Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Luyện thi - Đề thi 30 đề thi học sinh giỏi môn hóa học lớp 11 của các trường chuyên khu vực duyên h...

Tài liệu 30 đề thi học sinh giỏi môn hóa học lớp 11 của các trường chuyên khu vực duyên hải đồng bằng bắc bộ có đáp án

.PDF
313
3663
74

Mô tả:

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC GIANG TỈNH BG ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC KHỐI 11 NĂM 2015 Thời gian làm bài 180 phút (Đề này có 03 trang, gồm 10 câu) ĐỀ THI ĐỀ XUẤT Câu 1 (2,0 điểm) Tốc độ phản ứng 1. Cho phản ứng: (các hằng số tốc độ phản ứng k1 = 300 s–1 ; k2 = 100 s–1 ). k1  B A  k 2 (xe là nồng độ chất lúc cân bằng; x là nồng độ chất đã phản (1) k1 + k 2 = xe 1 ln t xe - x ứng). (2) Ở thời điểm t = 0, chỉ có chất A mà không có chất B. Trong thời gian bao lâu thì một nửa lượng chất A chuyển thành chất B? 2. Cho phản ứng pha khí: 2NO (k) + O 2 (k) → 2NO 2 (k) (3) Phản ứng (3) tuân theo định luật tốc độ thực nghiệm v = k[NO]2 [O 2 ]. Giả định rằng phản ứng không diễn ra theo một giai đoạn sơ cấp. Hãy đề nghị một cơ chế có khả năng cho phản ứng (3) và chứng tỏ rằng cơ chế ấy phù hợp với thực nghiệm động học. Câu 2 (2,0 điểm) Cân bằng trong dung dịch điện ly 1. a) Tính pH của dung dịch Na2 X 0,022 M. b) Tính độ điện li của ion X2- trong dung dịch Na2 X 0,022 M khi có mặt NH4 HSO 4 0,001 M. Cho: pK - = 2,00; pK + = 9,24; pK a1(H X) = 5,30; pK a2(H X) = 12,60. 2 2 a(HSO )4 a(NH 4 ) 2. Một dung dịch monoaxit HA có pH = 1,70. Khi pha loãng gấp đôi dung dịch đã cho thì thu được dung dịch có pH = 1,89. Xác định hằng số ion hóa K a của axit HA. Câu 3 (2,0 điểm) Điện hóa học 1. Muối KClO 4 được điều chế bằng cách điện phân dung dịch KClO 3 . Thực tế khi điện phân ở một điện cực, ngoài nửa phản ứng tạo ra sản phẩm chính là KClO 4 còn đồng thời xẩy ra nửa phản ứng phụ tạo thành một khí không màu. Ở điện cực thứ hai chỉ xẩy ra nửa phản ứng tạo ra một khí duy nhất. Hiệu suất tạo thành sản phẩm chính chỉ đạt 60%. a) Viết ký hiệu của tế bào điện phân và các nửa phản ứng ở anot và catot. b) Tính điện lượng tiêu thụ và thể tích khí thoát ra ở điện cực (đo ở 250 C và 1atm) khi điều chế được 332,52g KClO 4 . 2. a) Lập pin điện trong đó xảy ra sự oxi hoá ion Fe2+ thành ion Fe3+ và ion Au3+ bị khử thành ion Au+. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên mỗi điện cực và trong pin. b) Tính sức điện động chuẩn của pin và hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin này. Cho biết: E0Au3+ /Au + = 1,26V; E0Fe3+ /Fe = -0,037V; E0Fe2+ /Fe = -0,440V. Câu 4 (2,0 điểm) Bài tập tính toán vô cơ tổng hợp 1. Hoà tan hoàn toàn 0,8120 gam một mẫu quặng sắt gồm FeO, Fe2 O3 và 35% tạp chất trơ trong dung dịch H2 SO 4 loãng (dư), thu được dung dịch X. Sục khí SO 2 vào dung dịch X, thu được dung dịch Y. Dung dịch Y phản ứng vừa đủ với 22,21 ml dung dịch KMnO 4 0,10M. Mặt khác, hoà tan hết 1,2180 gam mẫu quặng trên trong dung dịch H2 SO 4 loãng (dư) rồi thêm ngay dung dịch KMnO 4 0,10M vào dung dịch thu được cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thì hết 15,26 ml dung dịch KMnO 4 0,10M. a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. b) Tính thể tích SO 2 (ở điều kiện tiêu chuẩn) đã dùng và thành phần phần trăm theo khối lượng của FeO, Fe2 O3 có trong mẫu quặng. 2. Hòa tan hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3 O4 và Fe2 O 3 trong 400 ml dung dịch HNO 3 3M (dư) đun nóng, thu được dung dịch Y và V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Cho 350 ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 21,4 gam kết tủa. Tính khối lượng chất tan trong Y và giá trị của V? Câu 5 (2,0 điểm) Sơ đồ biến hóa, Cơ chế phản ứng, Đồng phân lập thể, Danh pháp 1. Hãy đề nghị cơ chế cho các phản ứng sau: O 1. BuMgBr 2. H2 O a. A1 + A2 + A3 + A4 + A5 3. H2 SO4 Biết rằng từ A1  A5 là các đồng phân có cùng công thức phân tử C13 H22 . HO H2SO4 b. OH O O 1. NaOH, Cl 2 c. 2. H3 O+ COOH COOH O 2. Hợp chất X có công thức: O Hãy gọi tên X và cho biết X có bao nhiêu dạng cấu trúc không gian tương đối bền, các dạng đó khác nhau về các yếu tố lập thể nào? Hãy viết công thức cấu trúc của hai dạng tiêu biểu, có ghi đầy đủ các ký hiệu lập thể thích hợp. Câu 6 (2,0 điểm) Tổng hợp các chất hữu cơ, so sánh nhiệt độ sôi, Nhiệt độ nóng chảy, Tính Axit- Bazơ 1. Từ xiclohexan-1,3-đion và các hợp chất  4C hãy viết sơ đồ tổng hợp chất sau: 2. a) So sánh tính axit của: Axit bixiclo[1.1.1]pentan-1-cacboxylic và axit 2,2-đimetyl propanoic b) So sánh tính bazơ của: N Pyridin N H N H Pyrol piperidin Câu 7 (2,0 điểm) Nhận biết, Tách chất, Xác định công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ 1. Axit A được tách ra từ quả cây hồi. Cấu tạo của hợp chất A đã được xác định theo sơ đồ phản ứng sau: a) Vẽ cấu trúc cho các hợp chất Y1 , Y2 và từ đó suy ra cấu trúc của Y3 , A, B, C, D. Biết rằng A chỉ có một nguyên tử hiđro etylenic. b) Hãy viết sơ đồ phản ứng tổng hợp ra A từ những hợp chất chứa không quá 4C. 2. Thủy phân hợp chất A (C13 H18 O2 ) trong môi trường axit HCl loãng cho hợp chất B (C11 H14 O). Khi B phản ứng với brom trong NaOH, sau đó axit hóa thì thu được axit C. Nếu đun nóng B với hỗn hợp hiđrazin và KOH trong glicol thì cho hiđrocacbon D. Mặt khác, B tác dụng với benzanđehit trong dung dịch NaOH loãng (có đun nóng) thì tạo thành E (C18 H18 O). Khi A, B, C, D bị oxi hóa mạnh thì đều cho axit phtalic. Hãy viết công thức cấu tạo của các hợp chất từ A đến E. Câu 8 (2,0 điểm) Hữu cơ tổng hợp Hỗn hợp A gồm ba axit cacboxylic đơn chức, mạch hở, trong đó có hai axit no là đồng đẳng kế tiếp và một axit không no có một liên kết đôi (C=C). Cho m gam A phản ứng hoàn toàn với 700 ml dung dịch NaOH 1M, thu được dung dịch B. Để trung hòa lượng NaOH (dư) trong B cần vừa đủ 200 ml dung dịch HCl 1M và thu được dung dịch D. Cô cạn cẩn thận D thu được 52,58 gam chất rắn khan E. Đốt cháy hoàn toàn E rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm khí và hơi vào bình đựng dung dịch NaOH (dư), thấy khối lượng bình tăng thêm 44,14 gam. Xác định công thức của ba axit và tính phần trăm khối lượng của mỗi axit trong A? Câu 9 (2,0 điểm) Cân bằng hóa học Đối với phản ứng thuận nghịch ở pha khí: 2SO 2 + O2 € 2SO 3 . 1. Người ta cho vào bình kín thể tích không đổi 3,0 lít một hỗn hợp gồm 0,20 mol SO 3 và 0,15 mol SO 2 . Cân bằng hóa học được thiết lập tại 250 C và áp suất chung của hệ là 3,20 atm. Hãy tính phần trăm thể tích oxi trong hỗn hợp cân bằng. 2. Cũng ở 250 C, người ta cho vào bình trên chỉ x mol khí SO 3 . Ở trạng thái cân bằng hóa học thấy có 0,105 mol O 2 . Tính tỉ lệ SO 3 bị phân hủy, phần trăm thể tích mỗi chất trong hỗn hợp khí và áp suất chung của hệ ở trạng thái cân bằng. Câu 10 (2,0 điểm) Phức chất Coban t¹o ra ®-îc c¸c ion phøc: CoCl2 (NH3 )4 + (A), Co(CN)6 3- (B), CoCl3 (CN)3 3- (C), 1. ViÕt tªn cña (A), (B), (C). 2. Theo thuyÕt liªn kÕt ho¸ trÞ, c¸c nguyªn tö trong B ë tr¹ng th¸i lai ho¸ nµo? 3. C¸c ion phøc trªn cã thÓ cã bao nhiªu ®ång ph©n lËp thÓ? VÏ cÊu tróc cña chóng. 4. ViÕt ph-¬ng tr×nh ph¶n øng cña (A) víi ion s¾t (II) trong m«i tr-êng axit. ----------HẾT---------Người ra đề (Họ tên, ký tên - Điện thoại liên hệ) Dương Trọng Phong (0985.574.133) HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC GIANG TỈNH BG ĐÁP ÁN MÔN HÓA HỌC KHỐI 11 NĂM 2015 Thời gian làm bài 180 phút (Đáp án này có 09 trang, gồm 10 câu) ĐÁP ÁN ĐỀ THI ĐỀ XUẤT Câu ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM MÔN HÓA HỌC KHỐI 11 Nội dung chính cần đạt Ý Điểm 1,0đ k1  B A  k 2 Nồng độ đầu: a 0 Nồng độ cân bằng: a - xe xe Ta có xe được xác định qua hằng số cân bằng (K): x [B] aK K  e  xe  [A] a - x e 1+K Tại thời điểm một nửa lượng chất A đã tham gia phản ứng: x = a/2; t = t1/2  xe – x = x e -  1 Thay  t1/2 = xe aK/(1+K) 2K =  xe - x a(K-1)/[2(1+K)] K - 1 xe 2K = xe - x K-1 vào (2), ta có: k1 + k2  2,303 2K lg t1/2 K-1 2,303 2K lg k1 + k 2 K - 1 Vì K  Câu 1 (2,0 điểm) a aK a 2aK - a - aK a(K - 1) = - = = 2 1+K 2 2(1 + K) 2(1 + K) k1 , nên: k2 2k1 2,303 2,303 2 . 300 = 2,75.10-3 (s). lg = lg k1 + k 2 k1 - k 2 300 + 100 300 - 100 Vậy sau 2,75.10-3 giây thì một nửa lượng chất A đã chuyển thành chất B. t1/2 = Phản ứng có thể xảy ra theo cơ chế hai giai đoạn: k 2NO ‡ˆ ˆˆk 1ˆ† (a) ˆˆ N 2 O2 1 2 Câu 2 1 1,0đ (nhanh) k2  2NO 2 N2 O2 + O 2  (b) (chậm) Cộng (a) với (b) sẽ thu được phản ứng tổng cộng (3). Giai đoạn (b)chậm, quyết định tốc độ chung của phản ứng, nên: v = k2 [N2 O 2 ][ O 2 ] (*) Do giai đoạn (b) chậm và (a) nhanh nên có thể coi cân bằng (a) được thiết lập, khi đó có: [N2 O2 ]/[NO]2 = k1 /k-1  [N 2 O2 ] = (k1 /k-1 )[NO]2 (2*) Thay (2*) vào (*) thu được: v = (k1 /k-1 )k2 [NO]2 [ O2 ] = k[NO]2 [ O 2 ] với k = (k1 /k-1 )k2 . Như vậy từ cơ chế giả định có thể rút ra được định luật tốc độ thực nghiệm. Cơ chế là có khả năng. Chú ý: Thí sinh có thể đưa ra cơ chế khác. Nếu chứng minh chặt chẽ rằng cơ chế đó phù hợp với thực nghiệm thì cho đủ điểm. a) X2- + H2 O ƒ HX- + OH- Kb1 = 10-1,4 (1) 0,5đ (2,0 điểm) HX- + H2 O ƒ H2 X + OHKb2 = 10-8,7 (2) + -14 H2 O ƒ H + OH Kw = 10 (3) Vì K b1 .C >> K b2 .C >> K w  pH của hệ được tính theo cân bằng (1): X2- + H2 O ƒ HX- + OHKb1 = 10-1,4 C 0,022 [ ] 0,022 - x x x [OH ] = x = 0,0158 (M)  pH = 12,20 b) Khi có mặt NH4 HSO 4 0,0010 M: NH4 HSO 4  NH  4 0,001 - 2 0,021 0,020 + 0,001 0,002 K 1 = 1010,6 SO 4 0,001 HX- 1,0đ  4 0,001 HX- + 0,022 0,021  X2-  ƒ + + H SO NH 0,001  X2-  ƒ Phản ứng: H SO4 + 0,001 -  4 0,001 K 2 = 103,36 NH3 0,001 2 Hệ thu được gồm: X2- 0,020 M; HX- 0,002 M; SO 4 0,001 M; NH3 0,001 M. Các quá trình xảy ra: X2- + H2 O ƒ HX+ OHKb1 = 10-1,4 (4) NH3 + H2 O HX- + H2 O 2 SO 4 + H2 O HX-  ƒ ƒ NH 4 + OH- H2 X OH- +  ƒ ƒ H SO4 + OHH+ + K 'b = 10-4,76 K b2 = K b = 10-12 X2- So sánh các cân bằng từ (4) đến (7), ta có: K b1 . C Kb. C 2SO 4 10-8,7 Ka2 = (5) (6) (7) 10-12,6 (8) ' X 2- >> K b . C NH >> Kb2 . C 3 HX + H2 O ƒ HX+ OHKb1 = 10-1,4 C 0,002 0,02 - y 0,002 + y y  y = 0,0142  [HX ] = 0,0162 (M) X2- [] >>  (4) chiếm ưu thế và như vậy (4) và (8) quyết định thành phần cân bằng của hệ: 0,02 -  αX - = 2 - [HX ] (Hoặc α 2- = X 0,0162 0,022 - [OH ] + C = HSO 4 0,022 +C 0,022 + NH 4  = 0,7364 hay α X - 2 = 73,64 %. 0,0142 + 0,001 + 0,001 0,022 = 0,7364) [H + ][A - ] (2) [HA] Bỏ qua sự phân li của nước, ta có: [H+]  [A-] và c (nồng độ mol của axit) = [A-] + [HA] [H + ]2 Thay [H+] = [A-] và [HA] = c - [H+] vào (2), ta được K a = (3) c - [H + ] Khi pH = 1,70 thì [H+]  10 -1,70  0,0200; Khi pH = 1,89 thì [H+]  10 -1,89  0,0129 Thay các kết quả này vào (3) ta được hệ phương trình:  0,022 K a = c - 0,02   0,01292 K =  a c  - 0,0129  2 Giải hệ phương trình ta được c = 0,0545 và Ka = 0,0116. Vậy c = 0,0545 mol/l và K a = 0,0116 HA → H+ + A- 2 Ka = (1) a) Kí hiệu của tế bào điện phân: Pt  KClO 3 (dd)  Pt 0,5đ anot: ClO 3 - - 2e + H2 O  ClO 4 - + 2H+ catot: 2H2 O + 2e  H2 + 2OHClO 3 - + H2 O  ClO 4 - + H2 1 anot: H2 O - 2e  2H+ + O2 2 catot: 2H2 O + 2e  H2 + 2OH1 H2 O  O2 + H2 2 Phản ứng chính: Phản ứng phụ: 0,5đ b) M KClO4  39,098 + 35,453 + 64,000 = 138,551 1 Câu 3 (2,0 điểm) 2 0,5đ 332,52  2,4mol 138,551 c 100  8.F  8(96485C)  771880C q = 2,4 mol . 2F . mol 60 q = 771880 C 8F Khí ở catot là hydro: n H2 =  4 mol 2F / mol nRT 4.0,08205.298   97,80 lit V H2 = P 1 Khí ở anot là oxy: nF tạo ra O 2 = 8 . 0,4 = 3,2 F 3,2 F n O2 =  0,8 mol 4F / mol nRT 0,8.0,08205.298   19,56 lit V O2 = P 1 n KClO4  a) Theo qui ước: quá trình oxi hóa Fe2+ xảy ra trên anot, quá trình khử Au3+ xảy ra trên catot, do đó điện cực Pt nhúng trong dung dịch Fe3+, Fe2+ là anot, điện cực Pt nhúng trong dung dịch Au3+, Au+ là catot: (-) Pt │ Fe 3+(aq), Fe 2+(aq) ║ Au3+(aq), Au+(aq) │ Pt (+) Phản ứng ở cực âm: 2x Fe2+(aq)   Fe3+(aq) + e 1 K1 0,5đ Au3+(aq) + 2e   Au+(aq) Phản ứng ở cực dương: Phản ứng trong pin: Au3+(aq) + 2Fe2+(aq)   Au+(aq) + 2Fe3+(aq) K = (K 11 )2 .K2 = 10 b) K2 2( E 0 Au3+ /Au  -E 0 3+ Fe /Fe2+ K ) / 0,059 0,5đ Trong đó thế khử chuẩn của cặp Fe3+/Fe2+ được tính (hoặc tính theo hằng số cân bằng) như sau: Fe3+ + 3e € Fe E0 (1) = -0,037 V, G0 (1) = -3FE0 (1) Fe2+ + 2e € Fe E0 (2) = -0,440 V, G0 (2) = - 2F E0 (1) Fe3+ + e € Fe2+ E0 (3) = -ΔG 0 (3) ΔG0 (1) - ΔG0 (2) =  = 3E0 (1)- 2E0 (2) = 0,77V F F → K = (K 11 )2 .K2 = 102(1,260,77) / 0,059 = 1016,61 Ở điều kiện tiêu chuẩn, sức điện động chuẩn của pin trên sẽ là: E0 pin = E 0 3+ + - E 0 3+ 2+ = 0,49 V Au /Au Fe /Fe a) FeO + H2 SO4  FeSO4 + H2 O (1) Fe2 O3 + 3H2 SO4  Fe2 (SO 4 )3 + 3H2 O (2) Fe2 (SO 4 )3 + 2H2 O + SO 2  2FeSO 4 + 2H2 SO 4 (3) 10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H2 SO4  5Fe2 (SO 4 )3 + 2MnSO4 + K 2 SO 4 + 8H2 O (4) 5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H2 O  2H2 SO 4 + 2MnSO 4 + K2 SO4 (5) b) Từ (1) và (4) ta có: nFeO (trong 1,2180 gam mẫu) = n Fe2 = 5. n MnO  = 5 . 0,10 . 15,26.10-3 = 7,63.10-3 (mol) 0,5đ 0,75đ 4 -3 7,63.10 . 0,8120 = 5,087.10-3 (mol) 1,2180  mFeO (trong 0,8120 gam mẫu) = 72 . 5,087.10-3 = 0,3663 (g) và mFe2O3 (trong 0,8120 gam mẫu) = 0,8120 . 0,65 – 0,3663 = 0,1615 (g)  nFeO (trong 0,8120 gam mẫu) = 0,1615  1,01.10-3 (mol) 160 Tương tự, từ (3) và (5) ta có:  n SO2  n SO2 (3)  n SO2 (5)  n Fe2O3 (trong 0,8120 gam mẫu) = 1 Trong đó: nSO2 (3) = n Fe2 (SO4 )3 (trong 0,8120 gam mẫu) = n Fe2O3 (trong 0,8120 gam mẫu) = 1,01.10-3 (mol) Câu 4 (2,0 điểm) 5 5 1 n MnO- (5) = ( n MnO-   n Fe2 ) 4 4 2 2 5 với:  n Fe2 = nFeO (trong 0,8120 gam mẫu) + 2.n Fe2O3 (trong 0,8120 gam mẫu) n SO2 (5)  5 1 ( n MnO-  (n FeO (trong 0,8120 gam mẫu) + 2.n Fe2O3 (trong 0,8120 gam mẫu)) 4 2 5 5 1  nSO2 (5) =  0,10 . 22,21.10-3 - (5,087.10-3 + 2 . 1,01.10-3 )   2.10-3 (mol). 2 5   nSO2 (5) = Vậy: n SO2  3,01.10-3 (mol)  VSO2 = 22,4 . 3,01.10-3 = 0,0674 (lit) 0,3663 .100 = 45,11 % 0,8120 % Fe2 O 3 = 65 % – 45,11 % = 19,89 % Vì Fe3 O 4 là hỗn hợp của FeO và Fe2 O3 nên coi 19,2 gam X gồm: Fe, FeO và Fe2 O 3 PTHH: Fe + 4HNO 3  Fe(NO 3 )3 + NO + 2H2 O (1) 3FeO + 10HNO 3  3Fe(NO 3 )3 + NO + 2H2 O (2) Fe2 O3 + 6HNO 3  2Fe(NO 3 )3 + 3H2 O (3) % FeO = 2 0,75đ - Dung dịch Y gồm: Fe(NO 3 )3 và HNO 3 dư - nNaOH = 0,35.2 = 0,7 mol - Cho dd NaOH tác dụng với Y, PTHH: HNO 3 + NaOH  NaNO 3 + H2 O Fe(NO 3 )3 + 3NaOH  Fe(OH)3 + NaNO 3 Theo (5): nNaOH (5)  3nFe(OH )3  3.0, 2  0,6 mol (4) (5)  nNaOH (4)  0,7  0,6  0,1mol Theo (4): nHNO3 d­  nNaOH (4)  0,1mol  nHNO3 p­  0, 4.3  0,1  1,1mol - Gọi số mol NO là x mol - Bảo toàn nguyên tố nitơ: nFe ( NO3 )3 (Y )  nHNO3 p­  nNO  1,1  x mol 3 3 1,1   0,55 mol 2 1 - Bảo toàn nguyên tố hiđro: n H2O = n HNO3 p­ 2 - Định luật bảo toàn khối lượng: m X +m HNO3 p­ =m Fe(NO3 )3 + m NO +m H 2O  19, 2  63.1,1  242. 1,1  x  30 x  18.0,55 3  x  0, 2  VNO = 0,2.22,4 = 4,48 lít - Bảo toàn nguyên tố nitơ: nFe ( NO3 )3 (Y )  nHNO3 p­  nNO 3 - mchất tan trong Y = 0,1. 63 + 0,3.242 = 78,9 gam  1,1  0, 2  0,3 mol 3 0,5đ O OMgBr a/ 1/ BuMgBr OH 2/ H2O 3/ H3O+ + -H+ -H2O -H+ + Câu 5 (2,0 1 điểm) O 1/ BuMgBr 2/ H2O 3/ HCl 4M A1 A5 0,5đ HO +H+ b/ -H2O OH + -H+ + OH HO O O O c/ OH- Cl2 Cl OH- Cl Cl2 O Cl2 COOH - CCl O - - COO OH H 3O - - COO OH - CCl 2 Cl O COO- 0,5đ O OH- 2 O O COOH + CCl3 COO- COOH O X là: 6-metyl-2-p-tolylhept-4-en-3-on Có 8 dạng cấu trúc không gian tương đối bền, chúng khác nhau về các yếu tố: cấu hình R/S, cấu hình E/Z và cấu dạng S-cis/S-trans. H Ar 2 Ar (S) H O (Z) O (E) (R) 0,5đ S-trans S-cis 1,0đ 1 a) Tính axit: Axit bixiclo[1.1.1]pentan-1-cacboxylic > axit 2,2-đimetyl propanoic là do: 0,5đ H3C COOH Câu 6 (2,0 điểm) COOH H3C H3C +I +I H3C COOH3C COO- H3C 2 Bị solvat hóa tốt hơn b) Tính bazơ: Bị solvat hóa kém do hiệu ứng không gian 0,5đ > > .. N H N lai hóa sp3 N N H N lai hóa sp2 Tính bazơ của piperidin là mạnh nhất do N chịu ảnh hưởng đẩy e của 2 gốc hidrocacbon no, do đó làm tăng mật độ e trên nguyên tử N nên làm tăng tính bazơ. Với pyridin, mặc dù N lai hóa sp2 , song đôi e riêng của N có trục song song với mặt phẳng vòng thơm nên cặp e riêng này không liên hợp vào vòng, do đó đôi e riêng của N gần như được bảo toàn, do đó pyridin thể hiện tính chất của một bazơ Với pyrol, cặp e riêng của N liên hợp với 2 liên kết pi trong vòng, sự liên hợp này làm cho mật độ e trên nguyên tử N giảm mạnh, pyrol gần như không thể hiện tính bazơ. a) 0,75đ b) Sơ đồ phản ứng tổng hợp ra A từ những hợp chất chứa không quá 4C. 0,5đ Sự tạo thành axit phtalic cho thấy các hợp chất là dẫn xuất của benzen bị thế hai lần ở vị trí ortho. B là một xeton có nhóm CH3 CO-. 0,75đ 1 Câu 7 (2,0 điểm) - HO B + C6H5CHO E (C18H18O) Cho thấy B chỉ ngưng tụ với một phân tử benzanđehit, vậy nhóm CH3 CO- sẽ đính trực tiếp vào nhân benzen và xeton B phải là o-C3 H7 C6 H4 COCH3 . 2 C3H7 CH3 O A O B C3H7 C3H7 C3H7 C3H7 COCH3 COOH C2H5 COCH=CHPh C D E - Gọi công thức trung bình của hai axit no đơn chức mạch hở là Cn H2n +1COOH Câu 8 (2,0 điểm) - Gọi công thức của hai axit không no đơn chức mạch hở có một liên kết đôi là CmH2m -1COOH (m  2, nguyên) PTHH: Cn H2n +1COOH + NaOH  Cn H2n +1COONa + H2 O (1) Cm H2m -1 COOH+ NaOH  Cm H2m -1 COONa + H2 O (2) NaOH + HCl  NaCl + H2 O (3) Theo (3): nNaOH (3)=nNaCl=nHCl=0,2 mol 2,0đ  nNaOH (1), (2) = 0,7 – 0,2 = 0,5 mol Theo (1), (2): n3 axit =n3 muối = nNaOH (1), (2) = 0,5 mol - Khối lượng 3 muối natri của 3 axit ( RCOONa): mRCOONa= 52,58 – 0,2.58,5 = 40,88 gam - Sơ đồ phản ứng cháy: O2 2Cn H 2n +1COONa   Na 2CO3  (2n +1)CO2 +(2 n+1)H 2O (4) to O2 2Cm H 2m -1COONa   Na 2 CO3  (2m +1)CO2 +(2m - 1)H2 O (5) to - CO 2 và H2 O bị hấp thụ vào dung dịch NaOH: mCO2 +mH2O =44,14gam - Gọi số mol CO 2 và H2 O lần lượt là x và y.  44x + 18y = 44,14 (*) 0,5 - Từ (4) và (5): n Na 2CO3 = =0,25 mol 2 - mRCOONa = 12.(x + 0,25) + 2y + 0,5.23 + 0,5.2.16 = 40,88 gam  12x + 2y = 10,38 (**)  x  0, 77 - Từ (*) và (**)    y  0,57 - Theo (4) và (5): n CmH2m -1COONa = n CO2 -n H2O = 0,77-0,57 = 0,2mol  n Cn H2 n +1COONa  0,5  0, 2  0,3mol  0,2.(14m + 66) + 0,3.(14 n + 68) = 40,88  2,8m +4,2 n =7,28  m +1,5 n =2,6 Mà m  2, nguyên  m=2 và n =0,4  Công thức của 3 axit là: HCOOH; CH3 COOH; CH2 =CH-COOH (0,2 mol) - Sơ đồ đường chéo: HCOOH 0 ] CH 3COOH 1  Z 0,4 Z ] 0,6 0,4 n HCOOH 0,6 3   n CH3COOH 0, 4 2  mol  nn HCOOH  0,18 0,12 mol CH3COOH - mX = 40,88 – 0,5.22=29,88 gam Vậy: 0,18.46 .100%  27, 71% 29,88 0,12.60 %mCH3COOH  .100%  24,10% 29,88 0, 2.72 %mHCOOH  .100%  48,19% 29,88 Xét 2 SO 2 + O2 € 2 SO 3 (1) ban đầu 0,15 0,20 lúc cbhh ( 0,15 + 2a) a (0,20 – 2a) Tổng số mol khí lúc cbhh là n1 = 0,15 + 2a + a + 0,20 – 2a = 0,35 + a Từ pt trạng thái: P1 V = n1 RT → n1 = P1 V / RT = 3,2.3/0,082.298 ; 0,393 → a = 0,043. %mHCOOH  Câu 9 (2,0 1 điểm) 0,75đ Vậy x O 2 = a / n1 = 0,043/ 0,393 = 0,1094 hay trong hh cb oxi chiếm 10,94% ban đầu lúc cbhh Trạng thái cbhh được xét đối với K = const; vậy: n 2SO3 / (n 2SO 2 .n O 2 ) 2 SO 2 + 0 2. 0,105 (1) và (2) như nhau về = const. O 2 ‡ˆ ˆˆ †ˆ 2 SO 3 (2) 0 x 0,105 (x – 2. 0,105). T (và cùng V) nên ta có 1,25đ Theo (1) ta có n 2SO3 / (n 2SO 2 .n O 2 ) = ( 0,20 – 2. 0,043)2 / (0,15 + 0,086)2 . 0,043 = 5,43. 2 1 2 Câu 10 (2,0 điểm) Theo (2) ta có n 2SO3 / (n 2SO 2 .n O 2 ) = (x – 0,21)2 / (0,21)2 .0,105 = 5,43. Từ đó có phương trình x2 – 0,42x + 0,019 = 0. Giải pt này ta được x1 = 0,369; x2 = 0,0515 < 0,105 (loại bỏ nghiệm x2 này). Do đó ban đầu có x = 0,369 mol SO 3 ; phân li 0,21 mol nên tỉ lệ SO3 phân li là 56,91% Tại cbhh tổng số mol khí là 0,369 + 0, 105 = 0,474 nên: SO3 chiếm ( 0,159 / 0,474).100% = 33,54%; SO2 chiếm ( 0,21 / 0,474).100% = 44,30%; O2 chiếm 100% - 33,54% - 44,30% = 22,16%. Từ pt trạng thái: P2 V = n2 RT → P2 = n2 RT/ V = 0,474.0,082.298/3 → P2 = 3,86 atm. Tªn cña c¸c ion phøc: (A) §iclorotetraammincoban(III); (B) Hexaxianocobantat(III); (C) Triclorotrixianocobantat(III). Co(CN)6 3-. Co : d2 sp3 ; C : sp ; N : kh«ng ë vµo tr¹ng th¸i lai ho¸ hoÆc ë tr¹ng th¸i lai ho¸ sp. - Ion phức (A) cã 2 ®ång ph©n: Cl Cl H3N H3N NH3 Cl Co Co H3N H3N NH3 NH3 Cl NH3 0,75đ 0,25đ 0,75đ - Ion phức (B) kh«ng cã ®ång ph©n: CN NC 3 NC Co CN CN CN - Ion phức (C) cã 2 ®ång ph©n: Cl NC Co Cl CN CN Cl NC Cl CN 4 Co Cl Cl CN  Co2+ + Fe3+ + 2 Cl- + 4 NH4 + CoCl2 (NH3 )4 + + Fe2+ + 4 H+  ----------HẾT---------Người ra đề Dương Trọng Phong (0985.574.133) 0,25đ SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC NINH ĐỀ THI CHỌN HSG VÙNG DUYÊN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC NINH MÔN: HOÁ HỌC LỚP 11 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ Thời gian làm bài 180 phút Câu 1: Tốc độ phản ứng 1. Phản ứng phân hủy xiclobutan thành etilen: C4H8  2C2H4 có hằng số tốc độ k = 2,48.10-4 s -1 ở 438 C . Tính thời gian để tỉ số mol của C 2H4 và C4H8 : a, Bằng 1. b, Bằng 100. 2. Phản ứng phân hủy nhiệt metan xảy ra như sau: k1  CH 4  CH 3  H  k2 CH 4  CH 3  C2 H 6  H  k3  CH 4  H   CH 3 H 2  4 CH 3  H   CH 4 k a. Áp dụng nguyên lí dừng với H  và CH 3 , hãy chứng minh rằng: 3 d[C2 H 6 ]  k[CH 4 ] 2 với k  dt k1 k 2 k 3 k4 b. Nếu nồng độ có thứ nguyên mol/cm3 và thời gian tính bằng giây, hãy tìm thứ nguyên của k. Câu 2: Dung dịch chất điện li 1.Tính pH bắt đầu kết tủa và kết tủa hoàn toàn Cr(OH)3 từ dung dịch CrCl3 0,010M. 2.Tính độ tan của Cr(OH)3? (coi như khi kết tủa hoàn toàn nồng độ cation còn lại là 10-6 M) pKs của Cr(OH)3 = 29,8; Lg *βCrOH2+ = - 3,8 Cr(OH)3↓ = H+ + CrO2- + H2O K = 10-14 Câu 3: Điện hóa học 1.Biểu diễn sơ đồ pin được ghép bởi 2 cặp CrO42-/CrO2¯ và NO3 /NO - ở điều kiện tiêu chuẩn - ở điều kiện CrO42- 0,010M, CrO2¯ 0,025M, NO3- 0,15M , p NO = 1 atm Cho E0NO   3 ,H / NO = 0,96 V; E0CrO 2  4 /Cr(OH)3 ,OH = - 0,13 V; 2,303 RT = 0,0592; F 2. 50ml dung dịch hỗn hợp A gồm : Ni(NO3)2 10-3 M, Co(NO3)2 10-1M, HNO3 10-2 M, CH3COONa 1,174.10-2 M. Điện phân dung dịch A với cường độ dòng I = 1,5A; bình điện phân có điện trở R = 0,45Ω, hai cực làm bằng Pt. a. Cho biết thứ tự các quá trình xảy ra trên catot. Tính điện áp tối thiểu cần tác dụng vào bình điện phân để quá trình điện phân đầu tiên xảy ra. b. Có khả năng tách riêng hai kim loại Ni, Co ra khỏi nhau hay không? c. Tính thời gian điện phân và pH của dung dịch điện phân khi ion thứ nhất đã điện phân được 10%. Cho : H /Pt  0, 288V ; O /Pt  1,070V ; E0Co 2 2 2 /Co  0, 28V ; E0Ni2 / Ni  0, 233V ; E0O ,H /H O  1,23V ; pK CH3COOH  4,76 2 2 Câu 4: Bài tập tính toán vô cơ tổng hợp Khi phân tích nguyên tố các tinh thể ngậm nước của một muối tan A của kim loại X, người ta thu được các số liệu sau: Nguyên tố cacbon oxi lưu huỳnh nitơ hiđro % khối lượng trong muối 0,00 57,38 14,38 0,00 3,62 Theo dõi sự thay đổi khối lượng của A khi nung nóng dần lên nhiệt độ cao, người ta thấy rằng, trước khi bị phân hủy hoàn toàn, A đã mất 32% khối lượng. Trong dung dịch nước, A phản ứng được với hỗn hợp gồm PbO2 và HNO3 (nóng), với dung dịch BaCl2 tạo thành kết tủa trắng không tan trong HCl. Hãy xác định kim loại X, muối A và viết các phương trình phản ứng xảy ra. Biết X không thuộc họ Lantan và không phóng xạ. Câu 5 (sơ đồ biến hóa, cơ chế phản ứng. đồng phân lập thể, danh pháp) 1. (1 điểm) Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau và cho biết cấu trúc các hợp chất A, B, C, D, E, F, G, H, I, K, L và M, biết rằng E và F là đồng phân của nhau, M có hai mặt phẳng đối xứng 1. SOCl 2 CH2 C 1. KOH,t CN CH2 2. t E NaBH4 CH3SO2Cl B A G NaN3 H3O+ I (C2H5)3N F CH3SO2Cl H NaN3 K (C2H5)3N OsO4 2. NaN3 C t0 3. 4. t- BuOH NaIO4 1. H2,Pd/C D C9H15NO3 L 2. CF3COOH 3.NaHCO3 1. H2,Pd/C M 2. CF3COOH 3.NaHCO3 2.(0,5 điểm) Styryllacton được phân lập từ thực vật có công thức (hình bên). Viết công thức cấu dạng các cặp đồng 6 5 4 O 7 phân đối quang và gọi tên styryllacton 8 theo danh pháp IUPAC của nó HO 3 9 1 O 2 ; 3. (0,5 điểm)Viết cơ chế của phản ứng sau: Br Br KCN trung hoa + N2 COOH NO2 O Câu 6 (Tổng hợp các chất hữu cơ, so sánh nhiệt độ sôi, Nhiệt độ nóng chảy, Tính Axit- Bazơ) 1.(1điểm) Axit abxixic thuộc loại sesquitecpenoit có nhiều trong giới thực vật. Một trong những cách để tổng hợp axit abxixic là đi từ axeton như sau: NaNH2 3CH3COCH3 A etylenglicol -2 H2O H+ C (C11H18O2) B (C9H13O) p-CH3C6H4SO3H D (C11H18O2) KMnO4 OH- E (C11H20O4) KMnO4 OH - F (C11H18O4) CH3SO2Cl G (C11H15O3) piridin Tiếp theo sẽ nối mạch để tạo thành axit: Metyl-3-metylpent-2Z-en-4-inoat H2O K LDA CrSO4 NH4+ DMF H2O H (Li+C7-H7O2) M +G I (C18H22O5Li) 1. CH3ONa, H2O 2.H+ OH COOH O a. Viết công thức cấu trúc của các chất từ A đến M. b. Axit abxixic có tính quang hoạt không? Có cấu hình như thế nào? 2.(0,5 điểm).So sánh nhiệt độ sôi của các chất sau , giải thích: N (A) (B) S (C) O NH (D) (E). 3. S¾p xÕp sù t¨ng dÇn tÝnh baz¬ (cã gi¶i thÝch) cña c¸c chÊt trong tõng d·y sau: (a) CH3-CH(NH2)-COOH,(A) CH2=CH-CH2-NH2(B), CH3-CH2-CH2-NH2(C) , CHC-CH2-NH2(D) . (b) -NH-CH3 , -CH2-NH2 , C6H5-CH2-NH2, p-O2N-C6H4-NH2. Câu 7 (Nhận biết, Tách chất, Xác định công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ) 1. Bằng phản ứng hóa học, phân biệt các chất trong từng cặp sau : a.. Axit aspartic và axit suxinic. b. Phenylalanin và tyrosin. c. Serin và threonin. 2. Giải thích áp dụng phương pháp phân tách hỗn hợp aminoaxit bằng sắc kí trao đổi ion. 3. M là một trisaccarit không có tính khử, được chuyển hóa theo sơ đồ sau: mannozidaza 1.CH3Br du/bazo Disaccarit A + 2. H3O+ D- Mannopiranozo 2,3,4,6- Tetra- O- metyl- D-galactopiranozo 1,3,4,6- Tetra- O- metyl- D-f ructof uranozo M f ructozidaza Disaccarit B 1.CH3Br du/bazo + 2. H3O+ D- Fructof uranozo 2,3,4,6- Tetra- O- metyl- D-mannopiranozo 2,3,6- Tri- O- metyl- D-galactopiranozo 1. Xác định cấu trúc và gọi tên M. 2. Trong dung dịch nước , α – D- mannopiranozo có thể chuyển hóa một phần thành β- D- mannofuranozo. Viết cơ chế chuyển hóa đó. 3. Từ β- D- mannofuranozo và β- D- fructofuranozo có thể tạo ra các metyl glicozit tương ứng. Viết các phương trình phản ứng và dự đoán phản ứng nào xảy ra nhanh hơn. Câu 8 (Hữu cơ tổng hợp) 1. Đối với phản ứng clo hóa toluen trong axit axetic ở 250 C, vận tốc tương đối (k toluen/k benzen là 344.Tỉ lệ các đồng phân clotoluen là: % sản phẩm vị trí octo là 59,8%;% sản phẩm vị trí meta là 0,5%; % sản phẩm vị trí para là 39,7%; a. Hãy tính yếu tố vận tốc phần fx ở các vị trí octo, meta, para ( x ứng với các vị trí octo, meta, para. b. Để nói lên mối liên hệ giữa vận tốc thế ở vị trí para với vận tốc thế ở vị trí meta người ta dùng hằng số gọi là yếu tố chọn lựa ( kí hiệu là S f).Tính S f của phản ứng trên. 2. Một trong những phương pháp tổng hợp Piriđoxin (có trong thành phần của vitamin B6 ) là đi từ CH3COCH2COCH2OC2H5 và H2N-COCH2CN.Hãy hoàn thành sơ đồ tổng hợp Piriđoxin: Me O NH2 + O piperidin C2H5OH/t0 O HNO3 d (CH3CO)2O CN 0 0C CH2OC2H5 Me PCl5 / POCl3 C 0 N 1.NaNO2 HCl / 90 0 C H 2 / Pd / Pt D HO 2. 48 % HBr / t0 3. AgCl, H 2O / t0 CH3COOH 150 C B A CH2OH CH2OH ( Piridoxin) 3. Cấu tạo của hợp chất K (tách từ quả hồi) đã được xác định theo sơ đồ phản ứng sau: K (C7H10O 5) O3 Me2S L (C7H10O7) CH3OH H+ M HIO4 N H3O+ OHCCHO + OHCCH(OH)CH2COCOOH a. Hãy vẽ công thức cấu tạo của L, M, N và K, biết rằng K không chứa nhóm chức ancol bậc ba. b. Hãy viết sơ đồ phản ứng tổng hợp ra K từ những hợp chất chứa không quá 4C. Câu 9: Cân bằng hóa học Cho phản ứng PCl5(k) PCl3(k) + Cl2(k) Cho các giá trị nhiệt động học ở 250C, áp suất 1 atm PCl5(k) PCl3(k) Cl2(k) H T0 KJ.mol-1 S T0 JK-1.mol-1 -374,5 - 287,0 364,2 311,8 0 223,1 1. Tính hằng số cân bằng KP ở 1800C.Giả thiết nhiệt độ chênh lệch so với 250C không ảng hưởng gì đến H và S của phản ứng. 2. Đưa vào bình chân không dung tích 5 lít 15 gam PCl5 . Đậy kín bình và nung nóng đến 1800C. Tính độ phân huỷ  của PCl5 và áp suất tổng của bình.Nếu bình có thể tích 10 lít thì độ phân huỷ  của PCl5 và áp suất tổng của bình là bao nhiêu 3. Cân bằng chuyển dịch về phía phản ứng nào nêu ta thêm khí Ne vào bình ở cùng nhiệt độ và dung tích bình không đổi.Cho M PCl = 208,5 5 Câu 10: Phức chất 1. a. FeSO4 Cho s¬ ®å c¸c ph¶n øng: Fe2(SO4)3 ®Æc FeCl2 (dd) KCN ®Æc, d- A (dd) AgNO3 B kÕt tña tr¾ng C kÕt tña xanh ®Ëm D kÕt tña tr¾ng FeCl2 KMnO4, H+ E (dd) Pb(OH)2, KOH G kÕt tña xanh A + F kÕt tña n©u Viết phương trình ion của các phản ứng xảy ra theo sơ đồ trên. b.Hãy cho biết từ tính của hợp chất A, dùng thuyết lai hóa để giải thích. 2.Cho các ion phức : [NiSe4]2- ; [ZnSe4]2-. Trên cơ sở thuyết lai hóa, hãy giải thích sự hình thành liên kết trong các ion phức trên và cho biết từ tính của chúng. Biết rằng, tương tác của các ion trung tâm với phối tử là tương tác mạnh. ĐỀ THI CHỌN HSG VÙNG DUYÊN HẢI S SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC NINH T TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC NINH BẮC BỘ NĂM 2015 MÔN: HOÁ HỌC LỚP 11 ĐÁP ÁN ĐỀ THI Thời gian làm bài 180 phút Câu 1 : 1. (1 điểm) Phản ứng phân hủy xiclobutan thành etilen: C 4H8  2C2H4 có hằng số tốc độ k = 2,48.10-4 s -1 ở 438 C . Tính thời gian để tỉ số mol của C 2H4 và C4H8 : a, Bằng 1. b, Bằng 100. 2. (1 điểm)Phản ứng phân hủy nhiệt metan xảy ra như sau: k1  CH 4  CH 3  H  k2 CH 4  CH 3  C2 H 6  H  k3  CH 4  H   CH 3 H 2  4 CH 3  H   CH 4 k a.(0,75đ) Áp dụng nguyên lí dừng với H  và CH 3 , hãy chứng minh rằng: 3 d[C2 H 6 ]  k[CH 4 ] 2 với k  dt k1 k 2 k 3 k4 b.(0,25đ) Nếu nồng độ có thứ nguyên mol/cm3 và thời gian tính bằng giây, hãy tìm thứ nguyên của k. Hướng dẫn chấm: 1. Vì hằng số k có thứ nguyên là [s -1] nên phản ứng tuân theo quy luật động học bậc nhất đối với butan(nồng độ, áp suất, số mol,...)
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan