Tài liệu [hoahoc11]dethidenghi-olympic30thang4-lanthuxii-2006-thptchuyenluongthevinh-dongnai

ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: HÓA HỌC - LỚP 11 Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh Tỉnh Đồng Nai Câu I (4điểm) I.1. Ở 27oC, 1atm, 20% N2O4 chuyển thành NO2. Hỏi ở 27oC, 0,1 atm, có bao nhiêu % N2O4 chuyển thành NO2 ? Nhận xét ? I.2. Tính  khi cho 69 gam N2O4 vào 1 bình 20 lít ở 27oC. I.3. Tính  khi cho 69 gam N2O4 và 30 gam Ar vào 1 bình 20 lít ở 27oC. I.4. Tính  khi cho 69 gam N2O4 và 30 gam Ar vào 1 bình 40 lít ở 27 oC. Cho nhận xét và giải thích. I.5. Người ta đo tỉ khối đối với không khí của một hỗn hợp khí N 2O4, NO2 ở áp suất 1 atm và tại các nhiệt độ khác nhau. Kết quả thu được là: to (C) 45 60 80 100 140 180 d 2,34 2,08 1,80 1,68 1,59 1,59 Tính  ở các nhiệt độ trên. Cho biết chiều thuận là chiều thu nhiệt hay toả nhiệt? Câu II (4 điểm) Cho pin:   2  H2(Pt), p H 2 = 1 atm H 1M MnO 4 1M, Mn 1M, H 1M Pt Biết rằng sđđ của pin ở 25oC là 1,5V. I.1. Hãy cho biết phản ứng quy ước, phản ứng thực tế xảy ra trong pin và xác định Eo MnO 4  / Mn 2  . I.2. Sức điện động của pin thay đổi ra sao (xét ảnh hưởng định tính), nếu: -Thêm ít NaHCO3 vào nửa trái của pin? -Thêm ít FeSO4 vào nửa phải của pin? -Thêm ít CH3COONa vào nửa phải của pin? Câu III (4 điểm) Một vài tính chất của một hợp chất vô cơ chưa biết A được liệt kê dưới đây: -A là một chất rắn màu trắng hơi vàng, dễ chảy rữa và thăng hoa khi đun nóng. A có khối lượng phân tử là 266. -A phản ứng mãnh liệt với nước để cho dung dịch B. -Khi một dung dịch hỗn hợp gồm NH4OH và NH4Cl được thêm vào dung dịch B thì nhận được kết tủa keo màu trắng. -Một mẫu dung dịch B phản ứng với dung dịch hỗn hợp nitric axit và bạc nitrat cho kết tủa vón cục màu trắng C. Kết tủa trắng này nhanh chóng tan đi khi thêm vào dung dịch NH4OH mặc dù khi ta cho dư NH4OH thì lại xuất hiện kết tủa trắng D. -Kết tủa D được lọc và hoà tan trong NaOH thu được dung dịch trong suốt E. -Khi cho khí CO2 lội qua dung dịch E thì lại sinh ra kết tủa D. -Chất A hoà tan không điện ly trong ete không lẫn nước. Khi dung dịch này phản ứng với LiH thì sẽ tạo thành sản phẩm F. Nếu dùng dư LiH thì F sẽ chuyển thành G. I.1. Xác định chất A. I.2. Xác định các chất từ B đến G và viết tất cả các phương trình phản ứng xảy ra. Câu IV (4 điểm) Từ dầu mỏ, người ta tách được các hyđrocacbon A, B, C. Dưới tác dụng của ánh sáng, brom hóa A (1:1) ta thu được sản phẩm A1. Phân tích định lượng A1: 55,81%C ; 6,98%H; 37,21%Br. Bằng phương pháp vật lý cho biết A 1 gồm hai loại phân tử với số lượng tương đương nhưng có khối lượng hơn kém nhau 2 đvC. B, C có nhiều hơn A hai nguyên tử H. I.1. Xác định công thức phân tử của A, B, C. I.2. Cả A, B, C đều không làm mất màu dung dịch brom và chỉ chứa C bậc hai và ba. Tỉ lệ giữa số nguyên tử CIII : số nguyên tử CII ở A là 2 : 3; còn ở B và C là 1 : 4. Cả ba đều chỉ chứa vòng 6 cạnh ở dạng ghế. Hãy xác định công thức cấu tạo và viết công thức lập thể của A, B, C. I.3. So sánh nhiệt độ nóng chảy của A, B, C. Giải thích? Câu V (4 điểm) Xitral A C10H16O là một terpenoit thành phần chính của tinh dầu chanh. Nó phản ứng với NH2OH tạo thành chất có công thức phân tử: C 10H17N, với thuốc thử Tolens cho phản ứng tráng gương và một chất có công thức phân tử: C10H16O2. Khi oxi hóa mãnh liệt xitral tạo thành axeton, axit oxalic và axit levuric (CH3COCH2CH2COOH) I.1. Dựa vào dữ kiện trên và dựa vào qui tắc isopren của terpen, hãy viết công thức cấu tạo của xitral. I.2. Trong thực tế xitral gồm hai đồng phân: xitral-a (tức geranial) và xitral-b (tức neral). Cả hai chất này đều cho sản phẩm oxi hóa như nhau. Vậy có thể có đặc điểm gì khác trong cấu hình của hai đồng phân đó? I.3. Xitral-a được tạo thành khi oxi hóa nhẹ geraniol, còn xitral-b được tạo thành khi oxi hóa nhẹ nerol. Dựa trên cơ sở này, hãy viết công thức cấu hình của xitral-a và xitral-b. ĐÁP ÁN Câu I I.1. Ban đầu Biến đổi Cân bằng PN 2O4  KP = N2O4 (k)  2NO2 (k) Tổng số mol khí n n n 2n n(1-) 2n n(1+) n 1 -   2n PNO 2  . Pcb  . Pcb ; n 1    n 1    PNO 2 2 PN 2O 4 Phệ Po Pcb 4 2  . Pcb 1  2 -Khi Pcb = 1 atm,  = 0,2  KP = 0,167 -Khi Pcb = 0,1 atm   = 0,543 = 54,3%  Nhận xét: Khi Pcb của hệ giảm,  tăng tức là cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, phù hợp với nguyên lí Lechatelier. I.2. C N 2O 4  n 0,75  0,0375 V 20 (M) Po = CRT = 0,0375.0.082.300 = 0,9225 (atm) N2O4 (k)  2NO2 (k) Ban đầu Po Biến đổi Po 2Po Cân bằng Po(1-) 2Po  KP = PNO2 2 PN 2O 4 4 2  . Po 1  2   = 0,191 = 19,1% I.3. Mặc dù thêm 1 lượng khí Ar làm áp suất tổng quát tăng gấp đôi tuy nhiên do thể tích bình không đổi nên C N 2O4 không đổi  Po (N2O4) không đổi, mà Kp cũng không đổi (vì nhiệt độ không đổi).   = 0,191 = 19,1% I.4. Tính tương tự câu I.2 ta được  = 0,259 = 25,9%  Nhận xét:  tăng, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Vì: áp suất tổng quát của hệ không đổi nhưng áp suất cân bằng gây ra bởi N 2O4 , NO2 lại giảm  cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. n.M N 2O 4 M hh I.5. d hh/kk   M hh 29d  (áp dụng định luật bảo toàn khối lượng). 29 n 1    M N 2O 4   -1 29d  to 45 60 80 100 140 180 d 2,34 2,08 1,80 1,68 1,59 1,59  0,356 0,525 0,762 0,888 0,995 0,995  Nhận xét: nhiệt độ tăng,  tăng  cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Theo nguyên lý Lechatelier, chiều thuận là chiều thu nhiệt. Câu II I.1. Vì Sđđ = E pin = +1,51V > 0, cực Pt (bên phải) là cactot, cực hiđro (bên trái) là anot, do đó phản ứng thực tế xảy ra trong pin sẽ trùng với phản ứng quy ước. Ở Catot xảy ra quá trình khử: MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O Ở Anot xảy ra quá trình oxi hóa: H2  2H+ + 2e Phản ứng thực tế xảy ra: 2MnO4- + 5H2 + 6H+  2Mn2+ + 8H2O Vì đây là pin tiêu chuẩn, nên theo quy ước: E opin E o - E o- E o MnO 4- / Mn 2 o Vậy E MnO 4  / Mn 2  - Eo 2H / H 2 E o MnO 4 / Mn 2 E opin 1,51 (V) I.2. Khi thêm các chất vào nửa phải hoặc nửa trái của pin thì lúc đó pin không còn là pin tiêu chuẩn nữa. -Nếu thêm ít NaHCO3 vào nửa trái của pin sẽ xảy ra phản ứng: HCO3- + H+  CO2 + H2O Làm [H ] giảm  E 2H  / H   + Do đó : E pin E MnO 4 / Mn 2  2 0,0592 H   lg 2 p H2 2 giảm. - E 2H / H sẽ tăng. 2 -Tương tự, thêm ít FeSO4 vào nửa phải của pin sẽ xảy ra phản ứng: MnO4- + 5Fe2+ + 8H+  Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O SO42- + H+  HSO4Làm cho [MnO4-] và [H+] giảm ; [Mn2+] tăng.  E MnO 4  / Mn 2 E o  MnO 4 / Mn 2      0,0592 MnO 4 H   lg 5 Mn 2    8 giảm, do đó Sđđ của pin giảm. -Nếu thêm ít CH3COONa vào nửa phải của pin sẽ xảy ra phản ứng: CH3COO- + H+  CH3COOH Do đó [H+] giảm, E MnO  / Mn 2 giảm, do đó Sđđ của pin sẽ giảm. 4 Câu III I.1. Trong bước thứ ba của phép phân tích ta thu được kết tủa trắng keo, điều này chứng tỏ rằng dung dịch B có chứa Al3+ và dung dịch B cũng tạo kết tủa trắng với AgNO3, kết tủa này tan đi khi ta thêm NH4OH vào chứng tỏ rằng dung dịch B có chứa Cl-. Vậy chất A sẽ là Al2Cl6 (MA = 266). I.2. Các phản ứng xảy ra: Al2Cl6 + 12H2O  2[Al(H2O)6]3+ + 6ClAl3+ + 3NH4OH  Al(OH)3 + 3NH4+ 6AgNO3 + 6Cl-  6AgCl + 6NO3(C) AgCl + 2NH4OH  [Ag(NH3)2]+Cl- + H2O Al3+ + 3NH4OH  Al(OH)3 + 3NH4+ (D) Al(OH)3 + NaOH  Na+[Al(OH)4-] (E) [Al(OH)4]- + CO2  Al(OH)3 + HCO3Al2Cl6 + 6LiH  (AlH3)2 + 6LiCl (F) (AlH3)2 + 2LiHdư  2LiAlH4 (G) Câu IV I.1. Đặt công thức tổng quát của A1 là : CxHyBrz Ta có: x : y : z = %C %H %Br 55,81 6,98 37,21     = 12 1 80 12 1 80 = 10 : 15 : 1 Công thức nguyên của A1 : (C10H15Br)n Ta biết trong tự nhiên Brom tồn tại dưới hai dạng đồng vị Br79 và Br81 . Mà khối lượng nguyên tử trung bình của Br là 80  Br79 và Br81 trong tự nhiên có số lượng tương đương nhau.  A1 chỉ có 1 nguyên tử Br hơn kém nhau 2 đvC là Br79 và Br81  CTPT của A1 : C10H15Br  CTPT của A : C10H16  CTPT của B, C : C10H18 I.2. A, B, C không làm mất màu dung dịch brom  Không chứa liên kết bội mà chứa vòng no. A có 4 CIII, 6 CII; B và C có 2CIII và 8CII.  Công thức cấu tạo của chúng: A B,C Công thức lập thể: B A C I.3. Tnc: A > B > C Vì tính gọn gàng giảm theo chiều đó. A có cấu trúc đặc biệt gồm 4 mặt ghế xếp rất khít vào nhau (gần giống mạng tinh thể) nên rất gọn  Tnc cao đặc biệt. Câu V I.1. Xitral có CTPT : C10H16O Ta có: + NH2OH C10H16O + Tolens C10H17NO (1) C10H16O 2 (2) + KMnO4 ñ/to CH - C - CH + HOOC - COOH + CH - C - CH - CH - COOH (3) 3 3 3 2 2 O O Từ (1) và (2)  Xitral là một anđehit đơn chức. Từ (3)  Xitral có thể có những công thức cấu tạo sau: CH3 - C = CH - CH = C - CH2 - CH2 - CH = O CH3 CH3 CH3 - C = CH - CH2 - CH2 - C = CH - CH = O CH3 CH3 CH3 - C = C - CH2 - CH2 - CH = CH - CH = O CH3 CH3 Tuy nhiên, dựa vào qui tắc isopren của terpen, CTCT đúng của Xitral là : CH3 - C = CH - CH2 - CH2 - C = CH - CH = O CH3 CH3 hay CH3 CH = O CH3 CH3 I.2. Trong thực tế, Xitral gồm 2 đồng phân, khi oxi hóa đều cho 2 sản phẩm như nhau, như vậy chúng có đặc điểm khác nhau trong cấu hình của 2 đồng phân này là: chúng là đồng phân hình học của nhau. CH3 CH3 CH = O CH = O (trans) CH3 CH3 (cis) CH3 CH3 I.3. Geraniol có cấu tạo là: CH3 CH3 CH2OH CH = O caáu hình cuûa Xitral-a laø: CH3 CH3 (trans) CH3 CH3 Còn Nerol có cấu tạo là: CH3 CH2OH CH3 CH3 CH3 caáu hình cuûa Xitral-b laø: CH = O CH3 CH3 (cis)