F F Từ ln F Xe F F 0,50 F m0 100 =kt ⇒k = ln =0 , 00507 ngày-1 mt 14 ( 100− , 85 ) ⇒ t 1/ 2= ln , 693 = =137 ngày k , 00507 0,75 210 84 Thời gian để Po bị phân rã 90% là: t= 100 ln =454 ngày ,00507 ( 100− 90 ) Câu (3,0 điểm) 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 Tính nồng độ ban đầu HSO4- (Ka = 10-2), biết giá trị sức điện động pin: PtI- 0,1 M; I3- 0,02 MMnO4- 0,05 M, Mn2+ 0,01 M, HSO4- C MPt MnO−4 /Mn2 +¿o =1 ,51 V 25 C đo 0,824 V Cho E¿ o EoI / I =0 ,5355 V − − Tính nồng độ ion H+ đủ để làm giảm nồng độ Ag(NH 3)2+ 0,10 M xuống 1,0.10-8 M Biết pKb (NH3) = 4,76 số bền β [Ag(NH3)2+] = 7,24 ĐÁP ÁN ĐIỂM Câu (3,0 điểm) , 03 ×15 , 15× 30 =0 , 010 M ; C HCOO = =0 , 100 M CCH COO = 45 45 Các cân bằng: H2O ⇌ H+ + OHKw = 10-14 (1) -9,24 CH3COO + H2O ⇌ CH3COOH + OH Kb = 10 (2) HCOO- + H2O ⇌ HCOOH + OHKb’ = 10-10,25 (3) − − −11 ,24 Do K b ×C CH COO =10 theo cân − ' −11 ,25 K b C HCOO =10 − khơng thể tính gần Điều kiện proton: h = [H+] = [OH-] - [CH3COOH] - [HCOOH] ' −1 − K a ¿ [ HCOO ] ¿ − 1+ K −1 [CH a CO O ]+¿ (4) Kw ¿ h=√ ¿ Chấp nhận [CH3COO-]o = 0,010; [HCOO-]o = 0,10 thay vào (4) để tính h1: 10− 14 h1= =2 ,96 10− , 76 −2 ,75 −1 1+ 10 10 +10 10 √ Từ giá trị h1 tính lại [CH3COO-]1 [HCOO-]1 theo biểu thức: − CH3 CO O ¿ o 10 −4 , 76 − CH3 CO O ¿1 =0 , 010 −4 , 76 ≈ , 010=¿ −9 10 + 2, 96 10 ¿ HCO O− ¿o 10−3 , 75 HCO O− ¿1=0 , 10 −3 , 75 ≈ , 10=¿ 10 +2 , 96 10−9 ¿ 1,00 Kết lập lại Vậy h = 2,96.10-9 = 10-8,53  pH = 8,5 Ở điện cực phải: MnO4- + 8H+ + 5e ⇌ Mn2+ + 4H2O Ở điện cực trái: 3I- ⇌ I3- + 2e 2+ ¿ Mn ¿ ¿ H +¿ ¿ , 01 , 05 ¿ ¿ H +¿ ¿ ¿ [MnO−4 ]¿ , 059 MnO−4 /Mn2 +¿o + lg¿ E p=E ¿ I − ¿3 ¿ 0,1 ¿3 ¿ ¿ ¿ − , 059 [I ] o Et =E I / I + lg ¿ 1,00 − − ΔE = Ephải - Etrái  0,824 = 1,51 + ,059 lg(5[H+]8) – 0,574 Suy h = [H+] = 0,053 M Mặt khác từ cân bằng: H2SO4- ⇌ H+ + SO42Ka = 10-2 [] C–h h h h h2 =K a ⇒ + h=C Suy C −h Ka Thay giá trị h = 0,053 Ka = 1,0.10-2, tính C HSO =0 , 334 M − Do [Ag(NH3)2+] = 1,0.10-8 M